<
>
Upload File

Referat
Chemie

Ulrich von Hutten Gymnasium

2006, Herr Bräunlein

Lisa M. ©

0.18 Mb
sternsternsternsternstern_0.25
ID# 1465







Chemieprojekt H²O: Gewässeruntersuchung

 

 

Gewässerarten:

 

1. Jossa: Fließgewässer: Bach

2. Weiher Angelverein: Stehendes Gewässer: Weiher

3. Grundwasser Marjoß

4. stehendes Gewässer: Naturschutztümpel im Naturerlebnispfad Marjoß

 

 

Zur angewandten oder praktischen Limnologie gehören u.a. die Fischereibiologie sowie auch die Trink-, Brauch- und Abwasserbiologie. Biologische, physikalische und chemische Gewässeruntersuchungen werden von MARILIM zur Ermittlung der Gewässergüte durchgeführt. MARILIM liefert außerdem Problemlösungen und Handlungskonzepte, wenn es z.B. um die Sicherung von Trinkwasser oder um die Gestaltung und Realisierung von Naturschutzplänen geht.

Um limnische Lebensräume hinsichtlich ihres Zustandes und ihrer Funktionsfähigkeit zu beurteilen, müssen eine Reihe von gewässerökologischen Kriterien untersucht werden. Die Gewässergüte kann durch Untersuchung der biologischen, chemischen, physikalischen und ökomorphologischen Bedingungen bestimmt werden. Die chemischen und physikalischen Meßwerte ermöglichen allerdings nur Momentaufnahmen, d.h. man dokumentiert z.B. die Konzentration bestimmter chemischer Substanzen oder physikalischer Größen nur zum Zeitpunkt der Probenahme. Die biologische und ökomorphologische Gewässergütebestimmung ermöglichen dagegen auch Aussagen über Beeinträchtigungen, die schon vor längerer Zeit, z.B. nach einer Abwassereinleitung, stattgefunden haben. Insgesamt sind aber alle Methoden für die Beurteilung eines Gewässers unverzichtbar. Daher werden die Ergebnisse der einzelnen Methoden zusammengefasst und als eine Gewässergüteklasse für das Gewässer wiedergegeben:

Güteklassen

I

Unbelastet bis sehr gering belastet

I-II

Gering belastet

II

Mäßig belastet

II-III

Kritisch belastet

III

Stark verschmutzt

III-IV

Sehr stark verschmutzt

IV

Übermäßig verschmutzt

 

Biologische Gewässeruntersuchung

Die Gewässergütebestimmung bei Fließgewässern (Saprobiensystem)

In der Hauptsache hängt die Wasserqualtität eines Gewässers, die Gewässergüte, von seinem Gehalt an abbaubaren organischen Substanzen und anorganischen Substanzen (Nährstoffen) ab.

Eine hohe Nährstoffkonzentration fördert die Produktion und Anreicherung von organischen Stoffen im Wasser, dagegen setzt der Abbau organischer Substanzen Nährstoffe frei.

Zu Beginn des letzten Jahrhunderts fanden KOLKWITZ und MARSSON heraus, dass sich in belasteten Fließgewässern andere Tierarten aufhalten, als in den unbelasteten bzw. sauberen Gewässern. Grundlage dieser Erkenntnis war, dass die Konzentrationen biologisch abbaubarer Substanzen (fäulnisfähige Substanzen) sowie der Sauerstoffgehalt des Wassers variieren. Das daraus entwickelte Saprobiensystem (sapros, griech.: faul), mit 4 Güteklassen ( oligo-, beta-meso-, alpha-meso- und polysaprob) sowie 3 Zwischenstufen, wird heute als biologische Methode zur Gewässergütebestimmung von Fließgewässern von Fischereibiologen, Naturschützern und Wasserwirtschaftlern verwendet.

Die Einteilung in die verschiedenen Saprobienklassen erfolgt mittels Identifizierung der vorkommenden Wasserorganismen (Bioindikation), die entsprechend ihren Bedürfnissen den verschiedenen Saprobiestufen zugeteilt wurden.

Die Gewässergütebestimmung bei Stillgewässern (Trophiesystem)

Im Gegensatz zu Fließgewässern, in denen aufgrund der physikalischen Bedingungen der gesamte Wasserkörper homogen ist, kann es in Standgewässern zur Ausbildung unterschiedlicher Wasserschichten kommen.

Die einzelnen Schichten unterscheiden sich hinsichtlich chemischer (z.B. Sauerstoff) und physikalischer (z.B. Temperatur) Faktoren. Daher kann die Gewässergüte nicht mit den Bioindikatoren wie im Fließgewässer bestimmt werden. Je nach Probenahmestelle (z.B. verschiedene Gewässertiefen) hätte man im selben Gewässer zur selben Zeit unterschiedliche Ergebnisse.

Stehende Gewässer werden deshalb nicht nach der Intensität der Abbauprozesse (Saprobie) sondern nach der Intensität der Produktion (Trophie) beurteilt. Da diese von der Konzentration der Nährstoffe abhängt, die zumeist mit dem Abwasser oder durch die Landwirtschaft eingetragen werden, kann von der Produktion auf die Belastung des Gewässers geschlossen werden.

Zur Festlegung des Trophiegrades werden das Ausmaß der Produktion (Planktonentwicklung), die Sauerstoffverteilung, die Sichttiefe und der Gewässergrund untersucht. Dies gibt eine Einteilung in 4 Trophiestufen:

Oligotroph

Nährstoffarm

Mesotroph

Mäßiges Nährstoffangebot

Eutroph

Nährstoffreich

Polytroph

Übermäßiges Nährstoffangebot

Ökomorphologische Untersuchungen

Es reicht keinesfalls, lediglich Aussagen über die Saprobie/Trophie zu machen, denn die Binnengewässer sind zwar ein eigener Landschaftsbereich, stehen jedoch mit den übrigen Bestandteilen der Landschaft in Wechselbeziehungen. Die Gewässer nehmen durch den Wasser- und Stoffhaushalt Einfluss auf ihre benachbarten Landschaftselemente (Ortschaften, Äcker, Wiesen, Wälder usw.) und umgekehrt wirken die terrestrischen Elemente der Landschaft auch auf die Binnengewässern. Zwischen Wasser und Land findet eine Vielzahl wechselseitiger Austauschprozesse statt. Daher sind sowohl die terrestrischen, als auch die aquatischen Lebensräume bei landschaftsökologischen Untersuchungen gleichberechtigt und keinesfalls getrennt voneinander zu betrachten.

Es ist daher nicht nur erforderlich, das Gewässerumfeld zu berücksichtigen, vielmehr erleichtert es den Einstieg in jede Gewässeruntersuchung, insbesondere um Aussagen hinsichtlich der Naturnähe und den Ausbauzustand des Gewässers machen zu können.

Die Naturnähe wird im Rahmen einer Begehung oder auch Befahrung beurteilt. Dabei wird die Linienführung, die Sohlenbeschaffenheit, die Breitenvariabilität, die Uferbeschaffenheit sowie der Gehölzsaum protokolliert und in das Gewässer insgesamt oder abschnittsweise einer der folgenden Natürlichkeitsklassen zugeordnet:

1

natürlicher Zustand

1-2

naturnaher Zustand

2

Zustand wenig beeinträchtigt

2-3

Zustand deutlich beeinträchtigt

3

Zustand stark beeinträchtigt

3-4

naturferner Zustand

4

naturfremder Zustand

Erst im Anschluss an diesen Untersuchungsschritt folgt eine erste Zustandsbewertung des Gewässers selbst.

Chemische Gewässeruntersuchung

Der Vorteil der chemischen Methode liegt darin, dass exakte Messwerte gefunden werden können. Andererseits gibt sie auch nur eine Momentaufnahme wieder, lässt also keine Schlüsse auf vergangene Ereignisse zu.

Der Sauerstoffgehalt gehört zu den bedeutensten chemischen Faktoren, daher muß er bei jeder Gewässeruntersuchung bestimmt werden. Er sollte möglichst hoch sein, um den im Gewässer lebenden Organismen (insbesondere den Fischen) ein optimales Wachstum zu ermöglichen. Beinahe genauso wichtig ist der pH – Wert des Gewässers.

Zum einen sind viele Organismen direkt davon abhängig, d.h. sie können nur in einem bestimmten Toleranzbereich existieren, ohne das sich der pH–Wert negativ auf ihr Wachstum auswirkt.

Des weiteren wirkt er indirekt auf die Organismen, denn viele chemische Elemente im Gewässer verändern sich, wenn der pH–Wert sinkt oder steigt. So zum Beispiel Ammonium, das sich ab einem pH-Wert von 8 in Ammoniak umwandelt, welches für die Fische toxisch ist. Auch der Kohlensäuregehalt ist vom pH – Wert abhängig:

saurer Bereich    CO2 <--> HCO3 -- <--> H2CO3     basischer Bereich

Ein Überschuß an Kohlensäure ist für Fische tödlich.

Zu einer genauen Einschätzung der Gewässergüte werden noch zahlreiche andere chemische Parameter bestimmt, wie zum Beispiel der Kalkgehalt, Nitrat- und Phosphatgehalte (Pflanzennährstoffe).

Bei einigen Gewässeruntersuchungen (z.B. für Trinkwasseranalysen) werden Umweltgifte, wie Schwermetalle, Insektizide und Herbizide, erfasst, die bereits in kleineren Mengen negative Auswirkungen auf die Lebensgemeinschaften haben.

Physikalische Gewässeruntersuchung

Die physikalischen Faktoren sind für die Bestimmung der Gewässergüte genauso wichtig wie die biologischen und chemischen. Eine starke Bedeutung kommt dabei der Wassertemperatur zu. Viele Organismen sind in ihrer Lebensentwicklung temperaturabhängig. Zudem hängt von der Wassertemperatur ab, wie stark die Auf- bzw. Abbauleistungen im Gewässer sind und auch die Löslichkeit der Gase (O2, CO2) ist temperaturabhängig.

Die Messung der Sichttiefe gibt einen Eindruck darüber, wie stark die Trübung des Gewässers ist. Dazu wird eine weiße Scheibe (secchi-Scheibe) solange in die Tiefe heruntergelassen bis ihre Ränder gerade verschwinden. Die mit heruntergelassene Leine wird an diesem Punkt markiert. Mit Ausmessen der Leinenlänge von der Scheibe bis zur Markierung erhält man die Sichttiefe. Welcher Art diese Trübung ist (Algenblüte, Abwasserfrachten oder ähnliches) muß vor Ort bestimmt werden.

Ein Faktor der keine direkte Zuordnung zu Gewässergüteklassen ermöglicht, aber Aussagen über Veränderungen im Gewässer gibt, ist die elektrische Leitfähigkeit. Sie gibt an wie groß die Konzentration, der Dissoziationsgrad des Elektrolyten ist. Über Veränderungen in der Leitfähigkeit lassen sich z.B. versteckte Abwassereinleitungen finden.

 


| | | | |
Tausche dein Hausarbeiten