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Sedimentchemische Untersuchungen in Küstengewässern der DDR. Teil 11: Phosphatsorptionsgleichgewichte zwischen Sediment und Wasser in flachen eutrophen Küstengewässern

Abstract: Im Stoffkreislauf von Phosphaten in Gewassern spielen Sorptionsprozesse eine grose Rolle. Mit Hilfe der Langmuir Beziehung fur die Adsorptionsisotherme konnen sowohl Gleichgewichtskonzentrationen fur bestimmte Phosphatangebote als auch die maximale Sorptionskapazitat bestimmt werden. Auserdem werden Ergebnisse uber die Wirkung der Intensitat der Wechselwirkung, der Reaktionszeit und der Redoxbedingungen auf das Sorptionsgleichgewicht diskutiert. Unter den naturlichen Konzentrationsbedingungen werden die maximalen Sorptionskapazitaten nur gering beansprucht. Auf der Basis von abgeleiteten funktionalen Zusammenhangen wird fur den Barther Bodden eine Modellrechnung unter Berucksichtigung verschiedener Angebotskonzentrationen im Wasserkorper und im Interstitialwasser sowie unterschiedlich starker Sedimentaufwirbelungsraten vorgestellt. Die Modellergebnisse konnen im naturlichen Gewasser bestatigt werden. In sehr flachen Gewassern sind die aktuellen Phosphatkonzentrationen primar eine Folge der Sediment/Wasser-Wechselbeziehungen. Sie sind im Jahresgang nahezu konstant. Phosphat besitzt in solchen Gewassern keine produktionsbegrenzende oder produktionssteuernde Wirkung.

Comparative Toxicity of Heavy Metals and Interaction of Metals on a Freshwater Pulmonate Snail Lymnaea acuminata (Lamarck)

Abstract: In static bioassays the toxicity of heavy metal ions against Lymnaea acuminata over 24 … 96 h is tested. The values of the LC50,96h for the metals tested are, in mg/l: Hg2+ −0.023; Cu2+-0.034, Cd2+ −0.872, Ni2+ −2.78, Cr6+ −5.97 and Zn2+ −10.49. In the combined solutions of Cu2+, Ni2+ and Zn2+ at least an additive effect of toxicity occurs in the presence of two metals. The same holds for the presence of the three metals; in this case, the relative toxicity against the mixture of two metallic salt solutions appears to be slightly reduced. The acute manifestation of the toxic effect occurs within 48 h, subsequently the relative mortality decreases especially in the mixed solutions.

Chromium(III) and Chromium(VI) Circulation in Aquatic Biocenoses

Abstract: The cumulation of chromium(III) and (VI) has been studied in batch cultures of planktonic algae Microcystis incerta, Scedenesmus obliquus, Chlorella kessleri and Chlamydomonas geitleri at different chromium and algal cells concentrations. It has been found that chromium(VI) is practically not cumulated in algae, whereas chromium(III) is very rapidly cumulated in all types of algae investigated. The cumulation factor increases with the decrease of the radius of algae cells and it reaches the value of 106 for Microcystis incerta even after a few hours of contact. The kinetics, the cumulation factors and the capacity of algae to cumulate chromium(III) is practically the same for living as well as for dead cells and therefore it can be concluded that the cumulation of chromium(III) is due predominantly to the chemical sorption on the surface of algal cells.

Cytopathological Studies Resulting in Cadmium Bioassay with Heteropneustes fossilis (Bloch)

Abstract: Histopathological changes in various cellular constituents of gill, liver and kidney were studied in Heteropneustes fossilis (Bloch) after treatment with cadmium. The changes included fusion, vacuolization, necrosis, hypertrophy and formation of cellular debris in the gill; swellings in nuclei, vacuolization, necrosis and coagulation of cytoplasm in the liver; expansion of renal tubules and formation of cellular debris in the kidney. The changes in the tissue architecture have been discussed in reference to fish mortality.

Population Dynamics, Biomass and Biomass Production of Eudiaptomus gracilis (G. O. SARS) in Two Water Areas of Differing Trophic State of Lake Balaton (Hungary)

Abstract: Population dynamics and production of Eudiaptomus gracilis (G. O. Sars) were investigated in two basins of differing water quality of Lake Balaton from February through December, 1977. One of the basins (Keszthely) is considered to be hypertrophic. the other (Tihany) moderately eutrophic. Plankton samples were collected at weekly intervals. The fecundity was 9.61 ± 3.39 at Tihany, and 16.53 ± 3.60 at Keszthely. The difference between the two basins was significant (P<0.1%). At Tihany the average number of eggs per m3 was lower by 36% relative to Keszthety. The number of nauplii differed only a little between the two basins with the exception of April, when at Tihany the amount of individuals was nearly two times as great as at Keszthely. In the case of younger copepodites (Stages I … III) the difference in individual numbers between the two areas of water was marked from February to June, while in other periods it proved to be small. At Tihany, the number of young copepodites was greater by 8%, on the average, than at Keszthely. The amount of larger copepodites (IV … V) relative to the total number of younger individuals of the population was by 63% resp. 77% smaller at Tihany and Keszthely. In the whole period of these studies the number of adults was less by 44% at Keszthely than at Tihany. Their amount relative to that of nauplii was smaller by 6% at Tihany and by 45% at Keszthely. At Tihany, the population biomass was at a constant high level during winter and spring (40 to 50 mg/m3), in summer values being lower (15 … 35 mg/m3). In the Keszthely-Basin biomass showed more extreme changes, reaching a peak as high as 40 … 43 mg/m3 in April and November, but hardly exceeding 6 mg during July–August. During the period of investigation, total biomass in the Tihany-Basin was 342 mg/m3, at Keszthely 204 mg/m3. Net biomass production-two methods for estimation having been used – was higher in the Tihany-Basin (17.25 and 33.83 KJ/m2), while in the Keszthely-Basin it was considerably lower (13.06 and 9.50 KJ/m2).

Toxicity of Phenol, Pentachlorophenol and Sodium Pentachlorophenolate to a Freshwater Teleost Lebistes reticulatus (Peters)

Abstract: Lebistes reticulatus (Peters) was exposed to various concentrations of phenol, pentachlorophenol and sodium pentachlorophenolate to determine their toxicity, lethal concentrations and slope functions by a static bioassay procedure. Simultaneous controls were also run. The 94h LC50 values were 47.5mg/l (42.04 … 53.68) for phenol, 0.77 mg/l (0.616 … 0.963) for sodium pentachlorophenate and 0.97 mg/l (0.866 … 1.086) for pentachlorophenol. On this basis, the rank order is sodium pentachlorophenolate-pentachlorophenol-phenol. During the treatment, fish showed an abnormal swimming reflex, excessive mucus secretion, haemorrhage near lips, abdomen and basis of fins and loss of equilibrium followed by death.

Sedimentchemische Untersuchungen in den Küstengewässern der DDR. Teil 10: Die Rolle der Stoffaustauschprozesse an der Sediment/Wasser‐Kontaktzone eutropher Flachgewässer und Möglichkeiten zur Untersuchung am Beispiel des Phosphatkreislaufes — ein Überblick am Beispiel der Darß‐Zingster Boddenkette

Abstract: Anhand einer Literaturubersicht wird ausfuhrlich die Rolle der Sedimente im Stoffhaushalt, insbesondere flacher limnischer und mariner Gewasser, dargestellt, wobei die Stoffaustauschprozesse an der Sediment/Wasser-Kontaktzone besondere Berucksichtigung gefunden haben. Fur zusammengefast funf biologisch und 15 uberwiegend physikalisch-chemisch gepragte Prozesse werden die Hauptphosphortransporte zwischen Wasserkorper — Biomasse — Detritus — Sediment (incl. Interstitial) diskutiert. Zur Charakterisierung der bedeutendsten Phosphatumsetzungen werden die wichtigsten heute ublichen Laboratoriums- und in situ-Methoden fur die Aufstellung von Nahrstoffbilanzen erlautert. Am Beispiel der in die komplex angelegten okologischen Untersuchungen an der Dars-Zingster Boddenkette integrierten Sedimentforschungskonzeption wird der derzeitige Stand der Arbeiten zur Aufnahme der in eutrophen Flachgewassern sehr heterogen verteilten Sedimentqualitat, ihrer grosen zeitlichen Variabilitat und zu den Stoffaustauschprozessen an der Grenzschicht Sediment/Wasser beschrieben.

Untersuchungen über den atmosphärischen Nährstoffeintrag in die Ostsee

Abstract: Die Zufuhrung von Phosphor- und Stickstoffverbindungen aus der Atmosphare ist fur den Nahrstoffhaushalt der Ostsee von Bedeutung. In diesem Zusammenhang wurde die nasse und trockene Abscheidung untersucht. Der Eintrag durch Niederschlage bleibt offenbar weit hinter dem direkten Eintrag aus der Gasphase sowie in partikularer Form zuruck. Die aus trockener und nasser atmospharischer Abscheidung berechnete Phosphormenge (9900 t/a) stimmt etwa mit fruheren Abschatzungen fur die Ostsee (einschlieslich Kattegat) uberein. Die Stickstoffabscheidung liegt dagegen bedeutend hoher und entspricht etwa der Menge, die durch Flusse zugefuhrt wird. Bei Nahrstoffbilanzen fur die Ostsee mus ein atmospharischer Stickstoffeintrag (ohne N2) von 200000 … 250000 t/a in Rechnung gestellt werden.

Sedimentchemische Untersuchungen in Küstengewässern der DDR. Teil 12: Untersuchungen zur Phosphatfreisetzung und zur Sauerstoffzehrung an der Sediment/Wasser-Kontaktzone in flachen eutrophen Küstengewässern

Abstract: Die verschiedenen methodischen Moglichkeiten zur Messung von Stoffaustauschprozessen im Bereich des Sediment/Wasser-Kontaktes werden anhand einer Literaturubersicht diskutiert. Am Beispiel des sehr flachen Gewassersystems der Dars-Zingster Boddenkette (innere Kustengewasser der sudlichen Ostsee) wurden diese Stoffumsetzungen mit Hilfe des sogenannten Glockenprinzips gemessen, d. h. bei ruhender Sedimentoberflache und abnehmendem Sauerstoffpartialdruck. Fur mineralische Sedimente wurden im Freiland Sauerstoffzehrungsraten zwischen 592 und 1155 ml · m−2 · d−1 und im Laboratorium solche zwischen 284 und 378 ml · m−2 · d−1 ermittelt. Uberwiegend schlickige Sedimente zeigen im Laboratoriumsversuch ca. 400 ml · m−2 · d−1 als Sauerstoffverbrauch. Die Schwefelwasserstoffbildung erfolgt bei mineralischen Sedimenten starker als bei schlickigen Boden. Die Phosphatfreisetzung beginnt erst nach einer Sorptionsphase und erreicht in einem 42-Tageversuch 18 mg P · m−2 · d−1 als mittlere Rate. Nach einer zunachst schnellen Phosphorfreisetzung in den ersten Versuchstagen verlangsamt sich dieser Prozes. Wegen der dauernden Umschichtung von Flachwassersedimenten erubrigen sich Versuche langerer Dauer. Mit Hilfe von Diffusionsmodellen kann die Phosphorfreisetzung in Flachgewassern nicht beschrieben werden.

Zum Sauerstoffhaushalt der Gewässer der Feldberger Seenplatte an Hand ausgewählter sommerlicher Tiefenprofile seit 1924 und 1962. Teil 1: Haussee, Breiter Luzin, Lütter See, Schmaler Luzin

Abstract: Fur den Haussee, Breiter Luzin, Lutter See, Schmaler Luzin werden sommerliche Tiefenprofile der Sauerstoffkonzentration mit gleichzeitiger Darstellung des Metalimnions, der Sichttiefe, der Wasserfarbe sowie der Tiefengrenze fur das Auftreten von Schwefelwasserstoff von 1924 … 1981 dargestellt. Die Profile belegen sehr eindrucksvoll die fortschreitende Eutrophierung dieser Seen, aber auch erste Ansatze zur Verbesserung der Wasserqualitat im Haussee durch Abwasserfernhaltung. Wesentliche Daten der Hydrographie sowie die Moglichkeiten fur die Restaurierung und Sanierung werden diskutiert.

A Laboratory Study to Assess Separate and In-combination Effects of Zinc, Chromium and Nickel to the Fish Mystus vittatus

Abstract: The present investigation is designed to work out the isolated and in-combination effects of Zn2+, Cr6+ and Ni2+ to a fish Mystus vittatus. From all the 12 combinations, 6 are antagonistic and 6 are synergistic. The combination Cr/Ni is highly synergistic while combination (Cr + Ni)/Zn is highly antagonistic in nature. The possible mechanisms responsible for antagonistic and synergistic combinations have been discussed and indicated as the occupation of critical receptor sites by less toxic metal (antagonism) or intrinsic affinity of the individual metal for the critical site or relative concentration and distribution of the metals within the target organ site (synergism). The results drawn can be indicated in terms of the effective concentration required to reach a particular level for a particular biological end point and can be expressed as follows.

Die Bedeutung der Stickstoff‐fixierenden Blaualgen für den Stoffhaushalt stehender und gestauter Binnengewässer

Abstract: Die ausfuhrliche okophysiologische Ubersicht gliedert sich in die Kapitel: Beziehungen zwischen Stickstoff- und Phosphorhaushalt der Gewasser; methodische Aspekte der Stickstoff-Fixation in naturlichem Material; regulatorische Aspekte der Ammonium- und Nitratassimilation bei Blaualgen, Regulation der Stickstoff-Fixation auf zellularer Ebene und Regulation der Stickstoff-Fixation und der Abundanz Stickstoff-fixierender Blaualgen in Binnenseen. Dabei werden die physiologischen Ergebnisse und Probleme im Zusammenhang mit der Okologie sowohl der betreffenden species als auch des Gewassers diskutiert.

Spatial Distribution of the Biotic Community in the Thermal Gradients of the Two Hot Springs

Abstract: The runoff channels of two hot springs are investigated at seven and six stations with water temperatures of 64 … 34 or 44 … 35 °C, respectively. The temperatures are constant in the annual variation. With decreasing temperature, the pH-values and alkalinity decrease, whereas the hydrogen carbonate content and the orthophosphate concentration increase. In the range above 60 °C the mat consists of cyanophyceae and bacteria, and, unexpectedly, already from 60 °C also diatoms occur as dominant forms, below 40 °C the mat consisting of green algae and diatoms. With rotatoria, crustaceae and insects, herbivorous species occur only below 40 °C, fish species are regularly found below 38 °C.

Über die Anwendung von screening‐Methoden zur Erfassung organischer Stoffe im Wasser

Abstract: In der Literatur aufgefuhrte screening-Methoden bzw. entsprechende Analysenschemata zur Erfassung organischer Wasserinhaltsstoffe wurden zusammengestellt und Moglichkeiten fur die Entwicklung eines wasseranalytischen screenings, das fur die Wasserpraxis geeignet ist, erortert.

Strukturchemische Eigenschaften und Spurenstoffverhalten in aquatischen Ökosystemen

Abstract: Grundlage der Modellierung von Stoffverteilungen organischer Stoffe in aquatischen Systemen sind die Verteilungskoeffizienten in n-Octanol/Wasser, insbesondere im Hinblick auf die Bioakkumulation der Stoffe. Zugleich bestehen gute Korrelationen der Verteilungskoeffizienten zu Molekulparachor und Molrefraktion. Schlieslich bestehen gesicherte Beziehungen dieser Parameter zu den fur manche Stoffe bekannten Bioakkumulationsfaktoren und toxikologischen Daten, fur letztere insbesondere zur Molrefraktion als Ausdruck der Elektronen-beweglichkeit und damit fur die Reaktivitat der organischen Substanzen. Im weiteren mussen derartige Ansatze genutzt werden, um sowohl strukturchemische Parameter mit wesentlichen Ausbreitungsparametern in biogeochemischen Kreislaufen zu verknupfen und die toxische Wirkung auf entsprechende strukturchemische Parameter zuruckzufuhren.

Comparative Toxicity of Certain Non‐Insecticidal Chemicals to Mesocyclops leuckarti, the Carrier Host of Dracunculosis

Abstract: The relative toxicities of seven non insecticidal chemicals to Mesocyclops leuckarti were tested. The relative toxicity of each chemical is given as under: Chlorine water > Potassium permanganate > Cetavlon > Quicklime > Common alum > Savlon > Sodium bicarbonate.

Biomassen submerser Wasserpflanzen — ein landwirtschaftlicher Sekundärrohstoff

Abstract: In den anthropogen gepragten Hochleistungsokosystemen ist eine zunehmende Anreicherung der Gewasser durch anorganische Pflanzennahrstoffe, vor allem von Phosphor und Stickstoff festzustellen. Die Folge davon ist ein ubermasiges Pflanzenwachstum (Eutrophierung) in den fliesenden und gestauten Gewassern. Mit dem Uberschreiten eines Grenzwertes von 250 g Trockensubstanz m−2·a−1 in der Biomasseentwicklung bedeutet das aus gewasserokologischer Sicht die Einleitung negativer Ruckkopplungen und damit die sekundare Verschlechterung der Wasserqualitat. Die Krautung derartiger Gewasser ist unerlaslich. Die dabei anfallende Biomasse stellt ein erhebliches, vor allem mit Stickstoff und Phosphor angereichertes Reservoir organischen Dungers dar und ist somit ein wichtiger Sekundarrohstoff. Aus diesem Grunde erscheint eine starkere landwirtschaftliche Nutzung fur zweckmasig.

Tilapia in Lakes and Aquaculture — Ecological and Nutritional Approach

Abstract: The most recent findings in tilapia's nutritional physiology have been critically reviewed bearing in mind the future of this species in world aquaculture. This fish requires ten essential amino acids and a high protein content in the diet to achieve a maximum growth. The utilization of animal and vegetable protein may differ between the species of tilapias but generally fish growth was decreased while being offered plants or processed corn meals in comparison to diets with animal ingredients. Some problems connected with the nutrition terminology and new areas of research on Tilapia were discussed.

Models and Design of Aerobic Biological Treatment Processes

Abstract: Various models, applied to the design of aeration tanks, trickling filters and rotating discs, are compared. The adequacy of the models is established from the minimal mean square deviation of the measured and calculated values of the effluent concentration of a pollutant. It is shown that at the oxidation of simple substrates of the glucose type Moser's model is an adequate model and Monod's model is a particular case of this model. If a single substrate has a large concentration, activated sludge or biofilm become “saturated” and the oxidation kinetics follows the zero order. As the processing of the results of some experiments showed, the classical Monod model and its extreme case—the first-order equation of a reaction—are not adequate to the processes of the oxidation of multicomponent municipal sewage water. Equations for reactions of higher orders are true for them. The rate constant of the first-order reaction correlates well with the effluent concentration-influent concentration ratio, i.e., it is variable and depends on the treatment conditions and, above all, it is inversely proportional to the level of treatment.

Semicontinuous Algal Tests

Abstract: A method based on the semicontinuous cultivation of algae is described. It combines to a certain degree the advantages of batch and continuous cultivation; whilst using the relatively simple apparatus for batch cultivation, it gives results comparable with those of continuous cultivation. Due to its simplicity and its wide applicability this method can be considered as very promising for use in the water management practice.

Zur Kinetik der Denitrifikation. Teil 2: Mischpopulation und Gaswasser als Kohlenstoffquelle†

Abstract: Fur die Denitrifizierung mit einer adaptierten Mischpopulation und Gaswasser als Kohlenstoffquelle wurden biokinetische Daten ermittelt. Vom Gaswasser konnen nur 30% des CSV — im wesentlichen niedere Fettsauren — als Elektronendonatoren genutzt werden. Der kS-Wert (fur Nitrat) liegt bei Null, der μmax-Wert betragt 0,55 h−1. Es wurde der Einflus der Durchflusrate (D) auf einige Parameter untersucht. So wird Nitrit erst ab D ≧ 0,25 h−1 ausgeschieden, dabei steigt die Ausbeute (Y) sprunghaft an, was auf eine Veranderung in der Zusammensetzung der Mischpopulation zuruckgefuhrt wird. Der Wert fur den Erhaltungsstoffwechsel m bleibt konstant, er betragt m = 0,073 h−1 (g NO-N/g Biomasse · h). Seine Bedeutung als empfindlicher Indikator fur exogene Beeinflussung des Stoffwechsels (toxische Substanzen des Gaswassers) wird diskutiert.

Laboratoriumsuntersuchungen zur unterirdischen Enteisenung von Grundwässern

Abstract: Zur Simulation des unterirdischen Enteisungsprozesses wurde in einer mit Boden gefullten Saule unter anaeroben Bedingungen die biologische Reduktion naturlicher Eisen(III)-Verbindungen induziert. In einer zweiten Bodensaule erfolgte die Eliminierung des erzeugten Eisen(II) unter ahnlichen Bedingungen wie bei der unterirdischen Enteisenung. Dabei konnte gezeigt werden, das in sauerstofffreiem Grundwasser als primarer Eliminierungsmechanismus fur Eisen(II) die Aufnahme an den zum Kationenaustausch befahigten Tonmineralien wirksam wird. Die Oxydation des Eisen(II) zum Eisen(III) erfolgt erst sekundar beim Nachstromen von sauerstoffhaltigem Wasser durch das Porengerust des Grundwasserleiters. Durch nachfolgende Protolyse des Eisen(III) wird die Bindung am Sorptionskomplex gelost. Die dabei freiwerdenden austauschfahigen Platze konnen von den bei der Protolyse entstehenden Protonen sowie von anderen im Grundwasser enthaltenen Kationen besetzt werden. Nachstromendes eisen(II)-haltiges Grundwasser fuhrt erneut zur Aufnahme von Eisen(II) durch Ionenaustausch. Abermalige Infiltration von sauerstoffhaltigem Wasser, wie dies alternierend bei der unterirdischen Enteisenung der Fall ist, fuhrt wiederum zur Oxydation des aufgenommenen Eisen(II). Dieser sich standig wiederholende Prozes kann fur die unterirdische Enteisenung solange genutzt werden, bis die abgeschiedenen Eisen(III)-oxidhydrate die Durchlassigkeit des Grundwasserleiters auf ein okonomisch nicht mehr vertretbares Mas vermindert haben.