Semesterarbeit Projekt zum Isebekkanal - Ida Ehre Schule
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Semesterarbeit Projekt zum Isebekkanal Profilkurs auf erhöhtem Niveau, Biologie Kursleiter: Herr Dr. Franke-Thiele Schuljahr 2020/21 Autoren: Emilio Boldt, Felix Vatterodt, Filip Jovanovic Weitere Mitglieder des Untersuchungsteams: Annabelle Bräuer Abgabedatum: 30.05.2021
Vorwort Diese Arbeit soll nicht nur die gestellten Anforderungen der erhaltenen schulischen Aufgabe erfüllen, sie erklärt auch einige Konzepte und Herangehensweisen fließgewässerökologischer Untersuchungen. Somit sollte sie für eine breite Leserschaft, unter der Voraussetzung einer grundlegenden wissenschaftlichen und soliden gewässerökologischen Vorbildung, geeignet sein. Bei unserer Recherche zeigten sich viele Ansprechpartner sehr kooperativ. Wir möchten uns hier deshalb bei folgenden Personen und Körperschaften bedanken: Herzlichen Dank an Frau Neumann und die Behörde Hamburg sowie Herrn Tegge, Herrn Dr. Spieker und die KLS Gewässerschutz GmbH.
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung ………………………………………………………………………… 5 2. Vorstellung des untersuchten Transekts …………………………………………. 7 2.1. Geologische Beschreibung…………………………………………………... 7 2.2. Weiterführende geographische Beschreibung ………………………………. 7 3. Historik des Gewässers …………………………………………………………... 8 4. Untersuchung der Sekante („Goebenbrücke“) ……………………….…………... 13 5. Hydromorphologische Untersuchung …………………………………………… 14 5.1. Morphologischer Zustand und Gewässerstrukturklasse...……………...…… 14 5.2. Verschmutzung ………………………………………………………...…… 14 6. Physikalische Untersuchung ………………………………………………...…... 15 6.1. Sichttiefe ………………………………………………………...………….. 15 6.2. Fließgeschwindigkeit ………………………………………………...……... 16 7. Biologische Untersuchung.………………………………………………...……. 17 7.1. Zeigerorganismen zur Klassifizierung der biologischen Boden- und Gewässergüte ……………………………………………………………...... 17 7.2. Biologische Untersuchung bezüglich Fischarten ………………………….... 18 7.3. Kurzprofile einiger Zeigerorganismen……..………………………………... 19 7.4. Saprobienindex……………………………….……………………………… 21 8. Chemische Untersuchung ………………………………………………………... 23 8.1. Methodik ….................................................................................... .................. 23 8.2. Ausgewählte Parameter ………………………....…………………………... 23 8.3. Chemischer Index nach BACH ……………………………………………... 25 9. Fazit …………………………………………………………………………….... 33 10. Handlungsempfehlung ………………………………………………………..….. 33
11. Literatur- und Informationsangaben ……………………………………………… 34 11.1. Abbildungsverzeichnis ………………………………………………… 36 12. Anhang ……………………………………………………………………………. 37
1. Einleitung Der Isebekkanal und die Ottersbek in Hamburg sollten untersucht werden. Es sollte eine Betrachtung aus der historischen und wissenschaftlichen Perspektive erfolgen. Gleichzeitig galt der Fokus der Zuordnung des Gewässers in eine Gewässergüteklasse. Diese ist ein System zur Bewertung der Qualität von Oberflächengewässern. Ein weiterer Auftrag war die intensivere Betrachtung einer gegebenen Sekante. Beispielsweise durch das Erstellen einer Querschnittszeichnung. Vorgegebener Gewässerabschnitt Es gab einen bestimmten Abschnitt, der zur wissenschaftlichen Untersuchung dienen sollte. Dieses Transekt erstreckt sich vom Anfang des Kanals am Weidenstieg bis zu dessen Ende an der Hoheluftbrücke. Dazu gehört ebenfalls die Ottersbek, die allerdings aufgrund ihrer beschränkten Zugänglichkeit nicht bei allen Untersuchungsmethoden berücksichtigt werden konnte. Methodik Die Untersuchung wurde in verschiedene Komponenten unterteilt, die den Zustand des Gewässers (beziehungsweise der Gewässer) genauer darstellen konnten. Dazu gehören: die (hydro-)morphologische Untersuchung, die physikalische Untersuchung, die biologische Untersuchung und die chemische Untersuchung. Bei der chemischen Untersuchung galt der chemische Index nach BACH als Orientierung. Zudem wurden indexfremde Werte gezielt ausgewählt und konnten das entstehende Bild ergänzen. Die chemische Untersuchung wurde als einwöchiges Kurzzeitmonitoring vom 17.05.2021 bis zum 23.05.2021 gestaltet. Dies hat einen genaueren Eindruck zur Entwicklung des Zustands des Gewässers und eine möglichst große Aussagekraft gewährt. Die Zeiten der Probenentnahme wurden dabei möglichst breit über den Tag gestreut, um Extremwerte, die vom Tagesverlauf abhängen, möglichst gut aufzeichnen zu können. Extremwerte haben besonders bei dieser Untersuchung eine hohe Bedeutung, da einige statistische Vorgehensweisen wie das arithmetische Mittel hier oft nicht nützlich sind. Die Lebewesen werden durch extreme Werte bedroht. Sie „kennen keinen Durchschnitt“ und sterben, wenn einige Grenzen überschritten werden. Bei großen Schwankungen könnte ein Mittelwert beispielsweise zur positiven Bewertung des Gewässers führen, während es jedoch als „tot“ gilt. Die Vorgehensweise der anderen Teiluntersuchungen wird in den jeweiligen Kapiteln erläutert. Das Gewässergüteklassensystem unterscheidet sich bei einigen Untersuchungen geringfügig. Diese Unterschiede werden bei der Auswertung der Gesamtuntersuchung im Fazit berücksichtigt. Festlegen der Mess- und Beobachtungspunkte Um ein vollständigeres Abbild des Zustands vom Isebekkanal zu kreieren, wurde an mehreren Stellen gemessen. Das Beobachten und biologische Untersuchen des Transekts war zwar nicht vollkommen an diese Messpunkte gebunden, allerdings hatten sie auch dort zentrale Rollen. Diese Messpunkte wurden so gut wie möglich im Verlauf des Transekts verteilt. In der folgenden Abbildung kann man sie erkennen. -5-
Abb. 1: Zentrale Untersuchungsstellen am Isebekkanal Quelle: https://geoportal-hamburg.de Messpunkt 1 liegt in der Nähe der Eimsbütteler Brücke am „Kaiser-Firedrich-Ufer-Steg“. Messpunkt 2 liegt bei dem Steg im Verlauf des Kanals kurz nach der Goebenbrücke. Dieser ist sehr nah an der Sekante gelegen, sodass wir die Sekante nicht nur biologisch untersuchen konnten, sondern auch chemisch die Gewässergüte und den Zustand beurteilen konnten. Außerdem fließt die Ottersbek in unmittelbarer Nähe zum Messpunkt 2 in den Isebekkanal. Somit haben wir die Ottersbek ebenfalls abgedeckt. Messpunkt 3 liegt in der Nähe des schwimmenden Theaters. Er ist vom Mansteinpark aus erreichbar und ist nicht weit von der Sonde der Sauerstoffanreicherungsanlage entfernt. So konnten wir die Daten der Sonde der Sauerstoffanreicherungsanlage zumindest einigermaßen mit unseren Vergleichen. -6-
2. Vorstellung des untersuchten Transekts 2. 1 Geologische Beschreibung Die geologische Beschreibung unseres Transekts fokussiert sich vor allem auf die Bodenbeschaffenheit. Das auf der Karte rot Gekennzeichnete ist Boden, der aus Torf und Mudde besteht. Dies lässt sich auf die Eem-Warmzeit zurückführen. Der Boden der hellgrünen Fläche besteht zu einem Großteil aus Sand mit humosen Einlagerungen. Des Weiteren denken wir, dass der Boden einen hohen Stickstoffgehalt hat, da es einige Zeigerpflanzen gibt, die dies Aussagen. Abb. 2: Geologisches Terrain am Isebekkanal Quelle: https://geoportal-hamburg.de 2.2 Weiterführende geographische Beschreibung Die Höhe des Transekts ist auch ein Faktor, den man nicht vernachlässigen sollte. Wie wir auf dem Abbild 3 sehen, hat der gesamte Kanal in unserem Transekt fast die gleiche Höhe. Dies sorgt wahrscheinlich dafür, dass man eine quasi nicht vorhandene Fließgeschwindigkeit hat, was die Gewässergüte indirekt negativ beeinflusst. Abb. 3: Topografische Karte Isebekkanal Quelle: https://de-de.topographic-map.com/maps/pyhj/Hamburg -7-
3. Historik des Isebekkanals Um einen umfassenden Überblick über den Isebekkanal zu erlangen, geben wir nun eine historische Einordnung über die Geschichte, die Planung und allgemeine Informationen zum Kanal. Der Name des Isebekkanals, bedeutet auf Hochdeutsch so viel wie „Eisenbach“. Dieser Name entspringt dem vermeintlich hohen Eisengehalt des Wassers. Der Isebekkanal entstand aus einem heute nicht mehr vorhandenem Zufluss der Alster, der Isebek (Neumann Abs. 2). Ein einzig verbliebener natürlicher Zufluss zum Isebekkanal ist die Ottersbek, auf die im weiteren Verlauf noch eingegangen wird. Die Isebek war ein kleiner, bei Bahrenfeld aus dem Diebsteich entspringender, Fluss, der in die Alster mündete. Im 14. Jahrhundert diente er als eine Art Landwehr und hatte eine grenzgebende Funktion (Becker Kap. 3). 1646 wurde die Isebek zum Isebekkanal ausgebaut und führte von der Alster über Eppendorf in Richtung der Elbe (Becker Kap. 4). Hierbei wurde die Isebek zu einem stehenden Gewässer und hat außerdem nur ihren einigen Zufluss durch die Ottersbek erhalten, welche aber nur geringe Mengen an Wasser zur Isebek hinzufließen lässt und heutzutage, nach unseren Beobachtungen, nur an starken Regentagen als ein bedeutender Zufluss dient. Aufgrund des stehenden Wassers und des nach einer Umgestaltung des Kanals 1883 installierten Stammsiels, welches Regen und Abwasser führt, kam es öfters zum Fischsterben (Spieker 10). Dies passierte durch das überlaufen des Stammsiels und aufgrund der sehr niedrigen Fließgeschwindigkeit. Deshalb wurde 1988 bzw. 1989 eine Anlage zur Sauerstoffanreicherung installiert. Seit der Umgestaltung des Kanals 1883, endet er nahe der Christuskirche und wird in Rohren weitergeleitet. Infolge der schlechten Wasserqualität des Isebekkanals und auch der Ottersbek mussten die Kinder auf diese Gewässer als Bademöglichkeit verzichten und es wurde das anliegende Kaifu- Bad eröffnet. Dies wurde von 1893 bis 1895 nach Plänen des damaligen Oberingenieurs, der Baudeputation Franz Andreas Meyer, als Stadtbad Hohe Weide erbaut (Becker Kap. 5). Abb. 4: Das Kaifu-Bad in Hamburg, 1939-1939 von Ernst (PH) Scheel Quelle: https://web.archive.org/web/20070928203414/http://www.medien-verlag.de/pdf/3929229862.pdf. -8-
Neben dem früheren hohen Eisengehalt, welcher namensgebend war, zählt der Isebekkanal immer noch zu den am stärksten verunreinigten oder belasteten Gewässern Hamburgs. Grund dafür sind vor allem die 12 der insgesamt 78 Mischwasserkanäle, die in dem Isebekkanal münden (Spieker 12). Mischwasserkanäle sind Kanäle, die das bereits teilweise sehr hoch verschmutze Regenwasser, Straßenabläufe sowie häusliche und industrielle Abwässer befördern. Diese Abwasserüberläufe begründen sich zum Beispiel durch die Kläranlagen, welche bei extremen Wettersituationen hydraulisch begrenzt sind und so ihr ungefiltertes Wasser in solche Kanäle abgeben. Sauerstoffanreicherungsanlage Heutzutage wurden, aufgrund des Missstandes der in den Isebekkanal laufenden Mischwasserkanäle, starke Umbauten am Hamburger System vorgenommen. Trotzdem ist es nicht ausgeschlossen, dass bei extremen Wettersituationen Mischwasser aus den Sielen in den Isebekkanal läuft. Um also die Gefahr des Fischsterbens zu minimieren, hat die Umweltbehörde eine Sauerstoffanreicherungsanlage auf einer Länge von zwei Kilometern installiert. 2011 wurde die Anlage nach 21 Betriebsjahren aufgrund von bedingter Funktionsfähigkeit erneuert. Die Sauerstoffanreicherungsanlage umfasst hierbei etwa 4,800 Meter Begasungsschläuche und etwa 6000 Meter Zuleitungen (Neumann Abs. 5). Abb. 5: © Klaus-Thorsten Tegge; Sauerstoffanreicherungsanlage in Aktion Quelle: https://www.hamburg.de/wasser/3026726/sauerstoffanlage-isebek Abb. 6: Lageplan der Sauerstoffanreicherungsanlage -9-
Wie schon erwähnt war der damalige Auftraggeber der SAA die damalige Umweltbehörde, unter deren Fachaufsicht die Anlage auch bis 2011 betrieben wurde. 2012 wurde die Zuständigkeit dann auf das Bezirksamt Eimsbüttel übertragen. Die praktische Betriebsdurchführung wird allerdings schon seit 1998 vom KLS-Gewässerschutz ausgeführt. Die gesamte SAA besteht aus einem Betriebsgebäude, bestehend aus einem Tank mit verflüssigtem Sauerstoff, den Steuer- und Regeleinrichtungen und dem Eintragesystem. Der entsprechende Gaseintrag wird über den Sauerstoffgehalt, welcher mit einer Sonde direkt vor dem Betriebsgebäude gemessen wird, geregelt. Im Jahre 2015 fand eine Tauchkontrolle zur Lage der Begasungsmatten und Zuleitungen statt. Einzelne Mängel, wie zum Beispiel lose Zuleitungen wurden behoben. Insgesamt kann davon ausgegangen werden, dass das System in mindestens 1,5 m Wassertiefe liegt. Auch zeigen die Begasungszonen zunehmend eine Ungleichmäßigkeit bei der O2-Verteilung auf, dies wurde aufgrund des Blasenbilds auf der Wasseroberfläche bei einer jährlichen Kontrolle festgestellt (KLS Gewässerschutz 25). Einzelne Matten arbeiten fast gar nicht, andere dagegen besonders stark. Die Ursache dafür ist unklar. Infrage kommen unter anderem unterschiedliche Tiefenlagen der Matten sowie Schlammüberdeckungen. Die Effizienz der Gesamtanlage ist dadurch beeinträchtigt. Die Entwicklung bleibt abzuwarten. Eine Aufnahme und Neuausbringung aller Matten inkl. Zustandskontrolle wäre eine mögliche Maßnahme zur Verbesserung, jedoch ohne die Räumung von Ablagerungen nur bedingt erfolgversprechend. EG-Wasserrahmenrichtlinien Zukünftig sollen für den Isebekkanal langfristig alle Ziele der EG-Wasserrahmenrichtlinien erreicht werden. Generell beziehen sich die Wasserrahmenrichtlinien auf die Erreichung eines guten ökologischen sowie chemischen Zustands, um im Falle des Isebekkanals ein Aussetzten der Sauerstoffanreicherung zu ermöglichen. Die Wasserrahmenrichtlinien der Europäischen Gemeinschaft ist am 22.12.2000 in Kraft getreten und umfasst hauptsächlich eine ganzheitliche Betrachtung der Gewässer, vor allem aus ökologischer Sicht und die Regelung von spezifischen „Tatbeständen“. Die Aspekte zeigen sich insbesondere, laut dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, im: - konsequent flächenhaften, auf das Flusseinzugsgebiet bezogenen Ansatz - gewässertypenspezifischen Ansatz, - kombinierten Ansatz der Betrachtung von Schadstoffen (Emission und Immission) - einzelstoff- beziehungsweise gruppenparameterbezogenen Ansatz. Die allgemeinen deutschlandweiten Ziele für die Erreichung der Richtlinien sehen wie folgt aus: - Schutz und Verbesserung des Zustandes aquatischer Ökosysteme und des Grundwassers einschließlich von Landökosystemen, die direkt vom Wasser abhängen - Förderung einer nachhaltigen Nutzung der Wasserressourcen - Schrittweise Reduzierung prioritärer Stoffe und Beenden des Einleitens/Freisetzens prioritär gefährlicher Stoffe - Reduzierung der Verschmutzung des Grundwassers - Minderung der Auswirkungen von Überschwemmungen und Dürren - Die eigentlichen, verbindlichen Umweltziele sind in Artikel 4 festgelegt, der zentralen Vorschrift der Richtlinie. Bei oberirdischen Gewässern gelten folgende Ziele: - Guter ökologischer und chemischer Zustand in 15 Jahren - 10 -
- Gutes ökologisches Potenzial und guter chemischer Zustand bei erheblich veränderten oder künstlichen Gewässern in 15 Jahren - Verschlechterungsverbot - Beim Grundwasser sind folgende Ziele zu erreichen: - Guter quantitativer und chemischer Zustand in 15 Jahren - Umkehr von signifikanten Belastungstrends - Schadstoffeintrag verhindern oder begrenzen - Verschlechterung des Grundwasserzustandes verhindern Ist-Zustand, Maßnahmen und Leitbilder für den Isebekkanal Für den Isebekkanal werden laut behördlichen Berichten konkrete Maßnahmen angestrebt, wie zum Beispiel die Entnahme von stark sauerstoffzehrenden und nährstofffreisetzenden Sedimenten. Zur Einstufung der Wasserqualität wurde der Isebekkanal 1979 nach dem Gewässergüteindex bewertet. Damals waren stark Verschmutze (GWK III) im südlichen Bereich und kritisch belastete Abschnitte (GWK II-III) im Einmündungsbereich zur Alsterlauf ausgewiesen worden. Die aktuelle Gewässergütekarte aus dem Jahre 1999 zeigt für den südlichen Lauf des Isebekkanals eine GWK von II – III und im Einmündungsgebiet der Alster eine GWK von II bestimmt. Hier lassen sich erste Erfolge des Alsterentlastungskonzeptes erkennen. Auch wurden in den Jahren 1996 – 2004 biologische Untersuchungen (Bestimmung des Saprobienindex) durchgeführt, welche eine weitere Verbesserung der Gewässergüte zeigten. Die Sauerstoffsituation wird weiterhin als instabil und unzureichend bewertet. Die Möglichkeiten zur Verbesserung der Gewässerqualität werden in der Verringerung des Schadstoffeintrages und in der vermehrten Zuleitung von belastbarem Wasser zur Erhöhung des Wasseraustausches gesehen. Bei Langzeitsimulationen wurde für die Reduzierung der Schadstoffeinträge die Verminderung von besagten Mischwasserüberläufen durch die Entlastung und Optimierung des Siels als die beste Option gesehen. Ein Realistisches Leitbild für den Isebekkanal ist in der folgenden Tabelle vom 15.03.2019 zu sehen. - 11 -
Tab. 1: Leitbild für den Isebekkanal Hierbei beschreibt das Leitbild ein fast stehendes Gewässer. - 12 -
4. Sekante Das Wort „Sekante“ kommt aus der Mathematik und beschreibt ursprünglich eine Ebene bzw. eine Gerade, die etwas schneidet. Die Bedeutung ist hier ähnlich. Wir behandeln eine Ebene, welche den Kanal schneidet und uns so mehr Informationen über das Gewässerbett sowie die Abhänge und die Vegetation des Flusses beschreiben kann. Unsere Sekante schneidet den Isebekkanal bei der Goebenbrücke. Um genau zu sein zwischen den beiden Brücken. Auf dem Abbild 1 kann man den Ort der Brücke genauer erkennen. Wir betrachten die Sekante hier aus dem Süd-Westen. Das heißt, unser Blick geht Richtung Nord-Ost. Wichtig zu wissen ist, dass das Bild nicht komplett der echten Sekante entspricht. Die dargestellten Pflanzen stellen symbolisch die dort vorhandene Vegetation da. Im folgenden Text werde ich auf die Sekante eingehen, das Abbild 7 erklären und die Vegetation beschreiben. Abb. 7: Zeichnung der Sekante Wie auf dem Bild zu sehen ist, liegt an der Sekante eine Tiefe von ca. 1,5 m vor. Gemessen wurde das mit einem Seil, an dem ein Stein befestigt worden ist. Eine solch geringe Tiefe ist insbesondere bei eher stehenden Gewässern gar nicht so unüblich. Dies liegt daran, dass sich Ablagerungen wie Laub auf dem Boden sammeln und nicht von der Strömung mitgenommen werden können. Die Breite an der Sekante beträgt ca. 17 m. Dies kann im Verlauf des Kanals um bis zu 1 m variieren. Des Weiteren beträgt der Böschungswinkel ungefähr 35°. Der Böschungswinkel ist ziemlich konstant, ändert sich jedoch stark bei dem Mansteinpark. Kommen wir nun zu der Fauna. Wir finden an unserer Sekante unzählige Pflanzen. Die, die ich nun aufzählen werde, sind nur ein Teil davon. Zum einen gibt es dort Unmengen an Efeu und Brennnesseln. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass durch einige hohe Bäume eine eher schattige Umgebung entsteht, welche Brennnesseln und Efeu sehr bevorzugen. Zudem haben wir hier eine Rosskastanie und am gesamten Flussverlauf mehrere Rosskastanien gefunden. Ebenso war ein Spitzahorn aufzufinden. An der Sekante leben auch weitere Pflanzen, die nicht auf dem Bild sind, so wie die Muscari (Traubenhyazinthe), die jedoch etwas abseits an der Wildblumenwiese der Goebenbrücke wächst, da sie etwas Sonne braucht. Bei genauerem Suchen fanden wir sogar ein Silberblatt. - 13 -
5. (Hydro-)Morphologische Untersuchung Methodik Die hydromorphologische Untersuchung wurde nach dem Vorbild der Gewässerstrukturklassen der LAWA durchgeführt. Ergänzend gibt es Informationen, die mit der Tabelle 4 im Anhang ermittelt wurden. Das Ziel ist die Einordnung in eine Gewässerstrukturklasse und ein möglichst breites Bild des Gewässerzustands. Zudem wird die anthropogene Verschmutzung im Anschluss kurz thematisiert. Die dortigen Auskünfte werden bei den anderen Untersuchungsfeldern nur indirekt berücksichtigt. Eine kurze Erwähnung ist allerdings nicht irrelevant und an dieser Stelle am geeignetsten. 5.1. Morphologischer Zustand und Gewässerstrukturklasse Die Ergebnisse der Begutachtung werden in der folgenden Auflistung dargestellt: - Böschungswinkel ca. 35° - Gewässer stark begradigt, Laufkrümmung nur schwach - Sohle anthropogen manipuliert, eher einförmig - Breite ca. 20 m - Tiefenvarianz ca. 1 m - Verengungen nur vereinzelt und meist beim Westufer, Breitenvarianz meist fließend, nicht offensichtlich - Kanalquerschnitt zwischen U- und Trapezform - Uferbefestigung mit Beton- und Mauerstrukturen, ebenso Holzpfähle, selten naturnah - Uferbegleitsaum mit stark variierender breite (0 m bis 30 m), dichte Hamburg-typische Baum- und Strauchvegetation, zum Teil geschützte Parkanlagen - Bis auf den Begleitsaum und die Parkanlagen ein urbanes Gewässerumfeld - Talform Flachland - Verhältnis Breite zu Tiefe an der Sekante 17,5:1,5 - Querbauwerke nicht vorhanden - Sonstige Bauwerke und ständige Wasserobjekte: Wassertheater, Haus am Kaiser- Friedrich-Ufer 2 - Sediment: Schlick und Laub, Kies am Ufer Diese Ergebnisse sprechen für eine Einordnung in die Gewässerstrukturklasse 5 oder 6. Dies entspricht der Bewertung „stark verändert“ bzw. „sehr stark verändert“. Im Anhang findet sich unter dem Stichwort „Gewässerstrukturklassen“ eine Tabelle des Umweltbundesamtes zu den Gewässerstrukturklassen. 5.2. Verschmutzung Das Gewässer ist an vielen Stellen stark verschmutz. Die Mehrheit der Abfälle sind Lebensmittel, Lebensmittelverpackungen, Flaschen, Zigarettenstummel und anderer Restmüll. Gelegentlich stößt man auch auf größere Objekte wie Elektro-Roller. Dies ist auf dem Beispielbild zu sehen. Solche Abfälle sind besonders gefährlich. Im Beispiel des Rollers ist das Problem, dass das Innere des Akkumulators (Lithium) stark mit dem Wasser Abb. 8 Beispielbild für die Verschmutzung des Isebekkanals reagieren kann. Dabei erhöht sich der pH-Wert und auch die Temperatur. Solcher Verschmutzung sollte präventiv entgegengewirkt werden. - 14 -
6. Physikalische Untersuchung Methodik Die physikalische Untersuchung besteht aus der Bestimmung der Sichttiefe über vier Wochen in einwöchigen Abständen und der gleichzeitigen Bestimmung der Fließgeschwindigkeit. Die Sichttiefe wurde an allen drei Messpunkten mit einem Gerät gemessen, das äquivalent zur standardmäßigen Secchi-Scheibe ist. Die Vergleichbarkeit der Ergebnisse ist somit gegeben. Zusätzlich wurde die Temperatur des Gewässers bestimmt. Diese ist zwar ein physikalisch- chemischer Wert, jedoch konnte die Messung hier eine Auffälligkeit aufdecken. Die Fließgeschwindigkeit wurde durch schwimmende Hilfsmittel bestimmt. Mit der zurückgelegten Distanz und der dafür benötigten Zeit sollte die Fließgeschwindigkeit im Nachhinein errechnet werden. 6.1. Sichttiefe Die Sichttiefe hängt bedeutend mit dem Gehalt an Schwebeteilchen und potentiellen Nährstoffen zusammen. Ebenso können nicht nur Schwebstoffe die Sichttiefe verringernd beeinflussen, auch Organismen wie Algen können dafür sorgen. Im Isebekkanal ist die Nährstoff- und Algenkonzentration sehr wichtig, da sie ein Anzeichen für die Eutrophierung eines Gewässers sein kann. Sichttiefe und Wassertemperatur 1,8 14 1,6 12 1,4 10 Temperatur in °C 1,2 Sichttiefe in m 1 8 0,8 6 0,6 4 0,4 2 0,2 0 0 29.04. 06.05. 13.05. 20.05. Sichttiefe 1 Sichttiefe 2 Sichttiefe 3 Temperatur arith. Mittel Diagramm 1: Ergebnisse der vierwöchigen Bestimmung der Sichttiefe und Temperatur Weil die Temperatur kaum schwankte, wurde zur übersichtlicheren Darstellung der Werte das arithmetische Mittel der Werte errechnet und übernommen. Es gibt kein verbreitetes System zur Bewertung der Sichttiefe in Fließgewässern, daher bleibt als beste Option der Vergleich mit vergangenen Daten. Im Vergleich zu 1989 und 1990 (Spieker Kap.3) konnten wir beispielsweise positive Entwicklungen erkennen. Die Sichttiefe ist nun größer. Trotz des Fehlens eines verbreiteten Systems zur Sichttiefen-Bewertung in Fließgewässern lässt sich nach den Angaben des „ZSU-Wasserlabors“ (Gruber et al. Kap. 2) die Sichttiefe in die Gewässergüteklasse III einordnen. - 15 -
Darüber hinaus kann man aufgrund der äußerst niedrigen Fließgeschwindigkeit die Sichttiefe und Trophiegrade nach LAWA auf unsere Werte anwenden. Dieses System bezieht sich eigentlich auf Seen. Im See würden diese Werte also einen eutrophen bis schwach polytrophen Zustand bedeuten. Dies deutet, wie die Güteklasse III, auf eine fortgeschrittene Eutrophierung und eine eher schlechte Qualität des Gewässers hin. Auf dem Diagramm ist eine Korrelation zwischen der Entwicklung des arithmetischen Mittels der Wassertemperaturen und der Entwicklung der Sichttiefen zu erkennen. Dies muss nicht unbedingt ein Indiz für eine gemeinsame Kausalität sein. Die gewählte Skalierung könnte womöglich zu der Schlussfolgerung führen. Ergänzende Forschungsmöglichkeiten Um die Frage der Kausalität zu beantworten, sind intensivere Untersuchungen zu dem Thema gefordert. Ideen, die in einer wissenschaftlichen Untersuchung und der damit verbundenen Publikation aufgegriffen werden könnten, sind die Bestimmung der hauptsächlichen Algenorganismen des Isebekkanals, insbesondere dieses Transekts, die Betrachtung der Zeigerwerte der bestimmten Algen und die Beobachtung des Aufkommens an Wassersportlern im Zusammenhang mit erhöhten Wassertemperaturen. 6.2. Fließgeschwindigkeit Während unseren Untersuchungen war keine deutliche Strömung erfassbar. Die Fließgeschwindigkeit lag deutlich unter 1 cm/s. Obwohl die Fließgeschwindigkeit kein benötigtes Kriterium zur Gewässergütebestimmung ist, kann sie besonders für den Isebekkanal relevant sein. Gewässer mit hohen Fließgeschwindigkeiten nehmen leichter Sauerstoff auf. Aus den anderen Kapiteln wird klar, dass dies ein Schwerpunktthema beim Isebekkanal ist. Dieses Ergebnis würde bei verschiedenen Untersuchungen negativ bewertet werden. - 16 -
7. Biologische Untersuchung In der biologischen Betrachtung unseres Biotops, des Isebekkanals, haben wir zum einen natürlich umfassende biologische Untersuchungen bezüglich vorkommender Arten und Spezies durchgeführt. Dabei haben wir unter anderem nach Zeigerorganismen der Pflanzen, die auf dem Schutzsaum und Hang des Isebekkanals wachsen, gesucht, aber auch nach Mikroorganismen im Wasser, um nicht nur Aussagekraft über die Bodengüte zu haben, sondern ganz neben der chemischen Untersuchung auch Aussagekraft über die Wassergüte haben zu können. Im ersten Schritt wollen wir nun die Untersuchungen der Quellen, die uns vorliegen, mit unseren eigenen Untersuchungen vergleichen, die sich im Gegensatz zu unseren Quellen, natürlich nur auf einen begrenzten Zeitraum beschränkt. Hierbei wollen wir versuchen eventuell auffällige Unterschiede und Gemeinsamkeiten festzustellen und auch eine potentielle Weiterentwicklung des Biotops im Vergleich zu den teilweise in die Jahre gekommenen Untersuchungen zu dokumentieren. Eine Artenliste der Pflanzen im Ufergehölzsaum am Isebekkanal wurde nach einer amtlichen Biotopkartierung von 2008 – 2009 und einer Bestandsaufnahme von Holger Kurz von 2014 aufgestellt und von Harald Durchrow am 31. Mai 2016 veröffentlicht (siehe Anhang). 7.1. Zeigerorganismen zur Klassifizierung der Biologischen Boden- und Gewässergüte Bei unseren Untersuchungen und Exkursen an den Isebekkanal haben wir viele Organismen und Pflanzen untersucht und festgehalten, um zum einen einen Überblick über die allgemeine Vegetation des Kanals zu bekommen, aber auch um mehr über den Ist-Zustand des Bodens zu erfahren und um Hinweise bezüglich der Bodengüte zu erhalten. Ein Bodenprofil durch die dort herrschende Vegetation durch einige Pflanzen zu erstellen, ist nach Erfahrungsberichten deutlich schneller und simpler, als eine komplette chemische Untersuchung des Bodens durchzuführen. Eine an der Isebek nicht selten vorkommende Zeigerpflanze ist Urtica dioica, die Große Brennnessel. Dieser von uns entdeckte Organismus deckt sich mit den oben genannten Quellen. Die Brennnessel ist als hervorragender Zeigerorganismus für einen stickstoffhaltigen Boden bekannt. Stickstoff in einem Boden ist erstmal nicht negativ, da Pflanzen im Allgemeinen Stickstoff brauchen, um wachsen zu können. Wenn aber, wie es die große Brennnessel anzeigt, tendenziell zu viel Stickstoff vorhanden ist, kann es zum sogenannten „Geilwuchs“ führen. Bei diesem Phänomen der Ökologie kann es zu einem übermäßigen Wachstum der pflanzlichen Organismen kommen. Dies führt zu einer allgemeinen Instabilität der Pflanzen und einer großen Anfälligkeit durch Schädlinge. Durch den Geilwuchs wird der Lichtmangeltrieb der Pflanzen deutlich angehoben, weshalb sie versuchen so viel Photosynthese wie möglich zu betreiben, indem sie die eben beschriebene wuchsform einnehmen. Spekulativ kann die Brennnessel, obwohl sie kein typischer Zeigerorganismus dafür ist, ein zukünftiges Übersäuern des Bodens voraussagen. Dieser niedrige pH-Wert des übersäuerten Bodens hat eine Abnahme der Nährstoffe im Boden zur Folge und das Absterben von Bodenlebewesen und Bodenmikroorganismen. Kein Zeigerorganismus, aber ein weiterer Indikator für stickstoffhaltige Böden, ist Rubus fruticosus agg. (Die echte Brombeere). Sie bevorzugt die halbschattige bis sonnige Lage, weshalb wir sie auch am Rand des Hanges, nahe des Weges fanden, wo vereinzelt Sonne scheint. - 17 -
Eine ungefähre Kartografierung der durchschnittlichen Sonneneinstrahlung des Biotops des Isebekkanals kann Aufschluss über die dort lebenden Organismen geben. Der gesamte Hang und auch die Ränder des Gewässers sind durch Gewächs beschattet, sodass hauptsächlich in der Mitte der Wasseroberfläche ein durchschnittlich 5-7 Meter breiter Streifen mit viel Sonne beschienen ist. Außerdem scheint neben dem Uferbegleitsaum, der mit Hamburg-typischer Baum- und Strauchvegetation bewachsen ist, die Sonne. Auch mehrere Baumarten wie die Hängebirke und der Spitzahorn sind in dem Transekt des Isebekkanals vorhanden. Hier auch vor allem die Trauerweide, wie man vor Ort beobachten kann. Die Trauerweide bevorzugt viel Licht, weshalb sie auch unten am Wasser platziert ist, da sie so viel Sonneneinstrahlung zu spüren kriegt. Sie ist auch deshalb am Wasser, weil sie feuchte bis nasse Untergründe präferiert. Außerdem ist sie oft da, wo humusreiche bzw. nährstoffreiche Böden sind. Das könnte ein Ansatz dafür sein, dass die Bodenqualität bezüglich der Nährstoffqualität am Ufer tendenziell besser ist als weiter oben am Hang. Dafür spricht auch der Neophyt Lunaria annua (Einjähriges Silberblatt), welches nahe dem Wasser gefunden wurde und mäßig nährstoffreichen, aber humusreichen und pH-neutralen Boden bevorzugt. Durch eine ausgiebige Untersuchung des Wassers, die einer Gewässergüteklassifizierung diente, die unabhängig von unseren chemischen Untersuchungen erstellt werden konnte, haben wir durch die Probenentnahme und Mikroskopierung der Proben verschiedene Tiere und Mikroorganismen ausfindig machen können. Die Ausbeute unserer Untersuchungen war teilweise wenig zufriedenstellend, da wir mit unseren Mitteln zum Teil keine Zeigerorganismen in unseren Proben entdecken konnten. Trotz dieser Schwierigkeiten haben wir einige Tiere und auch Mikroorganismen ausfindig machen können. Gefundene Tiere, die wir als Zeigerorganismen für die Gewässergüteklasse identifizieren konnten sind: Kriebelmücken, Eintagsfliegen, Waffenfliegen, Rollegel. Gefundene Mikroorganismen, die wir als Zeigerorganismen für unsere Gewässergüteklasse unter dem Mikroskop identifizieren konnten sind: Vielgestaltige Amöbe, Kahn-Kieselalge, Wimperkugel. All diese Organismen decken sich mit unseren Quellen zu den vorkommenden Organismen in unserem Transekt und weisen alle auf die Gewässergüteklasse II-III hin. 7.2. Biologische Untersuchung bezüglich Fischarten 2008 und 2015 wurden Untersuchungen bezüglich der Fische im Isebekkanal durchgeführt. Hierbei stellen mit 92% des Gesamtfanges das Rotauge und der Flussbarsch eine absolute Mehrheit dar (Spieker 27). Beide Fische sind charakteristisch für die Barbenregion. In dieser Region sind sehr flache Gewässer und geringe Strömungen sehr typisch. Außerdem kommt es in dieser Region zu vielen Schlamm- und dichten Pflanzenablagerungen. Diese Beschreibung können wir so auf unser Gewässer übernehmen. - 18 -
Eine Tabelle mit dem Überblick der 2015 im Isebekkanal vorkommenden Fischen liegt hier vor: Tabelle 2: Fische im Isebekkanal 7.3. Kurzprofile einiger Zeigerorganismen Pflanzen Große Brennnessel Die Große Brennnessel oder Urtica dioica ist eine Pflanze, welche in unserem Transekt sehr häufig vorkommt. Sie wird bis zu 3 Meter groß und schlägt ihre Wurzeln bis zu 70 cm tief in den Boden. Sie hat spitz zusammenlaufende Blätter mit einem gezackten Rand. Auf diesen befinden sich kleine Haare als Verteidigungsmechanismus, welche einen leichten, unangenehmen Schmerz auslösen können. Durch die Besonderheit, dass die Brennnessel besonders auf stickstoffhaltigem Boden gut wächst wird sie allgemein als ein Stickstoffanzeiger bezeichnet. Sie bevorzugt schattige bis halbschattige Orte zum Wachsen und blüht von Juni bis August. Die Große Brennnessel ist winterhart und kann somit auch als mehrjährige Pflanze gedeihen. Eben dadurch, dass die Brennnessel so viel Stickstoff aufnimmt und braucht, wird sie zu einem perfekten Stickstoffdünger, der sogenannten Brennnesseljauche. Des Weiteren kann sie für ihre heilende Wirkung genutzt werden, aber auch für die Fasergewinnung. Im Bereich der Feuchtigkeitsanzeige gilt sie als ein Frisch- bzw. Feuchtezeiger. Efeu (Hedra helix) Der Efeu oder auch gemeiner/gewöhnlicher Efeu ist eine Pflanze aus der Familie der Araliengewächse. Sie besitzt außergewöhnliche medizinische Fähigkeiten und wurde daher auch zur Arzneipflanze des Jahres 2010 ernannt. Die Hauptaspekte des Efeus sind die, dass er eine immergrüne Pflanze und ein Klettergehölz ist. Der Efeu erstreckt sich über den Boden und sobald Mauer, Zäune, Bäume oder Ähnliches erreicht werden, kann er sich an diesen durch - 19 -
Haftwurzeln emporklettern. Dies kann er bis zu einer Höhe von 30 Metern. Beeindruckend ist, dass der Efeu bis zu 450 Jahre alt werden kann. Auch beim Efeu basiert das Aufkommen einer hohen Population wieder auf Böden mit hohem Stickstoffgehalt. Des Weiteren ist der Efeu eine Zeigerpflanze für eine gute Phosphat- sowie Kalziumversorgung. Der Efeu gilt als eine Schatten- bzw. Halbschattenpflanze. Dies passt auch zu unserer These, dass an den Ufern des Isebekkanals eher weniger Licht durch die obersten Schichten der Bäume kommt. Des Weiteren kann der Efeu ebenfalls als ein Frischezeiger, sowie ein Mäßigwärmer benannt werden. Tiere Kriebelmücke Die Kriebelmücke gehört zu der Familie der Zweiflügler, sie hat eine Körperlänge von 2-6 Millimetern. Durch eine schwarze Färbung, kurze Beine und einen etwas zusammengepressten Körperbau sehen sie eher aus wie Fliegen. Anders als andere Mücken sind die Kriebelmücken Nektarsauger und ernähren sich von Pflanzen. Hierfür kommen besonders Efeu, Weiden und Pastinaken infrage, welche auch durchaus vermehrt am Isebekkanal vorkommen. Zur Fortpflanzung sammeln sich große Schwärme von ihnen in der Nähe großer dunkler Objekte, zum Beispiel Bäume. Dort sucht sich das Männchen dann eine Partnerin aus, indem es sie von unten anfliegt. Je nach Art legt die Kriebelmücke dann 50 bis 1000 Eier. Die einzige Gefahr, welche von dieser Mücke ausgeht, ist die Krankheitsübertragung, doch da sie sich eigentlich eher von Nektar ernährt, ist dies ein eher kleines Problem. Eintagsfliegen Die Eintagsfliege (Ephemeroptera) erreicht eine Körpergröße von 3 bis 38 mm und eine maximale Flügelspannweite von bis zu 80 mm. Das besondere an der Eintagsfliege ist, dass sie einen, für die Nahrungsverwertung nutzlosen Darm hat und ihr Mundwerk verkümmert ist. Im Zusammenhang hiermit hängt der Fakt, dass die Eintagsfliege im Erwachsenenstadium keinerlei Nahrung mehr zu sich nimmt. Des Weiteren fehlen bei vielen Arten der Eintagsfliege die Hinterflügel, bei einigen anderen sind sie nur sehr schwach ausgeprägt, dafür sind die Vorderflügel umso größer. Im Kontrast zu anderen Insekten leben die Eintagsfliegen nur von wenigen Minuten bis hin zu ein paar Tagen. Sie kommen weltweit vor. In der kurzen Zeit, die die Eintagsfliegen haben, finden meistens nur die Begattung sowie die Eiablagezeit statt. Es kann sich dabei um 1000-8000 Eier handeln. Meist findet dann, etwas später, die letzte Häutung der Larven synchron statt und so bilden sich direkt große Schwärme von Eintagsfliegen. Zu ihren natürlichen Feinden gehören u. a. Fische, Vögel und Webspinnen. Ihre Larven werden je nach Art der Gewässergüteklasse I und II zugeordnet. Rollegel Die Rollegel (Erpobdellidae) sind eine Familie der Schlundegel. Sie werden bis zu 50 cm groß, sind dehnbar und hinten länglich-rund. Vorne sind sie jedoch eher abgeflachter. Der Körper, welcher zum Großteil aus Muskeln besteht, hat einen Saugnapf. Sie besitzen drei bis sechs Augenpaare. Die Egel leben in Süßwassergewässern und ernähren sich vom Blut anderer Tiere. In Europa gibt es den achtäugigen Schlundegel. Er lebt in Süßwassergewässern und ernährt sich von Zuckmücken- und Krabbelmückenlarven, wie auch von Schlammröhrenwürmern. Die - 20 -
Fortpflanzung ist besonders, zwar nicht für Egel selber, aber für Lebewesen insgesamt. Rollegel sind Zwitter, welche gegenseitig das Sperma tauschen. Hierfür drücken sie ihre vorderen Körper gegeneinander und nutzen eine Drüse, welche unter die Haut des Geschlechtspartners gerammt wird, die sogenannten Pseudospermatophoren. Anders als man bei dem Anblick dieser Kreaturen vielleicht denken könnte, schaden sie einem Gewässer nicht unbedingt. Sie tragen zu einer Dezimierung der Mückenbestände bei. Trotzdem werden sie der Gewässsergüte III zugeordnet. 7.4. Saprobienindex Um das biologische Verfahren neben den zwei anderen Verfahren zur Bestimmung der Gewässergüte (Chemisches verfahren und Physikalisches verfahren) durchführen zu können, ist das Aufstellen eines Saprobienindexes sehr wichtig. Allgemein begründet sich das Saprobiensystem durch die Beobachtung, dass sich die Lebensgemeinschafft eines Gewässers mit der organischen Belastung in vorhersehbarer Weise verändert. Als Saprobien bezeichnet man ausgewählte biologische Indikatoren. In der Liste der Bioindikatoren, welche die Stärke der Verschmutzung anzeigen, sind 600 Makrosaprobien, einige Fischarten und 200 Mikroorganismen enthalten. So wird dann aus der Häufigkeit der Indikatororganismen in der Lebensgemeinschaft der Saprobienindex berechnet. Proben der Lebensgemeinschaften werden an verschiedenen Stellen des Fließgewässers entnommen, da eine ganzheitliche Betrachtung unmöglich ist. So haben wir auch an unseren Messpunkten Proben entnommen und auf Indikatororganismen untersucht. Der Saprobienindex kann nach zwei Methoden ermittelt werden. Einmal die Methode nach Baur und die Methode nach Zelinka und Mervan. Wir werden hier mit der Methode nach Baur arbeiten. Dort werden am Ende Werte zwischen 1 und 4 ermittelt. Hier entspricht der Saprobienindex 1-1,4 der Gewässergüteklasse I. Der Saprobienindex 1,5- 2,2 entspricht der Gewässergüteklasse II. Der Saprobienindex 2,3-2,6 deutet auf die Gewässergüteklasse III. Ein Saprobienindex von 2,7-3,1 bedeutet die Gewässergüteklasse IV. Der Saprobienindex 3,2-4 entspricht der Gewässergüteklasse V. Indikatororganismen Anzahl Gütefaktor Produkt Kriebelmücke 1 2,0 2,0 Eintagsfliege 1 1,8 1,8 Waffenfliege 1 3,0 3,0 Rollegel 1 3,0 3,0 Summe 4 DIN 38410 9,8 Tabelle 3: Berechnung des Saprobienindex Saprobienindex = Produkt / ℎ = 9,8 / 4 = 2,45 Dieser finale Wert unserer vereinfachten Darstellung gibt uns trotzdem den Wert der Gewässergüteklasse III. - 21 -
Weitere Mikroorganismen die oben aufgeführt worden sind, wurden hier aufgrund von der Veranschaulichung und von Vereinfachungszwecken nicht berücksichtigt. - 22 -
8 Chemische Untersuchung 8.1 Methodik Aufgrund fehlender Kapazitäten wurden die meisten der folgenden Werte nicht isoliert untersucht, sondern vereint analysiert. Dazu musste man bei der Probenentnahme die Probengefäße behutsam zu gleichen Teilen mit Material füllen. Ebenso darf es bei solchen Proben auf keinen Fall zu Luftblasen oder anderen Vorkommnissen kommen, die zu einer Verfälschung des Sauerstoffgehalts führen könnten. Die Proben wurden mit einem handelsüblichen Koffer zur Analyse von Wasserproben untersucht. Die Genauigkeit der resultierenden Ergebnisse konnte teilweise durch das Verdünnen der Proben mit destilliertem Wasser erhöht werden. Der Sauerstoffgehalt und der biochemische Sauerstoffbedarf nach 5 Tagen (BSB5) konnte durch die Methode nach Winkler bestimmt werden. Diese gilt bei der Oxymetrie als sehr geeignetes Verfahren. Zur Bestimmung der Temperatur, der gelösten Feststoffe und der elektrischen Leitfähigkeit wurden gängige Handheld-Geräte verwendet. Bei der Bestimmung des pH-Werts wurden elektronische Geräte sowie Flüssigindikatoren verwendet. So konnten sehr genaue Werte ermittelt werden. Alle Daten wurden durch Messungen an der Oberfläche oder Messungen in sehr geringer Tiefe (ca. 20 cm) erhoben. Nach unseren Recherchen ist dies die gängige Vorgehensweise. 8.2 Ausgewählte Parameter Nitrit Wie schon aus der Historik des Isebekkanals ersichtlich ist, ist der Sauerstoffgehalt von sehr hoher Relevanz. In Gewässern wird über das Nitrit Ammonium zu Nitrat oxidiert (im Anhang gibt es zu Stoffkreisläufen weitere Informationen). Das geschieht durch Mikroorganismen, sogenannte Nitrifikanten, und kann eine deutliche Belastung für den Sauerstoffhaushalt darstellen. Zudem ist Nitrit giftig für Fische, da durch Blutzellschäden der Sauerstofftransport unterbrochen wird und die Fische sozusagen ersticken. Demnach sollte der Nitritgehalt niedrig sein. In einigen Untersuchungen ist eine Grenze von 0,2 mg/l üblich. Diese zeigt eine kritische Konzentration an. Hier verwenden wir diese Grenze ebenfalls, jedoch ordnen wir dem Raum von 0,1 mg/l bis 0,2 mg/l die Bezeichnung „erhöht“ zu und verweisen darauf, dass eine niedrigere Konzentration vorteilhafter wäre. Nitritgehalt 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 17.05. 18.05. 19.05. 20.05. 21.05. 22.05. 23.05. NO2 (mg/l) Diagramm 2: Ergebnisse des einwöchigen Kurzzeitmonitorings vom 17.05.2021 bis zum 23.05.2021 zum Nitritgehalt - 23 -
An den Ergebnissen kann man erkennen, dass der Nitrit-Wert erhöht ist. Er hält sich oft zwar in einem noch akzeptablen Bereich von 0,1 bis 0,2 mg/l, jedoch überschreitet er die „0,2 mg/l“- Grenze am ersten Tag. Dies ist als große Gefahr für die Fischpopulation zu bewerten und deutet auf die Notwendigkeit der intensiveren Beobachtung des Nitritgehalts hin. Wir denken, dass der Grund für diesen Extremwert zum einen eine erhöhte Nutzung des Isebekkanals in der Woche vor dem Monitoring ist, da das Laub auf dem Boden des Kanals beispielsweise durch Wassersportler aufgewühlt werden kann und Nährstoffe so freigegeben werden. Zum anderen kommen auch starke Regenfälle hinzu. Am 10.05.2021 und 16.05.2021 waren diese sehr stark. Es kann zu Mischwasser-Sielüberläufen gekommen sein, obwohl installierte Rückhaltebecken in der letzten Zeit für eine Entlastung des Isebekkanals gesorgt hatten. Eine weitere Möglichkeit ist, dass die Regenfälle selbst Nährstoffe von den Straßen und der Böschung (und ggf. aus der Luft) herangetragen haben. Karbonathärte Die Karbonathärte sorgt für die Stabilisierung des pH-Werts. Dies ist bedeutend, da sich je nach pH-Wert verschiedene Reaktionen und Stoffkreisläufe verändern. Dies würde sich früher oder später in unseren Ergebnissen erkenntlich machen. Karbonathärte 12 10 8 6 4 2 0 17.05. 18.05. 19.05. 20.05. 21.05. 22.05. 23.05. KH in °dH Diagramm 3: Ergebnisse des einwöchigen Kurzzeitmonitorings vom 17.05.2021 bis zum 23.05.2021 zur Karbonathärte Die Karbonathärte liegt immer im Optimum von 5-10 ° deutscher Härte. Dies ist in Ordnung. Gelöste Feststoffe (TDS) Dieser Wert beschreibt wie viele Feststoffe im Wasser gelöst sind. Zwar kann man so eine Aussage über die Quantität der gelösten Feststoffe machen, jedoch erhält man keine Informationen darüber, welche Stoffe gelöst sind. Trotzdem kann man sich gut an diesem Wert orientieren, denn je mehr Stoffe gelöst sind, desto größer ist auch die Wahrscheinlichkeit, dass Gifte unter den Stoffen sind. Dieser Messwert konnte an allen Messpunkten isoliert untersucht werden. - 24 -
Gelöste Feststoffe (Total dissolved solids) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 17.05. 18.05. 19.05. 20.05. 21.05. 22.05. 23.05. TDS 1 (ppm) TDS 2 (ppm) TDS 3 (ppm) Diagramm 4: Ergebnisse des einwöchigen Kurzzeitmonitorings vom 17.05.2021 bis zum 23.05.2021 zum TDS-Wert Der Wert für gelöste Feststoffe ist bei allen drei Messpunkten sogar in einem guten Bereich für Trinkwasser. Die ziemlich stabile Entwicklung des Werts und die niedrige Konzentration sind als gut zu bewerten. 8.3. Chemischer Index nach BACH Der chemische Index nach BACH berechnet sich aus den folgenden Werten: - Elektrische Leitfähigkeit - Temperatur - pH-Wert - Ammoniumgehalt - Nitrat - Phosphatgehalt - Sauerstoffgehalt - Biochemischer Sauerstoffbedarf nach 5 Tagen Elektrische Leitfähigkeit Die elektrische Leitfähigkeit ist eng verbunden mit dem Gehalt an gelösten Feststoffen. Die Leitfähigkeit kann uns ebenfalls ein ungefähres Bild der Verunreinigung geben und wird bei dem chemischen Index berücksichtig. Wir rechnen mit der Leitfähigkeit der entnommenen Probe. Diese entsprach dem arithmetischen Mittel der einzelnen Werte an den verschiedenen Messpunkten fast genau. Darum werden hier die Daten der isolierten Messungen dargestellt, um ein detaillierteres Bild zu vermitteln. Diagramm 5: Ergebnisse des einwöchigen Kurzzeitmonitorings vom 17.05.2021 bis zum 23.05.2021 zum EC-Wert - 25 -
Diagramm 5: Ergebnisse des einwöchigen Kurzzeitmonitorings vom 17.05.2021 bis zum 23.05.2021 zum EC-Wert Aus den Daten resultiert bei allen Punkten ein Eindruck eines eher belasteten Gewässers. Am schlechtesten schneidet Punkt 1 ab. Größere, gleichmäßige Änderungen, die auf eine längerfristige Reduktion der Leitfähigkeit deuten könnten, sind nicht zu bemerken. Temperatur Wassertemperatur an der Oberfläche 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 17.05. 18.05. 19.05. 20.05. 21.05. 22.05. 23.05. Temperatur 1 (°C) Temp 2 (°C) Temp 3 (°C) Diagramm 6: Ergebnisse des einwöchigen Kurzzeitmonitorings vom 17.05.2021 bis zum 23.05.2021 zur Wassertemperatur Die Temperatur ist stabil und geeignet für die Fischarten die in früheren Untersuchungen gefunden wurden. Insgesamt ist die Wassertemperatur auch nach dem chemischen Index sehr positiv zu bewerten und als getrennter Indikator der Gewässergüte I zuzuordnen. - 26 -
pH-Wert Der pH-Wert wirkt sich wie die Temperatur auf viele chemische Reaktionen aus. Damit hat er erheblichen Einfluss auf die Überlebenschance aller Organismen, die im und am Isebekkanal leben. pH-Wert 10 9 8 7 6 5 4 3 17.05. 18.05. 19.05. 20.05. 21.05. 22.05. 23.05. pH Diagramm 7: Ergebnisse des einwöchigen Kurzzeitmonitorings vom 17.05.2021 bis zum 23.05.2021 zum pH-Wert Der pH-Wert ist gleichmäßig und genauso wie die Temperatur sehr positiv zu bewerten. Er entspricht gesondert der Gewässergüte I. Ammoniumgehalt Ammonium entsteht, wenn größere organische Materie zersetzt wird. Dazu gehören zum Beispiel Abfallstoffe, Fäkalien und Harnstoff. Zwar ist das Ammonium selbst nicht giftig – das giftige Ammoniak entsteht in größeren Mengen erst bei einem pH-Wert, der unüblich für (Fließ-)Gewässer ist – jedoch kann der Ammoniumgehalt auf den Grad der Verschmutzung hindeuten. So ist ein hoher Ammoniumgehalt problematisch, da beim Gewässer Eutrophierungsgefahr besteht. - 27 -
Ammoniumgehalt 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 17.05. 18.05. 19.05. 20.05. 21.05. 22.05. 23.05. NH4 (mg/l) Diagramm 8: Ergebnisse des einwöchigen Kurzzeitmonitorings vom 17.05.2021 bis zum 23.05.2021 zum Ammoniumgehalt Aus dem Diagramm ist ersichtlich, das der Gehalt stark schwankt. Der Ammoniumgehalt zeugt von einem eindeutig belasteten Gewässer (Gewässergüte III-IV) und überschreitet konstant die Grenzwerte von Trinkwasserverordnungen und Normen zu Bade- und Fischgewässern. Die Ursachen dafür sind zum Teil höchstwahrscheinlich die gleichen wie beim Nitrat. Hinzu kommen jedoch direkte menschliche Einflüsse, wie zum Beispiel die Fütterung der Wasservögel, das entsorgen von Abfällen und das Urinieren in den Kanal. All das kann ebenso eine Eutrophierung bewirken. Nitrat Nitrat wird auch als Düngemittel genutzt und kann zum übermäßigen Pflanzen- und Algenwachstum beitragen. Dieses kann bekanntermaßen wiederum zur Eutrophierung, dem „Umkippen“ des Gewässers und zum Verfaulen führen. Nitratgehalt 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 17.05. 18.05. 19.05. 20.05. 21.05. 22.05. 23.05. NO3 (mg/l) Diagramm 9: Ergebnisse des einwöchigen Kurzzeitmonitorings vom 17.05.2021 bis zum 23.05.2021 zum Nitratgehalt - 28 -
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