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Vermüllung der Meere noch lange ein Problem

Pressemitteilung zum Europäischen Tag der Meere Aktionspläne sollen Abfalleinträge verhindern und vorhandene Mengen verringern Zukünftig sollen deutlich weniger Abfallmengen ins Meer gelangen als bisher. Dieses Ziel verfolgen die regionalen Aktionspläne der Meeresschutz-Übereinkommen gegen Meeresmüll für die Nord- und die Ostsee sowie das Mittelmeer. Die Aktionspläne sehen unter anderem Maßnahmen gegen den Verlust von Fischfanggeräten in die Meeresumwelt vor und empfehlen, Mikroplastik in Hygiene- und Kosmetikprodukten zu vermeiden. Das Umweltbundesamt ist maßgeblich an der fachlichen Ausarbeitung der Pläne für die Nord- und Ostsee beteiligt und betreibt umfangreiche Forschung, um die Art der Abfallmengen und deren Auswirkungen besser bestimmen zu können. Maria Krautzberger, Präsidentin des UBA: „Das Müllproblem im Meer werden wir heute und morgen nicht lösen können. Wir haben es mit riesigen Ansammlungen von Abfällen zu tun. Wir müssen darum unverzüglich Lösungen auf den Weg bringen, um die Abfalleinträge erheblich zu reduzieren. Die regionalen Aktionspläne der internationalen Meeresschutz-Übereinkommen bilden dafür eine erste wichtige Grundlage." Den größten Anteil bei den Abfällen bilden die Reste von Kunststoffprodukten, darunter viele Verpackungsmaterialien, sowie die Reste von Fischernetzen. Die Abfälle wirken sich zunehmend auf die Meerestiere aus. Laut Berechnungen der ⁠ UN ⁠-Biodiversitätskonvention (CBD) kamen 2012 schon 663 Meerestierarten regelmäßig in Kontakt mit Abfällen. 1997 waren es nur 247 Arten. Vor allem mit Netzresten können sich Tiere nachweislich strangulieren. Verschlucken sie die Plastikteilchen, kann dies zu inneren Verletzungen oder Verhungern führen. Besonders betroffen sind Seevögel und Fische. Neue Auswertungen des Umweltbundesamtes für die Nordsee zeigen, dass sich dort pro Quadratkilometer Meeresboden durchschnittlich elf Kilogramm Abfall befinden. Für die Ostsee werden derzeit Daten zur Abfallbelastung erhoben. ⁠ UBA ⁠-Präsidentin Maria Krautzberger: „Um die 450 Jahre dauert es, bis sich ein Produkt aus Plastik in der Umwelt zersetzt. Auch danach ist es noch nicht weg. In der Form winziger Partikel mit gesundheitsschädlichen Zusatzstoffen wie Weichmachern kann es von Muscheln und Plankton aufgenommen werden und so in den Anfang der Nahrungskette gelangen. Größere Plastikteile stellen für viele Meerestierarten eine große Gefahr da. Das betrifft insbesondere die Reste von Plastiktüten, die bei Abfalluntersuchungen an Stränden und Meeren regelmäßig gefunden werden. Das Umweltbundesamt empfiehlt daher weiterhin, eine Bezahlpflicht für Plastiktüten einzuführen.“ Erst seit kurzem stehen die Funde von Mikroplastik in Meereswirbeln, an Stränden und in Meereslebewesen im Fokus des marinen Umweltschutzes. Dabei handelt es sich um Kunststoffreste, deren Durchmesser weniger als fünf Millimeter beträgt. Sie entstehen einerseits bei der Zersetzung von Kunststoffabfällen. Andererseits werden damit Kunststoffpartikel bezeichnet, die in mikroskopischer Größe hergestellt und in Kosmetika und Reinigungsmitteln zum Einsatz kommen. Es gibt darüber hinaus Hinweise, dass Mikroplastik durch die Abwasserbehandlung nicht vollständig zurückgehalten wird und so in Gewässer gelangen kann. Maria Krautzberger: „Bei Mikroplastik sind noch viele Fragen offen. Hier besteht noch erheblicher Forschungsbedarf.“ Das UBA lässt verschiedene Abfallquellen derzeit untersuchen. In einem ⁠ Monitoring ⁠ deutscher Meeres- und Küstengewässer werden die Eintrags- und Verbreitungspfade der Meeresabfälle sowie deren biologische Auswirkungen erhoben. Das UBA erfasst auch die Einsatzmengen industriell hergestellter Mikroplastikpartikel und lässt deren ökologische Auswirkungen, wie die Aufnahme dieser Partikel durch Vögel und Fische, erforschen. In einem weiteren Projekt sollen Trinkwasser, Regenwasser und behandeltes Abwasser auf den Gehalt von Mikroplastik untersucht werden. Um die Abfalleinträge in die Meere zu verringern, werden im Rahmen der europäischen Meeresschutz-Übereinkommen ⁠ OSPAR ⁠ und HELCOM sogenannte regionale Aktionspläne entwickelt. Für das Mittelmeer ist ein solcher Aktionsplan 2013 in Kraft getreten. Die Pläne sehen unter anderem vor, den Verlust von Fischernetzen sowie deren illegale Entsorgung in die Meeresumwelt zu verhindern. Vorgeschlagen werden auch verbesserte Kunststoffprodukte, um deren Nutzungsdauer zu verlängern, Schadstoffe zu vermeiden und ihre Recyclingfähigkeit zu erhöhen. Der Eintrag von Mikroplastikpartikeln, die zum Beispiel in kosmetischen Produkten oder in Reinigungsstrahlern auf Werften enthalten sind, soll verhindert werden. Angedacht sind auch Reinigungsmaßnahmen von Stränden, des Meeresbodens und des Meerwassers. Das UBA betreut die fachliche Entwicklung der regionalen Aktionspläne für den Nordostatlantik und die Ostsee innerhalb der entsprechenden Regionalen Meeresschutzkonventionen. Die Abfallmengen in den Meeren werden derzeit auf über 100 Millionen Tonnen geschätzt. Etwa Dreiviertel davon bestehen aus Kunststoffen. Jährlich kommen derzeit bis zu 6,4 Millionen Tonnen hinzu. Etwa 70 Prozent der Abfälle sinken zu Boden, der Rest wird entweder an Strände gespült, treibt an der Wasseroberfläche oder in tieferen Meeresschichten. Durchschnittlich 13.000 Plastikmüllpartikel treiben mittlerweile auf jedem Quadratkilometer Meeresoberfläche. In der Nordsee sollen sich allein 600.000 Kubikmeter Abfälle befinden.

Folgen der Klimakrise in Deutschland verschärfen sich

Gemeinsame Pressemitteilung von Umweltbundesamt und Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz BMUV und UBA stellen dritten Monitoringbericht zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) der Bundesregierung vor Deutschland erlebt regelmäßig Hitzewellen, wird insgesamt wärmer und verliert Wasser. Das zeigt der neue Monitoringbericht zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) der Bundesregierung, den Bundesumweltministerin Steffi Lemke und UBA-Präsident Dirk Messner heute in Berlin vorgestellt haben. Deutschland gehört zu den Regionen mit dem höchsten Wasserverlust weltweit. Wegen der klimabedingten andauernden Trockenheit und des damit verbundenen Schädlingsbefalls hat sich der Zustand der Wälder deutlich verschlechtert. In der Landwirtschaft führte die Wasserknappheit zu spürbaren Ernteeinbußen. Gleichzeitig gibt es Hinweise darauf, dass beim Hitzeschutz erste Maßnahmen zur Anpassung an die neuen Klimabedingungen Wirkung zeigen. Insgesamt müssen die Bemühungen zur Anpassung an die Folgen der Klimakrise jedoch intensiviert werden. Bundesumweltministerin Steffi Lemke: „Die verheerenden Folgen der Klimakrise nehmen in erschreckendem Ausmaß zu. Das zeigt der aktuelle Monitoringbericht überdeutlich. Immer mehr Stürme, ⁠ Starkregen ⁠, Dürreperioden und Hitzewellen wirken sich auf die Gesundheit der Menschen, die Ökosysteme und die Wirtschaft aus. Die gute Nachricht ist, dass immer mehr Kommunen sich ihrer entscheidenden Rolle bewusst werden und Vorsorgemaßnahmen mit konkreten Projekten vorantreiben. Die Bundesregierung unterstützt sie dabei mit fünf entscheidenden Hebeln: dem Klimaanpassungsgesetz und der -strategie, der Nationalen Wasserstrategie, dem Aktionsprogramm Natürlicher ⁠ Klimaschutz ⁠ und mehreren Förderprogrammen. Klar ist, wir brauchen noch mehr Engagement: Um die Lebensqualität in Deutschland zu erhalten, müssen wir die Klimaanpassung stärker vorantreiben, zum Beispiel im Städtebau. Schwammstädte mit viel Grün und entsiegelten Flächen kühlen und können damit Hitzewellen abmildern und außerdem Überflutungen vorbeugen.” ⁠ UBA ⁠-Präsident Dirk Messner: „Der aktuelle Monitoringbericht zeichnet ein präzises Bild der Klimaveränderung und der Klimaanpassung in Deutschland. Neben den Schäden zeigt der Bericht auch, dass Anpassungen vor Ort wirken. Die Zahl der Hitzetoten konnte durch gezielte Informationskampagnen reduziert werden. Auch an der nachhaltigen Bewirtschaftung unserer Wasserressourcen und Böden arbeiten Bund und Länder im Rahmen der Nationalen Wasserstrategie und dem Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz bereits.” Die Zahl der Sommer mit starken Hitzewellen und ungekannten Temperaturrekorden nimmt zu. Beispielsweise wurde im Juli 2022 erstmals nördlich des 53. Breitengrads in Hamburg eine Temperatur von über 40 Grad gemessen. Die Hitzeperioden belasteten besonders die Bevölkerung in Großstädten. So wurden z. B. im heißen Sommer 2018 in Frankfurt am Main 42 heiße Tage gezählt, während der bundesweite Durchschnitt bei 20 heißen Tagen lag. Die vergangenen vier Jahre waren zudem von starken regionalen Dürren geprägt. Deutschland gehört zu den Regionen mit dem höchsten Wasserverlust weltweit. Seit 2000 verliert das Land 2,5 Kubikkilometer Wasser pro Jahr. In den Jahren 2019 bis 2021 wurden vielerorts Rekordunterschreitungen der langjährigen niedrigsten Grundwasserstände an den Messstellen ermittelt. Die Wirkungen der Dürrejahre seit 2018 sind auch 2023 noch nicht ausgeglichen. Der Wassermangel führte zu Ernteeinbußen in der Landwirtschaft. So lagen 2018 z. B. Winterweizenerträge um 15 Prozent und die Silomaiserträge um 20 Prozent unter dem Mittel der sechs Vorjahre. In den deutschen Wäldern hat sich wegen des Trockenstresses und des damit verbundenen Käferbefalls der Waldzustand deutlich verschlechtert. 2020 starben 20-mal so viele Fichten wie im Mittelwert der vorangegangenen zehn Jahre (2010-2019). Das betraf ganze Waldbestände, die flächig abgestorben sind. Durch die extrem trockene ⁠ Witterung ⁠ kam es zu erheblich mehr und in den nordöstlichen Bundesländern auch zu großflächigeren Waldbränden. Mit der Erwärmung der Umwelt und dem Verlust an Wasser sind messbare ökologische Folgen verbunden: Durch wärmere Meere verschieben sich die Lebensräume der Fischarten nach Norden. In der Nordsee wandern heimische Arten in die nördlichen Gewässer aus. Zugleich rücken Arten aus südlicheren Gewässern nach. In der Ostsee führen steigende Wassertemperaturen zu einer Entkopplung von Nahrungsketten. So laichen zum Beispiel Heringe aufgrund der Erwärmung früher, die Nahrungsquelle Plankton entwickelt sich aber erst bei zunehmendem Tageslicht zu einem späteren Zeitpunkt. Auch an Land führt die Erwärmung zu einer Veränderung der Artenzusammensetzung. Dies zeigen beispielsweise die Daten zu Vögeln und Schmetterlingen. Neue Arten aus wärmeren Regionen wandern ein, etwa die Tigermücke als Überträger von Krankheitserregern, was gesundheitliche Folgen für den Menschen haben kann. Mit dem Klimaanpassungsgesetz und der vorsorgenden Klimaanpassungsstrategie mit messbaren Zielen, die derzeit in einem breiten Beteiligungsprozess erarbeitet wird, soll die Klimaanpassung in Deutschland verbindlicher und ambitionierter werden. Im Klimaanpassungsgesetz ist festgelegt, dass die Bundesregierung künftig alle vier Jahre einen Monitoringbericht zur ⁠ DAS ⁠ veröffentlicht. Er wird damit zu einem wichtigen Instrument, mit dem die Umsetzung der messbaren Ziele nachvollzogen wird. Der Monitoringbericht zur DAS der Bundesregierung berichtet über ⁠ Klimafolgen ⁠ und Anpassung auf der Grundlage von gemessenen Daten und stellt dar, welche Veränderungen sich in Vergangenheit und Gegenwart vollzogen haben. Der Monitoringbericht 2023 informiert dazu zu den 16 Handlungsfelder der DAS. Die fachlichen Grundlagen des Monitoringberichts stützen sich auf eine Zusammenarbeit mit mehr als fünfzig Bundes- und Länderbehörden, Universitäten und Fachverbänden.

„Geheilte Wunden“ – Wasserqualität von Tagebauseen in gutem Zustand

Braunkohle bei Umweltbilanz aber auf letztem Platz In vielen Regionen Deutschlands wird seit Jahrhunderten Braunkohle in Tagebauen gefördert. Wo die Förderung beendet ist, bleiben riesige Krater zurück. Diese werden meist mit Wasser gefüllt oder entwickeln sich durch Grundwasseranstieg und Niederschlag selbständig zu Seen. Viele dieser Tagebauseen haben das Potenzial eine sehr gute Wasserqualität zu entwickeln. Das zeigt eine Untersuchung für das Umweltbundesamt (UBA). Die neuen, künstlichen Seen bieten Chancen für Freizeit, Erholung und Lebensräume für Pflanzen und Tiere. Insgesamt bleibt die Braunkohle aber der schmutzigste Energieträger: Allein im Jahr 2014 verursachte die Braunkohle Umweltschäden in Höhe von 16,8 Milliarden Euro. Ein Ausstieg aus der Braunkohleverstromung ist daher dringend nötig. Untersucht wurden in der Studie insgesamt 36 Seen in der Lausitz, in Mitteldeutschland, im Rheinland, in Hessen und Bayern. In die Bewertung des ökologischen Potenzials gehen neben biologischen Komponenten wie Plankton und Wasserpflanzen auch Chemikalien im Gewässer mit ein. 19 der Seen haben ein „gutes“ oder „sehr gutes“ ökologisches Potential. 12 Seen konnten nur als „mäßig“ eingestuft werden, obwohl die sie eine intakte Biologie aufweisen. Sie sind jedoch oft mit zu viel Quecksilber oder hormonell wirksamen Tributylzinnverbindungen belastet. Ein See wurde wegen zu hoher Nährstoffgehalte als „unbefriedigend“ eingestuft. Fünf Seen konnten noch nicht abschließend bewertet werden. Bedingt durch die Abbautechnologien ergeben sich vielfältige Formen der Seen, die nicht auf natürliche Weise in den Regionen vorkommen. Alte Tagebauseen sind meist klein, neue sehr groß, wie der Geiseltalsee in Sachsen-Anhalt, der Senftenberger See in Brandenburg oder der Partwitzer See in Sachsen mit künftig über 1.000 Hektar Wasserfläche. In Deutschland existieren mehr als 500 Tagebauseen. Bis 2018 wird in Brandenburg und Sachsen das größte künstliche Seengebiet Europas entstehen. In der Gesamtumweltbilanz schneidet die Braunkohle weiter äußerst schlecht ab. Den wesentlichen Teil der Umweltschäden machen nämlich die Emissionen von Feinstaub, Stickstoffdioxid und Kohlendoxid aus. Sie entstehen, wenn Braunkohle zur Stromerzeugung verbrannt wird. Eine Kilowattstunde Strom aus Braunkohle verursacht Umweltschäden von fast 11 Cent/kWh. Bei Erdgas sind es nur 5 Cent/kWh. Solarstrom kommt auf lediglich 1 Cent/kWh und die Windkraft verursacht im Schnitt nur 0,25 Cent/kWh. Das spricht – trotz aller Erfolge bei der Renaturierung – eindeutig für einen schnellen und geordneten Ausstieg aus der Braunkohle.

Eisendüngung bindet nur wenig CO2

Das indisch-deutsche Wissenschaftlerteam vom National Institute of Oceanography (NIO) und vom Alfred-Wegener-Institut ist von seiner Expedition mit dem Forschungsschiff Polarstern zurückgekehrt. Das Kooperationsprojekt Lohafex lieferte neue Einblicke in die Funktionsweise des planktischen Ökosystems. Es dämpfte jedoch die Hoffnungen, bedeutende Mengen Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre langfristig im Südozean binden zu können, um die Erderwärmung abzumildern. Die Wissenschaftler brachten sechs Tonnen gelöstes Eisen in ein 300 Quadratkilometer großes Gebiet ein, das innerhalb eines Meereswirbels von 100 Kilometern Durchmesser lag. Anschließend haben sie in diesem Fleck die Auswirkungen der Eisenzugabe auf das Plankton über 39 Tage kontinuierlich beobachtet. Zusätzlich untersuchten sie die Chemie des Ozeans, insbesondere den Gehalt von CO2 und weiteren klimarelevanten Gasen.

Deutsche Meereswissenschaftler unterstreichen im Vorfeld der Weltklimakonferenz die Bedeutung der Ozeane

Am 29. Oktober 2015 wiesen die Meereswissenschaftler Prof. Dr. Hans-Otto Pörtner und Prof. Dr. Ulf Riebesell im Vorfeld der Weltklimakonferenz beim Klima-Frühstück des Deutschen Klima-Konsortiums (DKK) und des Konsortiums Deutsche Meeresforschung (KDM)daraufhin, dass ambitionierte Klimaziele und Treibhausgasreduktionen nötig seien, um die Zukunft unseres Planeten und des Ozeans zu sichern. „Wir können klar sagen, dass die menschlich verursachte Erwärmung auf deutlich unter 2°C Grad – eher noch 1,5°C Grad – begrenzt werden muss“, erklärte Hans-Otto Pörtner. Die Empfindlichkeit der Korallenriffe erfordert sogar eine noch stärkere Begrenzung, wie Pörtner deutlich machte: „Nach Modellrechnungen können fünfzig Prozent der Korallenriffe erhalten werden, wenn wir den Temperaturanstieg auf etwa 1,2°C Grad begrenzen. Hierbei sind aber zusätzliche Risiken etwa durch Ozeanversauerung noch nicht einbezogen.“ Zu den größten Klimarisiken für die Ozeane zählt die Versauerung: 24 Millionen Tonnen Kohlendioxid (CO2) nimmt der Ozean jeden Tag auf. Er hat bisher etwa ein Drittel des seit Beginn der Industrialisierung freigesetzten CO2 absorbiert und so die Auswirkungen des Klimawandels abgemildert. Durch die CO2-Aufnahme ist der Säuregrad des Ozeans heute im Mittel um 28 Prozent höher als zu vorindustrieller Zeit. Bei ungebremsten CO2-Emissionen wird sich der Säuregehalt bis zum Ende dieses Jahrhunderts mehr als verdoppeln. Je stärker die Ozeane versauern, desto weniger zusätzliches Kohlendioxid können sie aus der Atmosphäre aufnehmen. „Die Geschwindigkeit der prognostizierten Ozeanversauerung ist beispiellos in der Erdgeschichte“, betonte Professor Dr. Ulf Riebesell, Leiter der Forschungseinheit Biologische Ozeanographie am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. „Vor allem kalkbildende Organismen gehören zu den Verlierern der Ozeanversauerung, darunter neben Korallen auch Muscheln, Schnecken, Seeigel und Seesterne sowie viele Kalkbildner im Plankton.“

Bericht: "Schöpfplankton: Wesermündung Teil II: Quantitative Ergebnisse (1967/68)"

Die Ansiedlung neuer Industrien an der Wesermündung gab Anlass zu einer Reihe chemischer und biologischer Untersuchungen, die das Ziel verfolgen, Material über den Zustand des Ästuars vor der Einleitung größerer Abwassermengen bereitzustellen und damit die Grundlagen für künftige Kontrolluntersuchungen zu schaffen. […] Ein erster biologischer Beitrag (MICHAELIS 1971) behandelte die Formen des Schöpfplanktons in taxonomischer und autökologischer Hinsicht. Der hier vorliegende zweite Teil der Untersuchung enthält nun die quantitativen Ergebnisse. Räumliche Verteilung und Zusammensetzung des Planktons werden dargestellt und der jahreszeitliche Gang für die einzelnen halinen Zonen verfolgt. […]

Bericht: "Infosystem Planktonblüten und toxische Algen: erste Ergebnisse (1988)"

In der Zeit von Anfang Juni bis Mitte November 1988 wurde in 2-wöchigem Rhythmus der Küstennahbereich zwischen Ems und Elbe beprobt. Beobachtet wurden dabei die Abundanzen verschiedener Plankton-Organismen, insbesondere der Flagellaten-Gattungen Phaeocystis, Dinophysis und Chrysochromulina sowie die physikalisch-chemischen Parameter Wassertemperatur, Salzgehalt, Chlorophyll, Seston und Nährsalze. From June till November 1988 a plankton investigation was carried out along the coast of Lower Saxony (German Bright). Every two weeks samples were taken at 10 positions between the Ems and the Elbe. The occurrence of bloom forming and toxic plankton organisms, especially Phaeocystis, Chrysochromulina and Dinophysis was examined. Furthermore water temperature, salinity, seston, chlorophyll and nutrients ere measured.

Bericht: "Makrozoobenthos: Niedersächsisches Küstengebiet (1976)"

Die seit etwa 10 Jahren anhaltende industrielle Erschließung des niedersächsischen Küstengebietes, insbesondere der Ästuare von Ems, Jade, Weser und Elbe. ist wegen zunehmender Belastung der Küstengewässer mit industriellen Abfallstoffen Anlass zu ständiger Sorge. [...] Um Verteilung und Verbleib eingeleiteter Schadstoffe und ihre Wirkung auf die Lebensbedingungen des Küstenvorfeldes abschätzen zu können, wurden u.a. Bestandsaufnahmen von Lebensgemeinschaften und ihren ökologischen Bedingungen zu einer dringenden Notwendigkeit. Diese, von der breiten Öffentlichkeit wenig beachteten oder ihr unbekannt gebliebenen Arbeiten haben in den letzten Jahren erheblichen Einblick in die biologisch-ökologischen Gegebenheiten des Küstennahbereiches erbracht und können in ihrer Gesamtheit als Grundlage zur Beurteilung von Veränderungen der Umweltbedingungen dienen. [...] Im niedersächsischen Küstengebiet ist die Zahl der bereits vorhandenen chemischen und biologischen Untersuchungen, auf welche bei vergleichen Arbeiten zurückgegriffen werden kann, nicht unbeträchtlich. Selbst wenn sie ursprünglich unter anderen Fragestellungen und z. T. schon vor längerer Zeit entstanden sind, haben sie im Sinne der hier behandelten Probleme noch ihren aktuellen Wert. Aus diesem Grunde und um das umfangreiche, in Jahrzehnten erarbeitete Grundlagenmaterial besser zugänglich zu machen, werden die den Verfassern, bekannten veröffentlichten und unveröffentlichten Arbeiten hier zusammengestellt (bis Ende 1975). [...] Zur besseren Veranschaulichung wurden die von den einzelnen Untersuchungen des Küstennahbereichs erfassten Gebiete in Karten eingezeichnet für diesen Zweck in folgende thematische Gruppen gegliedert (Blatt 1: Chemische Untersuchungen des Wassers und des Bodens, Blatt 2: Phytoplankton (einzelliges pflanzliches Plankton) und Zooplankton (ein- und mehrzelliges tierisches Plankton), Blatt, 3: Bodenlebende Mikroflora (vorwiegend Diatomeen und aquatische PiIze) und Makroflora (makroskopische Algen, Seegräser, Pionierpflanzen). Bakterien und pathogene Keime in Wasser und Sediment, Blatt 4: Bodenlebende Mikro- und Meiofauna; verschiedene Gruppen einzelliger und mehrzelliger Tiere, Blatt 5: Malkrofauna des Bodens, Blatt 6: Aufwuchs künstlicher Hartböden. Die Karten zeigen die räumlichen Schwerpunkte der bisherigen Untersuchungen und geben gleichzeitig Auskunft über räumlich noch bestehende Lücken. Jedes Untersuchungsgebiet ist mit einem Hinweis auf den Verfasser und das Jahr der Veröffentlichung bzw. der Abschließung eines unveröffentlichten Berichts versehen. [...] Die Übersicht macht deutlich, dass sich die bisherigen Aktivitäten am stärksten auf die Ästuare konzentriert haben. In thematischer Hinsicht nehmen die Bearbeitungen der makroskopischen Bodenfauna den größten Anteil ein und hiervon wiederum entfällt der überwiegende; Teil auf Untersuchungen im Gezeitenbereich des Wattenmeeres. Als schwerwiegendste Lücke sind wohl die mangelnden Daten, und Kenntnisse über Bodenchemie, Bodenbakteriologie, Plankton sowie Mikro- und Meiofauna den Bodens zu bewerten. Diese Zusammenstellung von biologischen und chemischen Untersuchungen desniedersächsischen Küstenbereichs darf daher nicht darüber hinwegtäuschen, dass trotz reichhaltigenGrundlagenmaterials und erheblicher Fortschritte eine vollständige Übersicht der litoralen Ökosysteme noch nicht vorhanden und insbesondere das Verständnis ihrer Stoffhaushalte noch lückenhaft ist.

Fließgewässer Biologische Qualitätskomponenten Phytoplankton Bewertung ökologischer Zustand

Zur Bewertung des ökologischen Zustands mit der biologischen Qualitätskomponente Phytoplankton steht das Online Tool PhytoFluss 5.1.x zur Verfügung. Das multimetrische Bewertungsverfahren basiert auf zwei biologischen Kenngrößen oder Metriks: 1. "Biomasse": Dieser Metrik bewertet gewässertypspezifisch die Biomasseentwicklung oder Trophie mit den Kenngrößen Chlorophyll a-Saisonmittel und Chlorophyll a-Maximum. Hier kann sowohl das Chlorophyll a nach DIN oder das Chlorophyll a unkorrigiert (ohne Phaeophytin-Abzug, "Gesamtpigment") verwendet werden. 2. Arten-Trophieindex "TIP": Dieser Metrik bewertet regionsspezifisch gemäß den PhytoFluss-Regionen Mittelgebirge, Tiefland, Donaugebiet die taxonomische Zusammensetzung des Phytoplanktons mittels Trophieindikatoren. Berechnung des Gesamtindex PhytoFluss: Die beiden Einzelmetriks gehen mit gewässertypspezifischen Gewichtungsfaktoren in die Mittelwertberechnung des Gesamtindex ein. Die Algenklassen-Metriks "Pennales" (pennate Diatomeen), "Chloro" (Chlorophyceae) und "Cyano" (Cyanobacteria), sind nicht mehr bewertungsrelevant . Sie werden im Tool dennoch noch als Indices errechnet und zur Information und Experteneinschätzung ausgegeben. Für die Berechnung werden die Algenklassen nach der "alten" Harmonisierten Taxaliste Phytoplankton verwendet. Durch eine veränderte Systematik, welche in der HTL 2020 berücksichtigt wurde, ergaben sich zahlreiche Änderungen in der Algenklassenzuordnung. Würden diese berücksichtigt, müsste der Algenklassen-Metrik neu kalibriert werden. Dieser Aufwand wurde vermieden, zumal der Metrik nicht mehr bewertungsrelevant ist. Teilmetriks Chlorophyll a-Saisonmittel Chlorophyll a-Maximum Es können sowohl Chlorophyll a nach DIN (mit Phaeophytinabzug) als auch das "Gesamtpigment" (Chlorophyll a unkorrigiert, d. h. ohne Phaeophytinabzug) zur Bewertung verwendet werden. Vorrangig wird Chlorophyll a nach DIN zur Bewertung herangezogen. Falls nur Gesamtpigment vorliegt, geht dieses in die Bewertung ein. Das Ergebnis "Metrik Biomasse" ist der Mittelwert aus den beiden Chlorophyll a-Teilmetriks. Berechnung des Saisonmittelwerts von Chlorophyll a nach DIN /Gesamtpigment Die Messwerte der Einzeltermine aus dem Zeitraum März bis Oktober werden wie folgt verrechnet: Ermittlung eines bewertungsrelevanten Maximalwerts von Chlorophyll a nach DIN oder Gesamtpigment Der Maximalwert wird wie folgt bestimmt Klassengrenzen und Bewertungsformeln für die Kenngrößen des Chlorophyll a nach DIN oder des Gesamtpigment Anhand der Kenngrößen Saisonmittelwert und Maximalwert des Chlorophyll a nach DIN oder des Gesamtpigments können anhand der Formeln in der Tabelle 3 die Bewertungszahlen oder Teilmetrik-Ergebnisse errechnet werden. Diese liegen meist zwischen 0,5 und 5,5. Ist dies nicht der Fall werden Indexwerte kleiner als 0,5 auf 0,5 und Werte größer als 5,5 auf 5,5 gesetzt. Tab. 3: Zustandsklassengrenzen und Formeln für die Bewertung mit den Kenngrößen Saisonmittel- und Maximalwert von Chlorophyll a-nach DIN und Gesamtpigment. Alle Klassengrenzen in [µg/l]. Phytoplankton-Typ Zustandsklassengrenze Bewertungsformel y = Bewertungszahl x = Kenngröße [µg/L] sehr gut/ gut gut/ mäßig mäßig/ unbefried. unbefried./ schlecht Kenngröße Saisonmittelwert Chlorophyll a DIN 10.1 20.1 7,9 13,5 23,2 39,8 y = 1,8527 * ln( x ) – 2,322 9.2 15.1+17.1 15.2+17.2 15,6 25,7 42,7 70,3 y = 1,9907 * ln( x ) – 3,97 10.2 20.2 23 23,4 40,6 70,2 122 y = 1,8168 * ln( x ) - 4,227 Kenngröße Maximalwert Chlorophyll a DIN 10.1 20.1 15,8 27,0 46,4 79,6 y = 1,8527 * ln( x ) – 3,68 9.2 15.1+17.1 15.2+17.2 31,2 51,5 85,4 140,6 y = 1,9907 * ln( x ) – 5,35 10.2 20.2 23 46,8 81,1 140,4 244 y = 1,8168 * ln( x ) – 5,487 Kenngröße Saisonmittelwert Gesamtpigment 10.1 20.1 10,1 17,5 30 51 y = 1,8527 * ln( x ) – 2,7981 9.2 15.1+17.1 15.2+17.2 20 33 55 90 y = 1,9907 * ln( x ) – 4,4749 10.2 20.2 23 30 52 90 155 y = 1,8168 * ln( x ) – 5,9372 Kenngröße Maximalwert Gesamtpigment 10.1 20.1 20 35 60 102 y = 1,8527 * ln( x ) – 4,0681 9.2 15.1+17.1 15.2+17.2 40 66 110 180 y = 1,9907 * ln( x ) – 5,8449 10.2 20.2 23 60 104 180 310 y = 1,8168 * ln( x ) – 4,6772 Im "Typspezifischen Indexwert Potamoplankton" (TIP) wird nach den PhytoFluss-Regionen Tiefland, Mittelgebirge und Donaugebiet unterschieden. Für jede PhytoFluss-Region gibt es eine eigene Indikatorliste (s. Tab. 2). Die Zuordnung der PhytoFluss-Region zu den Phytoplankton-Fließgewässertypen wird in "Qualitätskomponentenspezifische Typologie" erläutert. Die Kalibration des TIP erfolgte im Wesentlichen entlang der Stressorgröße Gesamtphosphor im Saisonmittel. Die Indikatorlisten enthalten für jedes gefundene Indikatortaxon einen Stenökiefaktor und einen Trophie-Ankerwert (TAW), welcher als "Trophie-Optimum" zu verstehen ist. In einigen Fällen umfasst ein Indikatortaxon mehrere Arten oder Varietäten und somit auch mehrere IDs der Harmonisierten Taxaliste Phytoplankton. Insbesondere in der Tieflandliste wurden auf Wunsch des LAWA-Expertenkreises Fließgewässer einige Indikatortaxa aus dem alten TIP (Version 2.2) übernommen. Diese sind ausnahmslos Gattungen, z. B. Cryptomonas oder noch größer gefasste Taxongruppen wie z. B. die Euglena-Lepocinclis -Gruppe. Aus diesem Grund ist einerseits in allen PhytoFluss-Regionen die Anzahl der HTL-Taxa immer höher als die Anzahl der Indikatortaxa (s. Tabelle 4). In der Tieflandliste werden durch die "Gattungs-Indikatortaxa" nochmal mehr HTL-Taxa eingeschlossen, so dass die Anzahl an HTL-Taxa mit 429 deutlich höher ist als in den übrigen Listen. Tab. 4: Anzahl der Indikatortaxa in den drei Indikatorlisten zur Berechnung des TIP (ohne Synonyme). HTL = Harmonisierte Taxaliste Phytoplankton, ID =Taxoncode in der HTL. -Region PhytoFluss-Region Anzahl Indikatortaxa Anzahl HTL-Taxa (ID) mit Trophie-Optima Donaugebiet (Donau) Donau und ggf. ihre Zuflüsse 94 187 Mittelgebirge (M) Gewässersysteme mit Mittelgebirgscharakter 114 248 Tiefland (T) Gewässersysteme mit Tieflandcharakter 124 429 Die drei Eingangsgrößen zur Berechnung des TIP sind: 1. Biovolumen [mm 3 /l] des Indikatortaxons je Probe bzw. dessen Biovolumenklasse nach Tab. 5. Die "Biovolumenklasse" wird in den Bewertungs-Tools teils als "Abundanzklasse" geführt. Tab. 5: Zuordnung der Taxonbiovolumina pro Probe zu den Biovolumenklassen für die Berechnung des TIP. Biovolumen [mm³/l] Biovolumenklasse Biovolumen [mm³/l] Biovolumenklasse ≤ 0,0001 1 > 0,1-1 5 > 0,0001-0,001 2 > 1-10 6 > 0,001-0,01 3 > 10 7 > 0,01-0,1 4 2. Trophieankerwert (TAW) oder Trophiewert des Indikatortaxons, angegeben im Sinne eines "Trophie-Optimums" in der Einheit der Gesamtphosphorwerte [µg/l]. 3. Stenökiefaktor , drückt die Treue des Taxons zum Trophieschwerpunkt oder Trophieankerwert aus und nimmt Werte zwischen 0,5 und 4 an. Berechnung des TIP GesP mit gewichteter Mittelwertbildung auf Basis von Probenbefunden Da der TAW in der Einheit der Gesamtphosphorkonzentration (GesP) [µg/l] gewichtet gemittelt wird, entsteht bei der Berechnung ebenso ein Wert in der Dimension GesP-Wert [µg/l]. Dieses Zwischenergebnis wird deshalb als TIP GesP bezeichnet und wie folgt berechnet: i = Laufindex des i-ten Indikatortaxons Der TIP GesP stellt in dieser Form noch keine Bewertungsgröße dar. Bewertung des Jahrgangs mit dem TIP Aus den TIP GesP -Probenwerten wird ein Saisonmittel errechnet. Dieses ist immer noch in der Gesamtphosphor-Einheit [µg/l]. Die Bewertung erfolgt anhand der in Mischke & Riedmüller (2013) aufgestellten Zustandsklassengrenzen in planktondominierten Fließgewässern (Tab. 9). Berechnung: Die Gesamtphosphor-Grenzen der Zustandsklassen gelten für die PhytoFluss-Regionen Donau, Mittelgebirge und Tiefland gleichermaßen (Tabelle 2). Tab. 6: Zustandsklassen-Obergrenzen des Gesamtphosphors in den Phytoplankton-Fließgewässertypen und Grundlage der Verankerung des TIP GesP in den ökologischen Zustandsklassen. Ökologische Zustandsklasse sehr gut gut mäßig unbefriedigend schlecht Klassenobergrenze Gesamtphosphor (GesP) [µg/l] 54 90 150 250 >250 Formeln für die Berechnung der Bewertungszahl TIP → Bei TIPGesP-Jahreswerten < 54 µg/L (bis 53,99 µg/L; lineare Anpassung): Bewertungszahl = 0,0185 x Jahreswert TIPGesP + 0,5 → Bei TIPGesP-Jahreswerten ≥ 54 µg/L (ab 54,00 µg/L; LN-Anpassung): Bewertungszahl = 1,9576 x ln(Jahreswert TIPGesP) - 6,3089 Weitere Erläuterungen zum TIP Für eine gesicherte Bewertung mit dem TIP müssen im Jahresmittel (Mittelwert der in den Proben gefundenen Indikatortaxazahlen) mindestens 4,0 Indikatortaxa gefunden werden. Bei einer geringeren Anzahl wird der TIP als nicht gesichert angesehen und die Bewertung mit dem TIP sowie die Gesamtbewertung sind ungültig. Im Auswertetool wird dann keine Bewertung des TIP und des Gesamtindex PhytoFluss ausgegeben. Um trotzdem eine gültige Bewertung zu erhalten, ist es nötig das Bestimmungsniveau z. B. durch eine Diatomeenanalyse zu vertiefen, wodurch weitere Indikatortaxa ermittelt werden. Danach muss eine erneute Bewertungsberechnung mit der erweiterten Befundeliste durchgeführt werden. Da in den meisten planktonführenden Flüssen die centrischen Diatomeen im Plankton dominieren, ist eine tiefer gehende Diatomeenanalyse in der Regel sinnvoll. In den Mittelgebirgen und im Donaugebiet wird die Phytoplanktonbiomasse oft durch erhöhte Abflüsse und damit einhergehend verringerte Verweilzeiten vermindert, sodass der Biomasse-Metrik weniger sensitiv auf das Trophiepotenzial reagieren kann. Aus diesem Grund stützt sich die Bewertung dort vermehrt auf die Trophieindikation mit Indikatorarten und der TIP besitzt eine höhere Metrik-Gewichtung. Hier wird ebenfalls empfohlen, eine Analyse von Diatomeen-Präparaten vorzusehen. Die beiden Metriks "Biomasse" und "TIP" gehen in die Mittelwertbildung für den Gesamtindex PhytoFluss mit Gewichtungsfaktoren ein (Tab. 7). Diese sind spezifisch für die Phytoplankton-Fließgewässertypen und wurden unter Berücksichtigung der Bewertungssicherheit der Metriks abgeleitet. Tab. 7: Gewichtungsfaktoren der Einzelmetriks zur Berechnung des PhytoFluss Gesamtindex. Phytoplankton-Typ Gewichtungsfaktor Metrik Biomasse Gewichtungsfaktor Metrik TIP Stand 10.1 20.1 1 3 17.05.2016 9.2 15.1+17.1 15.2+17.2 1 1 17.05.2016 10.2 20.2 23 2 1 17.05.2016 Die Berechnung des Gesamtindex PhytoFluss erfolgt nach der Formel GF 1 = Gewichtungsfaktor Biomasse, GF 2 = Gewichtungsfaktor TIP Biomasse = Bewertungszahl Biomasse-Metrik TIP = Bewertungszahl TIP-Metrik Der Gesamtindex PhytoFluss sowie die Ergebnisse der Teilmetriks können anhand der Tab. 8 den ökologischen Zustandsklassen zugeordnet werden. Tab. 8: Zuordnung Gesamtindex Bereiche zu den ökologischen Zustandsklassen. Wertebereich der Teilmetriks und des Gesamtindex PhytoFluss Ökologische Zustandsklasse 0,50 – 1,50 1 = sehr gut 1,51 – 2,50 2 = gut 2,51 – 3,50 3 = mäßig 3,51 – 4,50 4 = unbefriedigend 4,51 – 5,50 5 = schlecht

Seen Biologische Qualitätskomponenten Phytoplankton Probennahme und Aufbereitung

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.

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