Für die See-Bewertung mit Phytoplankton sind mindestens sechs Probenahmen pro Jahr in der Vegetationsperiode von März/April bis Oktober/November vorzusehen, wobei mindestens vier Untersuchungstermine im Zeitraum Mai bis September liegen sollen. Über dem tiefsten Punkt des Sees sollen von einem Boot aus mit einem Wasserschöpfer Planktonproben entnommen werden. Zum Auffinden der richtigen Stelle sind Tiefenkarten wichtig. Vor jeder Untersuchung sollte eine Überprüfung mit Echolotung oder Lotung und ggf. GPS erfolgen. Für Langzeituntersuchungen ist eine Bojen-Markierung zu empfehlen. Optimal ist die Verwendung eines Tiefen-Integralschöpfers, welcher beim Durchfahren der Wassersäule kontinuierlich und automatisch eine Mischprobe der gesamten Wassersäule entnimmt. Alternativ können Punktproben, je nach Tiefe des Sees in Schritten von 1 m (polymiktische Seen) oder maximal 2 Metern (tiefe Seen) zu einer Mischprobe vereinigt werden. Hierzu sind verschiedene Wasserschöpfer wie Röhren- oder Schlauch-Sampler (s. Abb. 1) geeignet. Abb. 1: Links: Tiefenintegrierender Probennehmer. Rechts: Friedinger-Schöpfer zur Entnahme von Tiefenstufenproben (Fotos: Eberhard Hoehn) Vor der Probenahme ist festzustellen, welchem Schichtungstyp das zu untersuchende Gewässer zugeordnet wird, da sich die Probenahme bei geschichteten (di- und monomiktischen) und weitgehend ungeschichteten (polymiktischen) Seen unterscheidet. Ein See gilt als geschichtet, wenn mit regelmäßigen Temperaturmessungen im Tiefenprofil und Jahresgang eine durchgehende Schichtungsperiode von mehr als drei Monaten festgestellt wurde. Vor Beginn der Probenahme wird die Sichttiefe mit einer weißen Scheibe (Secchi-Scheibe) gemessen, für die nach ISO 7027-2:2016 ein Durchmesser von 20 cm empfohlen wird (für sehr hohe Sichttiefen > 10 m können größere Scheiben verwendet werden). Sie wird an einem Maßband so lange in die Tiefe abgelassen bis sie gerade nicht mehr sichtbar ist und dann wieder angehoben bis man die Scheibe gerade wieder erkennt. Aus diesen beiden Werten wird ein Mittelwert gebildet. Die so ermittelte Tiefe ist die sogenannte Secchi-Sichttiefe. Zur Ausschaltung von störenden Reflektionen sowie bei bewegter Wasseroberfläche ist zur Verbesserung der Erkennbarkeit der Scheibe ein Secchiskop – eine Sichtröhre mit Glasboden ‑ zu verwenden. Der Tiefenbereich bis zur 2,5fachen Secchi-Sichttiefe ist der Bereich, in dem das Phytoplankton gut wachsen kann. Er wird als euphotische Zone, seine untere Grenze als euphotische Tiefe bezeichnet. Anschließend werden mit Messsonden in festen Tiefenschritten (0,5 oder 1 m) zumindest die Temperaturwerte ermittelt. Weitere relevante Sondenparameter sind Sauerstoffgehalt, elektrische Leitfähigkeit, pH-Wert, Redoxpotenzial und Chlorophyll-a-Konzentration. Es können Tiefenprofile erstellt werden, anhand derer eine Temperaturschichtung, Sauerstoff-Defizite oder Tiefenchlorophyll-Maxima (DCM = deep chlorophyll maximum) festgestellt werden können. Ungeschichtete oder polymiktische Seen sind über das ganze Jahr hinweg bis zum Grund durchmischt. Lediglich in stabilen Wetterlagen können kürzere Phasen der Temperaturschichtung auftreten. In polymiktischen Seen erfolgt die Probenentnahme stets aus der gesamten Wassersäule bis etwa 1 m über Grund, maximal bis in eine Tiefe von 6 m. Trifft man den See z. B. im Hochsommer in einer Phase mit Temperaturschichtung an, so wird die Probenahme dennoch unverändert durchgeführt. In geschichteten Seen ist die "richtige" Probenahmetiefe differenzierter zu ermitteln: Um in geschichteten Seen die Mächtigkeit der oberen durchmischten Schicht, des Epilimnions, festzustellen, wird das Temperatur-Tiefenprofil herangezogen. Wenn sich die Temperatur in der Tiefe schnell abkühlt und die Temperaturänderung 1°K pro Meter überschreitet, liegt eine sog. Sprungschicht vor. Die Zone bis zur Sprungschicht wird als Epilimnion bezeichnet, die Zone der starken Temperaturänderung als Metalimnion und die kühle, in der Temperatur wieder konstantere, darunter liegende Schicht als Hypolimnion. Während der Vollzirkulation mit Temperaturausgleich bis zum Grund ‑ meist im Zeitraum von Herbst bis Frühjahr ‑ soll die Probe aus der durchmischten Schicht bis zur mittleren Tiefe des Sees stammen, jedoch bis maximal 10 m Tiefe, in sehr tiefen Seen mit maximal 20 m Tiefe. Während der Phase der Temperaturschichtung sind folgende Fälle zu unterscheiden: In eher trüben Seen ist das Epilimnion zu beproben. Die euphotische Zone oder -Tiefe (2,5fache Secchitiefe) liegt innerhalb des Epilimnions. In klaren Seen, in denen die euphotische Zone über das Epilimnion hinausgeht und in die Sprungschicht oder sogar ins Hypolimnion hineinragt, muss die Wassersäule bis zur euphotischen Tiefe beprobt werden. Es gilt also: Die "tiefere" Kenngröße (Epilimniontiefe oder euphotische Tiefe) gibt die Probenahmetiefe für die Mischprobe an. Es ist darauf zu achten, dass die Probenahme nicht in ein sauerstoffreies, durch Schwefelwasserstoffbildung oder Nährstoffrücklösung geprägtes Hypolimnion hineinreicht und mindestens einen Meter darüber endet. Ausgeprägte Tiefenchlorophyll-Maxima sollen ebenfalls erfasst werden. Um diese festzustellen, muss allerdings eine Chlorophyll-Sonde (Fluoreszenzsonde) im Einsatz sein. Diese und weitere Details sowie Spezialfälle der Probenahme sind in der Methodenbeschreibung von Nixdorf et al. (2010) und der Europäischen Norm DIN EN 16698 differenziert beschrieben. Aus der so gewonnenen Mischprobe wird in der Regel sowohl die Phytoplanktonprobe als auch die chemische Probe für die Chlorophyll a-Bestimmung und ggf. weitere chemische Parameter (z. B. Gesamtphosphor) entnommen. Probenahme für die Anwendung des Diatomeenindex Profundal (DI-PROF): Die sich über das Jahr im Plankton entwickelnden Kieselalgen (Diatomeen) sinken aufgrund des Gewichts ihrer Schalen auf den Seeboden ab. Am Ende des Jahres befinden sich die Schalen in einer halbflüssigen, oben aufschwimmenden Sedimentschicht und die Probe (ca. 10 ml) wird mit einem Röhrensammler (Kajak-Corer) genommen. Die so ermittelten Kieselalgenbefunde können mit dem Index DI-PROF zur Trophiebewertung herangezogen werden, welcher in den PhytoSee-Index eingerechnet werden kann. An jedem Probenahmetermin sind aus der Mischprobe mindestens zwei Teilproben (1. und 2.) und zusätzlich fakultativ eine Diatomeenprobe (3.) herzustellen: 1. Chlorophyll a-Probe : 0,5-2 Liter (je nach Algendichte) unfixiert in PET-Flaschen, Transport ins Labor dunkel und kühl. Dort Weiterbehandlung. 2. Phytoplanktonprobe : Lugol-fixiert für die Analyse nach Utermöhl-Methodik, Gefäß: 100 ml-Klarglas-Enghalsflasche, im Labor: bei gekühlter und luftdichter Lagerung mindestens für ein halbes Jahr haltbar. 3. Diatomeenprobe (fakultativ) für die spätere Herstellung eines Diatomeenpräparats. Die Wahl der Fixierungsmethode sollte sich an den erforderlichen Lagerzeiten und –möglichkeiten orientieren, s. hierzu Abschnitt " Aufbereitung der planktischen Kieselalgen (Diatomeenpräparat)" Variante " Filterprobe "(empfohlen): 1 Liter (je nach Algendichte) unfixiert in PET-Flasche, Transport ins Labor dunkel und kühl. Dort Filtrierung. Bei mobiler Filtriermöglichkeit (Handfiltriergerät): 100-1.000 ml Probe (je nach Algendichte, deutliche Färbung des Filters erforderlich) werden über Cellulosenitrat-Membranfilter (0,4-1,0 µm) filtriert. Die Filter werden in Plexiglas-Petrischalen gelagert und müssen bis zur endgültigen Lagerung noch Luft-getrocknet werden. Variante " Alkoholprobe " (empfohlen, jedoch kürzere Lagerzeit): Die Vorfixierung der Probe erfolgt vor Ort mit 96%igem Ethanol (unvergällt) oder Isopropanol. 0,9 Liter Probe wird in eine 1 Liter Kautexflasche gefüllt und mit Alkohol aufgefüllt, d. h. im Verhältnis 1:9 vorfixiert. Weiteres Einengen und Nachfixieren im Labor. Variante " Lugolprobe ": 500 ml Probe (je nach Algendichte oder Notwendigkeit einer Rückstellprobe auch 200-1.000 ml möglich) wird mit handelsüblicher Lugol-Lösung (versetzt mit Natriumacetat) in 500 ml-Klarglas-Enghals-Flaschen fixiert bis die Probe cognacfarben ist (ca. 4 ml Lugol pro 200 ml Probe). Zunächst keine Weiterbehandlung im Labor, bei gekühlter und luftdichter Lagerung mindestens für ein halbes Jahr bis maximal ein Jahr haltbar. Die Chlorophyll a-Konzentration (Chl a) einer Wasserprobe wird meist spektralphotometrisch gemessen. Sie korreliert mit der Biomasse des enthaltenen Phytoplanktons, da alle Arten dieses Pigment zur Photosynthese nutzen. Die Wasserproben müssen noch am Probenahmetag mit einer Vakuumpumpe auf einen Glasfilter filtriert werden. Der Filterrückstand enthält die Algen und deren Pigmente. Die Bestimmung der Chlorophyll-a-Konzentration nach der Norm (DIN 38409-H60 2017) beruht auf der ethanolischen Heißextraktion des Filterrückstands einer Wasserprobe und der anschließenden Absorptionsmessung bei 665 nm. Hier werden Phaeopigmente – photosynthetisch nicht mehr wirksame Abbauprodukte des Chlorophylls ‑ miterfasst. Nach Überführung des gesamten Chlorophyll-a in Phaeopigmente durch Ansäuerung wird eine erneute Messung bei 665 nm durchgeführt. Somit kann rechnerisch auf die ursprüngliche Chlorophyll-a-Konzentration der Wasserprobe rückgeschlossen werden. Im Messwert des Chlorophyll-a nach DIN sind die Phaeopigmente nicht mehr enthalten. Ziel der mikroskopischen Analyse ist die Bestimmung des Biovolumens des Phytoplanktons. Die Analyse des Phytoplanktons erfolgt an einem Umkehrmikroskop. Dafür werden die Phytoplankter einen Tag zuvor in Absetzkammern angereichert (s. Abb. 5). Für die Mikroskopie werden die Phytoplankter einen Tag zuvor in Absetzkammern angereichert. Da die Zellkonzentration in Abhängigkeit von der Artenzusammensetzung und der Saison sehr stark schwanken kann, sind Orientierungswerte zur Auswahl des benötigten Absetzvolumens sowie die Chlorophyll a-Konzentration (Chl a) der Probe hilfreich. In der Verfahrensanleitung (Riedmüller et al. 2022) sind Beispiele mit Orientierungswerten genannt. Für die weitere Konservierung oder Weiterverarbeitung der Proben stehen je nach Fixierungsmethode im Gelände mehrere Varianten zur Verfügung. Die Wahl der passenden Methode richtet sich auch danach, wie lange die Probe bis zur endgültigen taxonomischen Bearbeitung gelagert werden muss. Weitere Details in Nixdorf et al. (2010). Variante "Filterprobe" : Zeitnah zur Probenahme bzw. möglichst am selben Tag ist das in der Regel 1 Liter unfixierte Probenvolumen auf Cellulosenitrat-Membranfilter zu filtrieren. Nach anschließender Lufttrocknung können die Filter in Plexiglas-Petrischalen ohne Konservierungsmittel längere Zeit aufbewahrt werden. Anmerkung : Celluloseacetatfilter haben sich nicht bewährt, da diese beim späteren Aufschluss unter heißer Säure und H 2 O 2 verklumpen. Ebenfalls ungeeignet ist die Verwendung von Glasfaserfiltern. Diese hinterlassen beim späteren Aufschluss eine hohe Zahl von Glasfasern, die das mikroskopische Bild der Algen überlagern und damit eine zuverlässige Bearbeitung unmöglich machen. Diese Art der Konservierung ist für Lagerzeiten bis deutlich über ein Jahr geeignet. Variante "Alkoholprobe" : Das vorfixierte Probenmaterial muss im Labor 2-3 Tage in der Kautexflasche absedimentieren. Der Überstand wird anschließend vorsichtig mit einer Wasserstrahlpumpe abgesaugt. Der aufgeschüttelte Rückstand wird in dicht schließende Flaschen abgefüllt und mit 96%igem Ethanol/Isopropanol (unvergällt, d. h. kein Brennspiritus!) im Verhältnis 1:5 nachfixiert. Ein Gesamtvolumen von 100 ml Diatomeen-Suspension ist ausreichend. Zur taxonomischen Bestimmung muss ein Diatomeenpräparat mit Probenaufschluss mittels Wasserstoffperoxid angefertigt werden. Diese Art der Konservierung ist für Lagerzeiten bis rund 6 Monate geeignet. Kühlung (4-8°C) verlängert die mögliche Lagerzeit. Variante "Lugolprobe" : Sind nur Lugol-fixierte Proben verfügbar, muss das jodhaltige Fixierungsmittel vor dem Aufschluss der Diatomeen folgendermaßen ausgewaschen werden: Die Proben werden mindestens 2 Tage zur Absedimentierung stehen gelassen. Der Überstand wird mit einer Wasserstrahlpumpe abgesaugt und mit H 2 O dest. auf ca. 250 ml aufgefüllt. Dieser Auswaschvorgang wird noch zweimal wiederholt. Anschließend kann die Probe zur Analyse aufgeschlossen werden. Diese Art der Konservierung ist mit Kühlung von 4-8°C für Lagerzeiten bis 6 Monate bis ggf. maximal ein Jahr geeignet. Lugol-fixierte Proben dürfen nicht in Plastikflaschen aufbewahrt werden, da das Jod des Fixiermittels von der Flaschenwandung aufgenommen und die Fixierung dann abgeschwächt wird. Zudem kann die Kontrolle der Färbung der Probe (Cognac-farben) wegen der Durchfärbung der PE-Flaschenwände nicht mehr stattfinden.
Das Projekt "Daphnia hybrids" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Limnologisches Institut durchgeführt. Hybrids of the water flea Daphnia occur in many lakes. However, little is known about the factors that cause the success of Daphnia hybrids. In a joint project of two laboratories we study the possible role of biotic interactions in the maintenance of a Daphnia hybrid complex. Daphnia hyalina, D. galeata and their hybrids occur in Bodensee and in Greifensee. The parent species are more abundant in Lake Constance, while hybrids dominate in Greifensee. Both lakes differ in important aspects (morphometry, trophic state), which is reflected by different biotic influences con Daphnia. Compared to Lake Constance, Daphnia in Greifensee are more often exposed to low quality food (toxic blue-greens) and have less of a refuge from fish predation (due the anoxic hypolimnion). Differences between both lakes in the invertebrate predation regime and in the parasite load of Daphnia are very probable. Besides field sampling programmes, we want to establish a collection of about 50 Daphnia clones from both lakes (parent species and hybrids, recent clones and old clones hatched from sediment cores). These clones will be used for life history experiments in the laboratory to test the influences of low quality food, of fish kairomones, of invertebrate predator kairomones and of a protozoan parasite. Food quality and invertebrate predator experiments will be done in Konstanz; parasite and fish experiments will be done in Dübendorf.
Das Projekt "UFZ-09/2001 - SF6 als Tracer für Transport und Mischungsprozesse in Tagebaurestseen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Umweltphysik durchgeführt. Durch den Einsatz des inerten Tracers SF6 in Tagebauseen kann in Langzeitexperimenten der Vertikalaustausch im permanent geschichteten Tiefenwasser gemessen werden. Somit werden Aussagen über die Beständigkeit von Monimolimnien, als Grundvoraussetzung zur Prognose der Wasserqualität, möglich. Die Grundwasseranbindung des Monimolimnions wird erfasst, somit können Modellvorstellungen über Grundwasserströme auch bei sehr komplexen hydraulischen Verhältnissen überprüft werden. In den halin geschichteten Tagebauseen Merseburg- Ost 1a und 1b sollen die SF6 - Markierungen weiterhin verfolgt und die Transport- und Mischungsvorgänge quantifiziert werden. Durch die Messungen und deren Interpretation werden Aussagen zu Mischungskoeffizienten im Bereich der Hauptchemokline in 1b möglich. Des weiteren erwarten wir, dass bald ein etwaiger Grundwasserzustrom ins Monimolimnion im Bereich des SF6 markierten Tiefenwassers nachgewiesen werden kann. Im See Merseburg-Ost 1a wird der Transport über die Chemokline und der Grundwasserzustrom bei wesentlich höheren Wasserstand weiterverfolgt.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurgesellschaft Prof. Kobus und Partner GmbH durchgeführt. Natürliche Isotope sollen als Tracer für die im Bodensee beobachteten Strömungs-, Mischungs- und Stofftransportvorgänge untersucht und für aktuelle Fragestellungen eines vorsorgenden Gewässerschutzes genutzt werden. Es werden die im Projekt punktuell gewonnenen Informationen mittels numerischer Modelle regionalisiert, um die Grundwasserzutritte für Teilräume und den Gesamtsee quantifizieren zu können. Dabei werden die klassischen Methoden der Hydrogeologie mit den Methoden der Seenphysik verknüpft. Spezifische Implementierungen der numerischen Modelle ermöglichen die klein- und großräumige Simulation von Ausbreitungs- und Durchmischungsszenarien von Stoffen für die Kompartimente Freiwasser, Flusswasser, und Grundwasser. Dies führt abschließend zu einer Gesamtbetrachtung möglicher Beeinträchtigungen der Wasserqualität als Ergebnis der Wechselwirkungen des Gesamtsystems See-Grundwasser-Einzugsgebiet. Dies ist vor allem vor dem Hintergrund qualitativer Aspekte für den Bodensee wichtig, da Wasserinhaltsstoffe aus dem unterirdischen Einzugsgebiet über die Grund-/Seewasserinteraktion dem See zufließen und im Übergangsbereich im Sediment zwischen See und Grundwasser chemische und biologische Reaktionen in Abhängigkeit der Milieubedingungen stattfinden. Außerdem stellt sich die Frage, wie die bodennahen Wasserschichten im See, die grundwasserbürtige Anteile haben, sich mit dem Seewasser verteilen und welche Unterschiede sich auf Grund der Seemorphologie bzw. in Abhängigkeit der Tiefe ergeben. Im Teilprojekt werden sowohl Komponenten aus dem Grundwasser als auch aus dem See selbst entwickelt, die auch auf andere Seen übertragen werden können. Dies erfolgt exemplarisch am Ammersee. Der Arbeitsplan des Teilprojektes sieht eine enge Verzahnung mit allen Projektpartnern vor. Darüber hinaus ist eine Zusammenarbeit mit den örtlichen geologischen Diensten notwendig. Ein wichtiger Beitrag wird hierbei vom Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau geleistet.
Das Projekt "Sub project: Influence of temperature and stratification on spring succession of the plankton community in deep lakes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität München, Biozentrum Martinsried, Department Biologie II, Abteilung Evolutionsökologie durchgeführt. A major impact of global warming on European lakes will be mediated through effects on seasonal succession of the plankton. E.g., the timing of the spring clearwater phase (a period of low algal densities caused by intense grazing from Daphnia) is linked to climate, with warmer winters being followed by an earlier onset and a longer duration of the clearwater phase, and an earlier onset of the spring increase and the summer decline of Daphnia. There are two non-exclusive hypotheses by which mild winters might favour an early build-up of Daphnia biomass: (i) enhanced algal production; (ii) increased metabolic rate. Both depend on the seasonal progression of thermal stratification of lakes. We propose two field experiments designed to disentangle the separate impacts of stratification depth, temperature, and nutrient availability on seasonal succession in the plankton. We will also search existing lake data for trends in the seasonal development of these physico-chemical variables that are driven by interannual climate variability. The experiments will run from April to June and cross-classify (i) three mixing depths with two temperatures (ambient/reduced) in presence and absence of a hypolimnion, and (ii) two temporal patterns of seasonal stratification (early/late) with two temperatures (ambient/ reduced) and two nutrient levels (ambient/enhanced). The data search will focus on regularly stratifying, deep lakes for which data are available with high resolution and for greater than 5 years. Our ultimate goal is to link climate variables to key processes in the plankton in order to predict realistic scenarios of climatic forcing of spring and summer succession in the plankton.
Das Projekt "Limnologische Untersuchungen der Baggerseen Haltern Ost und Haltern West" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Wasserforschung GmbH durchgeführt. Veranlassung: Die Förderung von Kiesen und Sanden in Kiesgruben oder Baggerseen hat eine drastische Veränderung des Landschaftsbildes zur Folge. Die Ausbildung neuer Seen- und Freizeitgebiete wird hierbei im allgemeinen eher als positiver Effekt gewertet. Aufgrund des Förderbetriebs kann es jedoch zu Veränderungen der Wassergüte der betroffenen Oberflächengewässer und zu einer Beeinträchtigung des abstromigen Grundwassers kommen. Um mögliche zeitliche Veränderungen der Gewässergüte - etwa durch Freisetzung von Pflanzennährstoffen (Eutrophierung) - erfassen zu können, findet eine regelmäßige limnologische Überwachung der Baggerseen Haltern Ost und West statt, die von der Quarzwerke Haltern GmbH für die Förderung von Sand genutzt werden. Parallel werden das zu- und abfließende Grundwasser an den beiden Seen untersucht, um eine Beeinflussung des unterirdischen Wassers durch die bis zu 30 m tiefen Seen erkennen und bewerten zu können. Diese Untersuchungen finden seit 1982 im zweijährigen Abstand statt. Vorgehen: Die Probenahmen erfolgen jeweils am Ende der Sommerperiode, wenn die Herbstzirkulation, die eine Vermischung des Wassers bis in tiefe Schichten bedingt, noch nicht eingesetzt hat. Zu diesem Zeitpunkt muss die Belastung der Seen mit Nährstoffen saisonal bedingt als am höchsten eingeschätzt werden. Für die Beurteilung des limnologischen Zustandes der beiden Baggerseen und der Grundwasserbeschaffenheit in dem jeweils zu- und abfließenden Grundwasserstrom werden die in einer Tabelle aufgeführten Parameter bestimmt. Ergebnisse: Beide Baggerseen können aufgrund ihrer Nitrat- und Phosphatgehalte sowie der Planktondichte und -zusammensetzung als mesotrophe, wenig belastete Gewässer klassifiziert werden. Die Sprungschicht liegt etwa in 6-10 m Tiefe. Auch die tieferen Schichten im Hypolimnion der Seen weisen noch eine gute Versorgung mit Sauerstoff auf. Im See West ist es seit 1982 durch den Förderbetrieb sogar eher zu einer Erhöhung des Sauerstoffgehaltes im Hypolimnion gekommen. Das zulaufende Grundwasser für diesen See zeichnet sich durch einen niedrigen pH-Wert, hohe Nitratwerte und einen hohen Gehalt biologisch schwer abbaubarer Kohlenstoffverbindungen aus. Nach dem Durchtritt durch den See West liegen im ablaufenden Grundwasser dagegen verbesserte Bedingungen mit niedrigen DOC- und Nitratwerten vor. Hier treten jedoch zum Teil sehr niedrige Sauerstoffgehalte auf, was auf biologische Abbauprozesse während der Passage durch den See schließen lässt. Die Situation sowohl in den Baggerseen als auch im Grundwasserbereich kann trotz leichter Schwankungen im Nährstoff- und Sauerstoffgehalt seit Beginn der Messungen in den letzten Jahren als stabil angesehen werden. Teilweise hat sogar eine Verbesserung, insbesondere der Sauerstoffsituation in den Seen stattgefunden.
Das Projekt "Entscheidung zur Verfahrensweise bei der Restaurierung des Ploetzensees in Berlin-Wedding" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für wassergefährdende Stoffe (IWS) e.V. durchgeführt. Der Ploetzensee ist ein stark frequentierter Badesee im Bezirk Berlin-Wedding, der durchschnittlich 200000 Gaesten im Jahr Erholung bietet. Auch durch Sportfischer und Schwimmvereine wird der See stark genutzt. In den Jahren bis 1995 wurde eine starke Eutrophierung des Sees mit extremer Algenentwicklung beobachtet. Darueber hinaus wurden Schadstoffe im Wasser, im Sediment und in Fischen festgestellt. Ebenso wurde eine hohe bakteriologische Belastung nachgewiesen, die zu Botulismus bei Wasservoegeln gefuehrt hat. Diese Befunde liessen eine Restaurierung und Sanierung des Ploetzensees notwendig erscheinen. Das Institut fuer wassergefaehrdende Stoffe (IWS) wurde vom Senator fuer Stadtentwicklung und Umweltschutz (SenStadtUm) im Februar 1995 beauftragt, eine geeignete Restaurierungsmassnahmen fuer den Ploetzensee vorzuschlagen. Zur Entscheidung ueber ein geeignetes Verfahren wurden dem IWS drei Konzepte vorgelegt: 1) Verfahrensweise nach Pachur/Gunkel (FU/TU Berlin). 2) Verfahrensweise nach Jahn/Klein (SenStadtUm). 3) Verfahrensweise nach Ripl/Wolter (TU/GfG Berlin). Die Aufgabe des IWS bestand darin, die Konzepte zu vergleichen und im Rahmen eines gemeinsamen Gespraeches im April 1995 bei SenStadtUm die geeigneten Massnahmen vorzuschlagen, um die Grundlage fuer enen einvernehmlichen Beschluss der beteiligten Behoerden zu liefern.
Das Projekt "Limnologische Untersuchungen von Seen für die Förderung von Quarzsanden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Wasserforschung GmbH durchgeführt. Veranlassung: Die Förderung von Kiesen und Sanden in Kiesgruben oder Baggerseen hat eine drastische Veränderung des Landschaftsbildes zur Folge. Die Ausbildung neuer Seen- und Freizeitgebiete wird hierbei im Allgemeinen eher als positiver Effekt gewertet. Aufgrund des Förderbetriebs kann es jedoch zu Veränderungen der Wassergüte der betroffenen Oberflächengewässer und zu einer Beeinträchtigung des abstromigen Grundwassers kommen. Um mögliche zeitliche Veränderungen der Gewässergüte - etwa durch Freisetzung von Pflanzennährstoffen (Eutrophierung) - erfassen zu können, findet eine regelmäßige limnologische Überwachung zweier Baggerseen statt, die von der Quarzwerke Haltern GmbH für die Förderung von Sand genutzt werden. Parallel werden das zu- und abfließende Grundwasser an den beiden Seen untersucht, um eine Beeinflussung des unterirdischen Wassers durch die bis zu 30 m tiefen Seen erkennen und bewerten zu können. Diese Untersuchungen finden seit 1982 im zweijährigen Abstand statt. Vorgehen: Die Probennahmen erfolgen jeweils am Ende der Sommerperiode, wenn die Herbstzirkulation, die eine Vermischung des Wassers bis in tiefe Schichten bedingt, noch nicht eingesetzt hat. Zu diesem Zeitpunkt muss die Belastung der Seen saisonal bedingt als am höchsten eingeschätzt werden. Für die Beurteilung des limnologischen Zustandes der beiden Baggerseen und der Grundwasserbeschaffenheit in dem jeweils zu- und abfließenden Grundwasserstrom werden die in einer Tabelle aufgeführten Parameter bestimmt. Ergebnisse: Beide Baggerseen können aufgrund ihrer Nitrat- und Phosphatgehalte sowie der Planktondichte und -zusammensetzung als mesotrophe, wenig belastete Gewässer klassifiziert werden. Die Sprungschicht liegt etwa in 6-10 m Tiefe. Auch die tieferen Schichten im Hypolimnion der Seen weisen noch eine gute Versorgung mit Sauerstoff auf. Im See West ist es seit 1982 durch den Förderbetrieb sogar eher zu einer Erhöhung des Sauerstoffgehaltes im Hypolimnion gekommen. Qualitative Planktonanalysen weisen beide Gewässer als oligo- bis mesotoph (Gewässergüte II) aus. Das zulaufende Grundwasser für diesen See zeichnet sich durch einen niedrigen pH-Wert, hohe Nitratwerte und einen hohen Gehalt biologisch schwer abbaubarer Kohlenstoffverbindungen aus. Nach dem Durchtritt durch den See West liegen im ablaufenden Grundwasser dagegen verbesserte Bedingungen mit niedrigen DOC- und Nitratwerten vor. Hier treten jedoch zum Teil sehr niedrige Sauerstoffgehalte auf, was auf biologische Abbauprozesse während der Passage durch den See schließen lässt. Die Situation sowohl in den Baggerseen als auch im Grundwasserbereich kann trotz leichter Schwankungen im Nährstoff- und Sauerstoffgehalt seit Beginn der Messungen in den letzten Jahren als stabil angesehen werden. Teilweise hat sogar eine Verbesserung, insbesondere der Sauerstoffsituation in den Seen stattgefunden.
Das Projekt "The role of littoral zones as source of methane in lakes: Dynamics, distribution patterns, and emissions" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Fachbereich Biologie, Limnologisches Institut, Arbeitsgruppe Umweltphysik durchgeführt. Kleinseen (kleiner 1 km2) stellen eine bedeutende Quelle von Methan im globalen Methanhaushalt dar. Diese Seen machen flächenmäßig den größten Teil der weltweiten, natürlichen Süßwasserkörper aus und weisen pro Flächeneinheit wesentlich höhere Methanflüsse auf als große Seen. Allerdings sind die Abschätzungen der seeweiten Methanemissionen mit sehr großen Unsicherheiten behaftet. Das liegt daran, dass es nur wenige und unzureichende Messungen gibt, die die zeitliche und räumliche Variabilität von Methan in Seen aber auch zwischen den Seen erfasst. Ziel des Projekts ist es, die Dynamik und Verteilungsmuster von Methan in und Methanemissionen aus Kleinseen auf regionaler und interregionaler Skala zu untersuchen. Ein spezieller Fokus des Projekts liegt dabei auf der Bestimmung von systematischen Mustern und Proxies für die gelöste Methankonzentration und -emissionen, die eine Verallgemeinerung und räumliche Erweiterung der Ergebnisse, basierend auf einer Auswahl von Seen, erlauben. Die wesentlichen Hypothesen des Projekts lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1) Zwischen den Seen weisen die gelöste Methankonzentration und -emissionen sehr große Unterschiede auf, die durch die unterschiedlichen Eigenschaften der Seen bedingt sind. 2) Einzelne Eigenschaften der Seen und der Seeeinzugsgebiete, aber auch einzelne abiotische Parameter, fungieren möglicherweise als Proxies für die gelöste Methankonzentration in und Methanemissionen aus Seen auf regionaler oder größerer räumlicher Skala. 3) Die Ausbildung und -prägung eines anoxischen Hypolimnions im Zusammenspiel mit der zeitlichen Dynamik der vertikalen Mischung während Zirkulationsphasen (d. h. im Herbst und nach dem Eisaufbruch) bestimmen den jährlichen, diffusiven Methanfluss aus Kleinseen. 4) Abgesehen von den Eigenschaften und den abiotischen Parametern der Seen lassen sich die Unterschiede in den seeweiten Methanemissionen mit der unterschiedlichen Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft zwischen den Seen erklären. Die aufgeworfenen Hypothesen werden mit Hilfe von intensiven Feldexperimenten getestet. Während der Feldexperimente werden die seeinterne Dynamik, räumliche Heterogenität, seeweite Verteilung und saisonale Variabilität von gelöstem Methan und Methanemissionen zusammen mit den abiotischen Bedingungen in und zwischen den einzelnen schwäbischen und bayrischen Kleinseen gemessen und analysiert. Dabei kommen neuste Messtechniken zum Einsatz (Eddy-Covarianz System, mehrfrequenz Echolote, Methansonden, automatisierte Methanflusskammern und -trichter, O2- und CO2-Optoden, Multi-Parameter Sonden und Thermistoren), die mit einer intensiven Wasserprobenahme und -analyse (gelöstes Methan, CH4-Isotope, Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft und andere Wasserinhaltsstoffe) verknüpft werden. Diese Kombination erlaubt eine genaue und zuverlässige Aufnahme aller im Kontext nötigen abiotischen Parameter und im Speziellen der gelösten Methankonzentration mit einer hohen zeitlichen Auslösung.
Das Projekt "Wissenschaftliche Begleitung des Pilotvorhabens 'Nutzung von Netzgehegeanlagen auf Braunkohletagebauseen zur Lösung des Satzfischproblems (K1-K2) in der Teichwirtschaft am Beispiel des Restlochs 122 in Tröbitz'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Binnenfischerei e.V., Potsdam-Sacrow durchgeführt. Zielstellung: Im Rahmen dieses Pilotvorhabens werden die Möglichkeiten der Nutzung von Netzgehegeanlagen zur kormorangeschützten Satzkarpfenaufzucht auf Braunkohletagebauseen am Beispiel des Sees in Tröbitz untersucht. Gleichzeitig werden die Auswirkungen der Emissionen auf das Gewässer erfasst. Die Netzgehegeanlage wurde durch den Fischereibetrieb Hammermühle errichtet und wird durch diesen betrieben. Material und Methode: Die K1-K2-Aufzucht erfolgt in zwei Anlagen mit je sechs Gehegen und einem Produktionsvolumen von insgesamt 739 m3. Die Produktionsdurchführung wurde wissenschaftlich begleitet und ausgewertet. Das Monitoring zur Erfassung der Auswirkungen der durch die Fischaufzucht eingetragenen Nährstoffe und organischen Belastung auf das Gewässer wurde weitergeführt. In einem speziellen Netzgehege mit entsprechender Vorrichtung zur Erfassung und Entnahme des Kots wurden Messungen der partikulären Emissionsfrachten der Fische vorgenommen. Ergebnisse: Nach einer Fütterungsdauer von 172 Tagen im Jahr 2014 wurden sehr gut konditionierte K2 mit einer mittleren Stückmasse von 501 g abgefischt. Es wurde wie in den Jahren zuvor ein Hochenergiefutter mit 40 % Protein, 20 % Fett und mit einem Phosphorgehalt von 1,5 % verabreicht. Die Verluste waren vernachlässigbar gering. Die Futterverwertung von 1,01 kg Futter/kg Zuwachs ist ebenfalls als sehr günstig einzustufen. Die Mittelwerte der Produktionsergebnisse der Jahre 2011 - 2014 sind in Tab. 1 zusammengefasst. Es sind ein hohes Wachstum, minimale Verluste und eine sehr gute Futterverwertung erkennbar. Die vom LUGV durchgeführten Untersuchungen attestierten in allen Jahren einen sehr guten Gesundheitszustand der Fische. Das bisherige Monitoring der Gewässergüte ergab, dass der See unverändert als oligotroph einzustufen ist. Deutlich bemerkbar machte sich der erhöhte Eintrag von Nährstoffen und organischer Substanz nur in dem sehr kleinen Hypolimnion während der Sommerstagnation. Nachhaltige Effekte auf den Gesamtsee ergaben sich dadurch aber nicht. Der Versuchsaufbau zur Erfassung der Emissionen ergab gegenüber den berechneten Werten der Gesamtemissionen eine Entnahme von 22 % der Phosphor-, 5 % der Stickstoff- und 79 % der Feststoffemissionen. Die Differenz beim Phosphor weist auf den hohen Grad der Rücklösungsprozesse bereits innerhalb der Verweilzeit der partikulären Substanz von 24 h hin.