摘要：Hintergrund, Ziel und Zweck Die ökotoxikologische Untersuchung von limnischen Sedimenten und Baggergut sowie die Abschätzung des Belastungspotenzials erfolgt gemäß den Handlungsanweisungen für den Umgang mit Baggergut der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (HABAB-WSV) im Standardprüfverfahren mit genormten Biotests. Von den zu untersuchenden Sedimenten werden Porenwässer und Eluate gewonnen und über Verdünnungsreihen mit Organismen unterschiedlicher trophischer Ebenen untersucht. Im Merkblatt „Ökotoxikologische Baggergutuntersuchungen“ (BfG 2007) ist zur Untersuchung von Sedimenten des Binnenbereiches neben weiteren Testverfahren der Wachstumshemmtest mit der Grünalge Desmodesmus subspicatus nach DIN 38412 Teil 33 (1991) angeführt. Der Grünalgentest wird in den Laboratorien der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) entsprechend den Normvorgaben in Kulturröhrchen aus Glas (Reagenzglasvolumen 10 ml) durchgeführt. Im Folgenden wird diese Methodendurchführung als herkömmliche Methode oder als DIN-Methode bezeichnet. Im Rahmen einer Diplomarbeit sollte an der BfG ein Verfahren zur Durchführung des Algentests in Mikrotiterplatten entwickelt werden, das zur DIN-Methode vergleichbare Ergebnisse liefert. Durch die Miniaturisierung und eine Automatisierung des Algentests sollten Messkapazität und Probendurchsatz erhöht und im Gegenzug der Arbeitszeit- und Personalaufwand reduziert werden. Methoden Grundlage für die miniaturisierte Testdurchführung war der Algentest nach DIN 38412 Teil 33. Die Methodendurchführung in Mikrotiterplatten wurde durch systematische Untersuchungen optimiert. So wurden z. B. geeignete Kultivierungsbedingungen wie Abdeckung und Art der Reaktionskammern ermittelt und die Parametereinstellungen des Messgerätes optimiert. Zur Validierung der mit der entwickelten miniaturisierten Methode gewonnenen Ergebnisse wurden 25 Testgüter (20 Porenwässer und 5 Einzelsubstanzen) untersucht und mit den Messergebnissen der herkömmlichen Methode nach DIN verglichen. Ergebnisse Der Vergleich der parallel durchgeführten Methoden in der Mikrotiterplatte und im Reagenzglas zeigte eine durchschnittliche Abweichung der Hemmwirkungen von ca. 20 Prozentpunkten. Eine statistische Überprüfung mit dem Mann-Whitney-U-Test bezüglich der Gleichheit der in den Testkonzentrationen festgestellten Hemmwirkungen zeigte für ca. 30 % der untersuchten Proben eine Übereinstimmung. Mit den über die Verdünnungsreihen ermittelten Toxizitäten wurde der pT-Wert bestimmt (Krebs 1988). Bei zehn der 20 mit beiden Methoden untersuchten Umweltproben wurde derselbe pT-Wert ermittelt (50 %). Bei 40 % der untersuchten Sedimente wurde eine Abweichung um einen pT-Wert und bei 10 % eine Abweichung um mehr als einen pT-Wert festgestellt. Diskussion Bei der Optimierung der Methodendurchführung wurden grundlegende Parameter untersucht und an das miniaturisierte System angepasst, um möglichst alle der in DIN 38412 Teil 33 geforderten Kriterien einzuhalten. Als problematisch erwies sich hierbei das in der Norm geforderte Gültigkeitskriterium zur Biomasseerhöhung im Kontrollansatz um den Faktor 30, das nur in zwei von 31 Versuchsdurchführungen erfüllt wurde. Die auf einem Vergleich mit der herkömmlichen Methode nach DIN beruhende Validierung der in den Verdünnungsstufen festgestellten Hemmwirkungen ergab teilweise statistisch stark signifikante Unterschiede. Insgesamt lagen für ca. zwei Drittel der festgestellten Hemmwirkungen signifikante Unterschiede zwischen beiden Methoden vor. Schlussfolgerungen Ohne eine weitere Anpassung und Optimierung kann die hier entwickelte miniaturisierte Methodendurchführung für den Algentest die herkömmliche Durchführung nicht ersetzen. Empfehlungen und Ausblick Zur miniaturisierten Durchführung des Algentestes in Mikrotiterplatten sollten weiterführende Untersuchungen und Optimierungen erfolgen. Die Gültigkeitskriterien der Norm wie z. B. die Vervielfachung der Biomasse im Kontrollansatz sollten zuverlässig eingehalten werden können. Eine miniaturisierte Methodendurchführung des Algentestes ist weiterhin grundsätzlich anzustreben, um die Kapazität zu steigern und um gleichzeitig den Arbeitsaufwand durch automatisierte Arbeitsschritte zu verringern. Die mit der miniaturisierten Methode erzeugten Ergebnisse sollten denen der bislang durchgeführten Methode entsprechen.
关键词：Algae Test ; Bioassay ; Biological Test ; Chlorophyll-fluorescence ; Desmodesmus subspicatus ; DIN 38412 part 33 ; Growth inhibition test ; Microtiter plate ; Miniaturization
