Fragen und Antworten zu Tierhaltung und Ernährung Die intensive Nutztierhaltung und der hohe Konsum tierischer Lebensmittel sind mit negativen Auswirkungen auf Umwelt und Klima verbunden. Änderungen in der Produktion und beim Konsum können die Umwelt und das Klima entlasten. 1 Umwelt- und Klimawirkungen der Nutztierhaltung 1.1 Welche Auswirkungen hat die Tierhaltung auf die Umwelt und das Klima? Durch die Nutztierhaltung entstehen Treibhausgasemissionen , die zur Klimaerwärmung beitragen. Zusätzlich hat der Verlust von Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor in die Umwelt negative Folgen, vor allem für die Biodiversität , die Luftqualität und die Qualität von Grund- und Oberflächengewässern. Wenn die in der Tierhaltung eingesetzten Tierarzneimittel und Biozide in die Umwelt gelangen, können sie Wildtiere, Pflanzen und Mikroorganismen im Boden und im Wasser gefährden. Indirekte Umweltwirkungen der Tierhaltung entstehen nicht unmittelbar in der Tierhaltung, stehen aber in einem kausalen Zusammenhang: So benötigen die Tiere große Mengen an Futtermitteln, um tierische Produkte wie Fleisch, Milch und Eier zu erzeugen. Die intensive Nutztierhaltung ist dadurch global Mitverursacherin für den intensiven Ackerbau mit engen Fruchtfolgen, hohem Düngemittel- und Pflanzenschutzmitteleinsatz und einem hohen Flächenbedarf – die Folgen: zusätzliche Treibhausgasemissionen, belastete Böden und Gewässer und negative Folgen für die Biodiversität. Der hohe Bedarf an Landwirtschaftsflächen für den Futteranbau trägt im internationalen Kontext auch dazu bei, dass ökologisch wertvolle Flächen wie Wälder oder Moore einer landwirtschaftlichen Nutzung geopfert werden. Die landwirtschaftliche Nutzierhaltung kann – sofern sie im ökologisch verträglichen Maß betrieben wird – auch positive Umweltwirkungen etwa für den Bodenschutz und den Erhalt wertvoller Lebensräume haben. Dies gilt insbesondere für die grünlandbasierte Wiederkäuerhaltung. 1.2 Wieso ist es von Nachteil, wenn landwirtschaftliche Flächen für die Tierernährung belegt werden? Es macht einen Unterschied, ob Menschen sich in Form von pflanzlichen Nahrungsmitteln direkt von den landwirtschaftlichen Flächen ernähren oder ob diese Flächen genutzt werden um zuerst Futtermittel zu erzeugen, die dann für die Produktion von Nahrungsmitteln tierischen Ursprungs eingesetzt werden. Das liegt daran, dass 75 Prozent und mehr der an die Tiere verfütterten Nährstoffe von den Tieren selbst verbraucht und wieder ausgeschieden werden. Nur etwa ein Viertel der verfütterten Nährstoffe werden tatsächlich von den Tieren in Nahrungsmittel (Milch, Eier, Fleisch) umgewandelt. Damit geht ein Großteil der an die Tiere verfütterten Energie und Eiweiße für die menschliche Ernährung verloren. Der Flächenbedarf für die Produktion von tierischen Nahrungsmitteln ist entsprechend höher, als wenn wir uns direkt auf Basis pflanzlicher Nahrungsmittel ernähren würden. Nachteilig ist der Futtermittelanbau, wenn die Tiere von Ackerflächen gefüttert werden, auf denen ebenso gut direkt Nahrungsmittel angebaut werden könnten. In Deutschland werden knapp 40 Prozent, weltweit rund ein Drittel des Ackerlandes für die Futtermittelproduktion verwendet. Häufig werden Ackerfrüchte ausschließlich für Futterzwecke angebaut, zum Beispiel bei Silomais und Futtergetreide. So wird in Deutschland knapp 60 Prozent des verfügbaren Getreides als Futtermittel genutzt. Nur bei einigen Ackerfrüchten gibt es die Möglichkeit, Koppelprodukte zu erzielen. Das bedeutet, dass eine Ackerfrucht gleichzeitig Futtermittel und Nahrungsmittel oder nachwachsende Rohstoffe produziert. Dies gilt beispielsweise für Raps und Soja, bei deren Verarbeitung sowohl Pflanzenöle als auch Futtermittel (als Raps- und Sojaschrot) produziert werden. Weitere Informationen: UBA-Hintergrundpapier „Perspektiven für eine umweltverträgliche Nutztierhaltung in Deutschland“ | UBA-Daten zur Umwelt „Umwelt und Landwirtschaft“ | UBA-Seite „Landwirtschaft heute“ | UBA-Seite „Umweltbelastungen der Landwirtschaft” 1.3 Wie entstehen die Treibhausgase in der Tierhaltung? Die Tierhaltung trägt maßgeblich zu den direkten Treibhausgasemissionen der Landwirtschaft bei. Rund 35,5 Millionen Tonnen CO ₂ -Äquivalente, das sind gut 68 Prozent der Emissionen der Landwirtschaft und knapp 5,3 Prozent der Treibhausgasemission Deutschlands, sind direkt auf die Tierhaltung zurückzuführen. Bei der Verdauung und in der Gülle von Wiederkäuern wie Rindern, Schafen und Ziegen wird das Treibhausgas Methan (CH ₄ ) gebildet. Zwar wird Methan nach etwa zwölf Jahren in der Atmosphäre abgebaut, doch während dieser Zeit wirkt es um ein Vielfaches stärker klimaerwärmend als Kohlendioxid (CO ₂ ). Bei der Lagerung von und der Düngung mit Wirtschaftsdüngern wie Gülle, Mist und Gärresten entsteht zudem Lachgas (N ₂ O). Dieses Treibhausgas ist sogar rund 265-mal so klimawirksam wie CO ₂ . Zu den direkten Klimawirkungen der Nutztierhaltung kommen indirekte Treibhausgasemissionen hinzu: Beim Anbau von Futtermitteln entstehen durch die Düngung Lachgasemissionen. Die Herstellung von Mineraldüngern ist sehr energieintensiv und auch die Landwirtschaftsbetriebe benötigen Energie, beispielsweise in Form von Treibstoff. Eine wichtige Rolle spielen auch Emissionen durch landwirtschaftliche Landnutzungsänderungen, zum Beispiel durch die Rodung von Wäldern oder die Entwässerung von Mooren. So gerechnet ist die Nutztierhaltung insgesamt weltweit für knapp 15 Prozent der vom Menschen verursachten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Weitere Informationen: UBA-Seite „Klimagase aus der Viehhaltung“ 1.4 Von Rindern produziertes Methan wird doch schnell wieder abgebaut. Wieso ist es dennoch wichtig diese Emissionen zu senken? Bei gleichbleibenden Rinderbeständen mit gleichbleibenden Methanemissionen ist die Bilanz der Emissionen langfristig ausgeglichen. Die über Fotosynthese aus der Atmosphäre entnommene und in den Futterpflanzen gespeicherte Menge an CO ₂ entspricht der CO ₂ -Menge, die entsteht, nachdem die Methanemissionen der Rinder abgebaut wurden. Der Abbau des Methans verläuft im Vergleich zu anderen Klimagasen rasch – die Verweilzeit von Methan in der Atmosphäre beläuft sich nur auf etwa 12 Jahre. Doch innerhalb dieser Zeit ist das von den Rindern gebildete Methan ausgesprochen klimawirksam. So ist die Klimawirksamkeit von Methan auf einen Zeitraum von 100 Jahren gesehen 28-mal größer als die von Kohlendioxid. Über einen Zeitraum von 20 Jahren gesehen ist Methan sogar 84-mal klimawirksamer als Kohlendioxid. Methan ist also ein kurzlebiges, aber in dieser Zeit sehr klimawirksames Treibhausgas . Bleiben Rinderbestände und deren Methanemissionen konstant, kommt es langfristig zu keinem zusätzlichen Erwärmungseffekt, weil sich Aufbau und Abbau von Methan die Waage halten. Werden jedoch die Rinderbestände reduziert, wird dem Kreislauf mehr Methan entzogen als neu gebildet wird. Dies wiederum bedeutet eine geringere Erderwärmung. Daher ist eine Reduktion der Rinderbestände eine schnell wirksame Maßnahme, um die weitere Erderwärmung einzugrenzen. Das Gegenteil ist der Fall, wenn Rinderbestände und Methanemissionen steigen. In Deutschland machen die Methanemissionen mit gut 33 Mio. Tonnen CO ₂ -Äquivalente knapp 65 Prozent der direkten landwirtschaftlichen Treibhausgas-Emissionen aus. 76 Prozent davon stammen aus der Verdauung und sind nahezu vollständig auf die Rinder- und Milchkuhhaltung zurückzuführen. Weitere Informationen: Stellungnahme des Thünen-Instituts „Landwirtschaft und Klimawandel“ 1.5 Welche Umweltprobleme entstehen durch Nährstoffverluste in der Tierhaltung? Nährstoffverluste entstehen, wenn auf landwirtschaftlichen Betrieben Nährstoffe – meist unbeabsichtigt – in die Umwelt entweichen. Sie entstehen beispielsweise im Stall, bei der Lagerung von Wirtschaftsdüngern und bei der Düngung selbst. Von dort gelangen sie auf unterschiedlichen Wegen in die Umwelt und wirken negativ auf das Klima und die Ökosysteme. Diese Nährstoffverluste in die Umwelt sind in Regionen mit intensiver Tierhaltung besonders hoch, da hier besonders große Mengen an Wirtschaftsdüngern wie Gülle und Gärreste anfallen. Ein wichtiger Nährstoff ist Stickstoff (N). Er kann als Gas in Form von Ammoniak oder Lachgas und in gelöster Form als Nitrat in die Umwelt gelangen. Ammoniak (NH ₃ ) breitet sich mit vielfältigen Umweltwirkungen in der Atmosphäre aus. Es kann sich in empfindlichen Ökosystemen ablagern und diese unbeabsichtigt düngen. Ammoniak kann dadurch die Zusammensetzung von Tier- und Pflanzenarten in Ökosystemen verändern und zum Absterben einzelner Arten führen. Über 70 Prozent der Ammoniakemissionen in Deutschland sind auf die Tierhaltung zurückzuführen. Lachgas (N ₂ O) ist ein sehr starkes, langlebiges Treibhausgas und hat einen bedeutenden Anteil an der Klimaerwärmung. Die Tierhaltung trägt mit rund 14 Prozent zu den Lachgas-Emissionen der Landwirtschaft bei. Wenn Pflanzen gedüngt werden und sie nicht alle Nährstoffe aus dem Dünger aufnehmen können, gelangt der überschüssige Stickstoff in Form von Nitrat mit dem Sickerwasser in Grundwasser und Oberflächengewässer. Eine zu hohe Nitratkonzentration im Trinkwasser kann sich negativ auf die Gesundheit von Säuglingen auswirken. Daher gibt es einen Grenzwert für Nitrat im Trinkwasser, der auch für das Grundwasser gilt. In den Oberflächengewässern wirken die ungewollten Nitratverluste wie eine Düngung und sind nachteilig für die Biodiversität , da sie beispielsweise das Algenwachstum fördern. Ähnliches gilt für den Nährstoff Phosphor (P), der sich bei übermäßiger Düngung im Boden anreichert. Durch Erosion gelangt der Phosphor zusammen mit Bodenpartikeln in die Gewässer und düngt diese ebenfalls unbeabsichtigt. Weitere Informationen: UBA-Seite „Stickstoff“ | Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu „Nitrat im Grund- und Trinkwasser“ | Interview zu Stickstoff in der Landwirtschaft | UBA-Seite „Lachgas und Methan“ und „Ammoniak“ 1.6 Welchen Einfluss haben Einträge von Tierarzneimitteln, Bioziden und Pflanzenschutzmitteln auf die Umwelt? Tierarzneimittel und Biozide gelangen über Gülle, Reinigungswasser, Weidetiere, Fahrzeuge oder Ausrüstung in die Umwelt. Dort sind sie giftig für Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze und können deren Wachstum hemmen. Auch Resistenzen von Mikroorganismen, besonders gegen Antibiotika, werden gefördert. Über den Anbau von Futtermitteln auf dem Acker trägt auch die Tierhaltung zu den Einträgen von Pflanzenschutzmitteln in die Umwelt bei. Pflanzenschutzmittel verringern die Zahl und Artenvielfalt von Pflanzen und Insekten, die die Nahrungsgrundlage von wildlebenden Vögeln, Säugern und anderen Tieren darstellen, und hemmen wichtige Mikroorgansimen im Boden. Darüber hinaus können sie in Form von Abdrift oder Abschwemmung nicht nur die Ackerflächen selbst, sondern auch benachbarte Flächen und Gewässer belasten. Weitere Informationen: UBA-Seite „Tierarzneimittel in der Umwelt“ | UBA-Biozid-Portal | UBA-Seite „Biozide in der Umwelt“ | UBA-Seite „Pflanzenschutzmittel in der Umwelt“ 1.7 Ist die Haltung von Schweinen und Geflügel umweltfreundlicher als die von Rindern? Grundsätzlich hat die Produktion von allen tierischen Lebensmitteln negative Auswirkungen auf die Umwelt und das Klima , auch wenn diese sich je nach Tierart und Haltungsform unterscheiden. Daher ist eine Ernährung, die stärker auf pflanzlichen Lebensmitteln basiert, aus Umweltsicht am besten. Die Treibhausgasemissionen von Schweine- und Geflügelfleisch sind pro Kilogramm Produkt deutlich geringer als die von Rindfleisch. Die Rinderhaltung dient aber meist nicht nur der Fleischproduktion, sondern gleichzeitig der Milchproduktion. Darüber hinaus können Rinder im Gegensatz zu Schweinen oder Geflügel vom Grünland ernährt werden, was zum einen eine direkte Nahrungskonkurrenz zum Menschen verhindert und zum anderen durchaus Vorteile für die Umwelt haben kann. Weitere Informationen: ifeu-Studie „Ökologische Fußabdrücke von Lebensmitteln und Gerichten in Deutschland“ 1.8 Ist Weidehaltung von Rindern besser für die Umwelt und das Klima als eine reine Haltung im Stall? Dass Rinder sich von Grünland ernähren können, ist ihre große Stärke. Während für Geflügel- und Schweinefutter Ackerflächen benötigt werden, können Rinder auch auf Grünlandstandorten ernährt werden, die sich nicht für den Ackerbau eignen. Dies ermöglicht eine Rinderhaltung, die nicht in Nahrungs- und Futtermittelkonkurrenz zu Menschen, Geflügel und Schweinen steht. Darüber hinaus haben Wiesen und Weiden als Futtergrundlage zahlreiche ökologische Vorteile: Sie können die biologische Vielfalt fördern – besonders bei extensiver Nutzung, binden mehr Kohlenstoff im Boden als Ackerland und schützen den Boden vor Erosion . Rinder können ähnlich wie Ziegen, Schafe und Pferde zum Erhalt einer attraktiven und vielfältigen Kulturlandschaft beitragen. Auch wenn die Tiere selbst nicht auf der Weide stehen, sondern Heu und Gras im Stall fressen, kommen viele dieser ökologischen Vorteile zum Tragen. Für das Tierwohl und die Tiergesundheit dagegen ist der Auslauf auf der Weide positiv. Die UBA -Studie „Sichtbarmachung versteckter Umweltkosten der Landwirtschaft am Beispiel von Milchproduktionssystemen“ zeigt, dass Milch von Weidebetrieben im Vergleich zur Stallhaltung geringere negative Umweltwirkungen haben kann. So sinnvoll eine Grünlandnutzung durch Nutztiere ist: Eine Einschränkung besteht bei ehemaligen Moorflächen, die für die Landwirtschaft trockengelegt wurden. Die Nutzung dieser Flächen als Acker oder Grünland verursacht hohe Kohlendioxidemissionen. Solche Flächen sollten daher wiedervernässt werden und vor allem dem Klimaschutz dienen. Dies schließt eine intensive landwirtschaftliche Nutzung – auch als Grünland – aus. Weitere Informationen: UBA-Studie „Sichtbarmachung versteckter Umweltkosten der Landwirtschaft am Beispiel von Milchproduktionssystemen“ | UBA-Seite „Umweltbilanz von Milch - Weidehaltung schlägt Stallhaltung“ 1.9 Brauchen wir die Rinder, um das Grünland zu erhalten? Rinder spielen bei der Erhaltung und produktiven Nutzung des Grünlandes eine wichtige Rolle. Damit die hohen Tierleistungen beispielsweise bei der Milchmenge möglich sind, werden Rinder jedoch in bedeutendem Maße vom Acker (Futtermais, Getreide) statt vom Grünland (Gras, Heu) ernährt. Nur knapp ein Drittel der Rinder hat überhaupt Zugang zu Weiden. Das vorhandene Grünland würde nicht ausreichen, um die aktuell knapp vier Millionen Milchkühe und acht Millionen weiteren Rinder hauptsächlich mit Gras zu ernähren. Dies wäre nur mit einer deutlich reduzierten Tierleistung und reduzierten Rinderbeständen möglich. Darüber hinaus tragen auch andere Tierarten wie Schafe, Ziegen oder Pferde zum Grünlanderhalt bei. Weitere Informationen: UBA-Seite „Indikator: Grünlandfläche“ | UBA-Seite „Grünlandumbruch“ 1.10 Gibt es einen Konflikt zwischen Tierwohl und Umweltschutz? Nicht generell, denn Tierwohl und Umweltschutz gehen oftmals Hand in Hand. Tiergerechtere Haltungsbedingungen können die Gesundheit der Tiere verbessern, so dass weniger Tierarzneimittel und Biozide benötigt werden. Darüber hinaus leben gesündere Tiere länger und sind produktiver. Dies verbessert die Ökobilanz pro Kilogramm Milch oder Fleisch. Es gibt jedoch auch Zielkonflikte. So sind Filteranlagen zur Reduktion der Ammoniakemissionen bei geschlossenen Ställen besonders praktikabel, während große Offenställe mit Außenbereich dem Tierwohl dienlicher sind. Durch die größere verschmutzte Fläche können sie jedoch zu höheren Ammoniakemissionen führen. Dieser Zielkonflikt könnte zumindest teilweise durch verfahrenstechnische Maßnahmen aufgelöst werden. Berücksichtigt man hier zum Beispiel das natürliche Verhalten von Schweinen und bietet ihnen genügend Platz und einen gut strukturierten Stall an, nutzen sie unterschiedliche Bereiche zum Koten, Liegen und Fressen. So wird nur ein kleiner Teil der Stallfläche mit Kot und Harn verschmutzt und die Emissionen sinken. Weitere Informationen: UBA-Seite „Gesunde Tiere“ | UBA-Studie: „Tierwohl und Umweltschutz – Zielkonflikt oder Win-Win-Situation“ | UBA-Hintergrundpapier „Perspektiven für eine umweltverträgliche Nutztierhaltung in Deutschland“ 1.11 Müssen wir aus Umweltsicht vollständig auf Nutztiere verzichten? Nein, denn neben der Nahrungsmittelproduktion hat die Nutztierhaltung unter bestimmten Voraussetzungen auch Vorteile für die Umwelt. Dafür muss sie in einem verträglichen Maße erfolgen und umweltverträglich gestaltet sein. Wichtig ist hierfür, dass in einer Region nur so viele Nutztiere gehalten werden, wie die Region auch ernähren kann. Eine solche flächengebundene Tierhaltung ermöglicht es, landwirtschaftliche Kreisläufe weitgehend zu schließen und negative Umweltwirkungen wie Nährstoffverluste zu reduzieren. Sinnvoll ist außerdem eine grünlandbasierte Rinderhaltung . Um die gesamte Tierhaltung in Deutschland hin zu einer solchen multifunktionalen Tierhaltung mit höheren Standards bezüglich Tierwohl, Umwelt- und Klimaschutz zu entwickeln, wäre eine Reduktion der Tierbestände und ein Umbau der Tierhaltung notwendig. Dieser Umbau muss jedoch auf längere Zeit geplant und mit ausreichend Geldern finanziert werden. Bislang scheitert der Prozess an der Frage, wer welche Kosten trägt. 1.12 Lassen sich die Umweltprobleme der Tierhaltung durch eine Umstellung auf Ökolandbau vermeiden? Konventionelle tierische Lebensmittel durch dieselbe Menge ökologischer Produkte zu ersetzen, bringt nicht die notwendige Entlastung für die Umwelt und das Klima . Auch die ökologische Nutztierhaltung trägt zu den negativen Umwelteffekten der Tierhaltung bei. Nachteil des Ökolandbaus ist insbesondere der in der Regel deutlich höhere Flächenbedarf. Im Vergleich zur konventionellen Landwirtschaft benötigt der Ökolandbau für die gleiche Menge eines Produktes mehr Fläche. Daher sollten auch Bio-Milch, Bio-Fleisch und Bio-Eier nur in Maßen konsumiert werden. Im Zusammenspiel mit einem insgesamt reduzierten Konsum tierischer Produkte kann der Ökolandbau jedoch wesentlich zur Lösung vieler Probleme beitragen, denn er ist gegenüber der konventionellen Landwirtschaft ökologisch vorteilhaft – etwa indem er weniger Pflanzenschutzmittel, Tierarzneimittel und Biozide verwendet und auf geschlossene Nährstoffkreisläufe und eine flächengebundene Tierhaltung setzt. Darüber hinaus wird im Ökolandbau landwirtschaftliches Wissen geschaffen und erhalten. Dieses Wissen kann auch dazu beitragen, die konventionelle Landwirtschaft umweltverträglicher zu gestalten. Weitere Informationen: UBA-Studie „Entwicklungsperspektiven der ökologischen Landwirtschaft in Deutschland“ | UBA-Seite „Ökologischer Landbau“ | UBA-Seite „Umweltleistungen des Ökolandbaus“ 1.13 Wie kann die Tierhaltung umwelt- und klimaverträglich werden? Verfahrenstechnische Maßnahmen und Managementmaßnahmen können die Ökoeffizienz der Tierhaltung verbessern, also die Umwelt- und Klimawirkung pro Produkteinheit (Liter Milch oder Kilogramm Fleisch) verringern. Hierzu gehören: Tierwohl und Tiergesundheit verbessern Emissionsärmere Stallsysteme nutzen Lagerung und Ausbringung von Wirtschaftsdüngern (inklusive Biogaserzeugung) optimieren, z.B. durch besonders emissionsarme Ausbringungstechnik Nährstoffverluste in die Umwelt verringern und Nährstoffeffizienz erhöhen, z.B. durch eine flächengebundene Tierhaltung Treibhausgasemissionen durch Zucht und ggf. Futterzusätze senken Doch eine Steigerung der Ökoeffizienz allein wird vermutlich nicht ausreichen, um Umwelt- und Klimaziele zu erreichen, zumal dadurch das Problem der Nutzung von Ackerflächen für den Futtermittelanbau und den damit einhergehenden Umweltwirkungen nicht gelöst wird. Daher sollte die Nutztierhaltung nicht nur hinsichtlich des „Wie“ sondern auch des „Wieviel“ umgebaut werden. Hierfür sollte der maximal mögliche Tierbestand aus Umwelt- und Klimazielen abgeleitet werden und an die Tragfähigkeit der Ökosysteme angepasst werden. Die Verkleinerung der Tierbestände funktioniert aber nur, wenn auf der anderen Seite der Konsum angepasst wird und mehr pflanzliche und weniger tierische Lebensmittel verzehrt werden. Bleiben aktuelle Konsumgewohnheiten bestehen, werden tierische Produkte vermehrt importiert und Umweltprobleme lediglich verlagert. Weitere Informationen: UBA-Hintergrundpapier „Perspektiven für eine umweltverträgliche Nutztierhaltung in Deutschland“ 2 Umwelt- und Klimawirkung der Ernährung 2.1 Wie groß ist der Anteil der Ernährung an den konsumbedingten Umweltbelastungen? Jede Person in Deutschland emittiert durch ihren Lebensstil im Durchschnitt 10,78 Tonnen CO ₂ -Äquivalente im Jahr. Davon gehen 1,7 Tonnen CO ₂ -Äquivalente beziehungsweise 15 Prozent auf die Ernährung zurück – und damit fast gleich viel wie für die Mobilität ohne Flugreisen. Den Großteil der ernährungsbedingten Treibhausgasemissionen, knapp 70 Prozent, machen die tierischen Lebensmittel aus. Mehr als die Hälfte der Emissionen entstehen dabei außerhalb Deutschlands. Auch bei anderen problematischen Umweltwirkungen wie zum Beispiel Versauerung , Eutrophierung oder Feinstaub-Belastung hat die Ernährung einen großen Anteil an der Entstehung. Darüber hinaus werden enorme Mengen an Ressourcen wie Wasser oder Fläche für die Ernährung verwendet. So werden rund 83 Prozent des Pro-Kopf-Wasserverbrauchs für die Herstellung der Lebensmittel benötigt. Zudem werden für den Lebensmittelkonsum hierzulande zusätzlich zu den 6,6 Millionen Hektar Anbaufläche in Deutschland weitere 11,7 Millionen Hektar im Ausland belegt. Ein Großteil, 61 Prozent, der gesamten Anbauflächen werden dabei zur Produktion tierischer Lebensmittel – größtenteils zum Zwecke des Futtermittelanbaus – genutzt. Weitere Informationen: UBA-CO ₂ -Rechner | UBA-Studie „Von der Welt auf den Teller“ | UBA-Studie „KonsUmwelt“ | EU-Kommission „Consumption Footprint Platform“ 2.2 Wie viel tierische Lebensmittel können aus Nachhaltigkeitsperspektive konsumiert werden? Als nachhaltig kann die Menge tierischer Lebensmittel gelten, die für alle Menschen produziert werden kann, ohne die planetaren Belastbarkeitsgrenzen zu überschreiten. Eine Ernährung, die gesund ist und diese Nachhaltigkeitsanforderung erfüllt, ist die von der EAT-Lancet-Kommission erarbeitete Planetary Health Diet. Die Wissenschaftler*innen der Kommission errechneten, dass eine Ernährung mit etwa 43 Gramm Fleisch pro Tag gesund und nachhaltig ist. Das liegt weit unter dem gegenwärtigen Verzehr in Deutschland von rund 142 Gramm Fleisch pro Tag (Stand: 2022). Auch bei Milchprodukten und Eiern liegt der aktuelle Verzehr deutlich über den Werten der nachhaltigen Planetary Health Diet. Inwiefern die im März dieses Jahres aktualisierten Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) diese Nachhaltigkeitsbedingung ebenfalls erfüllen, wird derzeit in einem Forschungsvorhaben des UBA ermittelt. Weitere Informationen: Bericht der EAT-Lancet Kommission | BZfE-Seite „Planetary Health Diet“ | DGE-Seite: „DGE-Empfehlungen“ 2.3 Wieviel klima- und umweltfreundlicher sind pflanzliche Lebensmittel gegenüber den tierischen? Bei der Erzeugung eines Kilogramms tierischer Lebensmittel werden deutlich mehr Treibhausgase freigesetzt und mehr Fläche belegt, als für dieselbe Menge pflanzlicher Lebensmittel. Auch das Potenzial zur Versauerung und Eutrophierung (Anreicherung von Nährstoffen) von Ökosystemen ist bei Fleisch, Milchprodukten und Eiern in den meisten Fällen höher als bei pflanzlichen Lebensmitteln. Weitere Informationen: UBA-Studie „Von der Welt auf den Teller“ | Studie „Multiple health and environmental impacts of foods“ | Studie „ Ökologische Fußabdrücke von Lebensmitteln und Gerichten in Deutschland “ 2.4 Wie viele Treibhausgase und wie viele Flächen lassen sich durch eine vegetarische oder vegane Ernährung einsparen? Mit einer Umstellung von der durchschnittlichen Ernährungsweise in Deutschland auf eine vegetarische Ernährung ließen sich zwischen 20 und 47 Prozent der ernährungsbedingten Treibhausgasemissionen einsparen. Bei einer veganen Ernährung sind es zwischen 38 und 52 Prozent. Auch der Flächenfußabdruck lässt sich deutlich verringern: um 46 Prozent mit vegetarischer Ernährung und um 49 Prozent mit veganer Ernährung. Aber auch eine Ernährung mit geringeren Mengen tierischer Lebensmittel trägt zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bei. Beispielsweise kann eine Ernährung nach den Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) mit rund 31 Kilogramm Fleisch pro Jahr, also rund 40 Prozent weniger als die derzeitige Durchschnittsmenge, zur Reduktion der Treibhausgasemissionen durch Ernährung um 9 bis 19 Prozent führen. Weitere Informationen: DGE-Seite „DGE-Empfehlungen“ 2.5 Was kann ich konkret tun, um mich umwelt- und klimafreundlicher zu ernähren? Pflanzliche Lebensmittel haben deutlich weniger negative Klima - und Umweltwirkungen als tierische und die Ökolandwirtschaft ist unterm Strich umweltfreundlicher als die konventionelle. Insofern kann man sich nach der einfachen Faustregel richten: Pflanzliche Lebensmittel in den Vordergrund stellen und tierische Lebensmittel verringern, öfter Bio-Lebensmittel kaufen, Lebensmittelabfälle reduzieren. Dies ist auch aus gesundheitlicher Sicht vorteilhaft. Weitere Informationen: UBA-Denkwerkstatt Konsum | UBA-Seite „Bio-Lebensmittel“
Emissionen der Landnutzung, -änderung und Forstwirtschaft Wälder, Böden und ihre Vegetation speichern Kohlenstoff. Bei intensiver Nutzung wird Kohlendioxid freigesetzt. Maßnahmen, die die Freisetzung verhindern sollen, richten sich vor allem auf eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wälder, den Erhalt von Dauergrünland, bodenschonende Bearbeitungsmethoden im Ackerbau, eine Reduzierung der Entwässerung und Wiedervernässung von Moorböden. Bedeutung von Landnutzung und Forstwirtschaft Der Kohlenstoffzyklus stellt im komplexen Klimasystem unserer Erde ein regulierendes Element dar. Durch die Vegetation wird Kohlendioxid (CO 2 ) aus der Luft mittels Photosynthese gebunden und durch natürlichen mikrobiellen Abbau freigesetzt. Zu den größten globalen Kohlenstoffspeichern gehören Meere, Böden und Waldökosysteme. Wälder bedecken weltweit ca. 31 % der Landoberfläche (siehe FAO Report 2020 ). Bedingt durch einen höheren Biomassezuwachs wirken insbesondere boreale Wälder in der nördlichen Hemisphäre als Kohlendioxid-Senken. Nach § 1.8 des Klimarahmenabkommens der Vereinten Nationen werden Senken als Prozesse, Aktivitäten oder Mechanismen definiert, die Treibhausgase (THG), Aerosole oder Vorläufersubstanzen von Treibhausgasen aus der Atmosphäre entfernen. Im Boden wird Kohlenstoff langfristig durch sog. Humifizierungsprozesse eingebaut. Global ist etwa fünfmal mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert als in der Vegetation (siehe IPCC Special Report on Land Use, Land Use Change and Forestry ). Boden kann daher als wichtigster Kohlenstoffspeicher betrachtet werden. Natürliche Mineralisierungsprozesse führen im Boden zum Abbau der organischen Bodensubstanz und zur Freisetzung von den Treibhausgasen CO 2 , Methan und Lachgas. Der Aufbau und Abbau organischer Substanz steht in einem dynamischen Gleichgewicht. Die voran genannten Prozesse werden unter der Kategorie/Sektor „Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“ (kurz LULUCF ) bilanziert. Modellierung von Treibhausgas-Emissionen aus Landnutzungsänderung Jährliche Veränderungen des nationalen Kohlenstoffhaushalts, die durch Änderungen der Landnutzung entstehen, werden über ein Gleichgewichtsmodell berechnet, welches für Deutschland auf einem Stichprobensystem mit rund 36 Millionen Stichprobenpunkten basiert. Für die Kartenerstellung der Landnutzung und -bedeckung werden zunehmend satellitengestützte Daten eingesetzt, um so die realen Gegebenheiten genauer abbilden zu können. Die nationalen Flächen werden in die Kategorien Wald, Acker- sowie Grünland, Feuchtgebiete, Siedlungen und Flächen anderer Nutzung unterteilt (siehe auch Struktur der Flächennutzung ). Die Bilanzierung (Netto) erfolgt über die Summe der jeweiligen Zu- bzw. Abnahmen der Kohlenstoffpools (ober- und unterirdische Biomasse, Totholz, Streu, organische und mineralische Böden und Holzprodukte) in den verschiedenen Landnutzungskategorien. Allgemeine Emissionsentwicklung Die aktuelle Emissionsentwicklung ist für den Sektor LULUCF zunehmend dramatisch. In den letzten Jahren ist der Sektor von einer abnehmenden Netto-Kohlenstoffspeicherung im Wald sowie von hohen THG-Emissionen der organischen Böden des Acker- und Grünlands geprägt (Netto THG-Emissionen in 1990: rund +40 Mio. t CO 2 Äquivalente und in 2022: + 4 Mio. t CO 2 Äquivalente). Im Rahmen des novellierten Klimaschutzgesetzes (KSG) wird eine Schätzung für das Vorjahr Vorjahr 2023 vorgelegt. Diese liefert für LULUCF nur Gesamtemissionen, deren Werte als unsicher einzustufen sind. Die Werte liegen bei 3,6 Mio. t CO 2 Äquivalenten. Aus diesem Grunde werden in den folgenden Abschnitten nur die Daten der Berichterstattung 2024 für das Jahr 2022 betrachtet. Veränderung des Waldbestands Die Emissionen sowie die Speicherung von Kohlenstoff bzw. CO 2 für die Kategorie Wald werden auf Grundlage von Bundeswaldinventuren berechnet. Bei der Einbindung von Kohlenstoff spielt insbesondere der Wald eine entscheidende Rolle als Netto-Kohlenstoffsenke. In der Waldkategorie sind die Pools Biomasse (69,6%), mineralische Böden (21,8 %) und Totholz (8,6 %) ausschlaggebend. Zu den Emissionsquellen im Wald zählen Streu, Drainage organischer Böden, Mineralisierung und Waldbrände. Zusammen machen diese Emissionsquellen nur einen Anteil von 7,4 % an der Treibhausgasmenge des deutschen Waldes aus. In den Jahren 1990 und 2007 trafen auf Deutschland Orkane (2007 war es der Sturm Kyrill), die zu erheblichem Holzbruch mit einem daraus resultierenden hohen Sturmholzaufkommen in den Folgejahren führten (siehe dazu NIR ). In 1990 wurden rund -19,5 Mio. t CO 2 -Äquivalente im Wald an CO 2 -Emissionen gespeichert. Im Jahr 2022 waren es -39,7 Mio. t CO 2 -Äquivalente (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich Landnutzung , Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“). Inwieweit die Ereignisse der letzten Jahre wie Stürme, Dürre und Insekten Einfluss auf den Kohlenstoffspeicher Wald haben, werden erst die Analysen der Bundeswaldinventur 2022 aufzeigen, deren Ergebnisse kontinuierlich ab dem Jahr 2023 (und der Berichterstattung 2025) im LULUCF -Inventar berücksichtigt werden können. Offensichtlich ist aber: Der Zustand des deutschen Waldes ist zunehmend besorgniserregend. Treibhausgas-Emissionen aus Waldbränden Bei Waldbränden werden neben CO 2 auch sonstige Treibhausgase bzw. Vorläufersubstanzen (CO, CH 4 , N 2 O, NOx und NMVOC ) freigesetzt. Aufgrund der klimatischen Lage Deutschlands und der Maßnahmen zur Vorbeugung von Waldbränden sind Waldbrände ein eher seltenes Ereignis, was durch die in der Waldbrandstatistik erfassten Waldbrandflächen bestätigt wird. Das Jahr 2022 war ein überdurchschnittliches Waldbrandjahr im Vergleich zum langjährigen Mittel. Dies gilt sowohl hinsichtlich der Anzahl auftretender Waldbrände als auch in Bezug auf die jeweils betroffene Waldfläche pro Brand (siehe mehr zu Waldbränden ). Durch die Brände wurden ca. 0,28 Mio. t CO 2 -Äquivalente an Treibhausgasen freigesetzt. Werden nur die CO 2 -Emissionen aus Waldbrand (0,25 Mio. t CO 2 -Äquivalente) betrachtet, machen diese im Verhältnis zu den CO 2 -Emissionen des deutschen Gesamtinventars nur einen verschwindend kleinen Bruchteil aus. Veränderungen bei Ackerland und Grünland Mit den Kategorien Ackerland und Grünland werden die Emissionen sowie die Einbindung von CO 2 aus mineralischen und organischen Böden, der ober- und unterirdischen Biomasse sowie direkte und indirekte Lachgasemissionen durch Humusverluste aus Mineralböden nach Landnutzungsänderung sowie Methanemissionen aus organischen Böden und Entwässerungsgräben berücksichtigt. Direkte Lachgas-Emissionen aus organischen Böden werden im Bereich Landwirtschaft unter landwirtschaftliche Böden berichtet. Für die Landnutzungskategorie Ackerland betrugen im Jahr 2022 die THG-Gesamtemissionen 15,6 Mio. t CO 2 Äquivalente und fielen damit um 0,9 Mio. t CO 2 Äquivalente ≙ 6 % größer im Vergleich zum Basisjahr 1990 aus (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich Landnutzung , Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“). Hauptquellen sind die ackerbaulich genutzten organische Böden (74,1 %) und die Mineralböden (21,2 %), letztere hauptsächlich infolge des Grünlandumbruchs. Die anthropogen bedingte Netto-Freisetzung von CO 2 aus der Biomasse (4,7 %) ist im Ackerlandsektor gering. Dominierendes Treibhausgas in der Kategorie Ackerland ist CO 2 (2022: 14,7 Mio. t CO 2 Äquivalente, rund 97 %). Die Landnutzungskategorie Grünland wird in Grünland im engeren Sinne, in Gehölze und weiter in Hecken unterteilt. Die Unterkategorien unterscheiden sich bezüglich ihrer Emissionen sowohl qualitativ als auch quantitativ deutlich voneinander. Die Unterkategorie Grünland im engeren Sinne (dazu gehören z.B. Wiesen, Weiden, Mähweiden etc.) ist eine CO 2 -Quelle, welche durch die Emissionen aus organischen Böden dominiert wird. Für die Landnutzungskategorie Grünland wurden Netto-THG-Emissionen insgesamt in Höhe von 22,1 Mio. t CO 2 Äquivalenten errechnet. Diese fallen um rund 6,7 Mio. t CO 2 Äquivalente ≙ 23 % niedriger als im Basisjahr 1990 aus. Dieser abnehmende Trend wird durch die Pools Biomasse und Mineralböden beeinflusst. Mineralböden stellen eine anhaltende Kohlenstoffsenke dar. Die zunehmende Senkenleistung der Mineralböden der Unterkategorie Grünland im engeren Sinne beträgt in 2022 -5,1 Mio. t CO 2 . Moore (organische Böden) Drainierte Moorböden (d.h. entwässerte organische Böden) gehören zu den Hotspots für Treibhausgase und kommen in den meisten Landnutzungskategorien vor. Im Torf von Moorböden ist besonders viel Kohlenstoff gespeichert, welches als Kohlenstoffdioxid freigesetzt wird, wenn diese Torfschichten austrocken. Bei höheren Wasserständen werden mehr Methan-Emissionen freigesetzt. Zusätzlich entstehen Lachgas-Emissionen. Im Jahr 2022 wurden aus Moorböden um die 53,4 Mio. t CO 2 Äquivalente an THG-Emissionen (CO 2 -Emissionen: 47,9 Mio. t CO 2 Äquivalente, Methan-Emissionen: 1,7 Mio. t CO 2 Äquivalente, Lachgas-Emissionen: 0,4 Mio. t CO 2 Äquivalente) freigesetzt. Das entspricht etwas mehr als 7 % der gesamten Treibhausgasemissionen in Deutschland im Jahr 2022. (siehe Abb. " Treibhausgas -Emissionen aus Mooren"). Die Menge an freigesetzten CO 2 -Emissionen aus Mooren ist somit höher als die gesamten CO 2 -Emissionen des Industriesektors (41,0 Mio. t CO 2 ). Landwirtschaftlich genutzte Moorböden Drainierte Moorböden werden überwiegend landwirtschaftlich genutzt. Die dabei entstehenden Emissionen aus organischen Böden werden deshalb in den Landnutzungskategorien Ackerland und Grünland im engeren Sinne (d.h. Wiesen, Weiden, Mähweiden) erfasst. Hinzu kommen die Lachgasemissionen aus den organischen Böden (Histosole) des Sektors Landwirtschaft. Insgesamt wurde für diese Bereiche eine Emissionsmenge von rund 43,0 Mio. t CO 2 -Äquivalente in 2022 (folgende Angaben in Mio. t CO 2 -Äquivalente: CO 2 : 38,6, Methan: 1,0 und Lachgas: 3,2) freigesetzt, was insgesamt einem Anteil von 80,5 % an den THG-Emissionen aus Mooren entspricht. Feuchtgebiete Unter der Landnutzungskategorie „Feuchtgebiete“ werden in Deutschland verschiedene Flächen zusammengefasst: Zum einen werden Moorgebiete erfasst, die vom Menschen kaum genutzt werden. Dazu gehören die wenigen, naturnahen Moorstandorte in Deutschland, aber auch mehr oder weniger stark entwässerte Moorböden (sogenannte terrestrische Feuchtgebiete). Zum anderen werden unter Feuchtgebiete auch Emissionen aus Torfabbau (on-site: Emission aus Torfabbauflächen; off-site: Emissionen aus produziertem und zu Gartenbauzwecken ausgebrachtem Torf) erfasst. Allein die daraus entstehenden CO 2 -Emissionen liegen bei rund 2,0 Mio. t CO 2 -Äquivalente. Im Inventar neu aufgenommen sind die Emissionen aus natürlichen und künstlichen Gewässern. Zu letzteren gehören Fischzuchtteiche und Stauseen ebenso wie Kanäle der Wasserwirtschaft. Durch diese Neuerung fließen nun Methanemissionen in das Treibhausgasinventar ein, die bislang nicht berücksichtigt wurden. Dadurch liegen nun die Netto-Gesamtemissionen der Feuchtgebiete bei 9,7 Mio. t CO 2 -Äquivalenten im Jahr 2022 und haben im Trend gegenüber dem Basisjahr 1990 um 10 % zugenommen. Diese Zunahme im Trend lässt sich auf eine zwischenzeitlich verstärkte Umwidmung von Grünland-, Wald- und Siedlungsflächen zurückführen. Nachhaltige Landnutzung und Forstwirtschaft sowie weitere Maßnahmen Im novellierten Bundes-Klimaschutzgesetz sind in § 3a Klimaziele für den LULUCF -Sektor 2021 festgeschrieben worden. Im Jahr 2030 soll der Sektor eine Emissionsbilanz von minus 25 Mio. t CO2 -Äquivalenten erreichen. Dieses Ziel könnte unter Berücksichtigung der aktuellen Zahlen deutlich verfehlt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, sind ambitionierte Maßnahmen zur Emissionsminderung, dem Erhalt bestehender Kohlenstoffpools und der Ausbau von Kohlenstoffsenken notwendig. Im Koalitionsvertrag adressieren die Regierungsparteien diese Herausforderungen. Das BMUV hat bereits den Entwurf eines „Aktionsprogramm natürlicher Klimaschutz“ vorgelegt, das nach einer Öffentlichkeitsbeteiligung im letzten Jahr innerhalb der Regierung abgestimmt wird. Auf die Notwendigkeit für ambitionierte Klimaschutzmaßnahmen und die Bedeutung von naturbasierten Lösungen für den Klimaschutz hat das Umweltbundesamt in verschiedenen Studien (siehe hierzu Treibhausgasminderung um 70 Prozent bis 2030: So kann es gehen! ) hingewiesen Seit dem Jahr 2015 wird die Grünlanderhaltung im Rahmen der EU-Agrarpolitik über das sogenannte Greening geregelt (Verordnung 1307/2013/EU) . Das bedeutet, dass zum ein über Pflug- und Umwandlungsverbot Grünland erhalten und zum anderen aber auch durch staatliche Förderung die Grünlandextensivierung vorangetrieben werden soll. Die Förderung findet auf Bundesländerebene statt. In der Forstwirtschaft sollen Waldflächen erhalten oder sogar mit Pflanzungen heimischer Baumarten ausgeweitet und die verstärkte Holznutzung aus nachhaltiger Holzwirtschaft (siehe Charta für Holz 2.0 ) gefördert werden. Weitere Erstaufforstungen sind bereits bewährte Maßnahmen, um die Senkenwirkung des Waldes zu erhöhen. Des Weiteren werden durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft ( BMEL ) internationale Projekte zur nachhaltigen Waldwirtschaft, die auch dem deutschen Wald zu Gute kommen, zunehmend gefördert. Eine detailliertere Betrachtung dazu findet sich unter Klimaschutz in der Landwirtschaft . Die Treibhausgas -Emissionen aus drainierten Moorflächen lassen sich verringern, indem man den Wasserstand gezielt geregelt erhöht, was zu geringeren CO 2 -Emissionen führt. Weitere Möglichkeiten liegen vor allem bei Grünland und Ackerland in der landwirtschaftlichen Nutzung nasser Moorböden, der sogenannten Paludikultur (Landwirtschaft auf nassen Böden, die den Torfkörper erhält oder zu dessen Aufbau beiträgt). Eine weitere Klimagasrelevante Maßnahme ist die Reduzierung des Torfabbaus und der Torfanwendung (siehe Moorklimaschutz ).
Misteln breiten sich seit einigen Jahren auch im Stadtgebiet Berlin verstärkt aus. Als Ursachen werden bessere klimatische Bedingungen für die Mistel und die Mistelbeeren fressenden Vögel diskutiert. Starker Mistelbesatz führt bei bereits gestressten Bäumen zu einer vorzeitigen Vergreisung, die häufig in einer Fällung endet. Sollen die Bäume erhalten werden, werden meist zuerst die Misteln entfernt und somit auch stark in den Habitus des Baumes eingegriffen. Die Mistel gehört zu den Halbschmarotzern und ist für ihre Entwicklung auf Wirtsbäume angewiesen. Misteln können zwar selbständig über ihre grünen Blätter Photosynthese betreiben, sind aber bezüglich der Wasser- und Nährstoffversorgung auf ihren Wirtsbaum angewiesen, dem diese Nährstoffe in der Folge fehlen. Das führt je nach Anzahl, Größe und Alter der Misteln zu einer fortschreitenden Vergreisung der Bäume. Oftmals sind es gerade die Bäume, die bereits unter Trockenheit, starker Besonnung und anderen negativen Standortbedingungen zu leiden haben. Solche Gehölze sind in ihrer Vitalität geschwächt und somit anfällig für weitere Schadorganismen (u.a. Borkenkäfer) und können nicht mehr oder nur sehr eingeschränkt zur Regulierung des Stadtklimas beitragen. Desweiteren können Misteln durch ihr Gewicht zur Belastung in alten Kronen werden und zum Bruch im Kronenbereich führen. Misteln – Möglichkeiten zur Vitalisierung von Wirtsbäumen Lebensweise / Entwicklung der Mistel Monitoring Neben den Vögeln, die nur die Früchte fressen, den Samen wieder ausscheiden und somit den Mistelsamen verbreiten, u.a. Misteldrossel, Mönchsgrasmücke, Wacholderdrossel und Seidenschwanz, gibt es Vögel, die den Samen fressen, u.a. Blaumeise, Kleiber, Sumpfmeise und Tannenmeise. (Nierhaus-Wunderwald, D.; Lawrenz, P., 1997: Zur Biologie der Mistel. Merkblatt für die Praxis, 28. Birmensdorf, Eidg. Forschungsanstalt WSL. 8 p.) Im Südwesten der Stadt wurden seit den 1980er Jahren Erhebungen zum Vorkommen der Misteln durchgeführt. An ausgewählten Standorten wurden u.a. an Ahorn, Baumhasel, Birke, Eberesche, Linde, Pappel, Robinie und Rotdorn die Misteln erfasst. Im Gesamtdurchschnitt zeigt sich eine deutliche Zunahme besiedelter Bäume von ca. 4 % im Jahr 1987 bis auf ca. 39 % im Jahr 2019. Werden nur die mit Misteln besiedelten Bäume betrachtet ist deutlich sichtbar, dass der Anteil der Bäume mit mehr als 10 Misteln stark zugenommen hat.
Umweltatlas-Methode Die nach der ”Umweltatlas-Methode” berücksichtigten Parameter sollen die lokale und regionale Wasserqualität der Oberflächengewässer charakterisieren. Anders als bei der Gewässercharakterisierung nach der ”LAWA-Methode” (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser 1991), bei der eine Vielzahl von Parametern zugrundegelegt und zu einer Gesamtbewertung zusammengefaßt wird, werden hier fünf der für die Eutrophierungs-Problematik der Berliner Gewässer maßgeblichen Parameter berücksichtigt und getrennt voneinander bewertet und dargestellt. Dies sind Orthophosphat-Phosphor, Ammonium-Stickstoff, Sauerstoff-Sättigungsindex, Sauerstoff-Minimum und Titer für Escherichia coli. Hiermit läßt sich das relativ kleine Untersuchungsgebiet Berlin differenziert und übersichtlich darstellen. Die Klassifizierung erfolgt in Anlehnung an die Gewässergütekarte der Bundesrepublik Deutschland in vier Güteklassen mit drei Zwischenstufen. Die Klassengrenzen für die beiden Sauerstoff-Parameter wurden in Anlehnung an die in der Gewässergütekartierung der LAWA gewählten Klassen gesetzt. Die Konzentration der Nährstoffe Orthophosphat-Phosphor und Ammonium-Stickstoff wird den entsprechenden Güteklassen so zugeordnet, daß die Belastungsstufen der verschiedenen Parameter miteinander vergleichbar sind. Für das Algenwachstum ist der Phosphatgehalt im Gewässer der begrenzende Faktor. Die Schwelle zur Eutrophierung wird für rückgestaute Fließgewässer allgemein mit 0,01 – 0,03 mg/l angegeben. Der Wert 0,01 mg/l bildet daher die Obergrenze der Güteklasse 2 ”mäßig belastet”. Die Klassifikation für Ammonium-Stickstoff wurde aus dem Rheinbericht von 1978 übernommen, in dem Ammonium-Stickstoff bereits 7-stufig klassifiziert vorlag (IWAR 1978). Da viele Gewässerabschnitte in Berlin als Badegewässer genutzt werden, findet der bakteriologische Parameter Escherichia coli hier Berücksichtigung bei der Darstellung der Gewässergüte. In die vorliegende Karte wurden nur die wichtigsten Fließgewässer in Berlin sowie einige Brandenburger Fließstreckenabschnitte im direkten Umland von Berlin einbezogen. Die Gewässer wurden in 99 Abschnitte unterteilt, mit in der Regel jeweils einer Meßstelle in der Mitte des Streckenabschnittes. Die Untersuchungsergebnisse dieser Meßstellen wurden als repräsentativ für den gesamten Abschnitt angesehen. Um den für belastete Gewässer besonders kritischen Zeitraum mit der größten biologischen Aktivität zu erfassen, wurden für die Darstellung die Werte des Sommerhalbjahres (1. 5. bis 31. 10.) berücksichtigt, und zwar für die Parameter Orthophosphat-Phosphor, Ammonium-Stickstoff und Sauerstoff-Sättigungsindex das Mittel des Sommerhalbjahres sowie für Sauerstoffgehalt und Titer für E. coli der jeweils ungünstigste Einzelwert in diesem Zeitraum. Analog zu den früheren Darstellungen anderer Abflußjahre im Umweltatlas wurden die Meßergebnisse nach einer 7-stufigen Skala von ”praktisch unbelastet” bis ”übermäßig verschmutzt” bewertet und entsprechend farblich dargestellt. Orthophosphat-Phosphor (PO 4 -P) Phosphat kann im Wasser in verschiedenen Formen vorhanden sein; von den Pflanzen kann der Phosphor jedoch nur in Form des gelösten Orthophosphat-Ions aufgenommen und zum Aufbau körpereigener Biomasse genutzt werden. Der überwiegende Teil der Phosphate in den Berliner Gewässern stammt aus den häuslichen Abwässern und hier vor allem aus dem Fäkalbereich. Die Verwendung von phosphathaltigen Reinigungsmitteln trägt ebenfalls zur Phosphatbelastung bei. Ein großer Teil des in Berlin anfallenden Abwassers wird bereits heute in den Klärwerken durch biologische Phosphat-Elimination bzw. durch chemische Phosphatfällung weitgehend entphosphatet. Ammonium-Stickstoff (NH 4 -N) Neben den Phosphaten sind es vor allem die Stickstoffverbindungen, die den Nährstoffgehalt des Wassers bestimmen. Im Wasser ist Stickstoff sowohl in elementarer als auch in Form von anorganischen und organischen Verbindungen enthalten. Der organisch gebundene Stickstoff liegt in den Gewässern in Form von Eiweißen vor, die aus abgestorbenen Organismen stammen. Pflanzen können den zum Aufbau ihrer körpereigenen Proteine erforderlichen Stickstoff normalerweise aber nur in Form von Nitrat- und Ammoniumionen aufnehmen. Die im Wasser vorhandenen Stickstoffverbindungen müssen deshalb zunächst entsprechend umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernehmen Mikroorganismen, die dafür sorgen, daß die im Wasser vorhandenen Eiweißstoffe abgebaut werden. Andere Mikroorganismen wandeln das dabei entstehende Ammonium unter aeroben Bedingungen (bei Anwesenheit von Sauerstoff) über Nitrit schließlich zu Nitrat um. In der Zeit mit einer hohen biogenen Aktivität (Frühjahr bis Herbst) verlaufen die Stoffumwandlungsprozesse im Gewässer schneller, so daß analog zum geringeren Ammoniumgehalt ein höherer Nitratgehalt im Gewässer vorliegt. Da Nitrit nur ein Zwischenprodukt bei dieser Umwandlung ist, bleibt der Nitritgehalt im Gewässer meist niedrig. Abbildung 1 zeigt die Gehalte von Ammonium, Nitrit und Nitrat an der Meßstelle Teltow-Werft Schönow. Die geschilderten Stoffumwandlungsprozesse im Gewässer werden an dieser Meßstelle jedoch durch die Einleitungen der Klärwerke maßgeblich beeinflußt. Die geringe Ammoniumbelastung im Sommer ist an dieser Probenahmestelle (hinter Klärwerkszulauf Ruhleben) vor allem auf die im Sommer bessere Reinigungsleistung der Klärwerke zurückzuführen. Die Tatsache, daß der Ammoniumgehalt im Sommer darüberhinaus stärker sinkt als der Nitratgehalt steigt, ist mit der Bindung von Nitrat durch die Algen erklärbar. In den Berliner Gewässern stammt der überwiegende Teil der Stickstoffverbindungen aus den häuslichen Abwässern. Besonders belastend für den Sauerstoffhaushalt der Gewässer sind Klärwerke, über die ein hoher Anteil Ammonium-Stickstoff eingeleitet wird, da der Abbauprozeß bis zum Nitrat dann im Gewässer selbst stattfindet. Für die Umwandlung von 1 mg/l Ammonium-Stickstoff zu Nitrat-Stickstoff werden ca. 4,4 mg/l Sauerstoff benötigt. Sauerstoff-Sättigungsindex Der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Gewässer wird vor allem von der Wassertemperatur beeinflußt; mit zunehmender Wassertemperatur nimmt die Aufnahmefähigkeit des Wassers für Sauerstoff ab. Neben hohen Temperaturen im Sommer führt die Aufwärmung der Gewässer durch Kühlwassereinleitungen zu einer weiteren Belastung des Sauerstoffhaushaltes: Alle chemischen und biologischen Prozesse werden beschleunigt; der Sauerstoffbedarf steigt, während die Aufnahmefähigkeit von Sauerstoff sinkt. Gerade langsam fließende und eine große Oberfläche bildende, seenartig erweiterte Fließgewässer weisen dann zunehmend kritische Sauerstoffgehalte auf. Der Sauerstoff-Sättigungsindex gibt an, wieviel Prozent der physikalisch möglichen Sauerstoffsättigung zum Zeitpunkt der Probenahme erreicht wird. In unbelasteten Gewässern treten normalerweise keine größeren Schwankungen beim Sauerstoff-Sättigungsindex auf und der Sauerstoffgehalt entspricht etwa dem theoretisch möglichen (Sauerstoff-Sättigungsindex ca. 100 %). Da bei den meisten Abbauvorgängen im Gewässer Sauerstoff verbraucht, bei starkem Algenwachstum über die Photosynthese aber Sauerstoff produziert wird, können in nährsalzreichen Gewässern beträchtliche Schwankungen auftreten. So sind nicht nur geringe Sauerstoff-Sättigungsindizes, sondern auch ein starker biogener Sauerstoff-Eintrag und damit eine Sauerstoff-Übersättigung ein Indiz für eine Gewässerbelastung. Abbildung 2 zeigt für das Abflußjahr 1991 den Verlauf von Wassertemperatur und gemessenem Sauerstoffgehalt beispielhaft für die Meßstelle Sophienwerder (Spree). Daneben wurde der aufgrund der Temperatur mögliche Sauerstoffgehalt bei 100 % Sättigung abgebildet, um Über- und Untersättigung sichtbar zu machen. Während im Winter und Frühjahr der gemessene Sauerstoffgehalt im wesentlichen dem aufgrund der Temperatur zu erwartenden entspricht, ist das Wasser im Sommer nicht gesättigt, was auf das Überwiegen von Sauerstoff verbrauchenden Abbauvorgängen im Sommer zurückgeführt werden kann. Sauerstoff-Minimum Der für die Atmung aller Organismen notwendige Sauerstoff wird dem Wasser über die Luft bzw. durch die Photosynthese der Wasserpflanzen zugeführt. Der Sauerstoffgehalt belasteter, langsam fließender Gewässer unterliegt damit nicht nur klimatischen (Windgeschwindigkeit, Temperatur, Lichteinstrahlung usw.), sondern auch jahres- und tageszeitlichen Schwankungen, die auf übermäßiges Algenwachstum zurückzuführen sind. Zusätzlicher Sauerstoff durch die Assimilationstätigkeit der Algen kann aber nur in den oberen Wasserschichten erzeugt werden. Maßgebend ist die Eindringtiefe des Sonnenlichts in ein Gewässer. Die einzelnen Fischarten benötigen für ihre Lebensfähigkeit jeweils bestimmte Umweltbedingungen. Hierzu gehört auch ein Mindestgehalt an gelöstem Sauerstoff, der im Gewässer nicht unterschritten werden darf. Besonders kritische Sauerstoffverhältnisse können sich stets bei Gewässern mit großen Regenwasser- oder Mischwassereinleitungen nach Starkregenfällen einstellen. Die mit dem Einleitungswasser eingebrachten organischen Stoffe werden im Gewässer mit Hilfe von Bakterien unter erheblichem Sauerstoffbedarf abgebaut. Hierbei kann mehr Sauerstoff im Gewässer verbraucht werden als über die Luft und durch biogene Produktion wieder ergänzt werden kann. Sinkt der Sauerstoffgehalt unter eine bestimmte Grenze (ca. 4 mg/l für Karpfenfische) ist ein für Fische kritischer Zustand erreicht. Bei einer weiteren Abnahme des Sauerstoffgehalts kommt es zum Fischsterben. Die komplexen und rasch ablaufenden Wechsel im Sauerstoffhaushalt in Gewässern mit hohen Nährstofffrachten und intensiver Phytoplanktonentwicklung lassen sich durch monatliche bzw. 14-tägige Messungen nur unvollständig erfassen. Die an den kontinuierlichen Untersuchungsstellen gemessenen, teilweise erheblichen tageszeitlichen Schwankungen im Sauerstoffgehalt spiegeln die angespannten Sauerstoffverhältnisse der Berliner Gewässer wider. Titer für Escherichia coli Zur Kontrolle der bakteriologischen Beschaffenheit eines Gewässers – insbesondere um die Eignung als Badegewässer zu prüfen – werden Untersuchungen auf Escherichia coli (E. coli) durchgeführt. E. coli selbst ist in der Regel kein Krankheitserreger; sein Vorkommen gibt jedoch einen Anhalt über die Belastung eines Gewässers mit tierischen und menschlichen Fäkalien. Sind viele Coli-Bakterien enthalten, so liegt eine starke Belastung mit Fäkalwasssern vor; d.h. die Wahrscheinlichkeit, daß auch Krankheitskeime vorhanden sind, steigt mit der Zunahme von E. coli. Angegeben wird bei der Bestimmung diejenige Menge Wasser, in der gerade noch das Bakterium E. coli nachgewiesen werden kann (Coli-Titer). Für Oberflächengewässer, die zum Baden geeignet sind, gilt nach der EG-Badewasserrichtlinie ein E. coli-Titer von 10 -1 ml als gerade noch tolerabel. Chlorophyll a Ergänzend zur Darstellung der Gütebeschaffenheit der Berliner Gewässer nach dem Umweltatlas-Verfahren ist im Hinblick auf das Hauptproblem in den Berliner Gewässern – die hohe Nährstoffbelastung – gesondert der Chlorophyll a-Gehalt der Gewässer dargestellt. Chlorophyll a ist der blaugrüne Anteil des Chlorophyll (Blattgrün). Die Bestimmung des Chlorophyll a-Gehaltes im Gewässer gibt Hinweise auf die Algendichte. Als absolutes Maß für die Phytoplanktonbiomasse kann der Chlorophyll a-Gehalt nicht gelten; jedoch gibt dieser Pigmentgehalt gemeinsam mit anderen Biomasse- und Bioaktivitätsparametern Auskunft über das mengenmäßige Vorkommen und die potentielle Stoffwechselleistung des Phytoplanktons in Gewässern. Die Pigmentausbeute der im Frühjahr und Spätherbst auftretenden Kieselalgen liegt bei gleicher Wellenlänge im Meßverfahren etwas höher, als bei den sich vorwiegend im Sommer bildenden Blaualgen. An speziellen Meßpunkten ist daher der Vergleich der Chlorophyll a-Werte mit den über Zählung ermittelten Algenbiomassen geboten. Die Entwicklung der Phytoplankton-Zusammensetzung ist jahreszeitlich unterschiedlich und hängt von verschiedenen Faktoren ab, u.a. Temperatur, Lichteinstrahlung, Zooplankton-Entwicklung und Nährstoffangebot/-zusammensetzung. Während sich im Frühjahr vorwiegend die Kieselalgen (Bacillariophyceae) entwickeln, bestimmen im Hochsommer überwiegend die Blaualgen (Cyanophyceae) die Zusammensetzung des Phytoplanktons (vgl. Abb. 3). Gerade die hohen Temperaturen und die intensive Lichteinstrahlung im Hochsommer begünstigen das Algenwachstum. Bei gleichzeitigem Überangebot an Nährstoffen im Gewässer kann es dann zur Massenentwicklung der Algen kommen. Das vornehmlich in den Monaten Mai/Juni auftretende Phytoplanktonminimum hängt von vielen Faktoren ab, wie Witterung, Algenarten-Zusammensetzung und insbesondere von der Zooplankton-Struktur. Wird die Frühjahrsalgengemeinschaft von freßbaren Arten (v.a. Kieselalgen) dominiert, kann es zu einer Massenentwicklung des Zooplanktons kommen, das in der Lage ist, große Mengen an Algenbiomasse zu filtrieren. Somit wird eine hohe Sichttiefe erreicht (vgl. Abb. 4). Dieses ”Klarwasserstadium” wird verstärkt in den Gewässern der Spree, der Oberhavel und teilweise in der Unterhavel beobachtet, nicht aber in den Gewässern der Dahme, wo bereits im Frühjahr fädige, kaum freßbare Blaualgen auftreten. Für die Kartendarstellung wurden die Meßwerte der Monate April bis September 1991 berücksichtigt. Für die einzelnen Gewässerabschnitte sind neben dem Mittelwert das Maximum und Minimum dieses Zeitraumes dargestellt. Die Bänder für die Mittelwertdarstellung der Monate April bis Juni sowie Juli bis September sollen einerseits die Frühjahrs-, andererseits die Hochsommerentwicklung des Phytoplanktons widerspiegeln. Da die Algenentwicklung u.a. die Trübung des Wassers beeinflußt, ist im 6. Band die Sichttiefe (Mittelwert des Sommerhalbjahres, April bis September) dargestellt. Die Meßwerte wurden einer 7-stufigen Bewertungsskala zugeordnet. Der für die Berliner Gewässer als Sanierungsziel betrachtete Wert von max. 30 µg Chlorophyll a pro Liter wird als oberer Wert der Güteklasse 1 bis 2 angesehen. Für die Güteklassen 1 bis 3 erfolgt eine lineare Einteilung der Meßwerte; die Abkehr von der linearen Einteilung in der Güteklasse 3 bis 4 erfolgt aufgrund einer größeren Ungenauigkeit des Meßverfahrens bei hohen Meßwerten.
Temperatur (02.01.2) Die Temperatur ist eine bedeutende Einflussgröße für alle natürlichen Vorgänge in einem Gewässer. Biologische, chemische und physikalische Vorgänge im Wasser sind temperaturabhängig , z.B. Zehrungs- und Produktionsprozesse, desgleichen Adsorption und Löslichkeit für gasförmige, flüssige und feste Substanzen. Dies gilt auch für Wechselwirkungen zwischen Wasser und Untergrund oder Schwebstoffen und Sedimenten sowie zwischen Wasser und Atmosphäre. Die Lebensfähigkeit und Lebensaktivität der Wasserorganismen sind ebenso an bestimmte Temperaturgrenzen oder -optima gebunden wie das Vorkommen unterschiedlich angepasster Organismenarten und Fischbesiedelungen nach Flussregionen in Mitteleuropa. Die Darstellung der Heizkraftwerke in der Karte sowie deren Einfluss auf die Gewässertemperatur sind bei der Betrachtung zu berücksichtigen. Aus der Temperaturverteilungskarte wird deutlich sichtbar, dass die Wärmeeinleitungen in die Berliner Gewässer in den letzten Jahren rückläufig war, vor allem im Bereich der Spreemündung und der Havel. Die kritische Schwelle von 28° C wurde nicht überschritten, die Maxima bzw. 95-Perzentile liegen im Bereich um 25° C. Ende der neunziger Jahre wurden sporadisch noch Temperaturen über 28° C gemessen. Der Rückgang der Wärmefrachten der Berliner Kraftwerke in die Gewässer beträgt seit 1993 ca. 13 Mio. GJ und ist im Wesentlichen auf den Anschluss des Berliner Stromnetzes an das westeuropäische Verbundnetz zurückzuführen. Durch die Liberalisierung des Strommarktes bedingte sinkende Strombeschaffungskosten und damit verbundene geringere Erzeugung in den Berliner Kraftwerken hat zur Stilllegung bzw. Teilstilllegung von Kraftwerken geführt, die zum Teil mit Modernisierungen zur Effizienzsteigerung verbunden waren. Die derzeitige Wärmefracht beträgt ca. 10 Mio. GJ. Sauerstoffgehalt (02.01.1) Der Sauerstoffgehalt des Wassers ist das Ergebnis sauerstoffliefernder und -zehrender Vorgänge . Sauerstoff wird aus der Atmosphäre eingetragen, wobei die Sauerstoffaufnahme vor allem von der Größe der Wasseroberfläche, der Wassertemperatur, dem Sättigungsdefizit, der Wasserturbulenz sowie der Luftbewegung abhängt. Sauerstoff wird auch bei der Photosynthese der Wasserpflanzen freigesetzt, wodurch Sauerstoffübersättigungen auftreten können. Beim natürlichen Abbau organischer Stoffe im Wasser durch Mikroorganismen sowie durch die Atmung von Tieren und Pflanzen wird Sauerstoff verbraucht . Dies kann zu Sauerstoffmangel im Gewässer führen. Der kritische Wert liegt bei 4 mg/l, unterhalb dessen empfindliche Fischarten geschädigt werden können. Sowohl aus den Werten der Messstationen als auch aus den Stichproben ist eine Verbesserung des Sauerstoffgehaltes der Berliner Gewässer nur teilweise ablesbar. Kritisch sind nach wie vor die Gewässer, in die Mischwasserüberläufe stattfinden. In der Mischwasserkanalisation werden Regenwasser und Schmutzwasser in einem Kanal gesammelt und über Pumpwerke zu den Klärwerken gefördert. Dieses Entwässerungssystem ist in der gesamten Innenstadt Berlins präsent. (vgl. Karte 02.09) Im Starkregenfall reicht die Aufnahmekapazität der Mischkanalisation nicht aus und das Gemisch aus Regenwasser und unbehandeltem Abwasser tritt in Spree und Havel über. Infolge dessen kann es durch Zehrungsprozesse zu Sauerstoffdefiziten kommen. Besonders extreme Ereignisse lösen in einigen Gewässerabschnitten (v.a. Landwehrkanal und Neuköllner Schifffahrtskanal) sogar Fischsterben aus. Um die Überlaufmengen künftig deutlich zu verringern, werden im Rahmen eines umfassenden Sanierungsprogramms zusätzliche unterirdische Speicherräume aktiviert bzw. neu errichtet. Die kritischen Situationen im Tegel Fließ sind auf nachklingende Rieselfeldeinflüsse bzw. Landwirtschaft zurückzuführen. TOC (02.01.10) und AOX (02.01.7) Die gesamtorganische Belastung in Oberflächengewässern wird mit Hilfe des Leitparameters TOC (total organic carbon) ermittelt. Die Summe der “Adsorbierbaren organisch gebundenen Halogene” wird über die AOX -Bestimmung wiedergegeben. Bei der Bestimmung des Summenparameters AOX werden die Halogene (AOJ, AOCl, AOBr) in einer Vielfalt von Stoffen mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften erfasst. Dieser Parameter dient insofern weniger der ökotoxikologischen Gewässerbewertung, sondern vielmehr in der Gewässerüberwachung dem Erfolgsmonitoring von Maßnahmen zur Reduzierung des Eintrags an “Adsorbierbaren organisch gebundenen Halogenen”. Beide Messgrößen lassen prinzipiell keine Rückschlüsse auf Zusammensetzung und Herkunft der organischen Belastung zu. Erhöhte AOX – Befunde in städtischen Ballungsräumen wie Berlin dürften jedoch einem vornehmlich anthropogenen Eintrag über kommunale Kläranlagen zuzuschreiben sein. TOC-Einträge können sowohl anthropogenen Ursprungs als auch natürlichen Ursprungs z.B. durch den Eintrag von Huminstoffen aus dem Einzugsgebiet bedingt sein, was die ökologische Aussagefähigkeit des Parameters teilweise einschränkt. Bewertungsmaßstab ist für beide Messgrößen das 90-Perzentil. Unter Anwendung dieses strengen Maßstabs wird die Zielgröße Güteklasse II für den TOC bereits in den Zuflüssen nach Berlin und im weiteren Fließverlauf durch die Stadt in sämtlichen Haupt- und Nebenfließgewässern überschritten . Für AOX liegen die Messwerte nicht durchgängig für alle Fließabschnitte der Berliner Oberflächengewässer vor. Dennoch lässt sich ableiten, dass lediglich in den Gewässerabschnitten, die unmittelbar den Klärwerkseinleitungen ausgesetzt sind (Neuenhagener Fließ, Wuhle, Teltowkanal, Nordgraben), leicht erhöhte AOX – Messwerte auftreten und die Zielvorgabe knapp überschritten wird (Güteklasse II bis III). Ammonium-Stickstoff (02.01.3), Nitrit-Sickstoff (02.01.5), Nitrat-Stickstoff (02.01.4) Stickstoff tritt im Wasser sowohl molekular als Stickstoff (N 2 ) als auch in anorganischen und organischen Verbindungen auf. Organisch gebunden ist er überwiegend in pflanzlichem und tierischem Material (Biomasse) festgelegt. Anorganisch gebundener Stickstoff kommt vorwiegend als Ammonium (NH 4 ) und Nitrat (NO 3 ) vor. In Wasser, Boden und Luft sowie in technischen Anlagen (z.B. Kläranlagen) finden biochemische (mikrobielle) und physikalisch-chemische Umsetzungen der Stickstoffverbindungen statt (Oxidations- und Reduktionsreaktionen). Eine Besonderheit des Stickstoffeintrages ist die Stickstofffixierung, eine biochemische Stoffwechselleistung von Bakterien und Blaualgen (Cyanobakterien), die molekularen gasförmigen Stickstoff aus der Atmosphäre in den Stoffwechsel einschleusen können. Innerhalb Berlins ist der Eintrag über die Kläranlagen die Hauptbelastungsquelle . Durch die Regenentwässerungssysteme werden sporadisch kritische Ammoniumeinträge verursacht. Ammonium kann in höheren Konzentrationen erheblich zur Belastung des Sauerstoffhaushalts beitragen, da bei der mikrobiellen Oxidation (Nitrifikation) von 1 mg Ammonium-Stickstoff zu Nitrat rd. 4,5 mg Sauerstoff verbraucht werden. Dieser Prozess ist allerdings stark temperaturabhängig. Erhebliche Umsätze erfolgen nur in der warmen Jahreszeit . Bisweilen überschreitet die Sauerstoffzehrung durch Nitrifikationsvorgänge die durch den Abbau von Kohlenstoffverbindungen erheblich. Toxikologische Bedeutung kann das Ammonium bei Verschiebung des pH-Wertes in den alkalischen Bereichen erlangen, wenn in Gewässern mit hohen Ammoniumgehalten das fischtoxische Ammoniak freigesetzt wird. Nitrit-Stickstoff tritt als Zwischenstufe bei der mikrobiellen Oxidation von Ammonium zu Nitrat ( Nitrifikation ) auf. Nitrit hat eine vergleichsweise geringere ökotoxikologische Bedeutung. Mit zunehmender Chloridkonzentration verringert sich die Nitrit-Toxizität bei gleichem pH-Wert. Während für die Spree, Dahme und Havel im Zulauf nach Berlin die LAWA – Qualitätsziele (Güteklasse II) für NH 4 -N eingehalten werden, werden die Ziele überall dort überschritten, wo Gewässer dem Ablauf kommunaler Kläranlagen und Misch- und Regenwassereinleitungen ausgesetzt sind. Die Ertüchtigung der Nitrifikationsleistungen in den Klärwerken der Berliner Wasserbetriebe seit der Wende führte stadtweit zu einer signifikanten Entlastung der Gewässer mit Gütesprüngen um drei bis vier Klassen . Viele Gewässerabschnitte konnten den Sprung in die Güteklasse II schaffen. Die Werte für die Wuhle und in Teilen für die Vorstadtspree sind für den jetzigen Zustand nicht mehr repräsentativ, da mit der Stilllegung des Klärwerkes Falkenberg im Frühjahr 2003 eine signifikante Belastungsquelle abgestellt wurde. Mit der Stillegung des Klärwerkes Marienfelde (Teltowkanal, 1998) und der Ertüchtigung von Wassmansdorf konnte die hohe Belastung des Teltowkanals ebenfalls deutlich reduziert werden. Das Neuenhagener Mühlenfließ ist nach wie vor sehr hoch belastet. Hier besteht Handlungsbedarf beim Klärwerk Münchehofe . Die Stadtspree (von Köpenick bis zur Mündung in die Havel) weist durchgängig die Güteklasse II bis III auf und verfehlt damit die LAWA – Zielvorgabe ebenso wie die Unterhavel , der Teltowkanal und die mischwasserbeeinflussten innerstädtischen Kanäle . In 2001 ist eine Überschreitung der LAWA – Zielvorgabe für Nitrit-Stickstoff (90-Perzentil) in klärwerksbeeinflussten Abschnitten von Neuenhagener Fließ und Wuhle (s. Anmerkung oben) sowie in drei Abschnitten des Teltowkanals zu verzeichnen. Die Nitratwerte der Berliner Gewässer sind durchgehend unkritisch. Chlorid (02.01.8) In den Berliner Gewässern liegt der natürliche Chloridgehalt unter 60 mg/l. Anthropogene Anstiege der Chloridkonzentration erfolgen durch häusliche und industrielle Abwässer sowie auch durch Streusalz des Straßenwinterdienstes. Einem typischen Jahresverlauf unterliegt das Chlorid durch den sommerlichen Rückgang des Spreewasserzuflusses und der damit verbundenen Aufkonzentrierung in der Stadt. Bei Chloridwerten über 200 mg/l können für die Trinkwasserversorgung Probleme auftauchen. Die Chloridwerte der Berliner Gewässer stellen kein gewässerökologisches Problem dar. Sulfat (02.01.9) Der Beginn anthropogener Beeinträchtigungen im Berliner Raum wird mit etwa 120 mg/l angegeben. Die Güteklasse II (< 100 mg/l) kann somit für unsere Region nicht Zielgröße sein. Die Bedeutung des Parameters Sulfat liegt im Spree-Havel-Raum weniger in seiner ökotoxikologischen Relevanz, als vielmehr in der Bedeutung für die Trinkwasserversorgung. Der Trinkwassergrenzwert liegt bei 240 mg/l (v.a. Schutz der Nieren von Säuglingen vor zu hoher Salzfracht). Die Zuläufe nach Berlin weisen Konzentrationen von 150 bis 180 mg/l auf. Hier ist in Zukunft mit einer Zunahme der Sulfatfracht aus den Bergbauregionen der Lausitz zu rechnen. Folgende Einträge in die Gewässer sind im Spreeraum von Relevanz: Eintrag über Sümpfungswässer aus Tagebauen Direkter Eintrag aus Tagebaurestseen, die zur Wasserspeicherung genutzt werden indirekter Eintrag über Grundwässer aus Tagebaugebieten Einträge des aktiven Bergbaus Atmosphärischer Schwefeleintrag (Verbrennung fossiler Brennstoffe) Diffuse und direkte Einträge (Kläranlageneinleitungen, Abschwemmungen, Landwirtschaft) In gewässerökologischer Hinsicht können erhöhte Sulfatkonzentrationen eutrophierungsfördernd sein. Sulfat kann zur Mobilisierung von im Sediment festgelegten Phosphor führen. Gesamt-Phosphor (02.01.6) Phosphor ist ein Nährstoffelement, das unter bestimmten Bedingungen Algenmassenentwicklungen in Oberflächengewässern verursachen kann (nähere Erläuterungen siehe Karte 02.03). Unbelastete Quellbäche weisen Gesamt-Phosphorkonzentrationen von weniger als 1 bis 10 µg/l P, anthropogen nicht belastete Gewässeroberläufe in Einzugsgebieten mit Laubwaldbeständen 20-50 µg/l P auf. Die geogenen Hintergrundkonzentrationen für die untere Spree und Havel liegen in einem Bereich um 60 bis 90 µg/l P. Auf Grund der weitgehenden Verwendung phosphatfreier Waschmittel und vor allem auch der fortschreitenden Phosphatelimination bei der Abwasserbehandlung ist der Phosphat-Eintrag über kommunale Kläranlagen seit 1990 deutlich gesunken , vor allem in den Jahren bis 1995. Der Eintrag über landwirtschaftliche Flächen ist ebenfalls rückgängig. Die Phosphorbelastung der Berliner Gewässer beträgt für den Zeitraum 1995-1997: Zuflüsse nach Berlin 188 t/a Summe Kläranlagen 109 t/a Misch- und Trennkanalisation 38 t/a Summe Zuflüsse und Einleitungen 336 t/a Summe Abfluss 283 t/a In den Zuflüssen nach Berlin überwiegen die diffusen Einträge mit ca. 60 %. Der Grundwasserpfad ist mit ca.50 % der dominante Eintragspfad (diffuser Eintrag 100 %). Beim Gesamtphosphor wird der Mittelwert der entsprechenden Jahre zugrundegelegt. Deutlich wird die erhöhte P-Belastung der Berliner Gewässer etwa um den Faktor 2 bis 3 über den Hintergrundwerten. Eine Ausnahme bildet der Tegeler See . Der Zufluss zum Hauptbecken des Tegeler Sees wird über eine P-Eliminationsanlage geführt und somit der Nährstoffeintrag in den See um ca. 20 t/a entlastet.
Im Rahmen des Projekts SAMOSEE-BW: Satellitenbasiertes Monitoring von Seen in Baden-Württemberg der Digitalisierungsstrategie des Landes Baden-Württemberg hat das Institut für Seenforschung (ISF) der LUBW Satellitendaten ausgewertet, um die Wasserqualität verschiedenster Seen in Baden-Württemberg zu bewerten. Damit soll es in Zukunft möglich sein, auch kleinere Seen regelmäßig zu überwachen und bei kritischen Entwicklungen rechtzeitig einzugreifen. Ein Wert, der die Gewässergüte eines Sees zeigt, ist das Vorkommen des Blattfarbstoffs Chlorophyll-a. Dieser ist für die Photosynthese von Pflanzen zuständig und zeigt an wie viele Algen und Phytoplankton in einem See vorhanden sind. Kommt besonders viel Chlorophyll-a vor, ist der See sehr nährstoffreich und es stehen viele Algen als Nahrung für die Lebewesen im Gewässer zur Verfügung. Grafik zeigt: die Chlorophyll-a-Konzentration in vier unterschiedlichen Seen. Links ist jeweils die gemessene Konzentration mittels Satelliten zu sehen, rechts die anhand von Wasserproben aus dem See ermittelten Konzentration. Der Punkt zeigt dabei den Mittelwert der Daten an, die Balken die Spannweite der gemessenen Konzentrationen. Bildnachweis: LUBW Mittels Multispektralsensoren wird die Farbe des Gewässers überprüft. Durch die Absorption des Lichts von Chlorophyll-a erscheint das Wasser im See grün. Bereits im Vorgänger-Projekt WasMon-CT wurden die mittels Satelliten erfassten Daten mit Wasserproben verglichen, die Vor-Ort (in-situ) entnommen wurden. Der Vergleich der Daten für vier ausgewählte Seen zeigt die Grafik des Monats. Beim Vergleich der Daten aus der Satellitenfernerkundung und von Proben direkt aus dem Wasser ist erkennbar, dass sie beim Ehrlichsee Süd und Bergsee sehr ähnlich sind. Beim Titisee und der Schwarzenbachtalsperre ist jedoch ein Unterschied erkennbar. Das liegt daran, dass die Seen beide sehr dunkel sind. Durch die waldreiche Gegend und das Waldeinzugsgebiet, in denen die Seen liegen, sind sie besonders huminstoffreich. Huminstoffe sind langkettige organische Verbindungen, die bei der Zersetzung von tierischen und pflanzlichen Überresten entstehen und gelbbraun bis schwarz gefärbt sind. Bei dunklen, huminstoffreichen Seen kommt es zur Absorption von Licht durch die Huminstoffe in Bereichen des optischen Spektrums, in denen auch Chlorophyll-a Licht absorbiert. Deswegen überlagern sich die Absorptionsspektren der beiden sehr unterschiedlichen Wasserinhaltsstoffe (Chlorophyll-a und Huminstoffe) und Chlorophyll-a kann nicht mehr direkt erkannt werden. Erst mit vor-Ort genommenen Proben können so die wirklichen Chlorophyll-a-Konzentration verlässlich ermittelt werden. Die Satellitendaten von „dunklen“ Seen können reprozessiert werden. Bei der Reprozessierung geht es darum, die Satellitenrohdaten mit veränderten, an die jeweiligen Seen angepassten Parametern (z.B. unter Berücksichtigung der spezifischen hohen Huminstoff-Konzentrationen) neu auszuwerten. Damit wird die Verarbeitung der Daten an einen Seetyp oder einen bestimmten See angeglichen, sodass die Chlorophyll-a-Konzentration genauer bestimmt werden kann. In Baden-Württemberg gibt es rund 1600 Seen, wovon 28 größer als 50 Hektar, etwa 260 größer als zehn Hektar und rund 1300 größer als ein Hektar sind. Mit den Mitteln der satellitenbasierten Fernerkundung kann das ISF in Zukunft die Seen größer zehn Hektar überwachen und Informationen zur Gewässergüte ableiten und so vorhandene Vor-Ort Messprogramme ergänzen. Für kleinere Seen ist dies nur möglich, wenn die entsprechenden Voraussetzungen gegeben sind.
Die Untersuchung von Organismen verschiedener trophischer Ebenen ermöglicht Aussagen zum Anreicherungsverhalten von Stoffen im Nahrungsnetz. Blei wird im marinen Nahrungsnetz nicht angereichert. Die höchsten Konzentrationen finden sich in Miesmuscheln. Im Gegensatz dazu zeigt Quecksilber eine deutliche Anreicherung und die höchsten Konzentrationen werden in Möweneiern beobachtet. Die ausgewählten marinen Probenarten der Umweltprobenbank (UPB)repräsentieren verschiedene Ebenen des marinen Nahrungsnetzes: Blasentang ist ein Primärproduzent, der mithilfe von Photosynthese Biomasse aus anorganischen Stoffen aufbaut. Die Ebene der Primärkonsumenten (Pflanzenfresser) wird durch die Miesmuschel repräsentiert, die Partikel (vor allem Mikroalgen) aus dem Wasser filtert. Dagegen ernähren sich Aalmuttern als Sekundärkonsumenten im Wesentlichen von Primärkonsumenten wie Muscheln, Schnecken und Würmern. Möwen sind omnivore Konsumenten (Allesfresser) im marinen Nahrungsnetz. Sie ernähren sich vor allem von Muscheln und Krebstieren. Sie erbeuten aber auch Nahrung auf dem Land. Die Betrachtung dieser verschiedenen Nahrungsnetz-Ebenen ermöglicht es, das Anreicherungsverhalten von Schadstoffen im Ökosystem abzuschätzen und die durch einen Schadstoff besonders betroffenen Organismen zu identifizieren. Beispielhaft lässt sich dies für die Schwermetalle Blei und Quecksilber zeigen, deren Anreicherungsverhalten im marinen Nahrungsnetz weitgehend bekannt ist und durch die Daten der Umweltprobenbank bestätigt wird. Blei wird im Nahrungsnetz nicht angereichert. Die Abbildungen 1 und 2 zeigen dies exemplarisch für Miesmuscheln und Möweneier aus dem Schleswig-Holsteinischen Wattenmeer für die Jahre 2000 bis 2010. Die höchsten Konzentrationen finden sich in Miesmuscheln (Mittelwert: 1,69 ± 0,36 µg/g Trockengewicht) und Blasentang (MW: 0,51 ± 0,13 µg/g TG), während die Gehalte in Aalmuttern (MW Leber: 0,07 ± 0,05 µg/g TG; MW Muskel: 0,03 ± 0,01 mg/g TG) und Möweneiern (MW: 0,04 ± 0,03 µg/g TG) deutlich geringer sind. Um die ökosystemare Belastung mit Blei oder Stoffen mit ähnlichem Anreicherungsverhalten abzuschätzen, ist demnach die Untersuchung von Primärkonsumenten wie Muscheln sinnvoll und wird auch bereits in zahlreichen nationalen und internationalen Programmen umgesetzt. Dagegen zeigt sich bei Quecksilber eine deutliche Zunahme im Nahrungsnetz ( Biomagnifikation ). Für die Probenahmeflächen im Niedersächsischen Wattenmeer ist dies in den Abbildungen 3 und 4 anhand der Quecksilbergehalte in Miesmuscheln und Möweneiern für die Jahre 2000 bis 2012 veranschaulicht. Die niedrigsten Gehalte finden sich in Blasentang (MW: 56,3 ± 8,3 ng/g TG) und steigen mit zunehmender Ebene im Nahrungsnetz (Mittelwerte Miesmuschel: 278 ± 42,8 ng/g TG, Aalmutter Muskulatur: 457 ± 100 ng/g TG und Möwenei 566 ± 96,4 ng/g TG). Stoffe mit einem derartigen Biomagnifikationspotential belasten die Endkonsumenten eines Nahrungsnetzes im besonderem Umfang. Das Anreicherungsmuster der Schwermetalle Blei und Quecksilber zeigt beispielhaft das unterschiedliche Verhalten von Stoffen in Ökosystemen. Durch die Untersuchung von repräsentativen Organismen verschiedener Ebenen des Nahrungsnetzes können die von einem Schadstoff besonders betroffenen Organismen identifiziert werden. Dies kann als Grundlage für weitere Monitoring-Programme wie beispielsweise der Überprüfung von regulatorischen Maßnahmen dienen. Aktualisiert am: 11.01.2022
Baden-Württemberg ist sehr reich an Seen. Deren Wasserqualität immer im Blick zu behalten ist dementsprechend sehr herausfordernd. Hierbei soll zukünftig die Fernerkundung helfen. Mittels Satelliten können so viel mehr Seen regelmäßig überprüft werden, als mit herkömmlichen Methoden, bei denen vor Ort aufwändig Wasserproben genommen und dann im Labor untersucht werden. Hierfür hat das Institut für Seenforschung (ISF) der LUBW das Projekt SAMOSEE-BW - „Satellitenbasiertes Monitoring von Seen in Baden-Württemberg“ ins Leben gerufen. Dieses Projekt wird durch die Digitalisierungsstrategie des Landes Baden-Württemberg gefördert. Mit dem Projekt werden Satellitendaten für die routinemäßige Bewertung von Stehgewässern nutzbar gemacht. Bis aus den Rohdaten aber anschauliche Grafiken, Tabellen und Abbildungen werden, ist es ein weiter Weg. Mithilfe von speziellen Computerprogrammen und Arbeitsroutinen werden störende Einflüsse der Atmosphäre, Wolkenbildung oder Sonnenreflexion gefiltert und korrigiert. Die klassischen Messungen und Wasserprobenentnahmen werden jedoch auch in Zukunft trotz aller Technik weiterhin unerlässlich sein, um die Qualität der Seen im Blick zu behalten. Bild zeigt: Satellit über der Erde, Bildnachweis: dimazel/stock.adobe.com Ein Anzeiger für die Gewässergüte ist unter anderem der Blattfarbstoff Chlorophyll-a. Dieser kommt neben Pflanzen auch im Phytoplankton von Seen vor, wo er für die Photosynthese zuständig ist. Aufgrund seiner Grünfärbung lässt er sich auch aus dem All mit Hilfe von Satelliten erfassen. Zur Erfassung nehmen die Satelliten mit ihren an Bord befindlichen Multispektralsensoren die Farbe eines Gewässers sehr genau auf. Diese Multispektralsensoren messen die Intensität des vom Gewässer zurückgestrahlten Lichtes für verschiedene Wellenlängen. Durch die Absorption von Chlorophyll-a erscheint das Wasser in einem See grün, wenn es sehr viele Algen beziehungsweise sehr viel Phytoplankton gibt. Anhand dieser Grünfärbung kann man die Konzentration von Chlorophyll-a im Wasser ermitteln. Die Chlorophyll-a-Konzentrationen in einem Gewässer erlauben es, Rückschlüsse auf Algenblüten und allgemein auf die Primärproduktion in einem Gewässer zu ziehen, d.h. wieviel Algenbiomasse in einem Gewässer erzeugt wird. Diese steht dann für die Nahrungskette im See zur Verfügung und bestimmt ganz wesentlich, wie sich das Ökosystem See als Ganzes entwickelt. Außerdem können anhand der Chlorophyll-a-Konzentrationen in einem Gewässer Informationen über den Trophiezustand eines Sees – das heißt wieviel Nährstoffe in einem See sind – abgeleitet und der Gewässerzustand bewertet werden. Neben Chlorophyll-a können auch Informationen zur Trübung und Sichttiefe und zur Temperatur an der Wasseroberfläche ermittelt werden, sowie die Wahrscheinlichkeit, ob sich im See problematische Algen entwickeln und es zu sogenannten Blaualgenblüten kommen kann. Bild zeigt: Überblick über die Chlorophyll-a-Gehalte in 21 baden-württembergischen Seen. Bildnachweis: ISF Bei den größeren Seen wie dem Bodensee wird durch die häufige Überfliegung eine zeitlich engere Analyse des Gewässerzustandes möglich. Die höhere räumliche Auflösung der Satellitenbilder erlaubt es den Fachleuten zudem, die Entwicklung in mehr Seeteilen und Buchten im Detail zu verfolgen als dies bei der regelmäßigen Analyse von Wasserproben möglich ist. Wasserproben können wegen des hohen Aufwandes nur an wenigen Stellen im See genommen werden. Gerade im Hinblick auf die Entwicklung potenziell gefährlicher Blaualgenblüten – angezeigt durch den sogenannten HAB-Indikator (Harmful Algal Bloom, gefährliche Algenblüte) – können die Daten aus dem All wichtige Informationen für die Sicherheit des betreffenden Gewässers als Badesee geben. In Zukunft soll die Fernerkundung noch weiter ausgebaut werden. So sind beispielsweise automatisierte Warnungen auf Basis der Satellitendaten denkbar, wenn Blaualgen das Gewässer verunreinigen. Die Nutzung neuer Satelliten und Sensoren sowie eine erhöhte Schnelligkeit in der Weiterverarbeitung der Gewässerinformationen sind weitere Pläne für die Zukunft. Damit kann der Zustand der Seen frühzeitig erkannt werden und es können gegebenenfalls weitere detaillierte vor-Ort-Untersuchungen stattfinden.
In diesem Jahr begeht das Institut für Seenforschung (ISF) der LUBW sein 100-jähriges Jubiläum. Das im Jahr 1920 zunächst als Initiative von Privatleuten gegründete Institut widmet sich intensiv der Erforschung der Seen in Baden-Württemberg. Erkenntnisse über das Ökosystem See und aktuelle Messdaten helfen heute dabei, die rund 4500 Seen und Weiher Baden-Württembergs zu schützen und ihre wertvollen Funktionen zu erhalten. Algen gehören zu den ältesten Lebewesen Mikroskopisch kleine Algen sind eine wichtige Grundlage für das Leben in Gewässern und bereits seit den Anfängen des ISF Gegenstand der Forschung. Einige dieser Algen bevölkerten Gewässer schon zur Zeit der Dinosaurier. Man findet sie als sehr alte Fossilien in Sedimentschichten. Die Cyanobakterien – umgangssprachlich oft als Blaualgen bezeichnet – sind noch älter: Sie gelten als die ältesten Lebewesen, die Photosynthese betreiben. Sicher ist die Evolution auch bei den Algen nicht stehen geblieben, aber viele Algenklassen färbten schon die Gewässer grün als sich dort noch Saurier tummelten. Algen beeinflussen auch die Grünfärbung des Wassers. Verantwortlich dafür ist ein Molekül, das die zentrale Rolle bei der Photosynthese spielt: Chlorophyll. Chlorophyll als Zeiger für Algenmenge Über die Menge an Chlorophyll kann man auch Rückschlüsse darüber ziehen, wie viele Algen in einem Gewässer vorhanden sind. So hat sich die Konzentration dieses grünen Farbstoffes zu einem wichtigen Messwert in der Erforschung und der ökologischen Beurteilung von Seen entwickelt. Heute liefern moderne Messverfahren wie HPLC (High Performance Liquid Chromatography) und Sonden, die die Fluoreszenz der Algen im Wasser messen, teilweise automatisiert Chlorophyll-Messwerte und tragen damit zu einem besseren Verständnis der Gewässerökologie bei. Diese Methoden der Chlorophyll Bestimmung werden auch als in situ Methoden bezeichnet, da sie in situ – am Ort – angewendet werden. Es werden Wasserproben genommen oder Sonden direkt im See zum Einsatz gebracht. Satelliten können heute über Grünfärbung Chlorophyllgehalt bestimmen Eine andere neue Möglichkeit Chlorophyll in Gewässern zu bestimmen, ist die satellitenbasierte Fernerkundung. Bei ihr werden moderne Satelliten in der Erdumlaufbahn genutzt, um die Färbung der Gewässer zu messen und daraus auf die im Wasser enthaltenen Wasserinhaltsstoffe zu schließen. Diese Methode der optischen Fernerkundung macht sich den Umstand zu Nutze, dass Chlorophyll – wie auch andere Wasserinhaltsstoffe z. B. Schwebstoffe – die Farbe des Gewässers beeinflussen. Chlorophyll bestimmt dabei die Grünfärbung des Wassers – grob gesagt, kann man an der Intensität der Grünfärbung erkennen, wie viel Chlorophyll im Wasserkörper enthalten ist. Satelliten erfassen große Gebiete zeitgleich Dabei können die Satelliten sehr große Gebiete gleichzeitig erfassen. In den letzten Jahren wurden durch die Europäische Union im Rahmen des Copernicus-Programmes der ESA (European Space Agency) und durch die NASA (National Space Agency) eine Reihe von Satelliten ins All geschossen, die für das Monitoring von Seen geeignet sind. Die Seen können durch diese Satellitenflotte – in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Satellitensensoren – mit unterschiedlichen Überflugintervallen beobachtet werden. Größere Seen werden von Satelliten mit mittlerer räumlicher Auflösung alle ein bis zwei Tage erfasst – kleinere Seen bis zu einer Größe von etwa 1 bis 10 Hektar können durch entsprechend höher auflösende Satellitensensoren alle 5 Tage beobachtet werden. Anhand dieser Satellitendaten können der Gewässerzustand eines Sees bestimmt und zeitliche Veränderungen in der Gewässerqualität registriert werden. Mit den Methoden der satellitenbasierten, optischen Fernerkundung steht ein wertvolles neues Werkzeug für die Beobachtung und den Schutz der Gewässer in Baden-Württemberg zur Verfügung, das die Methoden des in situ Monitorings ergänzt und erweitert. Mehr zum Thema Mehr Informationen zum Institut für Seenforschung erhalten sie hier: https://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/wasser/institut-fuer-seenforschung
Three common plant species (Dieffenbachia maculata, Spathiphyllum wallisii, and Asparagus densiflorus) were tested against their capacity to remove the air pollutants toluene (20.0 mg m-3) and 2-ethylhexanol (14.6 mg m-3) under light or under dark in chamber experiments of 48-h duration. Results revealed only limited pollutant filtration capabilities and indicate that aerial plant parts of the tested species are only of limited value for indoor air quality improvement. The removal rate constant ranged for toluene from 3.4 to 5.7 L h-1 m-2 leaf area with no significant differences between plant species or light conditions (light/dark). The values for 2-ethylhexanol were somewhat lower, fluctuating around 2 L h-1 m-2 leaf area for all plant species tested, whereas differences between light and dark were observed for two of the three species. In addition to pollutant removal, CO2 fixation/respiration and transpiration as well as quantum yield were evaluated. These physiological characteristics seem to have no major impact on the VOC removal rate constant. Exposure to toluene or 2-ethylhexanol revealed no or only minor effects on D. maculata and S. wallisii. In contrast, a decrease in quantum yield and CO2 fixation was observed for A. densiflorus when exposed to 2-ethylhexanol or toluene under light, indicating phytotoxic effects in this species. Quelle: Verlagsinformation
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