Das „Umkippen” eines Sees oder Flusses ist ein schweres ökologisches Problem. Was aber ist überhaupt mit dem Begriff des „Umkippens” gemeint – und was löst diesen Prozess aus?

Um das Umkippen eines Gewässers zu verstehen, muss man mit dessen grobem Aufbau vertraut sein. Da stehende Gewässer wegen der besseren Wachstumsmöglichkeiten für Algen unter sonst gleichen Umweltbedingungen mit einer größeren Wahrscheinlichkeit umkippen als Fließgewässer, betrachten wir als Beispiel einen durchschnittlichen eutrophen (nährstoffreichen) Süßwassersee während des Sommers (zur Jahreszeit weiter unten mehr).


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Wasserschichtung in einem sommerlichen Süßwassersee

Wie meine mittelprächtige Grafik zeigt, existieren drei (temperaturbedingte) Schichten. Die obere Schicht (das Epilimnion) besteht aus warmem Wasser. In dieser Schicht leben wegen der direkten Sonneneinstrahlung auch die meisten Algen (das Phytoplankton), die für den Prozess des Umkippens eine große Rolle spielen. Unterhalb des Epilimnions befindet sich die sogenannte Thermokline – eine Art Sperrschicht mit großer innerer Temperaturdifferenz. Die unterste Schicht (das Hypolimnion) besteht aus kaltem Wasser. Tote Biomasse (von abgestorbenen Algen, toten Fischen etc.), die aus der oberen Schicht nach unten sinkt, wird hier (hauptsächlich) von sogenannten aeroben Bakterien abgebaut, d.h. von Bakterien, die Sauerstoff für ihre Stoffwechselprozesse benötigen.

Den (grob vereinfachten) biologischen Kreislauf kann man sich also wie folgt vorstellen: Biomasse wird durch Algen und Wasserpflanzen aufgebaut, von Konsumenten (Zooplankton, Fischen etc.) verwertet und zuletzt durch Baktrien – die Destruenten – abgebaut. Gerät dieser Stoffkreislauf in erheblichem Maße aus dem Takt, spricht man von einem Umkippen.

Was muss passieren, damit ein See umkippt?

Der häufigste Auslöser für das Umkippen eines Gewässers ist die Eutrophierung – die verstärkte Anreicherung des Wassers mit Nährstoffen wie Nitraten und Phosphaten. Nun könnte man natürlich denken, dass Nährstoffe eigentlich etwas positives sind – je mehr Nährstoffe, desto mehr Pflanzenwachstum, desto mehr Nahrung für Tiere etc. pp. Solange dabei gewisse Grenzen nicht überschritten werden, ist das auch vollkommen korrekt – wenn aber ein Gewässer mit Nährstoffen „überschwemmt” wird , kann das verheerende Folgen für das biologische Gleichgewicht haben.

Zu einer solchen Nährstoffschwemme kommt es beispielsweise dann, wenn Düngemittel aus der industriellen Landwirtschaft über abfließendes Wasser von einem Feld in ein Gewässer gelangen. Auch die Einleitung von Abwässern über eine Kläranlage kann zu einer verstärkten Anreicherung des Wassers mit Nährstoffen führen (Mist ist bekanntlich ein guter Dünger…).

Wie man sich vorstellen kann, löst eine Nährstoffschwemme zunächst einmal ein extrem starkes Pflanzenwachstum aus, wobei sich insbesondere Algen stark vermehren. Ist der Nährstoffeintrag (als „Eintrag” bezeichnet man in der Ökologie das Hineingelangen von Soffen in einen Kreislauf) groß genug, kommt es schon bald zu einer charakteristischen „Algenblüte” – einem dicken Algenteppich, der unter ungünstigen Umständen die gesamte Oberfläche des Sees bedeckt und darin lebende Organismen vom Licht abschneidet.


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Algenblüte im Wernigeröder Zillierbach


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Durch Düngemittel ausgelöste Algenblüte im Kaspischen Meer (Bildquelle: NASA)

Zwar steigt mit der Algenblüte zunächst auch das Nahrungsangebot für Zooplankton und Fische, sind aber zuviele Nährstoffe ins Wasser gelangt, können die Konsumenten schon bald nicht mehr Schritt halten und das Algenwachstum explodiert. Massenhaft abgestorbene Algen sinken auf den Boden des Sees und können dort von den aeroben Destruenten allein nicht mehr abgebaut werden, da nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht.

Sauerstofflose (anaerobe) Abbauprozesse, die quasi als “Nebenprodukt” in der Bildung von Faulschlamm resultieren, nehmen in dieser Situation mehr und mehr Überhand und führen zur zweiten charakteristischen Eigenschaft eines umgekippten Gewässers: dem fauligen Gestank nach Methan und Schwefel. Sobald die anaeroben gegenüber den aeroben Abbauprozessen endgültig dominieren, gilt der See als umgekippt.


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Übermäßiger Nährstoffeintrag führt zum Umkippen des Sees

Warum kippen Seen meist im Sommer um?

Bei der Frage war ich selbst jahrelang auf dem Holzweg, da ich stets davon ausgegangen bin, dass die besseren Wachstumsbedingungen für Algen (mehr Licht und mehr Wärme) der einzige Grund dafür sind, warum die Gefahr des Umkippens im Sommer größer ist als zu jeder anderen Jahreszeit. Tatsächlich gibt es hierfür jedoch noch eine zweite Ursache.

Da einerseits die Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser mit der Wassertemperatur abnimmt, während andererseits sauerstoffverbrauchende Abbauprozesse beschleunigt werden, trägt die Wärme erheblich zum Sauerstoffmangel bei, welcher letztendlich die Dominanz der sauerstofflosen Abbauprozesse herbeiführt. Aus diesem Grund kann auch die Einbringung von ansonsten unbelastetem (d.h. nicht toxischem) warmem Wasser (beispielsweise Kühlwasser aus einem Kraftwerk) in ein Gewässer zu Schäden führen (ganz abgesehen davon, dass viele Fischarten auf Temperaturveränderungen empfindlich reagieren).


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Kühlwasseranlage eines Kernkraftwerks (Foto von Michael Kauffmann)

Was kann man dagegen unternehmen?

Die meisten Gegenmaßnahmen sind vor allem dann aussichtsreich, wenn das Gewässer noch nicht endgültig gekippt ist. Ist auffallendes Algenwachstum zu beobachten, lässt sich anhand einfacher Testverfahren leicht feststellen, ob eine Eutrophierung vorliegt und welche Stoffe genau ins Wasser gelangt sind. Lässt sich die Quelle lokalisieren, so kann man unter Umständen den Eintrag weiterer Nährstoffe in das Gewässer unterbinden und damit der Eutrophierung entgegenwirken. Auch das “Abernten” von Algenteppichen ist eine sinnvolle Gegenmaßnahme – auf diese Weise reduziert man die Belastung des biologischen Kreislaufs mit zusätzlich abzubauender Biomasse erheblich. Weitere Maßnahmen sind die Abschattung der Wasseroberfläche durch Bepflanzung oder die künstliche Zuführung von Sauerstoff.

Ist das Gewässer dagegen erst einmal umgekippt, kann es mitunter viele Jahre dauern, bis wieder ein annehmbarer Zustand erreicht wird. Die Zerstörung der natürlichen Mechanismen der Selbstreinigung führt dazu, dass die Wasserqualität sich auch mittelfristig nur langsam bessern wird, zudem ist der vollständige Wegfall vieler Tier- und Pflanzenarten nur sehr schwer rückgängig zu machen.

Abschließend sei noch angemerkt, dass nicht jede Algenblüte ein Zeichen dafür sein muss, dass ein Gewässer kurz vor dem Umkippen steht. Im vergangenen Jahr war beispielsweise der Zillierbach hier in Wernigerode stellenweise von Algen geradezu überwuchert. Entgegen meinen Befürchtungen war die Ursache dieses Phänomens jedoch nicht der Eintrag irgendwelcher Düngemittel, sondern der niedrige Wasserstand in Kombination mit einigen Wochen dauerhaften Sonnenscheins. Wie ein Kommentator dazu schon korrekt angemerkt hat, war der ganze Spuk nach einigen Tagen verflogen und der Zillierbach wieder sauber.


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Algenblüte im Wernigeröder Zillierbach

Feststellen lässt sich die Gewässergüte übrigens nicht nur mittels chemischer Tests, sondern auch anhand sogenannter Zeigerorganismen wie beispielsweise die Larven der Eintagsfliege, deren Vorhandensein einiges über die Selbstreinigungskraft des Gewässers aussagt.

Eventuell ein gutes Thema für einen zukünftigen Blogpost…


Hauptquelle:

Danzig, J.: Wasser und nachhaltige Wasserwirtschaft, Skript zum infernum-Studienmodul Wasser und Abfall, Fraunhofer UMSICHT & FernUniversität Hagen, 2007.

Weiterführende Quellen:

Einsle, U.: Über einige Auswirkungen der Eutrophierung des Bodensee-Obersees auf seine planktisch lebenden Copepodenpopulationen, in: Aquatic Sciences 11/67, Seite 305-310, Birkhäuser-Verlag, Basel, 1967. (doi: 10.1007/BF02502486)

Gächter, R. & Furrer, O.: Der Beitrag der Landwirtschaft zur Eutrophierung der Gewässer in der Schweiz, in: Aquatic Sciences 03/72, Seite 41-70, Birkhäuser-Verlag, Basel, 1972 (doi: 10.1007/BF02502800)

Hartmann, J.: Unterschiedliche Adaptionsfähigkeit der Fische an Eutrophierung, in: Aquatic Sciences 11/79, Seite 374-382, Birkhäuser-Verlag, Basel, 1979 (doi: 10.1007/BF02502255)

Klapper, H.: Eutrophierung und Gewässerschutz, Fischer-Verlag, Jena,1992.

Weiterführende Links:

Kommentare (27)

  1. #1 Wolfgang Flamme
    7. Juli 2009

    Als thermische Kraftwerke stehen ja nunmal nicht in den Forellenregionen von Fließgewässern. Und im Unterlauf der Flüsse profitieren die Fische eher von den Kühlwassereinleitungen – deshalb wird das Kühlwasser der Kraftwerke ja häufig für die Fischzucht genutzt. Durch die Kühlwassereinleitung findet ja nicht nur eine Temperaturerhöhung, sondern auch eine Temperaturvergleichmäßigung statt (zusätzlich nehmen die Kraftwerke meist auch eine Sauerstoffanreicherung vor).

    Nach den Salmoniden reagieren mW Hecht, Barsch und Barbe am empfindlichsten auf höhere Wassertemperaturen. Aber Hecht, Barsch, Barbe werden unterhalb von Biblis häufig gefangen … und bei vielen anderen Kühlwassereinleitern ist das ebenso, wie ich gerade in ein paar Anglerforen nachgeschlagen habe. Der Kühlwassereinlauf von Biblis scheint sogar ein ausgewiesenes Fischschutzgebiet zu sein, das überhaupt nicht beangelt werden darf … es kann also echt nicht so wild sein mit dem Fischsterben durch Kühlwassereinleitungen.

  2. #2 Wolfgang Flamme
    7. Juli 2009
  3. #3 knorke
    7. Juli 2009

    Sehr aufschlussreich, der letzte Teil über die Reversibiltät des Umkippens. Hier gleich um die Ecke gibt es einen Teich, der Sommers bestialisch zu stinken anfängt und Algen in Massen produziert (die werden von der Stadt von Zeit zu Zeit abgeschöpft). Ich vermute, dass Zu-und Abfluss (is’n künstlicher See) zu langsam sind, sodass nicht genug Sauerstoff eingebracht wird. Ausserdem ist der See wahrscheinlich auch sehr flach, sodass er insgesamt sehr warm ist.

  4. #4 Christian Reinboth
    7. Juli 2009

    @Wolfgang Flamme: Dass für einzelne Arten durch die Einleitung von Kühlwasser keine Nachteile entstehen bzw. eventuell sogar günstigere Bedingungen geschaffen werden, bedeutet ja aber nicht, dass es zu keinen gesamtökologischen Schäden kommt. Auch an ökologisch stark beeinträchtigten Gewässern findet man beispielsweise Stockenten – mitunter sogar in größerer Anzahl als vorher, da keine Konkurrenz mehr vorhanden ist…

    Hab zur Sicherheit aber mal nach negativen Auswirkungen gesucht und dies gefunden:

    Neben den bestehenden Industriebetrieben und Kraftwerken sind entlang der Unterelbe weitere Kraftwerke geplant, die alle Kühlwasser aus dem Fluss entnehmen und diesem wieder erwärmt zuleiten werden. In der Summe aller industriellen Einleitungen erwärmt sich so das Elbwasser um mehrere Grad – mit fatalen Folgen für das Ökosystem Elbe, insbesondere für die Fische. „Je wärmer das Elbwasser ist, desto weniger Sauerstoff ist darin“, klärt Zirpel auf. „Wenn Industriebetriebe so viel warmes Abwasser in den Fluss leiten dürften wie sie wollen, werden in den kommenden Sommern die Fische in der Elbe verstärkt mit dem Bauch nach oben schwimmen.“

    In der Summe aller industriellen Einleitungen erwärmt sich so das Elbwasser um mehrere Grad – mit fatalen Folgen für die Fische. Denn bereits Temperaturen über 20 Grad Celsius und Konzentrationen unter 8 mg Sauerstoff pro Liter stören die Fortpflanzung und das Wachstum vieler vom Aussterben bedrohter Fischarten. Leidtragende sind zum Beispiel Quappe und Rapfen. Steigt die Temperatur sogar über 28 Grad Celsius oder sind weniger als 3 mg Sauerstoff pro Liter vorhanden, sterben viele Fischarten, wenn sie sich nicht rechtzeitig in kühlere und sauerstoffreichere Gewässerbereiche zurückziehen können. Wanderfische wie Lachs und Forelle gehen schon bei 6 mg Sauerstoff pro Liter ein.

    Den Fischen wird dabei ein physikalischer Zusammenhang zum Verhängnis: Je wärmer ein Gewässer ist, desto mehr Sauerstoff brauchen sie wegen ihres erhöhten Stoffumsatzes zum Leben. Gleichzeitig kann warmes Wasser nicht viel Sauerstoff lösen, dieser wird außerdem durch Bakterien dem Elbwasser verstärkt entzogen. Deshalb ist infolge der Einleitung von großen Mengen an Kühlwasser nicht selten mit Gehalten unter 6 mg Sauerstoff pro Liter zu rechnen. Der Unterelbe kommt dabei eine überregionale Bedeutung zu. Denn hier müssen die Wanderfische des ganzen Einzugsgebietes vorbei.

    http://hamburg.nabu.de/projekte/wasser/elbe/10407.html

    Um den Bau neuer Kohlekraftwerke an der Elbe zu verhindern, wollen sieben Berufsfischer notfalls auch die Gerichte einschalten. Die Elbfischer befürchten, dass das Kühlwasser der Meiler den Fluss aufheizt und damit die Sauerstoffversorgung der Fische gefährdet.

    Die Kraftwerksbetreiber versuchen zwar mit elektrischen Fisch-Scheuchanlagen, die Flossentiere von ihren Kühlwasserentnahmestellen fern zu halten. Doch kleine Exemplare ebenso wie kleinste wirbellose Tiere, die Grundlage der Nahrungskette, haben dem Sog oft nichts entgegenzusetzen.

    Das aufgeheizte Wasser könnte zu einer ernsten Belastung des Sauerstoffhaushaltes im Strom werden. Zwar gehen Gutachter etwa beim geplanten 800-Megawatt-Kraftwerk der Electrabel in Stade davon aus, dass das Wasser maximal um ein Grad erwärmt wird. Die Warmwasserfahne aber soll elbabwärts bis zur Wischhafener Süderelbe und elbaufwärts bis zur Lühesander Nebenelbe reichen können. Unberücksichtigt sind bisher außerdem zusätzliche Erwärmungen durch andere Kohlekraftwerksbauten, sechs an der Zahl sind zurzeit für die Unterelbe im Gespräch. Je wärmer das Flusswasser, desto weniger Sauerstoff löst sich und steht den Fischen zur Kiemenatmung zur Verfügung.

    http://www.bi-buetzfleth.de/app/download/446276309/K%C3%BChlwasser+erhitzt+die+Gem%C3%BCter.pdf

    “Erhöhte Lufttemperaturen, veränderte Schneeschmelze und die übermäßige Zufuhr von Warmwasser aus den Durchlaufkühlungen thermischer Kraftwerke – all diese Faktoren können unsere Flüsse zum kollabieren bringen”, warnt WWF-Experte Rast. “Die Flüsse sind wichtige Lebensadern und von enormer Bedeutung für Stromproduktion, Landwirtschaft, Trinkwasserversorgung oder auch Tourismus.”

    http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-9638-2009-03-13.html

    Nach einer vom BUND in Auftrag gegebenen Studie, die heute in Mannheim vorgestellt werden soll, hat sich der Rhein in den vergangenen 50 Jahren um drei Grad erwärmt. “Die Temperatur in Rhein und Neckar liegt aktuell zwar im langjährigen Mittel und damit im grünen Bereich. Deshalb besteht kein akuter Handlungsbedarf. Die Entwicklung beobachten wir dennoch mit gewisser Sorge,” erklärte Umweltministerin Tanja Gönner. Die Industrie und die Betreiber von Kraftwerken entlang von Neckar und Rhein, die das Wasser aus den Flüssen zu Kühlzwecken nutzen, sollten deshalb in effiziente Kühltechniken investieren und außerdem die Abwärme noch besser nutzen

    Steigt im Rhein die Temperatur auf über 28 Grad Celsius ist die Kraftwerksleistung zu drosseln um einem Fischsterben vorzubeugen. Für den Neckar liegt die Schwelle ebenfalls bei 28 Grad. In Baden-Württemberg wird für die Entnahme von Kühlwasser im Gegensatz zu den angrenzenden Rheinanliegern Hessen und Rheinland-Pfalz ein Wasserentnahmeentgelt erhoben. Dadurch setzt das Land einen finanziellen Anreiz für einen schonenden Umgang mit dem Flusswasser.

    http://www.um.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/57686/

    Kann den ökologischen Schaden, der insgesamt möglicherweise entsteht (oder eben vielleicht auch nicht entsteht) leider nicht einschätzen, da ich nirgendwo Zahlen gefunden habe – wenn ich wieder mehr Zeit habe, werde ich mich mal in Google Scholar auf die Suche machen. Bei kursorischer Betrachtung spricht doch aber vieles dafür, dass die Angst vor Schäden durch Kühlwassereinleitung zumindest kein totales Hirngespinst sein kann. Auch der physikalische Mechanismus (geringere Löslichkeit von Gasen im Wasser) leuchtet ja prinzipiell ein… Dass einzelne Arten davon möglicherweise weniger stark betroffen sind oder vielleicht sogar davon profitieren bedeutet ja – wie oben erwähnt – nicht zwangsweise, dass die Veränderungen für ein Ökosystem auch insgesamt von Vorteil sind…

  5. #5 Christian Reinboth
    7. Juli 2009

    @knorke: Das klingt plausibel, gerade niedrige Wasserstände und langsamer Austausch on Wasser können einen Algenbefall meines Wissens nach erheblich beflügeln. Eventuell wäre in diesem Fall eine Abschattung durch passende Uferbefplanzung eine Option…

  6. #6 Shin
    7. Juli 2009

    Ah ja, das Thema meiner Bachelor-Arbeit… da kommen Erinnerungen hoch 😉

  7. #7 Christian Reinboth
    7. Juli 2009

    @Shin: Hey, super – ein Experte! Worum ging es bei der Arbeit denn genau? Und was sagt ein Themenprofi zur diskutierten Frage, wie gefährlich die Einbringung warmen Kühlwassers sein kann?

  8. #8 Wolfgang Flamme
    8. Juli 2009

    @Christian

    Ich würde es wirklich begrüßen, wenn die Fragestellung hier mal detaillierter verfolgt werden würde.

    Dass für einzelne Arten durch die Einleitung von Kühlwasser keine Nachteile entstehen bzw. eventuell sogar günstigere Bedingungen geschaffen werden, bedeutet ja aber nicht, dass es zu keinen gesamtökologischen Schäden kommt.

    Also, die sommerwarmen Unterläufe der Flüsse sind am artenreichsten, ist hier nachzulesen:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Fischregion

    Die ganze zitierte Befürchterei basiert auf einem fiktiven Szenario, in dem keine Auflagen für Einleiter existieren. Da würde gerade in warmen, trockenen Sommern natürlich alles ganz schlimm und furchtbar.

    Wir wissen aber doch, daß das nicht der Fall ist.

    Also reduziert sich die Fragestellung doch darauf: Gibt es irgendwelche handfesten Hinweise darauf, daß Genehmigungsbehörden in ihren Wärmelastplänen oder Genehmigungsauflagen etwas Wichtiges übersehen oder falsch berechnen?

    Von den Besorgten kommen nur allgemeine Hinweise auf die Schädlichkeit zu hoher Temperaturen, was ja evident ist. Ebenso evident ist die Antwort auf die Frage, wie (fisch-)gefährlich das Einbringen warmen Kühlwassers sein kann – beliebig gefährlich, selbstverständlich.

  9. #9 Christian Reinboth
    8. Juli 2009

    @Wolfgang Flamme: Verstehe die Kritik nicht ganz. Ihre Aussage war doch

    Es kann also echt nicht so wild sein mit dem Fischsterben durch Kühlwassereinleitungen.

    Die (meines Erachtens nach) korrekte Antwort darauf dürfte lauten: Nein, aktuell gibt es dank entsprechender Regelungen sowie sinkenden Bedarfs keine Anzeichen auf größere Schäden an Fischbeständen durch Kühlwassereinleitungen. An der Aussage des Posts ändert das aber nichts, denn dort habe ich ja nur geschrieben, dass die Einleitung warmen Kühlwassers gefährlich sein kann – und selbstverständlich kann sie das tatsächlich sein, wenn gewisse Grenzen überschritten werden…

    Nun leiten Sie daraus die (keinesfalls unberechtigte aber von mir wirklich nicht angepeilte) Frage ab:

    Gibt es irgendwelche handfesten Hinweise darauf, daß Genehmigungsbehörden in ihren Wärmelastplänen oder Genehmigungsauflagen etwas Wichtiges übersehen oder falsch berechnen?

    Darauf antworte ich mal mit einem vorsichtigen Nein (wenn man denn die zusätzliche Problematik außer Acht lassen will, dass an den Wasserentnahmestellen offenbar zahlreiche Tiere getötet werden). Da aktuell keine wirklich großen Schäden zu beobachten sind, ist den Behörden sicher wenig vorzuwerfen (das tue ich ja aber auch gar nicht…?). Umsicht bei der Weiterentwicklung der Wärmelastpläne ist aber sicher dennoch nicht verkehrt – eine interessante Frage hier dürfte beispielsweise sein, an welchem Punkt die momentane (offenbar ja noch ungefährliche) Erwärmung des Rheins eine Gefahr für das aquatische Ökosystem darstellen könnte.

    Kritik an den Behörden habe ich aber wirklich keine. Die aufgeführten Zitate sollten ja auch eigentlich nur unterlegen, dass eine unkontrollierte Einleitung erwärmten Wassers negative Folgen hervorrufen kann – nicht mehr und nicht weniger. Wollte damit keineswegs eine Diskussion um die Elbe-Grenzwerte anfangen – habe nur auf Anhieb die meisten Beispiele zum Elbe-Thema gefunden, da es gerade aktuell ist…

  10. #10 Wolfgang Flamme
    8. Juli 2009

    @Christian

    Verstehe die Kritik nicht ganz.

    Es ist ja auch keine direkte Kritik, sondern eine indirekte Kritik an Ihren Links. Da werden verheerende Konsequenzen des Betriebs thermischer Kraftwerke geschildert und erläutert, zu denen der Anlaß seit langem entfallen ist … weil wir schon lange Betriebsauflagen verfolgen, die das berücksichtigen.
    Und trotzdem entsteht beim Lesen der Eindruck, als hätten wir (das Volk, der Souverän und seine fachlichen Institutionen) wesentliche betriebliche Konsequenzen unberücksichtigt gelassen. Klärt Zirpel also auf? Nö, er tut einfach so, als gäbe es gar keine UVP, keine aufwendigen Genehmigungsverfahren, keine Einspruchsverfahren, keine Fachgutachten, Experten- und Bürgerbeteiligungen etc. Um es mal auf den Punkt zu bringen: Der Herr der Ringe will unsere Flüsse in Bouillabaisse verwandeln, Zirpel ist Gandalf und wir sind hoffentlich alle ein bischen Frodo, nachdem wir endlich aufgeklärt wurden.

    Das ist so primitiv und durchsichtig, daß ich mir prompt die Frage gestellt habe, ob irgendjemand die behauptete Kausalkette schonmal empirisch überprüft hat: Thermische Kraftwerke erwärmen Flüsse, erwärmte Flüsse zehren Sauerstoff, Sauerstoffzehrung macht Fische tot. Folglich gäb’s ohne thermische Kraftwerke weniger tote Fische.

    Kann man nicht beweisen, weil’s in dieser Welt nicht zugleich Kühlwassereinleitungen und keine Kühlwassereinleitungen geben kann … für einen direkten Vergleich. Aber wir könnten vielleicht prüfen, ob Betriebs-, Drosselungs- und Wartungs-/Abschaltungsphasen thermischer Kraftwerke eine nachweisbare Entlastung des Sauerstoffgehalts flußabwärts zur Folge haben? Sollte ja eigentlich ein Leichtes sein, weil ja genau das mit den Betriebsauflagen erreicht werden soll.

  11. #11 Wolfgang Flamme
    12. Juli 2009

    Habe mir jetzt mal einige langjährige Meßdaten (Station Bunthaus) von HamburgService besorgt und der anfängliche Verdacht scheint sich zu bestätigen: Bei der unteren Elbe scheint es für den generell fischproblematisch werdenden Bereich <6mg/l O2 ab ~22°C keinen signifikanten Zusammenhang zwischen O2-Gehalt und Wassertemperatur mehr zu geben. Ich tippe mal, daß in diesemTemperaturbereich der BSB bzw die vorige NPP die Sauerstoffverhältnisse dominieren und werde jetzt mehr Daten von Bunthaus und auch noch mal Daten anderer Stationen beschaffen, um diese Hypothese zu testen.

  12. #12 .
    11. Mai 2011

    Sommerstagnation!

  13. #13 S.Stiefelbein
    18. Mai 2011

    Zu diesem Thema haben wir eine interessante Homepage für BTU Cottbus umgesetzt. http://www.nitrolimit.de/
    Hierbei geht es um die Stickstofflimitierung in Binnengewässern.

    Wir haben uns auf die visuelle Kommunikation für die Wissenschaft spezialisiert.
    http://www.quadraflex.de

  14. #14 tomW
    28. Juni 2011

    Hallo Christian,

    schöner Artikel, dem allerdings ein wichtiger Faktor fehlt: Die Rolle der Sedimente in Binnengewässern.
    In Seen geringer Trophie stellen die Sedimente eine Nährstoffsenke dar, absinkendes organischen Material und die darin gebundenen Nährstoffe werden dauerhaft aus dem Stoffkreislauf ausgeschlossen. Bei oxischen Verhältnissen an der Wasser- Sediment- Grenzschicht bildet sich eine Fe3+ Schicht, die eine Rücklösung von Nährstoffen (v.a. Phosphor) verhindert.
    Wenn nun aber durch konstantes Einleiten von Nährstoffen (ob durch Abwässer, Melioration oder Windverdriftung) der Kompensationspunkt des Gewässers überschritten wird und es während der Sommer- bzw. Winterstagnation zu anoxischen Verhältnissen im Tiefenwasser kommt, wird diese Grenzschicht reduziert und es kommt zu einer Rücklösung aus dem Sediment. Der See beginnt, sich selbst zu düngen. Geschieht dies in ausreichendem Maße, kommt es zum Phänomen des “Umkippens”. Selbst das konsequente Ausschalten von Nährstoffquellen resultiert nun nicht mehr in einer Änderung des Trophiestatus.

    Im Allgemeinen begegnet man diesem Problem mit zwei Strategien: der Restauration, was nichts anderes bedeutet als dass man die Quellen der Eutrophierung zu reduzieren versucht, und der Sanierung, dem eigentlichen Versuch, die Trophiestufe des Seen zu reduzieren.
    Hier wiederum kann man mit verschiedenen Ansätzen reagieren.

    Über Biomanipulation: man besetzt vermehrt Raubfische (und verhängt ein Fangverbot für Hecht, Zander und co.), so dass diese die Abundanz der zooplanktivoren Fische reduzieren, was wiederum zu einer Zunahme der phytoplanktivoren Cladoceren und Copepoden führt, die die Primärproduzenten konsumieren und nach dem Tod absedimentieren, wodurch die gebundene Biomasse aus dem Kreislauf entfernt wird. Begleitend kann auch durch selektives Fischen die Weißfischabundanz reduziert werden, wobei dann direkt Biomasse aus den Gewässern entnommen wird.
    Die Erfahrungen aus solchen Großversuchen sind allerdings nicht ganz so überzeugend, wie die einfache Prämisse annehmen lässt. Die Verschachtelungen im komplizierten Nahrungsnetz in Binnengewässern (Planktonparadoxon) können zum Beispiel dazu führen dass der vermehrte Fraßdruck der Zooplankter eine Selektion hin zu schlecht fressbaren Typen, zum Teil auch zu toxischen Cyanobakterien führt.

    Eine erfolgreichere Methode ist die chemisch induzierte Ausfällung der Nährstoffe. In Abhängigkeit vom Seetypus wird mit verschiedenen Stoffen (Calciumcarbonat, Aluminiumsalzen) direkt Phosphor aus dem Wasserkörper in das Sediment verbracht und dort irreversibel deponiert.

    Meist wird mit einer Kombination aus Fällung, Tiefenwasserbelüftung und Biomanipulation gearbeitet.

    Der thermische Einfluss von Kraftwerken auf Binnengewässer ist sehr abhängig von Morphologie und Trophie des Sees bzw. Flusses. Ein Beispiel hier ist der Stechlinsee, in den von 1966 bis 1990 das Kühlwasser der AKW Rheinsberg eingeleitet wurde. Im Mittel erhöhte sich die Wassertemperatur um 4°c, an der Stelle des Kühlwassereinlaufes konnte man auch im Winter noch baden gehen. Durch den geringen Nährstoffgehalt und das günstige Verhältnis der Volumina von Hypolimnion zu Epilimnion kam es jedoch zu keiner Besorgnis erregenden Verringerung des Sauerstoffgehaltes im Tiefenwasser.

    Literaturtipp: Lampert, Sommer: Limnoökologie

  15. #15 Christian Reinboth
    30. Juni 2011

    @tomW: Stimmt, die Rolle der Sedimente habe ich geradezu sträflich vernachlässigt – vielen Dank für die wertvolle Ergänzung!

  16. #16 michael humer
    3. Oktober 2011

    schwul

  17. #17 Christian Reinboth
    4. Oktober 2011

    @michael humer: Toller Beitrag. An dem haben Sie sicher lange gesessen…

  18. #18 Dr. Webbaer
    7. Oktober 2011

    @Reinboth
    Moment! – So pflegen sich Evangelische heutzutage ungezwungen und formlos auszudrücken, vgl. auch die Pofalla-Sache und aktuell: Sportsfreund Fliege -> http://www.spiegel.de/panorama/leute/0,1518,790508,00.html
    Und privat ist die Margot bekanntlich auch “etwas” anders…

  19. #19 michael
    8. Oktober 2011

    @WB
    > Und privat ist die Margot bekanntlich auch “etwas” anders…

    Und, geht das den Bären was an ?

  20. #20 Dr. Webbaer
    9. Oktober 2011

    @michael
    Och, war nur lustig anzumerken, wie die evangelischen Heuchler jetzt nach und nach ihre Erdigkeit zeigen – und wie kann man sich bei der bekannten evangelischen Beliebigkeit eigentlich noch über Ausdrucksweisen a la “Find ich schwul, du auch?” mokieren?

  21. #21 michael
    9. Oktober 2011

    @WB

    Du willst also nur Christian ans Bein pinkeln. soso!

  22. #22 Dr. Webbaer
    9. Oktober 2011

    @michael
    Evangelisch?

  23. #23 michael
    9. Oktober 2011

    @WB

    neugierig? In einem früheren Leben die Frau eines Schneiders gewesen?

    Womit ich es belassen werde, da das ganze OT ist.

  24. #24 pinti95
    Münster
    24. Oktober 2012

    Danke mann, der Artikel hat mich gerettet… 😀

  25. #25 Hannibal Barkas
    1. Oktober 2013

    Ich persönlich finde es eine Frechheit, was hier geschrieben wird, wo es doch nicht ferner vom Thema sein könnte.
    Solche Diskussionen können, wenn nötig, auch in einem Religionsforum durchgeführt werden.

    @ Christian und tomW
    Ein sehr schöner Artikel der mir einige neue interessante Punkte (wenn auch nur Details) über das aquarine Ökosoystem aufgezeigt hat.
    Danke dafür

  26. #26 Erk
    6. November 2014

    Sehr plausible und nachvollziehbare Darstellung.Hat mir sehr geholfen Danke!!

  27. #27 Pucca-Chan
    Düren
    23. November 2016

    Habe auch eine Frage oder mehrere Fragen, die für einen Experten hoffentlich einfach zubeantworten ist/sind. Ich finde leider keine direkte Antwort darauf und auch keine wissenschaftliche Arbeit. Es zähl eigentlich glaube ich ehr zum Fachgebiet Ozeanology aber ist auch Bio-Chemie.
    Durch den anthropogenen Klimawandel haben sich die Ozeane stark verändert…
    1. Acidification (Versäuerung) ist um 40% angestiegen, durch CO2 in der Atmosphäre.
    2. Massensterben bei Marinenenleben, besonders Schalentieren, Korallen, Phyloplankton…
    3. Der Sauerstoffanteil der Ozeane ist etwas gesunken.
    4. Die Ozeane sind jetzt wärmer.
    5. Tote Zonen ohne marines Leben weiten sich aus.
    Denke die bio-chemischen Veränderungen, wird auch für alle anderen Gewässer gelten, See, Fluss…
    Da die Erde nur einen Wasserkreislauf besitzt und dieses alles durch Verdunstung, besonders von den Ozeanen aus über Niederschlag transpotiert wird, besteht auch alles was Trinkwasser ist aus diesem Wasserkreislauf.
    Meine Frage(n) wäre also: Ab ca. welchen Level PH / Versäuerung in den Ozeanen existiert weltweit kein Trinkwasser mehr ? (BitteTrinkwasser aus Gletschern ausschliessen.) Oder ist Versäuerung völlig irrelevant für Trinkwasser und immer trinkbar als Lebensmittel ? Oder ist dies von anderen Faktoren in der Entwicklung abhängig und wenn ja von welchen ? Und wo wäre bei diesem Faktor ca. das Limit ?
    -> Welches zu “kein Trinkwasser weltweit” führen würde ?
    Sind dazu Arbeiten bekannt ?
    Ein Schätzung würde mir reichen, bitte keine super korrekten Daten und Kalkulationen und sich bitte nicht zuviel Arbeit machen, nur um meine Frage zubeantworten.
    Vielen lieben Dank.