About 3% of the total water on earth is freshwater and only a small percentage (0.01%) of this freshwater is available for human use. This small proportion of freshwater is under immense stress due to various anthropogenic activities which cause problems of water pollution. The major causes of water pollution are indiscriminate disposal of industrial, municipal and domestic wastes. Other sources of water pollution are the extensive use of different chemicals in agriculture as well as household chemicals. In this study some common pollutants of aquatic environments like fertilizers, pesticides, detergents and wastewaters were evaluated for their ecotoxicological effects. Different parameters of Euglena gracilis like motility, gravitactic orientation, cell shape, photosynthesis, light-harvesting pigments and cell growth were used as end points. The effects of the tested substances were evaluated during short- (0 – 72 h) and long-term (7 days) experiments. Two commonly used fertilizers, urea and DAP (diammonium phosphate) were tested. Immediately upon exposure (0 h) DAP affected the motility parameters of E. gracilis with EC50 values 1.91, 3.46, 7.54, 5.486 and 6.896 g L-1 for velocity, motility, r-value, upward swimming, and compactness, respectively. With increasing exposure time only velocity and motility were affected in a dose-dependent way. The EC50 value for motility dropped from 3.46 g L-1 (0 h) to 1.295 g L-1 after 72 h. The quantum yield of photosystem II (Fv/Fm) was inhibited by DAP with EC50 values of 13.43, 3.26, 1.55 and 1.65 g L-1 after 0, 1, 24 and 72 h, respectively. Chl a and total carotenoids were decreased above 1 g L-1 of DAP after 24 and 72 h. However, a decrease in chl b was observed only after 72 h at a concentration of 25 g L-1 or above. At 0 h exposure urea gave EC50 values of 13.361, 14.973, 16.327, 16.517 and 18.514 g L-1 for velocity, motility, r-value, upward swimming and cell shape, respectively. With increasing exposure time a decrease in the inhibitory effect of urea was observed. The maximum inhibition of Fv/Fm by urea was caused after 1 h and thereafter a recovery was shown. Urea caused a decrease in chl a and total carotenoids at all incubation times at doses above 50 or 25 g L-1; however, a decrease in chl b was caused only after 72 h. In long-term tests, EC50 values of DAP varied from 3.14 to 5.96 g L-1 for different parameters. EC50 values for urea ranged from 28 to 44.05 g L-1 for various parameters. Application of DAP resulted in an increased concentration of ammonia in culture and a slight increase of the pH but urea did not. A section of this study discusses effects of the pesticides carbofuran and malathion on E. gracilis. In short-term exposure carbofuran affected motility, orientation and cell shape but malathion inhibited only the cell velocity. No significant effect was observed on Fv/Fm except by the highest concentration of carbofuran (50 mg L-1) after 72 h. Both pesticides did not affect any pigment. In long-term experiments, cell growth, r-value and total carotenoids were significantly reduced by carbofuran but malathion had no effect on any parameter except a slight positive effect on cells orientation. Two commercially available detergents, Ariel (laundry detergent) and Green Care (dishwasher), were evaluated. In short-term tests with Ariel, velocity of the cells was the most sensitive parameter with a 72 h EC50 of 34 mg L-1. Chl a and carotenoids were sensitive to Ariel and after 72 h exposure both were significantly decreased at 50 mg L-1 or above while chl b was decreased at doses above 750 mg L-1. The maximum inhibition of photosynthesis by Ariel was caused after 24 h. In long-term experiments with Ariel, cell growth was inhibited at concentration of 1 mg L-1 or above. All other parameters, excluding gravitaxis, cell shape, and chlorophyll b, were inhibited at 5 mg L-1 or above. The Green Care also adversely affected all the tested parameters in E. gracilis, and the effects were more severe in long-term than in short-term tests. Industrial and municipal wastewater is among the major sources of water pollution. In this study wastewaters from different industries in Pakistan were tested. Most of the physicochemical properties of the tested samples were within the acceptable range of national environmental quality standards (NEQS). However, they impaired motility, orientation and shape of E. gracilis. This shows that different toxic substances present in wastewater, even at low concentrations, can be a possible threat to water quality. Short-term exposure to wastewater did not inhibit photosynthesis in E. gracilis but rather had a stimulatory effect. In long-term exposure, only 40% of the tested samples negatively affected photosynthesis. From the overall effects of wastewaters on various parameters of E. gracilis, it can be concluded that gravitactic orientation is its most sensitive parameter towards wastewater toxicity.

Ungefähr 3 % des gesamten Wassers auf der Erde liegen als Frischwasser vor, von welchem wiederum nur ein geringer Anteil (0,01 %) für den Menschen verfügbar ist. Diese relativ geringe Wassermenge steht auf Grund verschiedenster menschlicher Aktivitäten unter starkem Druck, wie z. B. Wasserverschmutzung durch ungeregelte Einleitung von industriellem und kommunalem Abwasser, sowie aus Haushalten und der Landwirtschaft. In dieser Studie wurden typische Schadstoffe aquatischer Lebensräume, wie Dünger, Pestizide, Reinigungsmittel und Abwässer auf ihre ökotoxikologischen Eigenschaften hin untersucht. Verschiedene Parameter des Flagellaten Euglena gracilis, wie Beweglichkeit, gravitaktische Orientierung, Zellform, Photosynthese, photosynthetische Pigmente und Zellvermehrung wurden als Endpunkte verwendet. Der Effekt dieser Substanzen wurde im Rahmen von Kurzzeit- (0 – 72 h) und Langzeitexperimenten (7 d) untersucht. Zwei häufig verwendete Düngemittel, Harnstoff und DAP (Diammoniumphosphat) wurden getestet. Sofort nach Exposition (0 h) beeinflusste DAP die Bewegungsparameter von E. gracilis mit EC50-Werten von 1,91, 3,46, 7,54 und 6,896 g L-1 für Geschwindigkeit, Beweglichkeit, r-Wert, Anteil nach oben schwimmender Zellen beziehungsweise Zellform. Bei längerer Expositionszeit wurden nur die Geschwindigkeit und Beweglichkeit dosisabhängig beeinträchtigt. Der EC50-Wert für die Beweglichkeit fiel von 3,46 g L-1 (0 h) auf 1,295 g L-1 nach 72 h. Die Quantenausbeute von Photosystem II (Fv/Fm) wurde durch DAP mit EC50-Werten von 13,43, 3,26, 1,55, 1,65 g L-1 nach 0, 1, 24 beziehungsweise 72 h gehemmt. Chl a und die Carotinoide verringerten sich in Gegenwart von mehr als 1 g L-1 DAP nach 24 und 72 h. Bei Chl b hingegen wurde eine Reduktion erst nach 72 h bei einer Konzentration von 25 g L-1 und darüber festgestellt. Bei 0 h Expositionszeit waren die EC50-Werte 13,361, 14,973, 16,327, 16,517 und 18,517 für Geschwindigkeit, Beweglichkeit, r-Wert, Anteil nach oben schwimmender Zellen beziehungsweise Zellform. Bei steigender Expositionszeit wurde eine Verringerung des hemmenden Effekts festgestellt. Die maximale Inhibition von Fv/Fm wurde nach 1 h beobachtet und danach eine Erholung festgestellt. Harnstoff führte zu einer Verringerung von Chl a und der Carotinoide bei allen Inkubationszeiten und Konzentrationen über 50 oder 25 g L-1. Die Verminderung der Chl b-Konzentration dagegen wurde erst nach 72 h beobachtet. Bei Langzeittests variierte der EC50-Wert von DAP zwischen 3,14 bis 5,96 g L-1. Die EC50-Werte bei Harnstoff reichten von 28 bis 44,05 g L-1 je nach Parameter. Nur DAP (nicht Harnstoff) erhöhte den Ammoniumgehalt und den pH. In einem anderen Teil der Studie wurde der Einfluss der Pestizide Carbofuran und Malathion auf E. gracilis untersucht. Bei Kurzzeitexposition beeinflusste Carbofuran die Beweglichkeit, Orientierung und Zellform, während Malathion nur die Geschwindigkeit inhibierte. Fv/Fm wurde nicht signifikant beeinträchtigt, außer nach 72-stündiger Exposition in der höchsten Konzentration von Carbofuran (50 mg L-1). Beide Pestizide hatten keinen Effekt auf die Pigmente. Bei Langzeitexposition wurde die Zellvermehrung, der r-Wert und die Menge an Carotinoiden durch Carbofuran deutlich beeinträchtigt, während Malathion keinen Effekt auf die gemessenen Parameter zeigte, außer eine leicht geförderte Gravitaxis. Das kommerziell erhältliche Waschmittel Ariel und das Geschirrspülmittel Green Care wurden ebenfalls getestet. Bei Kurzzeitexperimenten mit Ariel war die Geschwindigkeit mit einem EC50 von 34 mg L-1 nach 72 h Inkubation der sensitivste Parameter. Chl a und die Carotinoide wurden durch Ariel-Konzentration von 50 mg L-1 und darüber nach 72 h Inkubation deutlich reduziert, während Chl b erst ab Konzentrationen von über 750 mg L-1 beeinträchtigt wurde. Die Photosynthese wurde durch Ariel nach 24 h Inkubation am stärksten gehemmt. Bei Langzeitexperimenten mit Ariel wurde die Zellvermehrung bei Konzentrationen von 1 mg L-1 und darüber beeinträchtigt. Alle anderen Parameter, außer Gravitaxis, Zellform und Chl b, wurden bei Konzentrationen von 5 mg L-1 und darüber gehemmt. Auch Green Care beeinträchtigte die untersuchten Parameter. Die Effekte waren bei Langzeitexperimenten deutlicher ausgeprägt, als bei Kurzzeitexperimenten. Industrielle und kommunale Abwässer gehören zu den Hauptverursachern für Wasserverschmutzung in Pakistan. Im Rahmen dieser Studie wurden unterschiedliche Industrieabwässer in Pakistan untersucht. Die meisten physikalisch-chemischen Parameter waren im Rahmen des National Environmental Quality Standards (NEQS). Trotzdem beeinträchtigen sie Bewegungsparameter und Zellformparameter von E. gracilis. Bei kurzfristiger Exposition auf die Photosynthese zeigte sich ein leicht stimulierender Effekt. Bei Langzeitexposition beeinträchtigten nur 40 % der Proben die Photosynthese. Es hat sich gezeigt, dass für die Analyse von Abwasserproben die Gravitaxis der sensitivste Parameter ist.