Algae and cyanobacteria biomass and community structure in an Icelandic stream receiving geothermal effluent

• Main Author: Johannesdottir, Solveig
• Format: Others
• Language: English
• Published: Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper 2017
• Subjects: Natural Sciences; Naturvetenskap; Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-319757

The aim of this study was to assess whether geothermal effluent from the Krafla power plant, which runs into the stream Hlíðardalslækur, affects the stream algal biomass and community structure. The site is located in northeast Iceland and about 10 % of the geothermal effluent from the power plant is discharged into the stream Hlíðardalslækur. In order to address the aim of the study, basaltic tiles were installed in the stream in July 2015 at four different stations: one upstream from the discharge (KR1-2), one shortly downstream of the discharge (KR1-4), one further downstream from the discharge (KR1-6) and one in the tributary (KR2-2) between KR1-4 and KR1-6, which was the control stream. Samples from these tiles were collected in October 2015, January and June 2016. The chlorophyll a concentration was measured using spectrophotometry and the algae were identified in microscope with 200-400 times magnification. The algae were classified to genus level and the cells with chloroplasm were counted. The cell density of each genus (cells per cm2 of tile), the fraction of total number of cells for each genus and total cell density were calculated. The temporal variation in chlorophyll a concentration was more prominent than the spatial variation, with the lowest concentrations in January for all stations and highest in October for station KR1-4. The highest diversity in the algal community was at the reference station (KR2-2) and the lowest just downstream the discharge site (KR1-4). Diatoms dominated the algal community at KR2-2, while they were practically absent at KR1-4. The cell density of cyanobacteria was much higher at KR1-4 (below power station) than at the upstream KR1-2. Considering the unaffected station KR2-2 as control, the effluent has a large impact on the algal community at the discharge site. The biomass (chlorophyll a) increased, the diversity decreased and diatoms were practically absent. The results indicated that the algal ecosystem recovers with increasing distance from the discharge site, as the diversity at KR1-6 was higher than at KR1-4. However, the algal community was not as diverse as in the control stream, KR2-2. The conclusion is that the effluent does have a significant impact on the algal community but it is fairly localized to the discharge site.   === I denna studie undersöktes populationsstruktur och biomassa av alger och cyanobakterier i bäcken Hlíðardalslækur på nordöstra Island. Bäcken är recipient till geotermiskt processvatten från Krafla kraftverk som ligger längs med bäcken. Syftet med studien var att undersöka om, och hur, det geotermiska processvattnet påverkar primärproducenterna i bäcken. I juli 2015 placerades basaltbrickor i bäcken för att koloniseras av alger och cyanobakterier. Brickorna placerades på botten vid fyra stationer: uppströms kraftverket, strax nedströms kraftverket, några kilometer nedströms kraftverket samt i en bäck som rinner samman med Hlíðardalslækur och fungerade som referens. Provtagning av brickorna gjordes i oktober 2015, januari 2016 och juni 2016. Klorofyll a koncentrationen mättes med hjälp av spektrofotometri och alger klassificerades under mikroskop med 200 - 400 gångers förstoring. Alger med kloroplast klassificerades på klassnivå, antal celler räknades och biovolymen uppskattades. Celldensiteten av varje klass (antal celler per cm2 av bricka), andelen av det totala antal celler för varje klass och totala celldensiteten beräknades. Resultaten visade att den tidsmässiga variationen i klorofyll a koncentration var tydligare än den rumsliga. Den lägsta koncentrationen mättes i januariproverna för alla stationer. Den högsta koncentrationen i stationen strax nedströms utloppet uppmättes i oktoberproverna, medan den för referensbäcken och längre nedströms utloppet uppmättes i juni. Koncentrationen i proverna från stationen strax nedströms utloppet var högre än i de från uppströms utloppet samtliga provtagningsmånader. Högst antal klasser identifierades i prover från referensbäcken medan lägst antal identifierades i prover från stationen strax nedströms utloppet. I referensbäcken utgjordes populationen till största del av kiselalger medan den strax nedströms utloppet främst utgjordes av cyanobakterier och i princip inga kiselalger. Celldensiteten av cyanobakterier var betydligt högre strax nedströms utloppet än uppströms. I prover från stationen längre nedströms utloppet identifierades fler klasser, inklusive kiselalger och kvävefixerande kiselalger var särskilt vanliga. Resultaten visade att det geotermiska processvattnet har en betydande påverkan på primärproducenterna i bäcken. Biomassan ökade vid utloppet, diversiteten minskade och flertalet klasser blev fullständigt frånvarande. Resultaten indikerade även en återhämtning nedströms kraftverket, då diversiteten var högre i prover från KR1-6 än från KR1-4. Dock var diversiteten vid KR1-6 inte lika hög som i referensbäcken, och kvävefixerande klasser var mer förekommande i KR1-6 prover. Slutsatsen var att det geotermiska processvattnet har en betydande påverkan på algpopulationen men den är begränsad till området vid utloppet.