Züchtungsexperimente an zwei marinen Flagellaten (Dinophyta) und ihre Anwendung im toxikologischen Abwassertest

Abstract

During rearing experiments withProrocentrum micans andCeratium furca (Dinophyta) under different conditions of temperature, light and nutrients, the role of industrial waste water of a titaniumdioxide factory has been examined. The waste water contains primarily H₂SO₄ and FeSO₄ (for details consult Table 1); it is scheduled for discharge in early 1969 in quantities of some 1,200 tons per day into a North Sea area about 12 nautical miles north-west of Helgoland. The organisms were cultivated in bottles containing limited volumes of test liquid, and in chemostats, over periods of a few weeks. Growth rates of populations exposed to different waste water concentrations served as criterion of possible toxic effects of the industrial waste water. The experiments revealed distinct sublethal effects in dilutions (parts waste water : parts seawater of 32‰ S) down to 1 : 50,000(Ceratium furca), and 1 : 32,000(Prorocentrum micans). At 1 : 5,000 only a portion of the population(Prorocentrum micans) survives; the remaining cells stagnate reproduction at a given constant cell density. The specific toxic effects of the different components of the waste water are discussed. Further experiments are necessary to increase our knowledge on the biological consequences of the discharge of waste water into the North Sea, and to develop methods for the assessment of the effects of unknown toxic agents by means of culture experiments.

Zusammenfassung

1. Die geplante Einleitung von Industrieabwässern eines Titandioxidwerkes in ein Seegebiet 12 Seemeilen nordwestlich Helgolands gibt den Anlaß, Untersuchungen über die Toxizität dieser Abwässer im Labor aufzunehmen. Die Untersuchungen wurden an zwei marinen Flagellaten durchgeführt,Prorocentrum micans undCeratium furca (Dinophyta). Beide Arten treten im Plankton der Nordsee häufig auf.

2. Grundlage der Toxizitätsuntersuchungen boten Züchtungsexperimente über den Einfluß von Temperatur, Licht und Nährstoffbedarf. Die Experimente wurden mit Unialgalkulturen sowohl in Flaschen als auch nach dem Chemostat-Prinzip durchgeführt. Die Vermehrungsrate der Algen wurde durch Auszählen definierter Proben bestimmt.

3. In den Versuchen unter Abwassereinfluß bildete die Beeinträchtigung der Vermehrungsrate das Kriterium zur Beurteilung der Toxizität. Die Testorganismen wurden in Konzentrationen von 1 : 100 000 bis 1 : 2500 Teilen Abwasser : Seewasser über einen Zeitraum von mehreren Wochen kultiviert. In getrennten Versuchsansätzen wurde der Einfluß von frischen und von gealterten Abwasser-Seewassergemischen untersucht. Der Verlauf der pH-Änderung in den Versuchsgefäßen wurde über die gesamte Versuchsdauer gemessen.

4. Die Ergebnisse lassen erkennen, daß die Vermehrungsrate der Algen bereits durch Abwasserkonzentrationen von 1 : 100 000 leicht beeinflußt wird. Deutlich schädigende Wirkungen treten beiCeratium furca in Konzentrationen von 1 : 50 000, beiProrocentrum micans von 1 : 32 000 Teilen Abwasser : Seewasser auf. In Konzentrationen von 1 : 5000 kommt beiProrocentrum micans das Wachstum der Kulturen vollkommen zum Erliegen. Die letalen Konzentrationen liegen fürCeratium furca unterhalb 1 : 3500, fürProrocentrum micans unterhalb 1 : 2500 Teilen Abwasser : Seewasser.

5. Bei der Festsetzung der Grenzwerte, die bei Abwassereinleitungen in See eingehalten werden müßten, sollten insbesondere die Ergebnisse von Untersuchungen über subletale Schädigungen zugrunde gelegt werden. Die hier vorgelegten Untersuchungen über die Beeinflussung der Vermehrungsrate mariner Flagellaten durch Industrieabwässer leisten dazu einen Beitrag.