Unsere Arbeitsgruppe untersucht den Eintrag und die Verteilung von Schadstoffen in aquatischen Systemen und deren Wirkung auf Organismen und Lebensgemeinschaften.
Hierzu setzen wir ökotoxikologische Testsysteme einzeln und in Kombination ein, um die Wirkung von Schadstoffen auf Organismen abschätzen zu können. Damit können wir eine mögliche gegenwärtige oder zukünftige Gefährdung des Lebensraums „Gewässer“ anzeigen. Unser besonderes Augenmerk in unserer angewandten Forschung hierbei liegt auf der Sedimentbewertung, da sich in Sedimenten Schadstoffe anreichern. Die Lebewesen, die in diesen Sedimenten leben, sind einem „Cocktail“ chemischer Stoffe ausgesetzt.
Prospektiv untersuchen wir die biologische Wirkung sogenannter „neuer“ Schadstoffe wie nano-Titandioxid, Nano-Cocktails, und Seltener Erden in aquatischen Systemen.
An der Elbe steht der Einfluss von hohen Abflussverhältnissen im Oberlauf des Flusses auf Transport und Verteilung von Schadstoffen im Mittelpunkt unserer Betrachtungen. Ein großer Anteil der jährlich transportierten Schadstoffe, die an Schwebstoffe und Sedimente gebunden sind, wird während eines Hochwasserereignisses von oberstrom eingetragen. In den letzten Jahren hat es mehrfach extreme Hochwasserereignisse an der Elbe gegeben (2002, 2006, 2011, 2013), wobei zurzeit noch strittig ist, inwiefern dies eine Folge der Klimaveränderung ist. In mehreren Projekten haben wir uns mit den möglichen Auswirkungen dieser Hochwasserereignisse beschäftigt (Projekte „Sed-Trans“, „Seitenstrukturen I und II“, „diPol“, „Klimzug-Nord“).
Um die Wirkung von Schadstoffen auf Organismen zu beurteilen, wenden wir ökotoxikologische Testsysteme an, bei denen Testorganismen „stellvertretend“ Umwelt-proben ausgesetzt werden. Dabei untersuchen wir, ob es durch die Exposition zu negativen Folgen bei Entwicklung, Fortpflanzung, Wachstum etc. kommt. Wird der Testorganismus im Labor durch Proben eines Standortes geschädigt, besteht die Möglichkeit, dass auch die an diesem Standort lebenden Organismen in Mitleidenschaft gezogen werden. Mit Hilfe der Kombination verschiedener Testsysteme (z.B. mit Mikroalgen, Bakterien, Fadenwürmer, Wasserflöhe) zu sogenannten „Testbatterien” werden die unterschiedlichen Wirkungen auf verschiedenartige Organismen erfasst, sowie das Zusammenwirken verschiedener Umweltchemikalien und die Effekte nicht bekannter oder nicht-gemessener Chemikalien (Projekt Sullied Sediments).
Durch die Verknüpfung mit chemischen Messungen und der Untersuchung von im Ökosystem lebenden Organismen wird eine ganzheitliche Betrachtung der biologischen Wirkung angestrebt. Über eine integrierende Bewertung, u.a. mit Hilfe von Fuzzy-Logic Verfahren werden ökotoxikologische Klassifizierungen von Sedimenten erarbeitet, die eine rasche Einschätzung des Gefährdungs-potenzials von Regionen ermöglichen. International wurden in diesem Rahmen Thematiken in Afrika und Asien bearbeitet (Projekte „Morogoro“ und „Riskcycle“).
Bei manchen „neuen“ Schadstoffen weiß man bisher wenig über die Effekte, die sie auf aquatische Organismen in der Umwelt haben. Hierzu gehören unter anderem die Seltenen Erdmetalle und nano-Titandioxid, die wir aus diesem Grunde im Labor ökotoxikologisch untersuchen. Aus Experimenten, die wir zu verschiedenen Fragestellungen durchführen, erhoffen wir uns, mehr darüber zu erfahren, ob und unter welchen Bedingungen sie ein Gefährdung im Gewässer darstellen (Projekte „Gnome“, „MANTICC“)