In den bereitgestellten Gewässergütekarten wird die Wasserbeschaffenheit der Berliner Fließgewässer anhand ausgewählter chemisch-physikalischer Parameter als Bänderkarte für jeweils eine Kenngröße dargestellt und die Entwicklung für den Zeitraum 1991 bis 2001 dokumentiert. Folgende Kenngrößen werden verbal beschrieben und bewertet sowie in Karten dargestellt: Temperatur, Sauerstoffgehalt, TOC, Ammonium-N, Nitrit-N, Nitrat-N, Chlorid, Sulfat, AOX. Phosphor ist ein wichtiger Steuerungsfaktor der Eutrophierung und wird deshalb im Abschnitt Biologische Gewässergüte in speziellen Trophiekarten bewertet. Zur kartographischen Darstellung von chemisch/physikalischen Umweltzustandsdaten wurde das von der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) in Anlehnung an die Biologische Gewässergüteklassifikation konzipierte 7-stufige Klassifikationsschema für Wasserinhaltsstoffe verwendet (LAWA, 1998). Zielstellung des deutschen Gewässerschutzes ist die Güteklasse II. Die gemessenen Stoffkonzentrationen werden anhand der Spannbreiten einer Güteklasse zugeordnet und farblich abgestuft dargestellt. In der Regel wird für die Einstufung das 90-Perzentil einer Jahresreihe eines Probenahmenpunktes verwendet. Für den Sauerstoffgehalt wird das 10-Perzentil zu Grunde gelegt; für die Wassertemperatur das Maximum, um kritische Gewässersituationen darstellen zu können. Die Güteanforderungen leiten sich aus den Anforderungen zum Schutz und Erhalt der jeweils empfindlichsten biologischen Stufe im Ökosystem (aquatische Lebensgemeinschaften) ab, oder sie berücksichtigen den Schutz der Trinkwasserversorgung und den Grundwasserschutz. Karten und weitere Erläuterungstexte sind im Umweltatlas Berlin vorhanden. Gewässergüte (Chemie) – Inhalt Gewässergüte (Chemie) – Karten
Das Landesgrundwassermessnetz besteht aus insgesamt 3400 Messstellen und dient der berlinweiten Überwachung des Grundwassers. In den Grundwassermessstellen wird der Grundwasserstand aufgezeichnet, aber es werden auch Grundwasserbeschaffenheitsdaten gewonnen und die Temperatur des Untergrunds gemessen. An rund 1.000 Grundwassermessstellen wird mit Datenloggern täglich der Grundwasserstand gemessen und aufgezeichnet. Die Ermittlung der Grundwasserstände erlauben zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Aussagen zur aktuellen Grundwassersituation und der langjährigen Veränderung der Wasserstände. Sie bilden damit die fachliche Datenbasis zur Beantwortung wasserwirtschaftlich relevanter Fragestellungen (wie z.B. dem Niedrigwasserbericht) und die Planung von Maßnahmen zur langfristigen Sicherung der Trinkwasserversorgung ( Masterplan Wasser ). Ebenso wird aus den Messwerten der aktuelle und der höchste zu erwartende Grundwasserstand ( zeHGW ) ermittelt und steht somit der Bauwirtschaft als Planungsgrundlage zur Verfügung. Zur Untersuchung der Grundwasserbeschaffenheit erfolgt an den Grundwassermessstellen zweimal im Jahr eine Grundwasserprobennahme. Dabei werden nicht nur natürliche Wasserinhaltsstoffe wie Chlorid oder Natrium bestimmt, sondern auch anthropogene Eintragsstoffe, wie zum Beispiel Pflanzenschutzmittel. Seit 1978 wird in Berlin auch die Temperatur in zahlreichen Grundwassermessstellen in Form von Temperaturtiefenprofilen erfasst. Die Temperaturdaten werden in den Kartenwerken der Grundwassertemperatur räumlich ausgewertet und dienen als Genehmigungsgrundlage für grundwassertemperaturverändernde Maßnahmen wie z.B. Erdwärmeanlagen. Die Messwerte aus den aktiven Grundwassermessstellen des Grundwasserstands- und Grundwassergütemessnetzes werden auf den Seiten des Wasserportals veröffentlicht und stehen frei zugänglich zur Verfügung. Eine interpolierte Darstellung der Messwerte ist in Form von Karten im Umweltatlas in den jeweiligen Themenbereichen zu finden. Im Geologischen Auskunftsportal sind relevante Informationen zur Geologie, dem Baugrund und den Grundwasserständen der Berliner Landesgeologie adressgenau abrufbar. Eine hinreichende Messstellendichte ist für ein grundlegendes Systemverständnis der hydrogeologischen Verhältnisse notwendig. Daten aus dem Berliner Landesgrundwassermessnetz werden daher im Bereich der Wasserschutzgebiete um Informationen und Daten aus Grundwassermessstellen der Berliner Wasserbetriebe ergänzt. Im Stadtzentrum, wo viele Eingriffe in das Grundwasser durch Bautätigkeiten, Regulierungsmaßnahmen etc. stattfinden, ist das Landesmessnetz dichter als in den Randgebieten. Das Grundwassermessnetz erfasst alle fünf in Berlin vorkommenden Grundwasserleiter (GWL), die sich in unterschiedlichen Tiefen befinden (siehe Bereich Grundwasser und die Publikation zur hydrogeologischen Gliederung Berlins ). Im GWL 1.3 und GWL 2, der auch Hauptgrundwasserleiter genannt wird, da hieraus die öffentliche Wasserversorgung Berlins erfolgt, ist ein Großteil der Messstellen verfiltert (ca. 800 Stück). Der Grundwasserstand im oberflächennahen „Panketal-Grundwasserleiter“ wird durch ca. 70 Grundwassermessstellen überwacht. Aus den Werten der Grundwassermessstellen dieser beider Grundwasserleiter wird die jährlich erscheinende Grundwassergleichenkarte von Berlin erzeugt. In den tieferen Grundwasserleitern (GWL 3, GWL 4 und GWL 5, der bereits zum Salzwasserstockwerk gehört) befinden sich insgesamt ca. 155 Messstellen. Die ersten Grundwasserstandsaufzeichnungen gehen auf das Jahr 1870 zurück. Damals hatte man im heutigen Kernbereich von Berlin-Mitte 29 Messstellen errichtet, die bis heute nahezu lückenlos gemessen werden. Als Beispiel für eine besonders langjährige Ganglinie dient die Messreihe der Grundwassermessstelle 5140 (siehe Abb. unten) Die Lage aller öffentlich zugänglichen Grundwassermessstellen, die sich im Eigentum der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt sowie der Berliner Wasserbetriebe befinden, ist bei Baumaßnahmen zu berücksichtigen. Ihre Standorte sind in der Karte zu den Grundwassermessstellen im Geoportal Berlin zu finden.
Die Verleihung des 9. Preises der Umweltallianz stand in diesem Jahr unter dem Motto „25 Jahre Umweltallianz – Innovative Umweltideen aus Sachsen- Anhalt“. Er wurde in den Kategorien „Produkte und Technologien“ und „Konzepte und Projekte“ vergeben. Außerdem wurde erneut der „Sonderpreis der Umweltallianz“ verliehen, der ausschließlich Mitgliedern vorbehalten ist. Insgesamt hat die Umweltallianz Sachsen-Anhalt Preisgelder in Höhe von 24.000 Euro ausgelobt. Eine fünfköpfige Jury hatte in einem ersten Bewertungsschritt aus allen Bewerbern zunächst neun Finalisten ausgewählt. Diese konnten sich im September persönlich der Jury präsentieren und erhielten ein professionell produziertes Video für die eigene Öffentlichkeitsarbeit. Die Preisverleihung fand am 13.11.2024 im Palais am Fürstenwall der Staatskanzlei Sachsen-Anhalt statt. Vorsitz: Prof. Dr.-Ing. Daniela Thrän Leiterin Department Bioenergie am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ, in Kooperation mit dem Deutschen Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH – DBFZ Mitglieder: Gesa Kupferschmidt Abteilungsleiterin Technischer Umweltschutz, Bodenschutz, Klimaschutz am Ministerium für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt des Landes Sachsen-Anhalt Klaus Olbricht Präsident der Industrie- und Handelskammer Magdeburg Fabian Hoppe Geschäftsführer Kommunikation, Bildung und Nachhaltigkeit, Pressesprecher beim Verband der Chemischen Industrie e.V., Landesverband Nordost (VCI Nordost) Robert Gruhne Reporter Landesredaktion Magdeburger Volksstimme bei Volksstimme Investigation GmbH Preisträger: Inflotec GmbH aus Magdeburg Preisgeld: 8000 Euro Würdigung für: Energieeffiziente und ressourcenschonende Wasseraufbereitung Die Inflotec GmbH hat eine innovative, ressourcenschonende und energieeffiziente Technologie entwickelt, mit der sich autark überall jegliches Wasser zu Trink- oder Brauchwasser aufbereiten lässt (Kreislaufsystem). Im Vergleich zu herkömmlichen Umkehrosmose-Aufbereitungssystemen wird nur ein Fünftel an Energie benötigt. Durch die Rückspül- und Selbstreinigungsfunktion der Anlagen müssen zudem keine Filter gewechselt werden. Die modularen, autonomen und mobilen Systeme können praktisch überall eingesetzt werden. Die Innovation hierbei ist die Entwicklung eines einzigartigen neuen Membranprozesses zur ressourceneffizienten Wasseraufbereitung. Eine herkömmliche Keramikmembran (Ultrafiltration) wird durch Post-Modifikation mit Polyelektrolyten zu einer Nanofiltrationsmembran mit einzigartigen Trenn- und Materialeigenschaften. Das System ermöglicht in einem Aufbereitungsschritt die sichere Reinigung selbst von schwer behandelbaren Wasserressourcen (z. B. kontaminierten Abwässern). Neben Partikeln (Mikroplastik, Medikamentenrückstände, Schwermetalle, Uran, Arsen, PFAS etc.), Bakterien und Viren können auch gelöste Wasserinhaltsstoffe (Organik, Salze) sowie Öle und Fette zurückgehalten werden. Finalist: IPT-Pergande Gesellschaft für innovative Particle Technology mbH Würdigung für: Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks in der Wirbelschichtgranulation durch Nutzung von Abwärme IPT-Pergande betreibt am Standort Weißandt-Gölzau mehrere Produktionsanlagen zur Herstellung von Produkten für die chemische Industrie. Eine Schlüsseltechnologie ist hierbei die Wirbelschicht-Granulation. Bei diesem Prozess wird eine wässrige Suspension mit einem erwärmten Prozessgas getrocknet und dabei granuliert. Die signifikante Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks des Gesamtverfahrens wurde durch die Nutzung der Abwärme von Kompressoren für die Erzeugung von Druckluft erreicht, indem das Prozessgas vorgewärmt wird, wodurch sich eine Reduzierung des Heizdampfes ergibt. Der reduzierte Dampfbedarf führt wiederum zu einer Verringerung des Erdgasverbrauches. Die resultierende CO 2 -Einsparung pro Jahr liegt bei 400 bis 500 t. Finalist: POLICYCLE Deutschland GmbH Würdigung für: Energieeffizientes Recycling für echte Härtefälle | Kleberbeschichtete Altfolien werden erstmals wieder zu Folie Kleberbeschichtete Schutzfolien, die fast in jeder Industrie Anwendung finden, sind heute nicht recyclingfähig. Auf Grund ihrer Beschichtung werden sie bis dato thermisch verwertet. Beim Recycling führen sie zu einem Verblocken und Verkleben der Anlagen oder der späteren Folie auf Grund von Klebermigration. Gleichzeitig ist die Folienindustrie dazu angehalten, die Verfügbarkeit von Rezyklaten am Markt zu steigern und Kreisläufe zu etablieren. Daher war das Ziel der Entwicklung seitens der POLICYCLE Deutschland GmbH bisher nicht recyclebare Folien erstmals zu recyclen, in eine neue Folie zurückzuführen und dabei das energieintensive Recycling wirtschaftlicher und automatisierter zu gestalten. Mit dem so entstandenen Fluff-to-Film-Prozess werden durch Auslassen eines gesamten Prozessschritts gegenüber dem klassischen Recycling bis zu 40 % Energie und die damit verbundenen CO 2 -Emissionen in der Produktion eingespart. Gleichzeitig ist das entstehende Folienendprodukt „Müllsack“ bis zu dreimal dünner, aber ebenso belastbar wie ein vergleichbarer Standardmüllsack. Der mit dem „Blauen Engel“ zertifizierte Müllsack besteht aus mehr als 95 % post-consumer-Rezyklat, 70 % davon machen die kleberbeschichteten Altfolien aus. Durch den hohen Polyethylen-Anteil wäre der Müllsack, je nach vorliegendem Entsorgungssystem, selbst wieder recyclingfähig. Preisträger: GMBU e.V. Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien, Halle Preisgeld: 8000 Euro Würdigung für: Schäumbare Verbundmaterialien auf Pflanzenbasis Die GMBU e. V. bietet innovative Rezepturen für pflanzenbasierte und rezyklierbare Komposite mit natürlichen Füllstoffen an, die sich für den 3D-Druck, den Spritzguss und hydraulisches Pressen eignen. Als Füllstoffe dienen natürliche Reststoffe, wie Hanf- und Hopfenschäben, Kakao- und Kaffeeschalen sowie Kokos- und Papierfasern. Anbauflächen zur Kultivierung werden nicht benötigt, da die Reststoffe prozessgebunden anfallen. Durch die Zugabe der Füllstoffe können 10 % Basispolymer eingespart werden. Dadurch wird eine Reduktion der CO 2 -Emissionen von 60 % im Vergleich zum Einsatz erdölbasierter Kunststoffe erreicht. Die Filamente und Granulate lassen sich wie herkömmliche Compounds verarbeiten und bieten eine holzähnliche Oberfläche. Durch Einarbeitung von zusätzlichem Treibmittel entsteht ein schäumbares Material für den 3D-Druck, welches beispielsweise als Sandwichmaterial im Leichtbau eingesetzt werden kann. Die Expansion des Treibmittels erfolgt während des Druckprozesses und wird über die Düsentemperatur gesteuert. Dadurch kann eine Gewichtsreduzierung von circa 50 % erzielt werden. Finalist: Agrar Burgscheidungen eG, Laucha an der Unstrut Würdigung für: Wasserrecycling für eine integrierte Symbiose der Algenkultivierung im Weinbau: Wi-Sa-We Die Agrar Burgscheidungen eG hat in Kooperation mit der GMBU e. V. – Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien ein Verfahren zur symbiotischen Aufzucht von Mikroalgen für den Weinbau entwickelt. Durch die Bewässerung von Wein mit aufbereitetem Kulturmedium der Mikroalgen wird Wasser recycelt, die Biodiversität gestärkt, das Pflanzenwachstum verbessert und ein resilientes Mikrobiom geschaffen. Der Nährstoffeintrag aus dem Medium spart Kosten für Düngemittel, was die ökonomische Ressourceneffizienz unterstreicht. Das Verfahren ist vielfältig übertragbar und weist enormes ökologisches Potenzial mit ökonomischen Erfolgsaussichten auf. Finalist: Synthos Schkopau GmbH, Schkopau Würdigung für: Synthesekautschuk für verbesserten Reifenabrieb – ein Beitrag zur Mikroplastikreduktion Die Synthos Schkopau GmbH baut als größter Anbieter von Synthesekautschuk in Europa die Palette nachhaltiger Produkte kontinuierlich aus. In den letzten 15 Jahren wurden am Standort Schkopau erfolgreich SSBR-Typen (Solution Styrene Butadiene Rubber) für energieeffiziente Reifen entwickelt und vermarktet. Dem Synthos-Forscherteam ist es gelungen, zusätzlich den Reifenabrieb zu verringern und damit auch die Mikroplastikbildung aus Reifen zu minimieren. In Hochleistungsreifen verwendete Synthesekautschuke müssen umfangreiche Nachhaltigkeitskriterien erfüllen. Für den ökologischen Fußabdruck von Reifen sind umweltverträgliche Zusatzstoffe sowie der Einfluss neuer Synthesekautschuke, z.B. SSBR, relevant. Leistungseigenschaften des Reifens, die mit dem Fahrverhalten und der Sicherheit des Fahrzeugs verbunden sind, müssen mit einem geringen Rollwiderstand und einem niedrigen Abrieb korreliert werden. Während ein hoher Rollwiderstand den Energieverbrauch der Fahrzeuge erhöht, verursacht ein hoher Abrieb die verstärkte Bildung von Mikroplastik. Die neue Technologie verbessert den Abrieb um ca. 8 %, ohne die Leistungseigenschaften negativ zu beeinträchtigen. Preisträger: MOL Katalysatortechnik GmbH, Merseburg Preisgeld: 8000 Euro Würdigung für: Kühlwasserbehandlung in der Kernfusion In technischen Kühlkreisläufen wird das Kühlwasser mittels Kreiselpumpen in eine turbulente Strömung versetzt. Übersteigt die in das Wasser eingetragene Pumpenergie die Stabilisierungsenergie des Wassers, dann bilden sich Wasserdampfbläschen. Bläschen mit einem Durchmesser um 1 Mikrometer sorgen selektiv für saubere Oberflächen auch auf Schweißnähten. Größere Bläschen begünstigen Bakterien und Korrosion bis hin zur Kavitation. Durch Installation spezieller, von der MOL Katalysatortechnik GmbH entwickelter Mineral-Metall-Folien auf der Saugseite der Kreiselpumpen im turbulenten Strömungsbereich wird die Bildungsgeschwindigkeit der Wasserdampfbläschen beschleunigt, so dass anstelle weniger großer gefährlicher Wasserdampfbläschen viele sehr kleine nützliche gebildet werden. Dadurch ist es möglich, Kühlwasser mit hoher technischer und hygienischer Sicherheit und ohne Einsatz von Chemikalien und Bioziden dauerhaft sicher und wirtschaftlich vorteilhaft zu behandeln. Finalist: LEUNA-Harze GmbH, Leuna Würdigung für: Großtechnische Synthese von biobasierten Epoxidharzen aus pflanzlichen Altölen Die bisher zur Verfügung stehende Rohstoffbasis für Epoxidharze ist Erdöl. Im Zuge der Rückwärtsintegration der Produktion der LEUNA-Harze GmbH wurde eine eigene Synthesevariante für den zur Herstellung von Epoxiden notwendigen Rohstoff Epichlorhydrin entwickelt und in einer großtechnischen Anlage mit einer Kapazität von 15.000 t/a realisiert. Dabei wird nicht Propylen, sondern Glycerin, ein Nebenprodukt der Biodieselherstellung, als Rohstoff eingesetzt. Als Startpunkt der Wertschöpfungskette dienen gebrauchte Speisefette und -öle, die über Glycerin und Epichlorhydrin in einem Upcyclingprozess zu biobasierten Epoxidharzen umgesetzt werden. Eine neue Produktlinie mit reduziertem CO 2 -Fußabdruck und garantiertem biobasierten Anteil auf Basis von wiederverwerteten, pflanzlichen Altölen konnte vom Unternehmen erfolgreich auf dem Markt eingeführt werden. Dies ermöglicht einen biobasierten Kohlenstoffanteil von bis zu 42 % bei gleichzeitiger, signifikanter Reduktion des CO 2 -Fußabdrucks der so hergestellten Produkte. Diese finden Anwendung in der Wind-, Bau- und Automobilindustrie. Finalist: SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH, Lutherstadt Wittenberg Würdigung für: ATMOWELL® – Ammoniakreduzierung im Tierstall Ammoniak (NH 3 ) kann bei übermäßiger Freisetzung negative Effekte auf die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier haben. Deutschland hat sich verpflichtet die nationalen NH 3 -Emissionen bis zum Jahr 2030 um 29 % zu senken (im Vergleich zu 2005). Mit ca. einem Drittel stammt ein Großteil der nationalen NH 3 -Emissionen aus Tierställen. Der Einsatz eines Ureaseinhibitors in Rinder- und Schweineställen ist ein innovativer Ansatz, um diese Emissionen deutlich zu mindern. Damit kann u. a. die Versauerung und Eutrophierung von Böden und Ökosystemen, die Verschiebung des Artenspektrums und Bedrohung der Artenvielfalt sowie die Gesundheitsbelastung (Schleimhautirritationen, sekundärer Feinstaub, Atemwegserkrankungen) gemindert werden. ATMOWELL® ist ein von SKW Piesteritz patentierter Ureaseinhibitor, welcher NH 3 -Emissionen in Rinderställen um 58 % reduziert. Die so verbesserte Luftqualität schützt vor negativen Auswirkungen des Ammoniaks auf Umwelt, Klima, sensible Ökosysteme und vor der Versauerung von Böden.
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.
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
Certain persistent and polar substances may pose a hazard to drinking water resources. To foster the knowledge exchange in this field the Working Group Environmental Monitoring of the German Chemical Society (GDCh) Division Environmental Chemistry and Ecotoxicology discussed at their meeting in December 2018 the significance and relevance of persistent, mobile and toxic chemicals (PMT substances) in the environment. Five oral contributions highlighted not only various aspects such as the identification of potential PMT substances based on certain properties and their possible regulation under the European REACH regulation, but also current developments in the analysis of PMT substances and results from environmental monitoring. The data presented prove that many persistent and mobile substances can be detected in surface waters. Once detected, it can be complex and costly to identify sources and reduce inputs, as a case study on 1,4-dioxane in Bavarian surface waters shows. The same applies to the removal of polar substances from raw water for drinking water production. Today, scientific advances in analytical methods make it easier to identify and quantify even very polar substances in water samples. In addition to the targeted analysis of critical chemicals, non-target screening is playing an increasingly important role. This opens up the possibility of detecting substances in water samples that have not previously been investigated in routine monitoring and testing their relevance for humans and the environment. However, the list of potentially occurring PM substances that have not yet been investigated is still very long. Further methodological improvements seem necessary here. In view of the evidence for the presence of PMT substances in the environment (e.g., trifluoroacetic acid and 1,4-dioxane) and the potential risks for drinking water abstraction, it seems important under consideration of the precautionary principle to identify and prioritise relevant REACH-registered substances. The assessment should be based on the intrinsic properties and the emission potential of the compounds. The implementation of a detailed proposal made at European level to regulate PMT and very persistent and very mobile (vPvM) substances in the context of REACH would ensure that chemicals identified as being substances of very high concern according to the PMT and vPvM criteria are subject to authorisation in future. © The Author(s) 2020
The Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) on Board ESA’s ENVISAT provides spectral high resolution image data in the visible-near infrared spectral region (412-900 nm) at a spatial resolution of 300 m. For more details on ENVISAT and MERIS see http://envisat.esa.int/ Spectral high resolution measurements allow to assess different water constituents in optically complex case-2 waters (IOCCG, 2000). The main groups of constituents are Chlorophyll, corresponding to living phytoplankton, suspended minerals or sediments and dissolved organic matter. They are characterised by their specific inherent optical properties, in particular scattering and absorption spectra. The Baltic Sea Water Constituents product was developed in a co-operative effort of DLR (Remote Sensing Technology Institute IMF, German Remote Sensing Data Centre DFD), Brockmann Consult (BC) and Baltic Sea Research Institute (IOW) in the frame of the MAPP project (MERIS Application and Regional Products Projects). The data are processed on a regular (daily) basis using ESA standard Level-1 and -2 data as input and producing regional specific value added Level-3 products. The regular data reception is realised at DFD ground station in Neustrelitz. For more details the reader is referred to http://wdc.dlr.de/sensors/meris/ and http://wdc.dlr.de/sensors/meris/documents/Mapp_ATBD_final_i3r0dez2001.pdf This product provides monthly maps.
Powdered activated carbon (PAC) for organic micro-pollutant (OMP) removal can be applied effectively on wastewater treatment plant (WWTP) effluents by using recirculation schemes, accumulating the PAC in the system. This technique is complex because several factors are unknown: (i) the PAC concentration in the system, (ii) specific and average contact times of PAC particles, and (iii) PAC particle loadings with target compounds/competing water constituents. Thus, performance projections (e.g. in the lab) are very challenging. We sampled large-scale PAC plants with PAC sludge recirculation on eight different WWTPs. The PAC plant-induced OMP removals were notably different, even when considering PAC concentrations in proportion to background organic sum parameters. The variability is likely caused by differing PAC products, varying water composition, differently effective plant/recirculation operation, and variable biodegradation. Plant PAC samples and parts of the PAC plant influent samples were used in laboratory tests, applying multiples (0.5, 1, 2, 4) of the respective large-scale "fresh" PAC doses, and several fixed contact times (0.5, 1, 2, 4, 48 h). The aim was to empirically identify suitable combinations of lab PAC dose (as multiples of the plant PAC dose) and contact time, which represent the PAC plant performances in removing OMPs (for specific OMPs at single locations, and for averages of different OMPs at all locations). E.g., for five well adsorbing, little biodegradable OMPs, plant performances can be projected by using a lab PAC dose of twice the respective full-scale PAC dose and 4 h lab contact time (standard deviation of 13 %-points). © 2018 Elsevier Ltd. All rights reserved.
(v. l. n. r.: Stellvertretender Präsident der LUBW Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg Burkhard Schneider, Staatssekretär beim Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Dr. Andre Baumann, Leiter der Abteilung Qualitätssicherung und Forschungslabor der Bodenseewasserversorgung Dr. Roland Schick, Dr. Thomas Wolf vom Institut für Seenforschung der LUBW Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg) Bild: www.seezeichen-bodensee.de Am 05./06.03.2018 fand in Langenargen die Abschlußkonferenz des Verbundprojektes „SeeZeichen - Tracer-Methoden zur Identifizierung von Grundwasser- und Zuflußeinschichtungen und deren Einfluß auf Wasserqualität und Trinkwassergewinnung am Beispiel des Bodensees“ statt. Das Projekt SeeZeichen ist eines von 15 Verbundprojekten in der BMBF-Fördermaßnahme „Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewässerschutz in Deutschland“ (ReWaM). Unter Koordination des Instituts für Seenforschung haben das Ingenieurbüro Kobus und Partner, die Technische Universität Braunschweig, das Institut für Geosysteme und Bioindikation der Universität Bayreuth und der Zweckverband Bodensee-Wasserversorgung von April 2015 bis März 2018 moderne Forschungsmethoden für den angewandten Gewässerschutz nutzbar gemacht. Anlaß des Projektes waren markante Seebodenstrukturen als Ergebnisse der Bodenseevermessung „Tiefenschärfe“, welche auf Grundwasserquellen im Überlingersee hindeuten. Das Projekt hat sich schwerpunktmäßig mit dem Einfluß von Grundwasser auf den Bodensee beschäftigt. Dazu wurden ein einzugsgebietsbasiertes hydrogeologisches Modell und ein darauf aufbauendes Grundwassermodell für das Einzugsgebiet des Bodensees eingerichtet. Dieses gestattet es erstmalig, räumlich hochauflösende, quantifizierbare Aussagen über Grundwasserzutrittsmengen für den gesamten Bodensee abzuleiten. Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes befaßte sich mit der ganzheitlichen Betrachtung des Systems Hydrogeologie/Grundwasser auf der einen Seite und See auf der anderen Seite. Dazu wurde im Projekt SeeZeichen unter Federführung der Ingenieurgesellschaft Prof. Kobus und Partner ein gekoppeltes Modellsystem geschaffen. Mit diesem Modell können Wasserinhaltsstoffe – z. B. Pflanzenschutzmittel aus landwirtschaftlichen Anbaugebieten - auf ihrem Weg vom Eintragsort, durch den Untergrund und bis in den See hinein verfolgt werden. Für die praktische Anwendung im Gewässerschutz wurde eine „Methodentoolbox Grundwasser“ geschaffen. Diese Toolbox beinhaltet verschiedene Meßgeräte und Konzepte und darauf aufbauende spezifische Auswertemethoden und Vorgehensweisen, mit denen die Suche nach Grundwasserzutritten in Seen erfolgreich für sehr unterschiedliche Seen durchgeführt werden kann. Die Übertragbarkeit der Methoden wurde für den Steißlinger See und den Ammersee gezeigt. Aber auch andere wasserwirtschaftlich relevante Themen und Eintragspfade in Seen wurden in SeeZeichen intensiv betrachtet. So ist bekannt, daß Flußwasserfahnen und die im Flußwasser enthaltenen Wasserinhaltsstoffe wesentliche Beiträge zum Eintrag von anthropogenen Spurenstoffen in Seen leisten. In SeeZeichen wurde eine Methodik entwickelt, um die Transport- und Mischungsprozesse von Wasserinhaltsstoffen detailliert abzubilden, die über verschiedene Eintragswege in Seen gelangen. Die Methodik wird für das Online-Informationssystem BodenseeOnline angepaßt und für den Routinebetrieb implementiert. [Bildnachweis kleines Bild in der Blogübersicht: www.seezeichen-bodensee.de]
Wie das Schwimmbad sauber bleibt Für die Badegäste unsichtbar arbeiten Wasseraufbereitungsanlagen im Verborgenen und sorgen für sauberes und hygienisch einwandfreies Wasser. Wie das funktioniert und was die Badegäste selbst für sauberes Wasser tun können, erklärt unser neuer Ratgeber "Rund um das Badewasser“. Haare und Hautschuppen, Kosmetika und Schweiß – die meisten Verschmutzungen im Beckenwasser stammen von den Badegästen selbst. Jeder Mensch ist von Mikroorganismen besiedelt. So gibt jeder von uns bei jedem Baden rund zwei Milliarden Mikroorganismen (Bakterien und Viren) ab. Davon stammen die meisten von unserer Haut und sind harmlose Bakterien. In Freibädern spielen auch Verunreinigungen aus der Luft eine Rolle. Neben Blättern, Tannen- und Fichtennadeln handelt es sich dabei meist um natürliche Stäube, aber auch um Vogelkot, der Krankheitserreger enthalten kann. Neben den meist harmlosen Mikroorganismen können aber auch solche ins Wasser gelangen, die weniger harmlos sind und sogar Erkrankungen wie Magen-Darm-Erkrankungen, Erkrankungen der Haut, der Augen, des Ohres und der Atemwege hervorrufen können. In Seen oder Flüssen erreichen diese durch die starke Verdünnung meist keine hohen Konzentrationen. Im Schwimmbecken ist das anders, hier ist die Badegastdichte sehr viel höher. Daher müssen Verunreinigungen und Mikroorganismen ständig aus dem Badewasser entfernt werden. Welche Bedingungen hierbei einzuhalten sind und wie ein Bad richtig betrieben wird, regelt die Norm DIN 19643 „Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser“ (siehe Regeln und Normen zur Wasserqualität in Schwimmbädern ). Außerdem wird das Wasser anhand einiger sogenannter Indikatorbakterien oder „Anzeigerbakterien“ überwacht. Die Wasseraufbereitung erfolgt im Kreislauf und für die Badegäste unbemerkt. Das Beckenwasser ist ständig in Bewegung – über die Überlaufrinne ab Beckenrand in die Wasseraufbereitung und zurück in das Schwimmbecken. So wird verunreinigtes Badewasser ständig abtransportiert und gereinigtes frisches Wasser nachgeliefert. Flockung und Filtration Ein Schritt in der Aufbereitung von Schwimmbadwasser ist die Filtration des Wassers. Hierbei werden dem Wasser vor der Filtration Flockungsmittel, z.B. Aluminium oder Eisensalze zugesetzt. Schmutzstoffe (zum Beispiel Kosmetika und Mikroorganismen) verbinden sich mit dem Flockungsmittel zu größeren Flocken, die im Filter zurückgehalten werden können. Auch die sogenannte Ultrafiltration wird zur Abtrennung von geflockten Schmutzstoffen aus dem Schwimmbadwasser eingesetzt. Das aufzubereitende Wasser wird bei diesem Verfahren mit Druck durch poröse Membranen gepresst. Aktivkohle, Ozon, UV-Licht Mit der Flockung und Filtration ist es nicht möglich, gelöste chemische Stoffe wie z. B. Harnstoff, das für den typischen Hallenbadgeruch verantwortliche Trichloramin, aus dem Schwimmbadwasser zu entfernen. Dafür gibt es unterschiedliche andere Möglichkeiten. Zum Beispiel wird das Wasser mit Aktivkohle gereinigt. An der porösen Oberfläche bleiben die gelösten Stoffe haften und werden so aus dem Wasser entfernt. Das Gas Ozon wird vor allem in Therapiebädern ins Badewasser gemischt. Das reaktionsfreudige Gas Ozon zerstört viele Wasserinhaltsstoffen (z. B. Harnstoff). Gleichzeitig werden durch Ozon Mikroorganismen, darunter mögliche Krankheitserreger, im Wasser abgetötet. Da Ozon giftig ist, wird es anschließend in einem Aktivkohlefilter wieder aus dem gereinigtem Badewasser entfernt. Auch die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht (UV-Bestrahlung) wird bei der Entfernung von unerwünschten gelösten Verbindungen aus dem Badewasser eingesetzt. Chlor Kurz bevor das aufbereitete und nun saubere Wasser in das Becken zurückströmt, fügt man ihm Chlor zur Desinfektion zu. Die von den Badegästen ins Beckenwasser eingetragenen Bakterien und Viren, darunter eventuell Krankheitserreger, werden von dem Desinfektionsmittel innerhalb kurzer Zeit an Ort und Stelle im Becken wirksam dezimiert, bevor sie einem anderen Badegast gefährlich werden könnten. Etwas Chlor im Wasser, gewissermaßen als Depot, ist daher zum Schutz vor Ansteckung notwendig. Viele weitere Informationen finden Sie in unserem Ratgeber Rund um das Badewasser .
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