Schulwettbewerb zur Buchmesse: Wie leben und arbeiten Mikroorganismen?

Bärtierchen existieren bereits über 500 Millionen Jahre in optisch fast unveränderter Form. Sie sind extrem widerstandsfähig gegenüber Umwelteinflüssen und können daher unter extremen Bedingungen leben. In den Leipziger Klärwerken helfen sie mit, Stoffe im Abwasser zu zersetzen.

Dem dicklichen, zylindrischen Körper, den acht Stummelbeinen und den bedächtigen Bewegungen der „Pfoten“ verdanken die winzigen Tiere die Bezeichnung Bärtierchen – manchmal werden sie auch Wasserbären genannt. Jedes Bein endet mit zwei Doppelklauen, die zum Klettern verwendet werden

Es gibt weltweit mehrere hundert Arten. Winzige Formen werden nur 50 Mikrometer groß, die meisten Arten bleiben unter einer Größe von 500 Mikrometern. 20 Bärtierchen in Reihe gelegt ergeben also gerade einmal einen Zentimeter.  Sie leben im Meer, Süßwasser oder in feuchten Lebensräumen an Land – besonders häufig findet man sie dort in Mooskissen. Im Meer vorkommende Arten sind eher farblos bis grau. Im Süßwasser und an Land können sie eine intensivere z. B. rote oder grüne Färbung zeigen.

Die Bärtierchen ernähren sich in der Regel von kleinen Pflanzen. Wenige Arten fressen auch Faden­würmer und Rädertiere. Sie pflanzen sich geschlechtlich oder auch ohne Beteiligung von Männchen fort. Dann entwickeln sich die Eier der Weibchen ohne Befruchtung.

Auch der Mensch hat die Vorteile von Bärtierchen und Mikroorganismen entdeckt und setzt sie in der Abwasserreinigung ein. Im Klärwerk durchläuft das Abwasser mehrere Reinigungsstufen. Nachdem zunächst Grobstoffe herausgefiltert, Sand abgesaugt und organische Feststoffe abgetrennt wurden, kommen in der biologischen Reinigungsphase verschiedenartige Mikroorganismen zum Einsatz.

Hier ist die Mischung der kleinen Helfer in den Belebungsbecken wichtig. Im sogenannten Belebt­schlamm entziehen Billionen winziger Organismen dem vorbehandelten Abwasser Phosphor, Stickstoff und Kohlenstoff für ihren Stoffwechsel. Zu diesen Lebewesen gehören verschiedenste Bakterienarten, Pantoffel-, Glocken-und Rädertierchen, Fadenwürmer und eben auch Bärtierchen.

Indikator fürs Ökosystem

„Auch wenn die Bärtierchen nur in sehr geringer Zahl vorkommen, so sind sie ein guter Indikator dafür, dass es diesem Ökosystem gut geht, der Belebtschlamm ausgereift ist und somit stabil funktioniert. Alter, gereifter Schlamm puffert Schwankungen besser als junger“, erläutert der Leiter des Betriebslabors der Leipziger Wasserwerke Heiko Schulze. „Die Bärtierchen stehen in der Nah­rungskette der Abwasserreinigung ganz oben und sind sozusagen das Gipfeltier.“ Die Mini-Reini­gungsmannschaft im Klärwerk Rosental arbeitet besonders gut bei Temperaturen über 20 Grad Celsius. Durch die tiefliegenden Becken reichen die Temperaturen im Sommer kaum über 22 Grad und durch die Eigenwärme des Abwassers im Winter nicht unter acht Grad Celsius. Dennoch sind die Leistungsträger in der kalten Jahreszeit ein bisschen träger als gewohnt, was die Abwasserfachleute mit einer höheren Menge an Mikroorganismen im System ausgleichen. Durch Sauerstoffzufuhr oder -reduzierung entstehen in den Becken optimale, wechselnde Lebensbedingungen, so dass jeweils bestimmte Organismen aktiv sind und Abbauprozesse im Abwasser vollziehen. Einfluss nehmen die Wasserwirtschaftler auch auf den pH-Wert, der neutral bis leicht basisch sein sollte. Mikroorga­nismen sind so ein wesentlicher Bestandteil einer umweltgerechten Abwasserbehandlung.

Wasser- und Energiekreislauf

„Das System reagiert jedoch sensi­bel auf äußere Einflüsse. Beein­trächtigungen können etwa durch Streusalz entstehen, das im Winter über die Kanalisation abgeleitet wird. Aber auch Haushaltschemi­kalien, Lacke oder Arzneistoffe, die achtlos in die Toilette gegeben werden, sind Gift für unsere klei­nen Helfer“, sagt Heiko Schulze. Am Ende des Reinigungsprozesses werden das gereinigte Abwasser und der Belebtschlamm voneinander getrennt: Das Abwasser gelangt zurück in den Wasserkreislauf, der Schlamm wird im Klärwerk weiterverwendet. Ein Teil kommt zurück in die Belebungsbecken; der Rest wird entwässert und bei 37 Grad Celsius in den Faultürmen weiter zersetzt. Das entstehende Gas wandeln die Wasserwerke später in Blockheizkraftwerken in Energie und Wärme für das Klärwerk um.