Gewässergüte
Seit Inkrafttreten der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie ab 2001 wird die Qualität unserer Oberflächengewässer anhand der Bewertungskategorien Biologie, Chemie und Hydromorphologie beurteilt. Zur Ermittlung des "Ökologischen Zustandes" werden an geeigneten Probenahmestellen bzw. Flussabschnitten die biologischen Komponenten untersucht. Zur Interpretation der Ergebnisse werden außerdem chemisch/ physikalische Parameter und Ergebnisse der Gewässerstrukturkartierung herangezogen. Für die Einstufung des chemischen Zustandes werden europaweit 46 Schadstoffe untersucht.
Makrozoobenthos
Das Makrozoobenthos umfasst die Gruppe der am Gewässergrund lebenden Insektenlarven und wirbellosen Tiere. Schon vor langer Zeit wurde beobachtet, dass die Gesellschaft des Makrozoobenthos sich verändert, wenn die Wasserqualität sich verschlechtert. Deswegen wurde der Saprobienindex entwickelt, der anhand der Artenverteilung der im Gewässer lebenden Klein-, und Kleinstlebewesen die Abwasserbelastung des Gewässers beurteilt. Heutzutage ist die Saprobie ein Teilergebnis der biologischen Qualitätskomponente Makrozoobenthos.
Auch die Gewässerstruktur hat einen großen Einfluss auf die Artenzusammensetzung des Makrozoobenthos. In aufgestauten, langsam strömenden Gewässern benötigen die Wasserorganismen andere Anpassungen an ihren Lebensraum als in turbulenten Gewässern. Auch an das Substrat der Gewässersohle, beispielsweise an einen sandigen oder einen steinigen Gewässergrund, sind Wasserorganismen in unterschiedlicher Weise angepasst, und Niedrigwassersituationen und damit einhergehende hohe Temperaturen werden nicht von allen Wasserorganismen gleichgut toleriert. Das zweite Teilergebnis der Qualitätskomponente Makrozoobenthos, die „Degradation“ beurteilt anhand der Artenzusammensetzung die Qualität der Struktur des Gewässers im Vergleich zu seinem Referenzzustand.
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Fischfauna
Das Artenspektrum der Thüringer Fischfauna umfasst derzeit 35 Arten. Die Zusammensetzung der Fischfauna unterscheidet sich entsprechend den Strömungs‑, Substrat-, Temperatur- und Sauerstoffverhältnissen im Gewässerverlauf. Dies und ihr ausgeprägtes Wanderungsverhalten machen sie zu guten Indikatoren der Gewässerstruktur. Die Bewertung der Fischfauna beruht auf dem Vergleich des Artenspektrums, der Abundanzverhältnisse und der Altersstruktur eines vorgegebenen fischfaunistischen Referenzzustandes mit den realen Verhältnissen im Gewässer. Die Fischfauna wird deutschlandweit nach dem FIBS Verfahren bewertet. Es vergleicht das Artenspektrum, die Häufigkeiten und die Altersstruktur der im Gewässer nachgewiesenen Fische mit den für Thüringen geltenden fischfaunistischen Referenzen.
Bewertung Fischfauna nach WRRL (externer Link)
Zur Ermittlung des Fischbestandes kommen Elektrofischgeräte zur Anwendung. Hierbei werden die Fische kurzzeitig betäubt, so dass sie an die Oberfläche kommen. Helfer sammeln die Fische mit Keschern ein, bestimmen die Art, zählen und vermessen die Fische um sie danach wieder ins Gewässer zu entlassen. Bei Fließgewässern, die „durchwatbar“ sind, erfolgt die Befischung mit Rucksack-Elektrofischgeräten. An größeren Gewässern, wie z. B. der Werra, wird vom Boot aus gearbeitet, z.T. kommt hier eine Streifenanode zum Einsatz. Befischt wird jeweils eine festgelegte Strecke von 400 bzw. 500 m (mit Boot). Diese Vorgehensweise erfolgt mit Zustimmung der Fischereiberechtigten und bedarf einer behördlichen Genehmigung.
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Makrophyten und Phytobenthos
Die Zusammensetzung der Gesellschaft der höheren Wasserpflanzen (Makrophyten) und am Boden haftenden Algen (Phytobenthos) ist hauptsächlich ein Indikator für die Nährstoffsituation des Gewässers, kann aber auch Störungen im Fließregime oder den Eintrag von erodiertem Material in die Gewässer anzeigen. Die Makrophyten spiegeln auf Grund ihrer langen Lebensdauer, der Aufnahme von Nährstoffen aus dem Sediment und den relativ trägen Verbreitungsmechanismen die Verhältnisse im Gewässer über einen längeren Zeitraum wider. Das Phythobenthos hingegen reagiert sehr kurzfristig auf Veränderungen und kann innerhalb weniger Wochen eine völlig neue, den veränderten Umständen angepasste Lebensgemeinschaft aufbauen.
Flussgebietsspezifische Schadstoffe
Zur Erfassung des ökologischen Zustandes im Gewässer gehört auch die Erfassung der Belastungssituation mit flussgebietsspezifischen Schadstoffen. Für Deutschland sind die Schadstoffe in Anlage VI der Oberflächengewässerverordnung (OGewV) festgehalten.
Weitere Informationen finden Sie auf dieser Seite unter dem Abschnitt „Chemischer Zustand / Schadstoffe"
unterstützende Komponenten: Physikalisch/ Chemische Parameter
Zur Einschätzung der Gewässerqualität werden außer den biologischen Untersuchungen auch grundlegende chemische Untersuchungen durchgeführt. Hierunter versteht man unter anderem Untersuchungen der Wassertemperatur, des Salzgehaltes, der Sauerstoffsituation und der Belastung des Gewässers mit organischen und anorganischen Nährstoffen. Je nach den strukturellen Voraussetzungen im Gewässer reagieren Organismengruppen unterschiedlich stark auf Nährstoffbelastungen. Deswegen wird anhand der chemisch/physikalischen Parameter keine Bewertung des ökologischen Zustandes der Gewässer vorgenommen. Zur Interpretation der biologischen Ergebnisse sind diese Parameter sehr wichtig: einige besonders wichtige Parameter werden im Folgenden kurz vorgestellt.
Phosphor
Phosphor gilt in Binnengewässern als der limitierende Nährstoff für das Wachstum von Pflanzen und Algen. Ein starkes Wachstum führt zu einer hohen Produktion von organischem Material. Im Resultat ändert sich die Artenzusammensetzung im Gewässer. Phosphor wird vor allem durch Abwässer in die Gewässer eingetragen. Seit der Wiedervereinigung wurden in Thüringen zahlreiche Ortschaften neu an die Abwasserreinigung angeschlossen. Dadurch hat sich die Wasserqualität bereits stark verbessert. Der Orientierungswert von 0,1 mg P/l, der eingehalten werden sollte, um den guten ökologischen Zustand im Gewässer zu erreichen, wird in Thüringen momentan trotzdem noch an etwa ¾ aller Messstellen überschritten.
Phosphorkonzentrationen : Stand 2019
Ammoniumstickstoff
Ammonium entsteht vor allem bei der Zersetzung organischer Substanzen. Im Gewässer wird es unter sauerstoffreichen Bedingungen relativ schnell zu Nitrit umgewandelt und später zu Nitrat abgebaut. Hohe Ammoniumkonzentrationen weisen daher auf Einträge von organischen Substanzen, zum Beispiel aus der Landwirtschaft (Gülle) oder aus Abwasser hin. Ammonium ist ein Pflanzennährstoff, wirkt jedoch in hohen Konzentrationen auf einige Organismen toxisch.
Ammoniumstickstoffkonzentrationen: Stand 2019
Nitrat
Stickstoff ist ein wichtiger Nährstoff für Pflanzen und Algen. In Binnengewässern ist er jedoch auch unter natürlichen Bedingungen meist in so hohen Konzentrationen vorhanden, dass er für das Wachstum von Pflanzen und Algen nicht limitierend ist. Deswegen führt eine Erhöhung der Stickstoffkonzentration im Gewässer nicht immer zu einer ökologischen Reaktion. In Gewässern liegt Stickstoff am häufigsten in Form von Nitrat, NO3, vor. Ab einer Konzentration von etwa 50 mg/l ist Nitrat giftig für den Menschen. Trinkwasser mit höheren Konzentrationen muss deswegen verdünnt werden. Bei den anzustrebenden Gewässerschutzmaßnahmen ist außerdem zu berücksichtigen, dass Stickstoff im Salzwasser maßgeblich zum Massenwachstum von Algen und Pflanzen beiträgt und deswegen möglichst wenig davon über die Binnengewässer in die Meere eingetragen werden sollte.
Nitratkonzentrationen : Stand 2019
Sulfat und Chlorid
Sulfat und Chlorid sind Salze, die in einigen Gebieten in Thüringen natürlich in die Oberflächengewässer gelangen, zum Beispiel im Thüringer Becken. In hohen Konzentrationen sind Salze toxisch für Süßwasserorganismen. In die Gewässer Werra und Wipper werden stark salzhaltige Haldenabwässer aus dem ehemaligen Kalibergbau eingeleitet. Das beeinträchtigt die im Gewässer lebenden Organismen stark, einige Abschnitte beider Gewässer sind deswegen im schlechten ökologischen Zustand.
Chloridkonzentrationen : Stand 2019
Sulfatkonzentrationen : Stand 2019
Alte Gewässergüteklassifizierung
Vor Einführung der WRRL wurde für einige Nährstoffparameter eine stoffbezogene Gewässergüteklasse ausgewiesen. Diese alte Klassifikation wird heute nicht mehr angewendet - auch, weil sich die Belastungssituation der Gewässer stark verbessert hat. Im unten verlinkten Dokument kann man dies für die Jahre 1990 bis 2008 anhand der alten Klassifikation gut nachvollziehen.
unterstützende Komponenten: Fließgewässerstruktur
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Die Gewässerstrukturkartierung beschreibt die Struktur und damit die Naturnähe bzw. die ökologische Funktionsfähigkeit eines Fließgewässers. Neben der biologischen und chemischen Gewässergüte, die der Ermittlung der Wasserqualität dienen, hat insbesondere die Struktur eines Gewässers entscheidenden Einfluss darauf, ob sich für den jeweiligen Gewässerabschnitt eine typische Lebensgemeinschaft ausbilden kann.
Die ökologische Funktionsfähigkeit von Fließgewässern ist, abgesehen von stofflichen Belastungen in hohem Maße von einer intakten und natürlichen Gewässerstruktur abhängig. Diese spiegelt sich in der Regel auch in einer ungestörten Abfluss- und Feststofftransportdynamik wider. Darüber hinaus sind Gewässerstruktur und Lebensraumqualität der Gewässer eng miteinander verknüpft. Ziel der Strukturkartierung in Thüringen ist die objektive, nachvollziehbare Einschätzung der ökologischen Funktionsfähigkeit der wichtigsten Fließgewässer anhand von definierten Strukturparametern, die die gewässermorphologischen Eigenarten und Prozesse direkt oder indirekt beschreiben.
Der Maßstab der Beurteilung der Gewässerstruktur ist der potentiell natürliche Zustand (Leitbild) des betrachteten Gewässers. Unter diesem potentiell natürlichen Zustand ist die Ausprägung eines Gewässers in seinem naturräumlichen Kontext (Gewässertyp, Gewässerlandschaft, Abflussdynamik, potentielle Besiedelung) zu verstehen.
Für die Bewertung der Kenngröße Gewässerbettdynamik werden die Parameter
- Linienführung
- Uferverbau
- Querbauwerke
- Abflussregelung
- und Uferbewuchs
erfasst.
Zur Beurteilung der Auendynamik werden erhoben:
- Hochwasserschutzbauwerke
- Ausuferungsvermögen
- Auenutzung
- Ausprägung von Uferstreifen.
Die Gesamtbewertung basiert somit auf insgesamt neun Einzelkomponenten, die hierarchisch gegliedert sind. So werden zum Beispiel die Linienführung und das Strukturbildungsvermögen (ergibt sich aus dem Uferverbau, den Querbauwerken und der Abflussregelung) stärker gewichtet als das Vorhandensein eines leitbildkonformen Uferbewuchses, der für die Gewässerentwicklung eine eher geringe Rolle spielt.
Zusätzlich gilt für die Gesamtbeurteilung das Minimumprinzip, wonach die schlechte Bewertung eines Parameters nicht durch die gute Bewertung eines anderen kompensiert werden kann. Wenn wesentliche Anforderungen an die Gewässerbettdynamik unterschritten werden, kann dies beispielsweise nicht durch eine hohe Qualität der Aue ausgeglichen werden.
Insgesamt werden sieben Zustandsklassen unterschieden. Die Zustandsklasse 1 entspricht einem unveränderten, potentiell natürlichen Zustand, bei der Zustandsklasse 7 ist dieser vollständig verändert.
Chemischer Zustand / Schadstoffe
Schadstoffuntersuchungen zur Ermittlung des chemischen Gewässerzustandes
Für die Beurteilung des chemischen Zustandes werden europaweit 46 wassergefährdende Schadstoffe untersucht. In Anlage 8 der Oberflächengewässerverordnung (OGewV) sind für diese Schadstoffe Jahresdurchschnitts Umweltqualitätsnormen (JD – UQN) und manchmal zulässige Höchstkonzentrationen (ZHK – UQN) hinterlegt (siehe Tabelle). Bei den Schadstoffen handelt es sich beispielsweise um Industriechemikalien, Pflanzenschutzmittel und Flammschutzmittel. Einige davon sind schon seit vielen Jahren verboten, aber sehr langlebig und deswegen immer noch in der Umwelt nachweisbar.
Die Schadstoffe aus Anlage 8 der OGewV werden an den Überblicksmessstellen jährlich untersucht. An allen weiteren Messstellen finden Untersuchungen einiger Schadstoffe im Zusammenhang mit Sonderuntersuchungen (zum Beispiel dem Pflanzenschutzmittel-Monitoring in landwirtschaftlich intensiv genutzten Regionen) statt. Die Nitratbelastung wird an allen Oberflächenwasserkörpern in Thüringen untersucht.
Ist für einen der untersuchten Schadstoffe eine UQN überschritten, wird der gute chemische Zustand des Oberflächenwasserkörpers verfehlt. In diesem Fall ist entweder das Wohl der Tiere und Pflanzen im Gewässer oder die menschliche Gesundheit gefährdet. Anders als beim ökologischen Zustand gibt es für den chemischen Zustand keine fünfstufige Bewertung, sondern nur die Klassen „guter chemischer Zustand“ und „nicht guter chemischer Zustand“.
Für einige Schadstoffe wird in der OGewV die Überprüfung der Einhaltung der Biota – UQN gefordert. Hierfür wird das Muskelgewebe von Fischen und Muscheln untersucht. Da in Thüringen die zu untersuchenden Muschelarten nicht vorkommen, werden nur an Fischen Biota – Untersuchungen durchgeführt. Die Fische werden im Rahmen der biologischen Gewässergüte Untersuchungen entnommen. An einer Untersuchungsstelle wird das Muskelgewebe von 10 Fischen einer Altersklasse und einer Art gepoolt und der Schadstoffgehalt dieser Poolprobe analysiert. Innerhalb eines Bewirtschaftungsplanes (= 6 Jahre) sollen Biota Untersuchungen für etwa 80 Thüringer Wasserkörper vorliegen.
Der chemische Zustand der Gewässer wird aller sechs Jahre an die europäische Union gemeldet. Bei der letzten Erhebung wurde deutlich, dass die Biota – UQN für Quecksilber an nahezu allen untersuchten Messstellen deutschlandweit nicht eingehalten werden konnte. Auch für die polybromierten Diphenylether zeichnet sich ein ähnliches Bild ab. Deswegen ist der chemische Zustand an allen untersuchten Gewässern „nicht gut“. Auch bei anderen Stoffen treten regelmäßig UQN Überschreitungen auf (zum Beispiel bei den Pflanzenschutzmitteln Cypermethrin und Dichlorvos), diese Stoffe stellen jedoch kein flächendeckendes Problem dar.
Die Schadstoffe der Anlage 8 OGewV sind in ubiquitäre und nicht ubiquitäre Schadstoffe unterteilt. Zu den ubiquitären Schadstoffen zählt beispielsweise Quecksilber. Schadstoffe dieser Zuordnung können sogar über die Luft verbreitet werden und sind demzufolge überall zu finden. Dem gegenüber werden nicht ubiquitären Schadstoffe direkt (beispielsweise über Abwässer oder Oberflächenabflüsse) in die Gewässer eingetragen.
Schadstoffuntersuchungen Tabelle
| *** = PCDD: polychlorierte Dibenzoparadioxine; PCDF: polychlorierte Dibenzofurane; PCB-DL: dioxinähnliche polychlorierte Biphenyle; TEQ: Toxizitätsäquivalente nach den Toxizitätsäquivalenzfaktoren der Weltgesundheitsorganisation von 2005 |
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Schadstoffuntersuchungen zur Ermittlung der Belastung durch flussgebietsspezifische Schadstoffe
Zur Erfassung des ökologischen Zustandes im Gewässer gehört auch die Erfassung der Belastungssituation mit flussgebietsspezifischen Schadstoffen. Für Deutschland sind die Schadstoffe in Anlage 6 der Oberflächengewässerverordnung (OGewV) festgehalten. Sie umfassen viele Pflanzenschutzmittel, aber auch Industriechemikalien und Schwermetalle (siehe Tabelle 1).
An den sieben Thüringer Überblicksmessstellen wird jährlich die Belastung mit flussgebietsspezifischen Schadstoffen untersucht. Zusätzlich gibt es Sondermessprogramme, zum Beispiel zu Pflanzenschutzmitteln (PSM), die in landwirtschaftlich intensiv genutzten Regionen durchgeführt werden. Hierbei werden neben den gesetzlich geforderten auch noch weitere PSM untersucht. Einige flussgebietsspezifische Schadstoffe werden in Schwebstoffen untersucht. Die Schwebstoffuntersuchungen finden an den Überblicksmessstellen und an ausgewählten weiteren Messstellen statt, an denen beispielsweise aufgrund von Bergbau mit erhöhten Schwermetallbelastungen zu rechnen ist.
Die Untersuchungen der Messstellen finden monatlich statt. Der Höchstwert bzw. die Mittelwerte der Messungen werden mit der zulässigen Höchstkonzentration (ZHK UQN) bzw. der Jahres – Durchschnitts – Umweltqualitätsnorm (JD - UQN) verglichen, die in der OGewV festgelegt sind. Eine Überschreitung dieser Werte bedeutet, dass Flora und Fauna im Gewässer durch die Schadstoffe gefährdet sein können. Deswegen kann der ökologische Zustand bei Nicht – Einhaltung der UQN nur noch ein maximal mäßiges Ergebnis erreichen.