Hervorrufung von Flüssigkeitsturbulenzen in Laboruntersuchungen

Auf Grundlage einer Untersuchung der Einflüsse von Turbulenzen auf das Plankton und die Nährstoffdynamik wurde ein neues System zur Erzeugung unbeständiger Flüssigkeitsströme im Labor entwickelt.

Mit mineralischen und organischen Nährstoffen angereichertes Wasser soll zu einer starken Zunahme von pflanzlichem Leben führen, was wiederum den Sauerstoffgehalt reduziert und so das Aussterben anderer Organismen verursacht. Die so genannte Eutrophierung ist in den europäischen Küstengewässern allgegenwärtig und beeinträchtigt ganz besonders dort ansässige Industriezweige, wie z.B. den Tourismus und die Fischerei, sowie das Gleichgewicht des jeweiligen Ökosystems.

Aufgrund fehlender detaillierter Kenntnisse über die Hauptvariablen wie beispielsweise die Auswirkung kleiner Turbulenzen auf das Zusammenspiel von Plankton und Nährstoffdynamik ist es schwer, die Folgen der Eutrophierung vorherzusagen. Deshalb wurde im Rahmen des NTAP-Projekts mit Hilfe von vertikalen oszillierenden Gittern ein System zur Erzeugung von Turbulenzen in Flüssigkeiten in einem Laborcontainer entwickelt.

Sogar in Mehrfachcontainern erzeugen eigenständige Getriebemotoren mit unterschiedlichen nominalen Rotationsfrequenzen gleichzeitig eine Reihe von verschieden starken Turbulenzen. Zusätzlich kann über einen verstellbaren Exzenterarm, der die Rotationsbewegung des Motors in eine vertikale Übergangsbewegung umwandelt, der Gitterhub verändert werden.

Die Verwendung von Materialien, die für die lebenden Organismen verträglich sind und die Standards der Lebensmittelindustrie einhalten, machen dieses System zu einem wertvollen, artenspezifischen Werkzeug, mit dem der Einfluss von Turbulenzen auf das Plankton untersucht werden kann. Im Gegensatz zu konventionellen Systemen bietet diese Innovation die simultane Untersuchung verschiedener Turbulenzstärken. Darüber hinaus kann das System hinsichtlich des eingesetzten Motors und Containervolumens skaliert werden.

Ein weiteres wichtiges Projektergebnis ist die durchsuchbare Datenbank, in der die Auswirkungen verschiedener hydrodynamischer Systeme auf Organismen, Gemeinschaften und biologische Prozesse zusammengefasst sind. Dazu gehören auch Informationen über viele andere Aspekte wie Temperatur, Salzgehalt, Organismengröße sowie Konzentration und Größe der Nährstoffe bzw. Beutepartikel. Es besteht Interesse an einer Zusammenarbeit für die Aktualisierung der Daten, da die Datenbank wahrscheinlich eine wichtige Quelle für Turbulenzauswirkungen auf das Plankton sein wird.

Kontakt:

Dr. Francesc Peters
Institut de Ciencies del Mar, CMIMA (CSIC)
Reserch Associate
Passeig Maritim de la Barceloneta 37-49
08003 Barcelona, Spanien
Tel: +34-93-2309598
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