Mikrobielles Wachstumspotential in alpinem Karst-Grundwasser

Etwa 25% der globalen Bevölkerung werden, teilweise oder zur Gänze, mit Trinkwasser aus Karstgrundwässern versorgt, wobei Vorkommen in montanen Lagen eine besonders wichtige Rolle spielen. Die Wasserversorgung von Wien (1,6 Millionen Einwohner) etwa erfolgt zu >95% aus alpinen Karstgebirgen. Optimale Nutzung, Management und Schutzmaßnahmen sind grundlegende Voraussetzung zur nachhaltigen Gewährleistung qualitativ hochwertiger Wasserressourcen aus alpinen Karstgebieten. Doch über das "Ökosystem Karstgrundwasser" als solches ist, trotz seiner Bedeutung, bis jetzt nur sehr wenig bekannt. Vor zwei Jahren wurde von unserer Gruppe der Beweis für eine autochthone (in diesem Habitat heimische) mikrobielle endokarst Gemeinschaft (AMEC) erbracht. Die metabolische Aktivität der planktonischen Zellen variierte stark und war von den jeweiligen hydrologischen Gegebenheiten im Grundwasserleiter abhängt. Im Zuge dieses Projekts sollen neue Errungenschaften in der Durchflusscytometrie, die am EAWAG (Wasserforschungs-Institut des ETH (Eidgenössische Technische Hochschule)-Bereichs) entwickelt wurden, nun für alpines Karstgrundwasser adaptiert und in Österreich etabliert werden. Diese Methoden erlauben es unter anderem erstmals eine schnelle, genaue Analyse der AOC-(assimilable organic carbon) Konzentration und damit eine wichtige Aussage über die Biostabilität des Wassers zu treffen. Diese Daten sind besonders in Hinblick auf den Transport und die Lagerung des Wassers relevant, wurden aber bis jetzt nicht als Qualitätsparameter verwendet, da keine Methode zur Verfügung stand, die eine routinemäßige Anwendung erlaubt hätte. Weiters können nun, mit Hilfe von verschiedenen Fluoreszenzfarbstoffen in der Durchflusscytometrie, Aussagen über den physiologischen Zustand der Mikroorganismen im Wasser getroffen werden. Damit kann untersucht werden, ob es in Grundwasserleitern eine eigenständige mikrobielle Gemeinschaft gibt, oder ob sich in der Wasserphase nur Zellen befinden, die vom Biofilm abgeschwemmte oder aktiv abgegebene wurden. Das ist vor allem für die Einschätzung der viel diskutierten Selbstreinigungskapazität für Bedeutung. Außerdem sollen mittels PCR-DGGE (polymerase chain reaction - denaturing-gradient-gel-electrophoresis) und 16S-rDNA basierenden phylogenetischen Populationsanalysen, mögliche Unterschiede in der Zusammensetzung der planktonischen und der anhaftenden AMEC analysiert werden. Diese Ergebnisse könnten weitere Hinweise auf den Ursprung der Zellen in der Wasserphase geben. Dieses Projekt in daher in doppelter Hinsicht interessant. Einerseits im angewandten Bereich, durch die Etablierung einer Methode zur AOC-Bestimmung, die das Potential zur routinemäßigen Anwendung hat und damit als wichtiger Qualitätsparameter in der Drinkwasserversorgung dienen könnte. Andererseits im Bereich der Grundlagenforschung, da es erste Hinweise darauf geben wird ob es eigenständige AMEC gibt oder mikrobielle Aktivitäten und Stoffumsätze im alpinen Karst-Grundwasser ausschließlich durch den Biofilm kontrolliert werden.