Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie II Themen: Vorlesung 2-2 Biologische Gewässergüte Gewässergüteklassen Historische.

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1 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie II Themen: Vorlesung 2-2 Biologische Gewässergüte Gewässergüteklassen Historische Güteklassen und Güteklassen gemäß EG-WRRL (fließgewässertypen-abhängige Klassen)

2 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Lehrziele der Veranstaltung Sie formulieren allgemeinverständlich Zusammenhänge zwischen den Fließgewässertypen und der biologischen Gewässergüte. Sie können das grundlegende Prinzip der biologischen Gewässergüte erklären. analysieren anwenden verstehen erinnern erschaffen bewerten

3 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Saprobie Die Saprobie kennzeichnet die biologische Gewässergüte von Fließgewässern anhand von Indikatororganismen. Bei den Indikatororganismen handelt es sich um Organismen des Gewässerbodens (Bakterien, Pilze, Einzeller, Würme, Kleinkrebse bzw. Insektenlarven), die als Saprobionten bezeichnet werden. Anhand des Wertes der Saprobie lässt sich ein Rückschluss auf die Belastung des Gewässers mit organischen, biologisch abbaubaren Stoffen ziehen. Die Saprobionten unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Ernährungsweise und in dem Maß, wie viel Sauerstoff sie für den Stoffwechsel benötigen.

4 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Gewässergüteklassen Die Fließgewässer werden nach den unterschiedlichen Saprobionten untersucht und deren Häufigkeit ermittelt. Aus der Häufigkeit und einem speziellen Saprobienwert wird dann der Saprobienindex berechnet. Dieser Index wird in sieben Klassen der Gewässergüte unterteilt : unbelastet bis sehr gering belastet => Güteklasse I gering belastet=> Güteklasse I – II mäßig belastet=> Güteklasse II kritisch belastet=> Güteklasse II – III stark verschmutzt=> Güteklasse III sehr stark verschmutzt=> Güteklasse III – IV übermäßig verschmutzt bis verödet=> Güteklasse IV

5 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Gewässergüte NRW anno 1999 Bildquelle: LUA NRW

6 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Saprobionten Die Abbildung zeigt einige der Indikator- organismen sowie die Zuordnung zu der resultierenden Güteklasse

7 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Gewässergüte I Güte- klasse BelastungSaprobienindexFarbe Ioligosaprob1,0 – 1,5 I-II oligosaprob - betamesosaprob 1,5 – 1,8 IIbeta-mesosaprob1,8 – 2,3 II-III alpha – beta-mesosaprob 2,3 – 2,7 IIIalpha-mesosaprob2,7 – 3,2 III-IV alpha-mesosaprob - polysaprob 3,2 – 3,6 IVpolysaprob3,6 – 4,0 Die Tabelle zeigt die historische Einteilung des Saprobienindex, der NICHT abhängig vom Fließgewässer- typ war. Aktuell gelten Referenzzustände, die auf die jeweiligen Fließgewässertypen ausgelegt sind.

8 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Kenngrößen Gewässergüteklassen I & I-II Güte - klasse KurzbeschreibungFarbe I unbelastet bis sehr gering belastet sehr klares Wasser, sehr nährstoffarm Sauerstoffsättigung (über 8 mg/l) mäßige Besiedlung, hohe Saprobienzahl BSB 5 ca. 1mg/l I-II gering belastet klares Wasser, nährstoffarm Sauerstoffgehalt hoch (~8 mg/l) dichtere Besiedlung, hohe Saprobienzahl BSB 5 ca. 1,0 – 2,0 mg/l, Ammonium bis 0,1 mg/l

9 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Kenngrößen Gewässergüteklassen II & II - III Güte - klasse KurzbeschreibungFarbe II mäßig belastet selten getrübtes Wasser, nährstoffreich gute Sauerstoffversorgung, Sauerstoffgehalt ~ 6 mg/l Große Artenvielfalt (Algen, Schnecken, Kleinkrebse, Insektenlarven), dichte Besiedlung, hohe Saprobienzahl BSB 5 ca. 2,0 – 6,0 mg/l, Ammonium bis 0,3 mg/l II-III kritisch belastet oft getrübtes Wasser, nährstoffreich örtlich begrenzt Faulschlamm auf Untergrund Sauerstoffsättigung teilweise kleiner 50%, Sauerstoffgehalt ~4mg/l Massenentwicklung von Algen, sehr dichte Besiedlung, geringere Saprobienzahl BSB 5 ca. 5,0 – 10,0 mg/l, Ammonium bis 1,0 mg/l

10 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Kenngrößen Gewässergüteklasse III Güte - klasse KurzbeschreibungFarbe III stark verschmutzt häufig getrübtes Wasser, sehr nährstoffreich Örtlich Ablagerungen von Faulschlamm und fadenförmigen Abwasserbakterien Sauerstoffmangel (~2 mg/l) Besiedlung mit Schwämmen, Egeln, Wimpertierchen und Wasserasseln, sehr geringe Saprobienzahl periodisches Fischsterben BSB 5 ca. 7,0 – 13,0 mg/l, Ammonium >> 1,0 mg/l

11 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Kenngrößen Gewässergüteklasse III - IV Güte - klasse KurzbeschreibungFarbe III-IV sehr stark verschmutzt stark getrübtes Wasser, sehr nährstoffreich häufig flächendeckend schwarzer Faulschlamm sehr sauerstoffarm, teilweise totaler Sauerstoffschwund massenhaftes Auftreten von Zuckmückenlarven und Schlammröhrenwürmer, Trübung durch Abwasserschwebstoffe, Faulschlammablagerungen BSB 5 ca. 10,0 – 20,0 mg/l, Ammonium >> 1,0 mg/l, oft zusätzlich toxische Stoffe vorhanden

12 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Kenngrößen Gewässergüteklasse IV Güte - klasse KurzbeschreibungFarbe IV übermäßig verschmutzt sehr stark getrübtes Wasser, sehr nährstoffreich flächendeckend schwarzer Faulschlamm Sauerstoffgehalt gegen 0 mg/l massenhaft Bakterien, Abwasserpilz und Geißeltierchen, zeitweilige biologische Verödung. keine Fische BSB 5 > 15,0 mg/l, Ammonium >> 1,0 mg/l, oft zusätzlich toxische Stoffe vorhanden

13 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Typ-Nr. Typ-Bezeichnung (potenzieller biozönotischer Typ) Saprobielle Referenz- bereiche 11 Organisch geprägte Bäche der Sander und sandigen Aufschüttungen < 1,45 - 1,60 12 Organisch geprägte Flüsse der Sander und sandigen Aufschüttungen keine Daten 13 Sandgeprägte, altglaziale Bäche des Sander und sandigen Aufschüttungen < 1,55 - 1,70 14 Sandgeprägte, alt- und jungglaziale Bäche des Sander und sandigen Aufschüttungen < 1,55 - 1,70 15 Sandgeprägte, alt- und jungglaziale Flüsse der Sander und sandigen Aufschüttungen < 1,75 - 1,90 16 Kiesgeprägte Bäche der Moränen, Flussterrassen und Verwitterungsgebiete < 1,25 - 1,40 17 Kiesgeprägte Flüsse der Moränen, Flussterrassen und Verwitterungsgebiete < 1,55 - 1,70 18 Löss-lehmgeprägte Bäche der Börden < 1,75 - 1,90 19 Kies-, Sand und z.T. organisch geprägte Niederungsbäche < 1,75 - 1,90 20 Sand- und kiesgeprägte Ströme mit breiten Auen (u.a. Unterläufe der Elbe, Weser, Oder, Rhein) < 1,85 - 2,00 Quelle: Sommerhäuser Schuhmacher; ecomed Fließgewässertypen und saprobielle Referenzen

14 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Saprobie für Fließgewässertypen I Sandgeprägte Tieflandbäche Sand- und lehmgeprägte Tieflandflüsse Große Sand- und lehmgeprägte Tieflandflüsse Kiesgeprägte Tieflandbäche Kiesgeprägte Tieflandflüsse Löss-lehmgeprägte Tieflandbäche Sandgeprägte Ströme Norddeutsches TieflandTyp Nr. 1,02,0 3,04,0 14 15 15_g 16 17 18 20

15 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Saprobie für Fließgewässertypen II 1,02,0 3,04,0 Grobmaterialreiche, silikatische Mittelgebirgsbäche Feinmaterialreiche, silikatische Mittelgebirgsbäche Feinmaterialreiche, karbonatische Mittelgebirgsbäche Grobmaterialreiche, karbonatische Mittelgebirgsbäche Silikatreiche, Fein-Grobmaterialreiche Mittelgebirgsflüsse Karbonatische, Fein- Grobmaterialreiche Mittelgebirgsflüsse Große Flüsse des Mittelgebirges Kiesgeprägte Ströme MittelgebirgeTyp Nr. 5 5.1 6 7 9 9.1 9.2 10

16 Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Saprobie für Fließgewässertypen III Organisch geprägte Bäche Organisch geprägte Flüsse Kleine Niederungsfließgewässer in Fluss- und Stromtälern Ökoregion unabhängigTyp Nr. 1,02,0 3,04,0 11 12 19