05. November 2025, Thema: Aquatische Ökotoxikologie Sedimentökotoxikologie

Sedimentwürmer untersuchen die Wirkung von Abwasser auf die Gesundheit von Fliessgewässern

Mithilfe von Sedimentwürmern lässt sich die Wirkung von Schadstoffen auf Fliessgewässer zu bewerten. Neue Studien zeigen, dass gereinigtes Abwasser Sedimente belastet und an manchen Standorten auch das Grundwasser infiltrieren kann. Durch die Aufrüstung der untersuchten Anlagen um eine zusätzliche Reinigungsstufe wurde eine deutliche Verbesserung erreicht.

Abwasserreinigungsanlagen (ARA) spielen eine wichtige Rolle für den Schutz von Flüssen und von Grundwasser, doch ihre Abwässer können diese Ökosysteme belasten. Zwei neue Studien zeigen, wie winzige Sedimentwürmer aus der Gruppe der Oligochaeten uns helfen können, die ökologischen Effekte von Abwasser aus ARA auf Fliessgewässer zu verstehen und den Erfolg von ARA-Aufrüstungen zu beurteilen. Bäche und Flüsse sind durch Grobsedimente und die darunter liegende poröse Schicht mit dem Grundwasser verbunden. Diese Schicht wirkt wie ein Filter: Sie kann Schadstoffe speichern, trägt aber auch zur natürlichen Selbstreinigung der Gewässer bei. Verschmutztes Oberflächenwasser kann nach unten sickern und das Grundwasser belasten; saubereres Grundwasser, das nach oben strömt, kann die Wasserqualität im Fluss verbessern.

Komplexe Dynamik in Flusssedimenten

Herkömmliche chemische Analysen liefern Momentaufnahmen und keine Informationen über die Dynamik der Belastung, die aus dem Eintrag von Schadstoffen und dem hydrologischen Austausch zwischen Fliessgewässer und Grundwasser resultiert. Lebensgemeinschaften von Oligochaeten hingegen spiegeln den Zustand des Gewässers über längere Zeiträume wider. Sie umfassen Arten, die empfindlich bis sehr resistent gegenüber Schadstoffen sind. Während einige dieser Arten nur in Oberflächensedimenten oder nur im Grundwasser leben, kommen andere in beiden Lebensräumen vor. Die Zusammensetzung der Oligochaetengemeinschaft variiert daher je nach Belastung und Austausch zwischen Gewässer und Grundwasser. «Durch ihre Analyse können wir nicht nur die Sedimentverschmutzung beurteilen, sondern auch die Dynamik des vertikalen hydrologischen Austauschs “, erklärt Régis Vivien.

Um die Methode zu testen und die Auswirkungen des ARA-Abflusses zu analysieren, untersuchten die Forschenden die Sedimente oberhalb und unterhalb von drei Kläranlagen: Oberglatt, Muri und Vallorbe. In Oberglatt und Muri verglichen sie die Wurmgemeinschaften zudem vor und nach einer Aufrüstung der Anlage durch eine zusätzliche Reinigungsstufe mit Aktivkohle.

Deutliche Auswirkungen der Kläranlagen und Erfolg der Aufrüstung

Die Wissenschaftler stellten fest, dass alle drei ARA negative Auswirkungen auf die Oligochaeten-Gemeinschaften hatten. Selbst behandeltes Abwasser verändert also die Biologie der Fliessgewässer. In einigen Flussabschnitten strömte Grundwasser nach oben und trug so zur Verdünnung der Schadstoffe bei, in anderen Bereichen sickerte Flusswasser nach unten und könnte so das Grundwasser belasten. Nach der Aufrüstung der ARA in Oberglatt und Muri mit Aktivkohle sank der Anteil resistenter Oligochaetenarten flussabwärts der ARA – ein Hinweis darauf, dass die Sedimentbelastung zurückgegangen war.

Die Studien bestätigen, dass die Untersuchung von Oligochaetengemeinschaften eine leistungsfähige Methode ist, um spezifische Effekte von Abwasser nachzuweisen und den Erfolg von ARA-Aufrüstungen zu bewerten. Sie liefert auch Hinweise auf die Anfälligkeit des Grundwassers gegenüber Verschmutzung durch Oberflächenwasser und die Selbstreinigungskapazität von Fliessgewässern – beides entscheidend für ein integriertes Wassermanagement.

Aktuell erfordert die Methode Expertenwissen für die Artbestimmung der Tiere, doch eine Bestimmung auf DNA-Basis oder eine vereinfachte Bestimmung könnten sie bald für die routinemässige Überwachung zugänglicher machen. Für Wassermanager und Ökologen ist die Botschaft klar: Die Verfolgung von Würmern in Sedimenten liefert ein integratives Bild der Gesundheit von Fliessgewässern und zeigt, ob kostspielige Modernisierungen von Kläranlagen die erwarteten ökologischen Vorteile bringen.

Publikationen

Vivien, R., & Ferrari, B. J. D. (2025). New data on the use of oligochaete communities for assessing the impacts of wastewater treatment plant effluents on receiving streams. Water, 17(5), 724 (17 pp.). https://www.dora.lib4ri.ch/eawag/islandora/object/eawag:33977

Vivien, R., & Ferrari, B. J. D. (2025) Effet de rejets de STEP sur le milieu récepteur. Evaluation basée sur les oligochètes de la matrice poreuse – Cas de la STEP de Muri., Aqua & Gas 105, 11, 68-75 https://www.dora.lib4ri.ch/eawag/islandora/object/eawag:35730

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