Wasserqualitätsmessungen unterhalb des Opel-Zoos im Rentbach am 16.5.2013 und 3.6.2002 im Vergleich und ihre ökologischen Bewertung

Dr. Bärbel von Römer-Seel, 7.4.2014 

Qualität der Daten

Es handelt sich um zwei Datenblätter aus denen nicht hervorgeht, wer die Daten erhoben hat und welche Methoden dabei zum Einsatz kamen. Es fehlt die Uhrzeit der Untersuchungen. Der Saprobienindex ist handschriftlich hinzugefügt worden mit einer Bewertung, die nicht dem üblichen Format entspricht. Die gängigen chemischen und physikalischen Werte zur Erfassung der Gewässergüte sind erfasst. Die diesjährige Untersuchung erfolgte im Mai dieses Jahres am 16.5.2013 unter trockenen Wetterbedingungen wie auch die Probe vom 3.6.2002. 

Es handelt sich um Einzelmessungen, die so nicht vergleichbar sind und aus denen keine grundsätzlichen Schlüsse gezogen werden können. Zugrunde gelegt wurden die physikalischen und chemischen Parameter für Fließgewässer, obwohl es sich um den direkten Auslauf eines Weihers handelt, ein stehendes Gewässer zu dessen Evaluation andere Bewertungenkriterien angewendet werden müssten. Die Daten von Referenzgewässern sind nicht erforderlich, da die Bewertung auf einem generell akzeptierten Verfahren beruht.  

Die erhobenen Messwerte haben keine Beweiskraft, die den Opel-Zoo be- oder entlasten könnten.

Chemische Analyse

Trotz der oben gemachten einschränkenden Bemerkungen, wurden die vorliegenden Daten analysiert und bewertet, wenn auch in dem Bewusstsein, dass es sich um eine Momentaufnahme handelt, die keinerlei Rückschlüsse auf den ökologischen Grundzustand des Auslaufwassers aus dem Hardtweiher belegt.

Bei der Probe vom 15. Mai 2013 sind Temperatur und pH-Wert unauffällig und lassen auf keine Beeinträchtigungen des Wassers schließen.

Der Sauerstoffwert ist bei stehenden Gewässern im Gegensatz zu Fließgewässern des Mittelgebirgsraums Tagesschwankungen unterworfen, die von der Sonneneinstrahlung abhängen, die die Photosynthese der Algen steuert. Der Wert von 8,32 mg/l bzw. die Sättigung von 83 % lässt darauf schließen, dass die Probe im Laufe des Vormittags genommen wurde, als das nächtliche Defizit bereits ausgeglichen war und das Maximum der Sauerstoffproduktion noch nicht erreicht war. Der Wert liegt im guten Bereich der Gewässergüteklasse 2.

Die Werte der Stickstoff-Oxidationskette vom Ammonium über das Nitrit zum Nitrat liegen ebenfalls im Bereich der Gewässergüte II (wenig belastet). Insbesondere Ammonium und Nitrit sind sehr geeignete Anzeiger für organische Verschmutzung, die durch bakterielle Prozesse unter Sauerstoffverbrauch abgebaut werden (Nitrifikation). Alle drei Werte liegen deutlich unterhalb der Grenze, die für Trinkwasser gelten. Dies bestätigt auch der geringe Biochemische Sauerstoffbedarf, der angibt, wie viel Sauerstoff die Mikroorganismen für den Abbau organischer Substanzen benötigten.

Auffallend ist trotz der guten Messwerte im organischen Bereich der erhöhte Leitwert, der einen Summenparameter für im Wasser enthaltene Salze darstellt.

Hier wird vermutet, dass der deutlich erhöhte Phosphatwert ursächlich mit dem gesteigerten Leitwert zusammenhängen kann. Der Phosphatwert von 0,33 mg/l weist unter den Bewertungskriterien für Fließgewässer auf eine kritische Belastung hin, wie sie in Gewässergüteklasse IV angetroffen wird. Legt man die Kategorien für stehende Gewässer zugrunde, ist der Phosphatwert mit 0,33 mg/l dreimal so hoch wie der Einstiegswert zur schlechtesten Gewässergüteklasse: hypertrophe Verhältnisse.

Es stellt sich die Frage nach dem Ursprung des Phosphats in der Wasserprobe.

Die Herkunft des Phosphats aus organischen Verschmutzungsquellen ist durch den geringen BSB5-Wert auszuschließen. Deshalb wird angenommen, dass das Phosphat aus anorganischen Quellen stammt.

Hier bieten sich zwei Erklärungen an:

Die Anwendung von phosphathaltigen Düngemitteln, die bei Regen mit dem Oberflächenwasser direkt in pflanzenverfügbarer Form in den Hardtweiher eingetragen worden sein könnten. Dies führt zu einem verstärkten Algenwachstum, da Phosphat normalerweise der begrenzende Faktor für das Pflanzenwachstum in Gewässern ist. Dieser Prozess der Eutrophierung kann jedoch ausgeschlossen werden, da der BSB5 keinen deutlich erhöhten Sauerstoffbedarf für den Abbau organischer Substanzen signalisiert. Die Verhinderung der Eutrophierung dürfte in der Stickstoffbegrenzung im Wasser liegen.

Zum Pflanzenwachstum müssen Phosphat – Stickstoff und Kohlenstoff im Verhältnis 1 : 16 : 106 vorliegen. Im Hardtweiher findet sich jedoch ein Verhältnis von Phosphat zu Gesamtsticktoff von 1: 5. Der relative geringe Stickstoffgehalt stellt also den limitierenden Faktor für das Pflanzenwachstum dar.

Als zweite Möglichkeit für den Phosphateintrag in das Wasser des Hardtweihers bieten sich Erosionsprozesse an. Bei vorherigen Starkregenereignissen werden Teile des Oberbodens mit seinen Huminkomplexen, an denen die Phosphate angelagert sind, in das Wasser des Weihers eingetragen. Während normalerweise der Regen die Phosphate kaum aus dem Oberboden löst, tritt dieser Prozess jedoch im freien Wasserkörper ein, wenn das Phosphat durch Gleichgewichtsprozesse aus den Huminkomplexen austritt. Auch bei diesem Prozess kommt es durch den geringen Stickstoffgehalt nicht zu einer Eutrophierung des Weihers.

Der hohe chemische Sauerstoffbedarf von 25 mg/l dürfte bei dieser Erklärung durch Humine des eventuell eingetragenen Bodens verursacht sein. 

Biologische Analyse

Zu dem zitierten Saprobienindex Aussagen zu treffen ist nicht zuverlässig möglich, da keine Artenlisten der Indikatororganismen beigefügt worden ist. Der Saprobienindex wurde mit 2,65 angegeben, der einer Gewässergüteklasse II-III, kritisch belastet, entspricht. Diese Gewässerstufe ist charakterisiert durch eine hohe Belastung mit Sauerstoff-zehrenden Stoffen organischen Ursprungs und starken Sauerstoffschwankungen bis hin zu Werten, die für höhere Organismen nicht mehr tolerabel sind, weshalb ein Artenrückgang der Makroorganismen zu beobachten wäre, wohingegen sich Algen massenhaft entwickeln sollten. In der Regel sind die chemischen Werte dieser Gewässergüteklasse durch eine Sauerstoffsättigung von zum Teil weniger als 50 %, einem BSB5 Wert von 5 – 10 mg/l und einem Ammoniumwert von bis zu 1,0 mg/l charakterisiert.

Diese Verhältnisse lassen sich auf der Basis der vorliegenden Daten jedoch nicht im Hardtweiher bzw. seinem Auslauf in den Rentbach belegen.

Ohne Einsicht in die Artenliste der Saprobien ist es schwierig zu beurteilen, ob die Anzeigerorganismen dieser Gewässergüteklasse durch ein überproportionales Vorkommen von dem Fraßtyp der Weidegänger verursacht wird. Deren Nahrungsgrundlage, ein von Algen gebildeter Biofilm auf den Sedimenten des Baches, kann durch den hohen Phosphatwert geschaffen werden.

Alternativ könnte die Abwesenheit von Oxybionten, Organismen, die auf einen durchgängig hohen Sauerstoffgehalt in einem Fließgewässer angewiesen sind, durch die Sauerstoffschwankungen des Weihers verursacht worden sein, die im Bach so nicht vorkommen.

Deshalb erlaubt auch der angegebene Saprobienindex keine Rückschlüsse auf die durchschnittlichen ökologischen Verhältnisse über einen längeren Zeitraum, wie ihn die biologische Gewässeranalyse üblicherweise ermöglicht. 

Fazit

Die vorliegenden Daten lassen nicht nur wegen ihrer formalen Mängel, sondern auch wegen des methodischen Ansatzes einer Einmalerhebung keine abschließende Beurteilung zu, wie Rückschlüsse auf durchschnittliche ökologische Verhältnisse über einen längeren Zeitraum hinweg. Sie weisen zu dem Zeitpunkt der Messung auf keine organischen Verschmutzungen hin. Die Erklärung zum Eintrag des Phosphats in das Gewässer und des hohen CSB-Werts ist zwar schlüssig, aber nicht unbedingt erschöpfend.

Der Saprobienindex ist ohne die dazugehörige Artenliste nicht aussagekräftig.

Gelegentliche Einleitungen von organischen Abwässern in den Auslauf des Weihers finden auf dieser Datenbasis keine Bestätigung, sind aber auch nicht grundsätzlich auszuschließen. Falls sie vorgenommen werden, dürften sie in den Auslauf zum Rentbach eingeleitet werden, da das „Gedächtnis“ des Weihers durch seine hohe Wasserdurchlaufzeit diese Spuren in Form eines erhöhten BSB5 nachweisen würde.

Generell müsste eine Analyse des Wassers, das aus dem Opel-Zoo den Rentbach erreicht, einer bakteriellen Untersuchung unterzogen werden, da nur der Nachweis von Escherichia coli Bakterien auf einen Eintrag von Fäkalien von Warmblütern schließen lässt.