Forscherblog

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Erfahren Sie hier, was die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entlang der Elbe während der Schwimmstaffel erforscht haben.

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Erfahren Sie hier, was die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf den einzelnen Etappten von Bad Schandau bis nach Geesthacht entlang der Elbe erforscht haben – und was das für die Elbforschung bedeutet!

Die Wissenschaftsteams haben während der Elbschwimmstaffel im Rahmen ihrer Projekte verschiedenen Messungen in der Elbe vorgenommen. Hierbei ermittelten sie biologische, chemische und physikalische Parameter, über die Sie sich in unserem Glossar zur Begleitforschung informieren können.

12. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 19: Das Projekt WAQUAVID – Planktothrix rubescens:
Christian Moldaenke von bbe:

Ganz neu war in den letzten Tagen das (wahrscheinliche) Auftreten einer Cyanobakterienspezies namens Planktothrix rubescens. Auch wenn diese Alge nur in kleineren Mengen zu finden war (in der Regel unter 1 Mikrogramm pro Liter), so gibt es dazu unseres Wissens noch kaum Literaturangaben. Ein ganz sporadisches Auftreten ist z. B. im Bericht der Internationalen Kommission zum Schutz der Elbe (IKSE) von 1999 zu finden. Diese Spezies ist unserer Erfahrung nach eines der kommenden Probleme in den Trinkwasserreservoir Mitteleuropas Aber auch in Nordamerika registriert man im Moment ein vermehrtes Aufkommen dieser Art. Plantothrix rubescens hat nämlich unangenehme Eigenschaften. Eine davon ist ihre Fähigkeit, einen ganzen See in Rot zu tauchen, einer Sage nach wird sie daher auch Burgunderblut-Alge genannt. Schwerwiegender ist die unserer Erfahrung nach permanente Bildung von Toxinen. Nicht nur das, auch Geschmacks- und Geruchsstoffe können von dieser Spezies erzeugt werden. Wie erwähnt, ist die Konzentration an den gemessenen Stellen in der Elbe klein und stellt keine Gefahr für die Schwimmer dar. Der Mittelwert bei Etappe 19 betrug gegen Mittag 0,5µg/L.

11. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 18: KIT-BIOFISH – Sauerstoffsättigung

Jingwei Yang vom Karlsruher Institut für Technologie:

Die Sauerstoffsättigung ist ein wichtiger Indikator, um den Zustand und die Qualität eines Gewässers beurteilen zu können. Dies hängt insbesondere damit zusammen, dass Sauerstoff für die Atmung von Tieren, Pflanzen und Bakterien im Wasser notwendig ist. Darüber hinaus spielt Sauerstoff eine wichtige Rolle beim Abbau von organischem Material. Unter Abwesenheit von Sauerstoff kann es hierbei zur Bildung giftiger Faulgase kommen. Geringe Sauerstoffkonzentrationen haben daher häufig negative Auswirkungen auf die Gewässerqualität und können unter Umständen gefährlich für Lebewesen im Wasser sein.

Auf der heutigen Etappe zwischen Hitzacker und Bleckede lag die Sauerstoffsättigung bei einem Wert von ca. 100%. Das Elbwasser war daher gesättigt an Sauerstoff und befand sich im Gleichgewicht mit der Atmosphäre. Während der bisherigen Elbschwimmstaffel wies das Wasser der Elbe generell eine Sättigung bis Übersättigung an Sauerstoff auf. Wie im vorherigen Blogeintrag erläutert, ist dies auf die Photosynthese von Algen zurückzuführen, die Sauerstoff produzieren. In Fließgewässern wird Sauerstoff aber auch durch die ständige turbulente Bewegung des Wassers an der Luft eingetragen, sodass für Lebewesen im Flusssystem ein Mangel an Sauerstoff kaum auftritt.

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10. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 17: KIT-BIOFISH – pH-Wert Teil 2

Nicolas Börsig vom Karlsruher Institut für Technologie:

Bei der 17. Etappe der Elbschwimmstaffel zwischen Schnackenburg und Hitzacker konnte mit Hilfe des BIOFISH ein schwach alkalischer pH-Wert von etwa 8,6 nachgewiesen werden. Wie in den Tagen zuvor ist das Wasser der Elbe demnach basisch, wenngleich der pH-Wert im Vergleich zu den vergangenen Streckenabschnitten tendenziell geringer ausfällt (Blogeintrag vom 29. Juni). Zurückzuführen ist die Abnahme des pH-Werts auf die im Laufe der Elbeschwimmstaffel veränderte Wettersituation. Warme Tage mit vielen Sonnenstunden bewirken eine erhöhte Photosynthese-Aktivität der Algen (CO2-Verbrauch bei gleichzeitiger O2-Produktion), wodurch es zu einem Anstieg des pH-Werts kommt. Im Falle kühler, regenreicher Tage wie heute, am 10. Juli, sind die Algen aufgrund der niedrigeren Wassertemperatur und des fehlenden Sonnenlichts hingegen weniger aktiv, was zu geringeren pH-Werten führt. Diese Zusammenhänge konnten durch die Auswertung der bisher aufgezeichneten BIOFISH-Messdaten bestätigt werden, wonach ein klarer Zusammenhang zwischen dem Algengehalt (Chlorophyll-a), der Sauerstoffsättigung und dem pH-Wert existiert.

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09. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 16: Das Projekt MiWa – Masse an Feststoffen im Elbewasser

Fabian König von der TU Berlin:

Seit unserem letzten Eintrag ist schon wieder ein wenig Zeit vergangen, sodass wir einige Messungen an Bord der MS Elbegrund durchführen konnten. Wie im letzten Eintrag beschrieben, haben wir uns in den vergangenen Tagen mit dem Größenbereich >50 µm bei den Feststoffen beschäftigt. Der Feststoffgehalt bei Etappe 16 lag im Durschnitt bei ca. 5 mg/l und liegt damit wie zu erwarten im Größenbereich zwischen den letzten Messwerten (ca. 1mg/l bei >100 µm und 29-82 mg/l >10 µm). In den letzten drei Etappen werden wir noch einmal unseren Fokus auf die feineren Größenklassen setzen, da die Vermutung in der Fachwelt besteht, dass besonders die kleineren Mikroplastikpartikel (ca. 10 µm) ein Risiko für Fische und Kleinstlebewesen darstellen könnten.

08. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 15: Das Projekt WAQUAVID – Cryptophyter bzw. Cryptomonaden:

Christian Moldaenke von bbe:

Cryptophyter/Cryptomonaden sind einzellige Algen und haben lichteinsammelnde Pigmente, wie sie auch in Cyanobakterien (sog. Blaualgen) zu finden sind. Allerdings bilden Cryptophyter keine Toxine, Geruchs- oder Geschmacksstoffe. Nur farblich wirkt sich die Pigment­zusammensetzung aus, das heißt, sie können einen rötlichen Ton annehmen. Cryptophyter bilden kleine und zarte Zellen, die oft schwer zu beobachten und schlecht zu untersuchen sind. Es gibt sie sowohl in Süßwasser- als auch in Meeresumgebungen. Viele lichtverwertende Arten der Cryptophyter haben auch die Fähigkeit, „Beute zu machen“ (Mixotrophie), werden aber wie üblich auch schnell selbst zur Beute.

In der Elbe sind sie im Moment gar nicht zu finden (den Cryptomonaden zugeordnet: 0µg/L Chlorophyll), stellen daher und wegen ihrer Harmlosigkeit keine Bedrohung für unsere Schwimmerinnen und Schwimmer dar.

 

07. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 14: Das Projekt WAQUAVID – Grünalgengehalt:

Christian Moldaenke von bbe:

Grünalgen sind die dominanten Algen in der Elbe während der jetzigen Jahreszeit. Sie tragen gerade wesentlich zur Farbgebung des Flusses bei. Nicht umsonst sind die Landpflanzen auch grün, sie sind historisch aus den Grünalgen entstanden. Die hohe Grünalgenkonzentration in der Elbe bewirkt auch eine hohe Sauerstoffentwicklung, und damit eine Sauerstoffkonzentration im Fluss von über 100 Prozent des Gehaltes, der sich ohne Algensauerstoff einstellen würde.

Die Bildung von Sauerstoff ist ein Abfallprodukt der Lichtumwandlung, die die Algen betreiben, um Energie zu gewinnen und CO2 aus der Luft in organische Substanz umzuwandeln. Der Prozess der Lichternergieumwandlung ermöglicht Wachstum und Zellteilung, so dass sich die Algenzahl vermehren kann. Die Sauerstoffentwicklungsrate der Algen lässt sich übrigens recht einfach messen. Man kann daraus unter Umständen auch ablesen, wann eine Blüte zusammenbricht. Im Moment aber produzieren nahezu alle Algen Sauerstoff.

Grünalgen sind vollkommen harmlos, auch wenn der momentane hohe Wert an Chlorophyll, der den Grünalgen zugeordnet werden kann bei, 127,5 Mikrogramm pro Liter liegt.

06. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 13: Das Projekt WAQUAVID – Diatomeen:

Christian Moldaenke von bbe:

Diatomeen oder auch Kieselalgen gehören zu den „Schönlingen“ der Wassersäule. Ihre Vielfalt glänzt durch fantasievolle Formen, Strukturen, Fortsätzen und Oberflächen. Der Trivialname Kieselalge rührt her aus der Einbindung eines wichtigen Elementes in die Zellhülle, dem Siliziumdioxid. Silizium ist bekanntermaßen wichtiger Bestandteil des Sandes, stärkt damit die Schale der Kieselalgen und damit ihre Wehrhaftigkeit. Auf Sandbänken kann man Kieselalgen gelegentlich auch als braunen Bezug erkennen. Dann gehören sie zur Gruppe der sogenannten benthischen Algen. Kieselalgen dominierten Deutschlands Phytoplankton(=Algen)-Gesellschaft bis zum Anfang der 1970er Jahre des letzten Jahrhunderts. Die Eutrophierung führte dann zu einem Wechsel hin zu Grünalgen und Cyanobakterien. In der Elbe kommen Kieselalgen vornehmlich noch dominant in den kühleren Jahreszeiten vor.

Der Chlorophyllgehalt ist ein Maß für die Algendichte. Während der Untersuchung heute Morgen betrug die Konzentration des Chlorophyllgehalts der Kieselalgen 53 Mikrogramm pro Liter. Das sind etwa 30 Prozent des Gesamtchlorophyllgehalts. Das ist relativ viel, wenn man z. B. den Rhein als Vergleich nimmt, aber für den Menschen absolut unbedenklich.

05. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 12: Das Projekt WAQUAVID – Cyanobakterien (sog. Blaualgen):

Christian Moldaenke von bbe:

Blaualgen, besser gesagt „Cyanobakterien“, sind die wohl ältesten Algen auf dieser Welt. In der Regel schimmern sie namensgebend blau-grün. Es gibt sie in den verschiedensten Formen und Farben, sie können sogar millimetergroße Kolonien bilden oder einen ganzen See rot einfärben. In den meisten Fällen hinterlassen Sie bei uns einen negativen Eindruck. Das liegt vor allem daran, dass sie flächendeckende Teppiche produzieren können und dabei Geruchsstoffe aussenden. Zudem sind sie bekannt dafür, dass sie über 100 verschiedene Toxine und noch deutlich mehr Geschmacks- und Geruchsstoffe produzieren können. Diese Aspekte machen auch Wasserwerken Probleme, wenn sie cyanobakterienhaltiges Wasser direkt aus Flüssen und Dämmen entnehmen. Warum Cyanobakterien diese unangenehmen Stoffe produzieren, ist immer noch nicht eindeutig verstanden.

Aber auch bei Schwimmerinnen und Schwimmern können Cyanobakterientoxine Haut- und Magenreizungen hervorrufen. Daher ist es für unsere Schwimmstaffel gut zu wissen, dass die automatisch mitlaufenden bbe-Analysatoren in der Elbe momentan so gut wie keine Cyanobakterien registriert haben. Dies wird schätzungsweise in den folgenden Tagen auch so bleiben.

04. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 11: KIT-BIOFISH – Gelbstoffgehalt

Nadja Keuters vom Karlsruher Institut für Technologie:

Gelbstoffe, im englischen „coloured dissolved organic matter“ (CDOM) genannt, sind im Wasser gelöste organische Substanzen - vorwiegend Huminstoffe - die konzentrationsabhängig Färbungen von gelb über braun bis schwarz verursachen können. Diese Färbung wird ebenfalls genutzt um den Gehalt über ein typisches Fluoreszenzsignal dieser Substanzen im blauen Farbbereich zu bestimmen. Gelbstoffe entstehen beim Abbau von biologischem Material und kommen daher weit verbreitet in der Natur vor. Ein typisches Beispiel für natürliche Gewässer mit hohem Gelbstoffgehalt sind Seen in Hochmooren, die durch den Abbau der moorbildenden Torfmoose häufig eine starke Braunfärbung aufweisen. Gelbstoffe können aber auch hervorragende Anzeiger für Einleitungen von Abwasser mit starker organischer Verunreinigung sein, was man durch punktuelle Anstiege des Gelbstoffgehalts in der Elbe erkennen könnte. Bislang war der Gelbstoffgehalt entlang der befahrenen Strecke mit Werten zwischen 35-45 ppbQS (~44 ppbQS am 04.07.) relativ konstant und deutet somit bislang nicht auf eine solche Verschmutzungsquelle hin.

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03. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 10: KIT-BIOFISH – elektrische Leitfähigkeit

Nicolas Börsig vom Karlsruher Institut für Technologie:

Die elektrische Leitfähigkeit kann genutzt werden, um die Menge an gelösten geladenen Teilchen (Ionen) und damit den Salzgehalt eines Wassers abschätzen zu können. Während reines Wasser kaum leitfähig ist, steigt die Leitfähigkeit von mineralisiertem Wasser mit zunehmender Konzentration an geladenen Inhaltsstoffen an. Beispielsweise weist Regenwasser aus diesem Grund eine geringe elektrische Leitfähigkeit (<30 μS/cm) auf. Meerwasser besitzt aufgrund seines hohen Salzgehalts hingegen eine sehr hohe Leitfähigkeit von etwa 50000 μS/cm. Mit Hilfe des BIOFISH wurde für das Wasser der Elbe heute eine mittlere Leitfähigkeit von ca. 550 μS/cm ermittelt. Ein Vergleich dieses Wertes mit dem von der deutschen Trinkwasserverordnung angegebenen Trinkwasser-Grenzwert von 2790 μS/cm zeigt, dass der Salzgehalt der Elbe eher gering ausfällt. Veränderungen der Leitfähigkeit entlang der Elbe (Saale Mündung ~2000 µS/cm) weisen auf eine Veränderung der Wasserinhaltsstoffe hin. Um potentiell problematische Inhaltsstoffe und deren Einleitung zu identifizieren, ist es notwendig, dass Wasserproben im Anschluss an die Elbschwimmstaffel im Labor des KIT analysiert werden.

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02. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 9: Das Projekt MiWa – Masse an Feststoffen im Elbewasser

Fabian König von der TU Berlin:

Bei Etappe 10 geht es wieder los! Die Schwimmerinnen und Schwimmer erreichen am Mittag den Hafen der MS Elbegrund in Aken, sodass wir ab dann wieder regulär mit der Elbschwimmstaffel unterwegs sein werden.

Nachdem wir auf unserer letzten Etappe unseren Fokus auf die Feststoffe >100 µm gelegt haben, werden wir in der Etappe 10 eine Größenfraktion kleiner untersuchen - >50 µm. Auf die kleineren Siebe mit 10 und 20 µm werden wir zunächst verzichten. Wir erhoffen uns durch diese Maßnahme einerseits größere Volumina als in den ersten Etappen filtrieren zu können und andererseits uns nicht die Mikrosiebkaskade durch das erhöhte Algenvorkommen zu verblocken.

01. Juli 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 8: Das Projekt WAQUAVID – Chlorophyll – ein Parameter, der Aussagen über die Algendichte im Gewässer macht

Christian Moldaenke von bbe:

 

Im Rahmen des Begleitforschungsprojekts WAQUAVID des Karlruher Instituts für Technologie (KIT) werde Geräte der Firma bbe Moldaenke verwendet. Diese liefern ein erstes Bild zum Algenwachstum in der Elbe. Die Geräte nutzen dazu weitgehend „das Grüne“ in den Algen, genauer gesagt deren Fluoreszenz, dunkelrotes Licht, das Algen unter Tageslichteinfluss abgeben.

Im allerersten Streckenabschnitt zeigte sich ein zweigeteiltes Bild, in dem der Hafenabschnitt bei Bad Schandau noch von einem Gemisch aus Diatomeen und Grünalgen dominiert wird (Gesamtchlorophyllgehalt: 120µg/L). Verlässt man den Hafen, lässt sich erkennen, dass Grünalgen vorrangig werden. Die hohe Konzentration an Algenchlorophyll lässt auf einen hohen Eutrophierungsgrad (Überdüngung) schließen. Inzwischen tauchen am heutigen Tage Chlorophyll-Konzentrationen über 230 Mikrogramm pro Liter auf. Dies deutet auf eine ernsthafte Überdüngung hin. Solange es sich aber um Grünalgen handelt, ist die Gesundheit von Tier und Mensch nicht gefährdet. Auch ein baldiges Absterben der Algen ist nicht abzusehen. Das heißt, es ist z. B. nicht mit intensiver Geruchsbelästigung zu rechnen.

Positiv lässt sich also anmerken, dass es so weit zu keiner wesentlichen Blaualgenentwicklung gekommen ist. Die Schwimmerinnen und Schwimmer sind von daher keinen Belastungen ausgesetzt. Hintergrunddaten zeigen, dass sich die Algen bester Gesundheit erfreuen und daher mit weiterem Wachstum zu rechnen ist, wenn die Wetterbedingungen mitspielen.

30. Juni 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 7: Das Projekt MiWa – Masse an Feststoffen im Elbewasser

Fabian König von der TU Berlin:

Den heutigen Tag nutzen wir für die Aufbereitung und die Versendung unserer Proben an unsere Projektpartner im Projekt MiWa. Durch die Elbschwimmstaffel ist es uns möglich, Umweltproben aus der Elbe zu gewinnen, mit denen die derzeitig existierenden analytischen Verfahren zur Identifizierung und Quantifizierung von Mikroplastik getestet, weiterentwickelt und untereinander verglichen werden können. Da in Süßwasserproben bisher sehr wenige Mikroplastikpartikel pro Kubikmeter Wasser gefunden wurden, ist es bei der Probenahme wichtig, möglichst große Volumina Wasser zu filtrieren, um nicht die Nachweisgrenzen der analytischen Methoden zu unterschreiten. Dies führte dazu, dass je nach Wahl der Größe der Filter sehr hohe Feststoffmassen aus der Elbe auf unseren Filtern gewonnen werden konnten. Je nach Analytik müssen die Proben daher sehr aufwändig aufbereitet werden um Störstoffe, wie beispielsweise natürliche Schwebstoffe oder mitgeführtes Sediment, zu entfernen.

All diese Faktoren machen die Mikroplastikforschung zu einem sehr komplexen Thema. Um erste Ergebnisse zur Mikroplastikbelastung in der Elbe zu erhalten sind also noch einige Schritte nötig. Wir hoffen am Ende der Elbschwimmstaffel erste Ergebnisse präsentieren zu können. Der Feststoffgehalt der Elbe lag am heutigen Streckenabschnitt bei ca. 1 mg/l (100-1000 µm).

29. Juni 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 6: KIT-BIOFISH – pH-Wert

Nicolas Börsig vom Karlsruher Institut für Technologie:

Mit der Messung des pH-Werts wird ermittelt, wie groß der Anteil an Säuren oder Basen in einer Wasserprobe ausfällt. Dies stellt eine wichtige Voraussetzung dar, um Prozesse in der Umwelt interpretieren zu können. Reines Wasser besitzt einen pH-Wert von 7, saure und basische Anteile liegen hier zu gleichen Anteilen vor. Bei pH-Werten kleiner 7 gilt Wasser als sauer. Zur Entstehung saurer Gewässer kann es z.B. durch den Eintrag von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft oder durch Verwitterung säurehaltiger Gesteine kommen, wodurch sich im Wasser gelöste Säuren bilden. Ein erhöhter Verbrauch von CO2 oder beispielsweise die Verwitterung von Kalkstein kann dagegen zur Bildung von basischen bzw. alkalischen Gewässern (pH >7) führen. Heute am 29. Juni 2017 weist die Elbe in der Gegend um Aken einen alkalischen pH-Wert von ca. 9,3 auf, was sehr wahrscheinlich auf den starken CO2-Konsum der aktiven Algen beim derzeit sommerlichen Wetter zurückzuführen ist.

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28. Juni 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 5: Das Projekt MiWa – Masse an Feststoffen im Elbewasser

Fabian König von der TU Berlin:

Am gestrigen Tag entschied sich die Besatzung des Forschungsschiffes MS Elbegrund fünf Etappen an einem Tag zu absolvieren. Da es in den letzten Tagen kaum Niederschlag gab und die heißen Temperaturen die Pegelstände der Elbe schrumpfen ließen, war es das Ziel, am Abend in Vockerode einzutreffen, um die kritischen Stellen zwischen Wittenberg und Dessau passieren zu können.

Aufgrund der hohen Feststoffgehalte der letzten Tage entschieden wir uns dazu, die Mikrosiebkaskade nur noch mit dem 1 mm, 500 µm und dem 100 µm Filter zu betreiben um somit auf unser 11- stündigen Fahrt so viel Wasser wie möglich filtrieren zu können. Am Ende des Tages hatten wir mehrere hundert Liter Elbwasser filtriert, aus denen wir ca. 1 mg/l Feststoffe gewinnen konnten. Die wesentlich größeren Feststoffgehalte der Vortage resultierten aus dem sehr hohen Anteil der Schwebstoffe im Größenbereich zwischen 10 – 100 µm, welche heute nicht betrachtet wurden.

27. Juni 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 4: KIT-BIOFISH – Trübung

Nicolas Börsig vom Karlsruher Institut für Technologie:

Die Trübung von Wasser korreliert mit dem Anteil an darin enthaltenen Schwebstoffen. Diese sind häufig zu klein, um sie mit bloßem Auge sehen zu können. Allerdings streuen sie einfallendes Licht, weshalb das Wasser nicht mehr transparent erscheint. Als Schwebstoffe kommen z.B. mineralische oder organische Partikel, aber auch Algen und Bakterien in Frage. Die Abhängigkeit der Lichtstreuung vom Schwebstoffanteil macht man sich auch bei der Analyse der Trübung zu Nutze. Auf dem BIOFISH ist hierfür ein Sensor installiert, der die Intensität der Rückstreuung von infrarotem Licht misst.

Die Trübung der Elbe (~2 FTU) ist verglichen mit anderen Flüssen eher gering. Relevant ist dies, da an Schwebstoffen häufig Schadstoffe anhaften, die dadurch im Wasser gehalten oder transportiert werden. Diese Zusammenhänge werden im Anschluss der Elbschwimmstaffel genauer untersucht, indem die Messwerte der Trübung mit dem im Labor ermittelten Anteil an partikulär gebundenen Schadstoffen verglichen werden.

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26. Juni 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 3: Das Verbundprojekt In_StröHmunG – Fließgeschwindigkeit

Nadine Müller vom Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik:

Ein wichtiger Parameter für Wasserbauingenieure ist die Fließgeschwindigkeit. Fließgeschwindigkeiten können z. B. mit einem Flügelmessgerät erfasst werden, bei dem sich ein Propeller – ähnlich einer Schiffsschraube im Wasser – dreht.

Am 26.06. konnte bei Elbe-km 96,0 in der Nähe des Schloss Hirschstein eine Fließgeschwindigkeit von 0,59 m/s gemessen werden. Der Messwert wurde in der Nähe eines Buhnenkopfes gemessen. Dort sind die Strömungsgeschwindigkeiten naturgemäß erhöht gegenüber dem beruhigten Bereich zwischen zwei Buhnen.

0,59 m/s entspricht ca. 2,1 km/h – ließen sich die Schwimmerinnen und Schwimmer einfach treiben, hätten sie ihre Etappenstrecke von 2,0 km also auch in unter einer Stunde bewältigt.

0,59 m/s entspricht einem typischen mittleren Wert für die derzeit herrschenden Strömungsverhältnisse an der Elbe. Das ist etwas mehr als der mittlere Niedrigwasserstand.

Die Fließgeschwindigkeit in Verbindung mit dem Wasserstand sind wichtige Daten zur Einstellung und Überprüfung numerischer Modelle, mit denen beispielsweise die Strömungssituation bei Hochwasser berechnet werden kann. Dafür wird eine Vielzahl von Messpunkten entlang eines Querprofils benötigt.

Zudem hat die Fließgeschwindigkeit hat einen Einfluss auf das Sediment an der Gewässersohle. Je nachdem wie groß (und schwer) das Sediment ist, kann es von der Strömung transportiert werden oder bleibt liegen.

25. Juni 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 2: Das Projekt MiWa – Masse an Feststoffen im Elbewasser

Fabian König von der TU Berlin:

Während der kompletten Elbschwimmstaffel filtrieren wir Elbwasser über unsere Mikrosiebkaskade. Es handelt sich dabei um einen Filter, der die in der Elbe vorkommenden Schwebstoffe (Algen, Sediment, Mikroplastik oder andere organische und anorganische Fracht) in unterschiedliche Größen klassiert. Wir verwenden dabei Filter mit einer Größe von 10, 20, 50, 100 und 500 µm sowie einen 1 mm Filter.

Die gewonnen Feststoffe werden von uns im Labor der MS Elbegrund aufbereitet und an unsere Projektpartner im Projekt MiWa (Mikroplastik im Wasserkreislauf) verschickt, sodass diese unsere Proben auf Mikroplastik analysieren können.

Als heutiger wissenschaftlicher Parameter wurde daher unsere abfiltrierten Feststoffe pro Liter Filtrat ausgewählt. Am Vormittag filtrierten wir 29,69 mg/l und am Nachmittag 82,82 mg/l Feststoffe aus der Elbe.

Für eine genaue Einordnung der Messwerte müssen wir noch weitere Etappen abwarten. Mögliche Ursachen für die Unterschiede im Tagesverlauf könnten unteranderem die Wassertiefe (Aufwirbelungen), eine höhere Algenproduktion am Nachmittag oder Strömungsunterschiede sein. All das werden wir probieren in den nächsten Tagen mit den Kollegen auf der MS Elbegrund abzuklären.


Im Fokus der Forschung auf Etappe 2: KIT-BIOFISH-Wasserqualität

Dr. Andreas Holbach vom Karlsruher Institut für Technologie:

Ist die Wasserqualität der Elbe gut? Obwohl wir eine ganze Reihe von Messwerten ermitteln, gibt es auf diese häufig gestellte Frage leider nicht die eine absolute Antwort. Die Bewertung von Wasserqualität hängt immer von der sehr subjektiven Sichtweise des Betrachters ab. Typische Bewertungskriterien wären: Könnte ich in dem Wasser leben? Stellen sie sich hier die Antwort eines Fisches oder einer Alge vor. Für uns Menschen ergeben sich andere Fragen: Kann ich das Wasser trinken? Kann ich in dem Wasser baden? Kann in dem Gewässer ein Schiff fahren? Kann ich in dem Gewässer viele Fische fangen? Aus der Sicht eines Umweltforschers kommen noch weitere Fragen hinzu: Hat das Gewässer einen natürlichen Zustand? Warum ist der Zustand so wie er ist? Welche Prozesse spielen sich unter den Bedingungen im Gewässer ab und wie wirken diese sich kurz- oder langfristig aus? Eine Bewertung der Gewässerqualität mit gut oder schlecht kann daher nicht allgemeingültig getroffen werden.

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24. Juni 2017

Im Fokus der Forschung auf Etappe 1: KIT-BIOFISH-Sauerstoffsättigung

Dr. Andreas Holbach vom Karlsruher Institut für Technologie:
Mit dem BIOFISH werden kontinuierlich acht relevante Messwerte für die Gewässerqualität aufgezeichnet. Hiervon gibt die Sauerstoffsättigung im Wasser Auskunft darüber, ob es sich im Gleichgewicht mit der darüber liegenden Luft befindet (100%), oder über- (>100%) bzw. untersättigt (<100%) ist.

Am 24.06. lag die Sauerstoffsättigung im Elbabschnitt zwischen Bad Schandau und Dresden bei 85-140%, wobei die Werte im Tagesverlauf stetig anstiegen. Das Wasser war anfänglich leicht untersättigt und später deutlich übersättigt mit Sauerstoff, was auf geringe Sauerstoffzehrung durch Schadstoffe hinweist. Für den Anstieg über den sommerlichen Tag könnten zwei Effekte verantwortlich sein:

  1. Der Temperaturanstieg im Tagesverlauf von mehreren °C sorgt dafür, dass das Wasser weniger Sauerstoff aufnehmen kann. Hierdurch steigt bei gleichbleibendem Sauerstoffgehalt dessen Sättigung an.
  2. Aktivität von Algen durch Photosynthese bildet Sauerstoff und kann tagsüber zu starken Übersättigungen führen.

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Meere und Ozeane: Wissenschaftsjahr - Bundesministerium für Bildung und Forschung