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Letzte Änderung: 10.02.2012
Eutrophierung ist der Fachbegriff für die Zunahme der Konzentration an Planzennährstoffen in Gewässern, die das Algen- und Cyanobakterienwachsum „düngen”. Die Umkehrung dieses Prozesses – „Oligotrophierung” – ist eines der wichtigsten Ziele im Schutz von Trinkwasserressourcen.
In Deutschland zeigen etliche Gewässer erste Erfolge der vielfachen Anstrengungen zur Reduzierung der Nährstoffzufuhr – die Konzentrationen in den Gewässern sind rückläufig. Oft zeigen die Algen und Cyanobakterien jedoch noch keinen Rückgang. Daher stellt sich die Frage: „Ab wann merken die Algen und Cyanobakterien den Unterschied”? Oder – anders formuliert: Müssen Schwellenwerte unterschritten werden, um ihr Auftreten wirksam zu beherrschen?
Zur Klärung dieser Frage führt das UBA an einem Modellprojekt – zwei in Berlin sehr erfolgreich sanierten Seen – seit 25 Jahren Begleituntersuchungen durch: Der Tegeler See und der Schlachtensee in Berlin sind beispielgebende Fallstudien für eine erfolgreiche Sanierung von Trinkwasserressourcen innerhalb einer Großstadt. Sie sind zudem typische Beispiele für die durch vielfältige Nutzung verursachten Probleme, wie die Nutzung als Wasserstraße (Tegeler See), als Erholungsgebiet, als Vorfluter für die Abwassereinleitung und nichts desto trotz als Trinkwasserreservoir. Seewasser wird zur Gewinnung von Trinkwasser in Form von Uferfiltrat und für die künstliche Grundwasseranreicherung benutzt. Starke Eutrophierung gefährdete ab den 1970er Jahren diese Nutzungen beider Seen. Um die nahezu natürliche Trinkwassergewinnung als Uferfiltrat aus diesen Seen – ohne Bedarf einer Desinfektion – langfristig zu sichern, wurden Anfang der 1980er Jahre die externen Phosphorfrachten drastisch vermindert: Phosphoreliminierungsanlagen reduzierten die Gesamtphosphorkonzentration der Zuläufe von nahezu 1000 µg/L auf ca. 10-20 µg/L.
Der Tegeler See und der Schlachtensee reagierten auf die dramatische Reduktion der Zufuhr mit einer sofortigen und in den ersten Jahren nahezu linearen Abnahme der Phosphorkonzentration im Seewasser (siehe Abbildung). In beiden Seen deuten saisonale Muster auf eine signifikante Phosphorrücklösung aus dem Sediment hin. Forschungsergebnisse des UBA zeigen, dass diese sowohl mit der Temperatur als auch mit der Nitratkonzentration im überstehenden Wasser zusammenhängt.
Interessanterweise reagierte jedoch die Biomasse an Algen und Cyanobakterien (gemessen als Chlorophyll-a-Konzentration) zunächst nicht auf den Rückgang der Phosphorkonzentration: Die Abbildung verdeutlicht, dass solange die Konzentration an Gesamtphosphor über 100 µg/L lag, die jährlichen Mittelwerte der Chlorophyll-a-Konzentrationen unverändert blieben und die sommerlichen Maxima sich nur geringfügig verringerten. Ein deutlicher Rückgang trat erst unterhalb von 60 - 100 µg/L (Tegeler See) bzw. 30 µg/L (Schlachtensee) Gesamtphosphor auf. Diese Ergebnisse unterstreichen, dass es für eine effektive Kontrolle der Massenentwicklungen von Algen und – potentiell toxischen – Cyanobakterien notwendig ist, die Gesamtphosphorkonzentration deutlich unter einen Schwellenwert zu senken, der jedoch gewässerspezifisch etwas unterschiedlich liegen kann und von weiteren, insb. hydrophysikalischen Wachstumsbedingungen für Algen und Cyanobakterien abhängig ist. Diese werden derzeit im Drittmittelprojekt OLIGO näher erforscht, insb. im Hinblick auf verallgemeinerbare Erkenntnisse und daraus abzuleitende Maßnahmen im Management von Trinkwasserressourcen.
![Beziehung zwischen der Konzentration an Gesamt-Phosphor und der Biomasse an Algen und Cyanobakterien (gemessen als Konzentration an Chlorophyll-a) im Tegeler See und im Schlachtensee [µg/l in 1 m Tiefe]. Die Jahresmittelwerte sind für jeden See chronologisch verbunden.](grafik/eutrophierung1.jpg)
Die Jahresmittelwerte sind chronologisch verbunden und zeigen somit den Sanierungsverlauf.
Schattierter Bereich: Phosphorkonzentrationen bestimmen die Menge an Algen und Cyanobakterien (gemessen als Clorophyll-a-Konzentration); im nicht-schattierten Bereich liegt Phosphor im Überschuss vor.