Probenahme und Aufbereitung

Probenahme

Auswahl der Probestelle

Die Probestelle ist sorgfältig auszuwählen, da eine Stauregelung in Flüssen das Phytoplankton erheblich beeinflusst. Ungeeignet sind künstlich erweiterte und befestigte Fließgewässerabschnitte (Hafenbecken, Schleusen, Orte direkt vor und nach Staustufen etc.), da sich die Fließgeschwindigkeit an diesen Orten erheblich verändert und deshalb zur Einschichtung oder Sedimentation bestimmter Phytoplanktonarten führen kann. Deshalb sollte eine Einschätzung erfolgen, ob die mittlere Wasseraufenthaltszeit im oberhalb liegenden 10 km-Abschnitt um mehr als das Zweifache künstlich verlängert wird. Auch Proben aus stark erweiterten Flussabschnitten und aus künstlichen Vertiefungen präsentieren nicht das typische Flussplankton.

Beprobungstermin

Für jedes Untersuchungsjahr ist eine monatliche Beprobung des Phytoplanktons im Zeitraum April bis Oktober durchzuführen, so dass mindestens sechs Termine in die biologische Bewertung eingehen.

Eine 14-tägige Beprobung wird für die Chlorophyll-a-Bestimmung und für die Nährstoffe empfohlen.

Probenahme

Für die Fließgewässer-Bewertung werden die Proben von einer Brücke aus auf der strömungszugewandten Seite mit einem Wasserschöpfer (Ruttner- oder Van-Dorn-Fallschöpfer) in der Regel aus einer Wassertiefe von 0,5 m in der Strommitte entnommen. Es werden keine Planktonnetze verwendet.

In langsam fließenden Fließgewässern kann es zu horizontalen Einschichtungen des Phytoplanktons im Wasserkörper kommen.

Bei sichtbaren Aufrahmungen von Algen und einer Sichttiefe unter 1 m wird eine zweite Probe von der Gewässeroberfläche entnommen und mit der Probe aus 0,5 m zu einer Mischprobe vereint.

Aus der Wasserprobe werden für das PhytoFluss-Verfahren mindestens zwei Teilproben entnommen:

  1. 1-2 Liter für den Parameter Chlorophyll-a-Gehalt in PET-Flaschen (Anteil grüner Algenfarbstoffe). Die Proben müssen dunkel und kühl ins Labor transportiert werden.
  2. Die Phytoplanktonproben zur späteren mikroskopischen Analyse werden direkt vor Ort in 100ml- oder 250 ml-Klarglas-Enghalsflaschen abgefüllt und sofort mit einer jodhaltigen Lösung (Lugol´sche Lösung) fixiert (Abb. 1). Bei gekühlter und luftdichter Lagerung sind sie mindestens für ein halbes Jahr haltbar.

Beide Proben werden mit einem Etikett beschriftet, das jeweils den Namen des Messortes, den Gewässernamen, das Datum und möglichst auch eine fortlaufende Labornummer angibt.

Es sollte sichergestellt sein, dass die Proben noch am selben Tag zur Filtration im Labor eingehen.

  Abb. 1: Links: Glasflasche mit Lugol-fixierter Probe; Rechts: geeichte Absetzkammer mit verschieden großen Aufsätzen (Foto: IGB).

Aufbereitung der Proben 

Bearbeitung der Chlorophyll-a-Proben im Labor 

Die Chlorophyll-a-Konzentration einer Wasserprobe ist spektralphotometrisch zu messen. Sie korreliert mit der Biomasse des enthaltenen Phytoplanktons, da alle Arten dieses Pigment zur Photosynthese nutzen. Deshalb wird die Chlorophyll a-Konzentration für das Verfahren PhytoFluss als Surrogat für die Biomasse des Phytoplanktons verwendet.

  Abb. 2: Laboreinrichtung zur Filtration von Chlorophyll-a Proben auf Glasfaserfilter (Foto: IGB)

 

Ziel der photometrischen Analyse ist die Bestimmung des Parameters Gesamtpigment (Anteil grüner Algenfarbstoffe „Chlorophyll a“ einschließlich der ersten Abbauprodukte „Phaeophytin a“). Die Bestimmung der Chlorophyll-a-Konzentration nach der Norm (DIN 38409-H60) beruht auf der ethanolischen Heißextraktion aus dem Filterrückstand einer Wasserprobe und der anschließenden Absorptionsmessung bei 665 nm, wobei auch Phaeopigmente mit erfasst werden. Nach quantitativer Überführung des Chlorophyll-a in Phaeopigmente mittels Ansäuern wird eine erneute Messung bei 665 nm durchgeführt.

Um einen Filterrückstand zu erhalten, müssen die Wasserproben zuvor auf einen Glasfaserfilter am Probenahmetag mit einer Vakuumpumpe filtriert werden (s. Abb. 2).

Die photometrischen Analyseergebnisse werden mit einer speziellen Formel als Gesamtpigment verrechnet (Gesamtpigment = Chl a korrg. (DIN) + (Phaeo/1,7).

Aufbereitung der Phytoplanktonprobe (Utermöhl-Methode)

Ziel der mikroskopischen Analyse ist die Bestimmung des Biovolumens des Phytoplanktons. Die Analyse des Phytoplanktons erfolgt an einem Umkehrmikroskop. Dafür werden die Phytoplankter einen Tag zuvor in Absetzkammern angereichert (s. Abb. 1).

Da die Zellkonzentration in Abhängigkeit von der Artenzusammensetzung und der Saison sehr stark schwanken kann, sind Orientierungswerte zur Auswahl des benötigten Absetzvolumens hilfreich. So sollten zum Beispiel bei Chlorophyll-a-Konzentrationen der Probe zwischen 5-10 µg/l ein 10 ml Kammeraufsatz genutzt werden, bei geringeren Konzentrationen der 25 ml- oder sogar 50 ml-Aufsatz.