Prinzip
Der Atmungshemmtest mit Belebtschlamm untersucht die Auswirkung einer Testsubstanz oder eines Abwassers auf Mikroorganismen, indem deren Respirationsrate unter definierten Bedingungen in der Gegenwart von unterschiedlichen Konzentrationen der Testsubstanz gemessen wird. Der Test stellt eine schnelle Screening-Methode dar, mit der Substanzen identifiziert werden können, die Belebtschlamm ungünstig beeinflussen. Daraus können dann geeignete nichthemmende Konzentrationen der Testsubstanz ermittelt werden, um diese z.B. in Bioabbautests einsetzen zu können.

Kurzbeschreibung
Die Respirationsrate von Belebtschlamm wird nach einer Kontaktzeit von 30 Minuten und/oder 3 Stunden gemessen. Unter ansonsten identischen Bedingungen wird die Respirationsrate desselben Belebtschlammes in Gegenwart verschiedener Konzentrationen der Testsubstanz gemessen. Der Hemmeffekt der Testsubstanz bei einer bestimmten Konzentration wird ausgedrückt als Prozentsatz der mittleren Respirationsrate der Kontrollen. Ein EC₅₀-Wert wird aus den bei verschiedenen Konzentrationen ermittelten Hemmwerten errechnet und statistisch abgesichert. Um die Hemmwirkung der Testsubstanz auf die verschiedenen Arten der Sauerstoffzehrung (heterotrophe Respiration, Gesamtrespiration, Sauerstoffzehrung durch Nitrifikation) zu untersuchen, kann eine parallele Serie mit dem Nitrifikationshemmstoff N-Allylthioharnstoff getestet werden.

Endpunkte
Gesamtrespiration, heterotrophe Respiration, Sauerstoffzehrung durch Nitrifikation      

*) DIN wurden zurückgezogen, sind allerdings noch in der Parameterliste der AbwV erwähnt und damit gültig

Prinzip
Der Leuchtbakterientest ist ein statischer Kurzzeittest zur Untersuchung von Abwasser und wässrigen Lösungen von Prüfsubstanzen. Verwendet werden marine Bakterien der Gattungen Vibrio fischeri (auch Photobacterium phosphoreum), die bei funktionierendem Stoffwechsel ein natürliches Leuchten ("Bioluminiszenz") aussenden, das mit einem Luminometer erfasst werden kann. Bei einer Störung des Stoffwechsels (z.B. durch die Einwirkung von Chemikalien) ist die bakterielle Leuchtintensität vermindert. Testkriterium ist die nach einer Kontaktzeit von 30 Minuten gemessene Leuchtintensitätsabnahme gegenüber den Kontrollansätzen.

A)  Einzelsubstanztestung
Eine Verdünnungsreihe der Prüfsubstanz wird in NaCl Lösung angesetzt und es werden ca. 10⁶ Leuchtbakterien je ml Testlösung zugegeben. Zum Zeitpunkt 0 und 30 min. werden die Leuchtintensitäten gemessen und die prozentualen Hemmwirkungen im Vergleich zur Negativkontrolle berechnet. Aus der Dosis-Wirkungsbeziehung wird z.B. nach einer log-Probit-Transformation der Werte der EC₅₀ berechnet, das ist die Konzentration, bei der eine 50%ige Hemmung der Lichtemission auftritt.

B) Abwasseruntersuchung
Hauptanwendungsbereich des Leuchtbakterientests ist die Abwasseruntersuchung. Einer Verdünnungsreihe der mit NaCl aufgesalzenen Abwasserprobe (zwei Replikate pro Verdünnungsstufe) werden ca. 10⁶ Leuchtbakterien je ml zugegeben. Zum Zeitpunkt 0 und 30 Minuten werden die Leuchtintensitäten gemessen und die prozentualen Hemmwirkungen im Vergleich zur Negativkontrolle berechnet. Als Ergebnis wird die kleinste Verdünnungsstufe G angegeben, ab der eine Hemmwirkung der Leuchtintensität unter 20% gemessen wird (=G_L-Wert). Hierbei entspricht G dem Verdünnungsfaktor bzw. dem Kehrwert des Volumenanteils an Abwasser im Testansatz (Nr. 404 AbwV und DIN 38412-L34).

C)  Chronische Toxizität
In einer weiteren Testvariante wird die Hemmung der Zellvermehrung von Vibrio fischeri nach 7 h Kontaktzeit über Trübungsmessungen bei 436 nm bestimmt (DIN 38412-L37). Im Gegensatz zum Kurzzeittest wird hier die chronische Toxizität erfasst. Der Versuchsaufbau entspricht dem Prinzip des Pseudomonas-Wachstumshemmtest.

Prinzip
Der Nitrifikationshemmtest mit Belebtschlamm untersucht die potentielle Auswirkung von Prüfsubstanzen oder Abwasserproben auf die Bakteriengruppe der Nitrifikanten, die Ammonium zu Nitrat oxidieren.

Kurzbeschreibung
Die Prüfsubstanz wird mit Belebtschlamm in Gegenwart eines Ammoniumsulfat-enthaltenden Nährmediums für 4 Stunden inkubiert. Nach 4 h erfolgt die Konzentrationsbestimmung an Ammonium, Nitrit und Nitrat. Aus dem Vergleich der oxidierten Stickstoffverbindungen in den Testansätzen mit denen des Blindwertansatzes errechnet sich für jede Testkonzentration die prozentuale Hemmung. Aus der Dosis-Wirkungsbeziehung ergibt sich als Ergebnis die 50%-Effekt-Konzentration auf die Nitrifikation (EC₅₀). Diese Berechnung wird statistisch abgesichert.

Endpunkt
Als Endpunkt wird die Konzentration an oxidierten Stickstoffverbindungen (Nitrit und Nitrat) bestimmt.      

Prinzip
Erfassung der Toxizität von Sedimenten, Schlamm und Abfällen gegenüber dem Bodenbakterium Arthrobacter globiformis.

Kurzbeschreibung
Die Toxizität wird anhand der Dehydrogenaseaktivität des Bodenbakteriums Arthrobacter globiformis, gemessen als Resazurinumsatz, bestimmt. Dehydrogenasen sind Enzyme der Atmungskette und damit essenzieller Bestandteil biologischer Umsetzungen. Da die Dehydrogenaseaktivität mit der metabolischen Aktivität korreliert bzw. mit dem Tod der Zellen erlischt, ist die Anwesenheit und die Menge des gebildeten Resorufin ein Maß für die Toxizität des Prüfgegenstandes. Die Resorufinbildung durch die Bakterien wird durch Fluoreszenzmessungen in Intervallen von 15 Minuten über einen Zeitraum von einer Stunde bestimmt. Als Ergebnis wird die Hemmwirkung auf die Dehydrogenaseaktivität im Vergleich zu einer unkontaminierten Kontrolle berechnet. Aus der Dosis-Wirkungs-Beziehung wird der EC₅₀ berechnet. 

Substanzeigenschaften
Der Test eignet sich für die Untersuchung von Feststoffen, Sedimenten, Schlamm, Abfällen und Umweltproben.   

Prinzip
Erfassung der potentiellen Toxizität von Stoffen über die Hemmwirkung auf die Gasproduktion von anaeroben Bakterien.

Kurzbeschreibung
Ein Gemisch aus anaerobem Faulschlamm, einem abbaubaren Substrat und dem Testmaterial, das in unterschiedlichen Konzentrationen zugesetzt wird, wird in geschlossenen Gefäßen bis zu drei Tage inkubiert. Die produzierte Gasmenge (CO₂ und Methan) wird über den steigenden Druck in den Flaschen erfasst. Die prozentuale Hemmwirkung errechnet sich aus dem Verhältnis der in den Testansätzen entstandenen Gasmenge zu der Gasmenge der Kontrollansätze. Aus der Dosis-Wirkungs-Beziehung wird der EC50 berechnet.

Substanzeigenschaften
Der Test eignet sich sowohl für die Bewertung wasserlöslicher oder wasserunlöslicher, inklusive flüchtiger Substanzen, als auch für Abwässer, Schlämme oder andere Umweltproben.