Zur Elbschwimmstaffel
Schwimmen in der Elbe – Eine Bewertung der Wasserqualität

Schwimmen in der Elbe – Eine Bewertung der Wasserqualität

Ein Expertenbeitrag von Dr. Nicolas Börsig

Schwimmen in der Elbe – Eine Bewertung der Wasserqualität

Ein Expertenbeitrag von Dr. Nicolas Börsig vom Karlsruher Institut für Technologie, (Begleitforschungsprojekt WAQUAVID der Elbschwimmstaffel)

Die Begleitung der „Elbschwimmstaffel“ durch ein mit Messinstrumenten ausgestattetes Forschungsschiff ermöglichte es, den Zustand eines 575 km langen Flussabschnitts der Elbe erstmals im Detail zu charakterisieren (Abbildung 1 links). Ein Aspekt der Untersuchungen beleuchtete dabei die allgemeine Wasserqualität der Elbe (WAQUAVID-Projekt des KIT). Dies erfolgte hauptsächlich mit Hilfe zweier Sonden, die eine zeitlich und geographisch hochaufgelöste Analyse der Gewässerqualität gestatteten. Hierbei handelte es sich zum einen um eine Multiparametersonde (BIOFISH), mit der acht relevante physikalisch-(bio)chemische Gewässerparameter analysiert werden können, sowie zum anderen um eine Algensonde (FluoroProbe), welche die Bestimmung der Algenkonzentration und der auftretenden Algenklassen erlaubte. Durch die Kombination beider Systeme war es möglich, sowohl einen Gesamtüberblick über die Dynamik der Gewässerqualität zu erhalten als auch die Wasserqualität der Elbe hinsichtlich ihrer Eignung als Badegewässer bewerten zu können.

Dr. Nicolas Börsig ist Geowissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie. Er beschäftigt sich mit der Immobilisierung umweltrelevanter Stoffe aufgrund von Wasser/Mineral-Wechselwirkungen.

Die Auswertung der BIOFISH-Daten zeigt, dass bei keinem der gemessenen Parameter besonders auffällige oder gar bedenkliche Werte in Bezug auf aktuell gültige Grenzwerte auftraten. Allerdings war die Wasserzusammensetzung entlang der Messstrecke sowohl zeitlichen als auch regionalen Einflüssen unterzogen. Regionale Veränderungen waren dabei in erster Linie den größeren Elbe-Zuflüssen wie der Saale oder Havel geschuldet, die mit einer anderen Zusammensetzung mit sich führten. Als Beispiel hierfür ist unter anderem die sich verändernde elektrischen Leitfähigkeit der Elbe zu nennen (Abbildung 1 rechts). Diese gibt die Menge an gelösten geladenen Teilchen (Ionen) an und ist ein Maß für den Salzgehalt eines Gewässers. Aufgrund des allgemein höheren Salzgehaltes der Saale war nach dem Zusammenfluss von Saale und Elbe ein signifikanter Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit der Elbe zu verzeichnen. Im Bereich der Havel-Mündung ging der Salzgehalt der Elbe wieder zurück, da die Havel in dieser Zeit, insbesondere beeinflusst durch die starken Regenfälle im Raum Berlin am 07.07.2017, sehr viel Wasser mit einer geringen Salzkonzentration führte.

Veränderungen der Wasserzusammensetzung waren häufig im Tagesverlauf und in Abhängigkeit der aktuellen Wettersituation zu beobachten. Für diesen Effekt war die zum Zeitpunkt der Messkampagne vergleichsweise hohe Algenkonzentration verantwortlich, die die chemischen Prozesse innerhalb des Gewässersystems der Elbe in dieser warmen Jahreszeit maßgeblich bestimmte. Algen betreiben Photosynthese, bei der sie aus Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser organische Verbindungen herstellen und als Nebenprodukt Sauerstoff (O2) erzeugen. In einem Gewässer führt dieser Prozess zu einem Anstieg der Sauerstoffsättigung, während aufgrund des Verbrauchs von CO2 gleichzeitig der pH-Wert des Wassers ansteigt (Säuregehalt des Wassers nimmt ab). In den Messdaten erkennt man diese Zusammenhänge an der positiven linearen Korrelation, die zwischen der Algenmenge (Chlorophylla-Konzentration), dem pH-Wert sowie der Sauerstoffsättigung existiert (Abbildung 2). Da die Photosynthese-Aktivität von Algen jedoch auf Sonnenenergie angewiesen ist, finden diese Prozesse verstärkt bei einer höheren Sonnenlichteinstrahlung statt. Dies hat zur Folge, dass bei sonnigem Wetter im Tagesverlauf meist ein Anstieg des pH-Werts und der Sauerstoffsättigung zu beobachten war, während die entsprechenden Werte an kühleren, bewölkten oder regnerischen Tagen aufgrund der geringeren Algenaktivität deutlich niedriger ausfielen.

Was die Eignung der Elbe als Badegewässer betrifft, muss in diesem Zusammenhang erwähnt werden, dass das Auftreten von Algen per se nicht negativ zu bewerten ist. Dies liegt zum einen daran, dass bei einem Fließgewässer wie der Elbe auch im Falle eines Absterbens der Algen ein ständiger Nachschub mit Luftsauerstoff garantiert ist und es hierdurch zu keiner Unterversorgung an Sauerstoff bzw. zu einem Umkippen des Gewässers kommen kann. Darüber hinaus konnte durch die Analyse der auftretenden Algenklassen nachgewiesen werden, dass in der Elbe hauptsächlich die für den Menschen harmlosen Grünalgen und Kieselalgen (Diatomeen) dominieren. Blaualgen (Cyanobakterien), die aufgrund des Ausstoßes von Toxinen die Qualität eines Gewässers stark vermindern und zu einem Badeverbot führen können, traten entlang der untersuchten Elbstrecke nicht auf.

 

Die hier veröffentlichten Inhalte und Meinungen der Autoren entsprechen nicht notwendigerweise der Meinung des Wissenschaftsjahres 2016*17 – Meere und Ozeane.

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