StygoTracing - Erste Erfahrungen mit biologischen Tracern im Grundwasser

Susanne van den Berg-Stein1, Diana Burckgard1, Hans Jürgen Hahn1
1 Institut für Grundwasserökologie IGÖ GmbH

O 9.15 in Groundwater-surface water-interactions - processes and methods

22.03.2018, 16:45-17:00, 1

Im Grundwasser leben zahlreiche Tierarten. Ihre Populationen stehen miteinander in unterschiedlich engem Kontakt. Die Intensität, mit dem diese Populationen miteinander kommunizieren und sich vermischen, hängt vor allem vom hydrogeologischen Austausch zwischen deren Standorten ab. Da die Verbreitung der Tiere nur über das Wasser erfolgen kann, sind sie potentielle passive Tracer für hydrogeologische Wechselwirkungen. Dazu allerdings müssen die Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den einzelnen Individuen und Populationen bekannt sein: Je enger die Verwandtschaft, so zumindest die Hypothese, desto intensiver die hydrogeologischen Interaktionen.

Der Grad der Verwandtschaft lässt sich mit einer Art Vaterschaftstest für Grundwassertiere feststellen. Dazu hat das Institut für Grundwasserökologie IGÖ GmbH ein genetisches, Mikrosatelliten-basiertes, faunistisches Verfahren – StygoTracing - entwickelt und patentiert (EP 3115464).

Die dabei angewandte Mikrosatellitenanalyse erwies sich als geeignet, selbst einzelne Individuen sicher voneinander zu unterscheiden. Bisher wurde StygoTracing allerdings nur im überschaubaren Rahmen eines Pilot-Trinkwasserversorgungssystems erprobt. Erfahrungen mit Freilandhydrosystemen fehlen bisher noch.

Deshalb wird StygoTracing derzeit im Rahmen des BMBF-Projektes StygoTracing-EZG (FKZ: 031B0245) gemeinsam mit dem Institut für Grundwasserwirtschaft der TU Dresden im Freiland getes­tet. Als Tracerorganismen dienen Krebstiere (Abb.1).

Hierfür wurden Untersuchungsgebiete in Bayern (n=4), Baden-Württemberg (n=1), Rhein­land-Pfalz (n=1) und Sachsen (n=1) ausgewählt und im Frühjahr 2016 und Herbst 2016 sowie im Frühjahr 2017 insgesamt 186 Grund-, Quell- und Bach­wässer faunistisch beprobt.

Mittlerweile liegen genetische Daten vor. Erste Auswertungen lassen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen plausible Zusammenhänge erkennen. So werden großräumige hydrographische Veränderungen, aber auch die Einflüsse der Eiszeiten, genauso sichtbar wie kleinräumige Wasserflüsse.

Für den Schutz von Grundwasserressourcen sind Informationen zu Grundwasser­neu­bildungs­­gebieten und Wechselwirkungen mit Oberflächenwässern von wesentlicher Bedeu­tung. StygoTracing hat das Potential, sich zu einem hochauflösenden Werkzeug für die hydrogeologische Praxis zu entwickeln. Die weiteren Auswertungen werden zeigen, ob diese Hoffnung gerechtfertigt ist.

Abb.1:	Manche Hüpferlinge (Größe < 1 mm) sind geeignete Tracerorganismen
Abb.1: Manche Hüpferlinge (Größe < 1 mm) sind geeignete Tracerorganismen



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