Monitoring der Oberflächengewässer

Dienstag, 25. Juli 2017

Monitoring der Oberflächengewässer

Alle Flüsse, größere Bäche und Seen werden an fast 2.000 Messstellen mindestens einmal pro Monitoring-Zyklus hinsichtlich spezifischer biologischer und chemischer Parameter untersucht. Außerdem wird an rund 50 Überblicksmessstellen die Überwachung besonders intensiv durchgeführt.

Wie werden die Oberflächengewässer untersucht?

Wo und wie oft wird untersucht?

Alle Flüsse, größere Bäche und Seen werden an fast 2.000 Messstellen mindestens einmal pro Monitoring-Zyklus hinsichtlich spezifischer biologischer und chemischer Parameter untersucht.

Außerdem wird an rund 50 Überblicksmessstellen die Überwachung besonders intensiv durchgeführt. Die Überblicksmessstellen liegen am Rhein, an der Weser und der Ems, an den Grenzen zu unseren Nachbarn und überall da, wo besonders viele Informationen über den Gewässerzustand benötigt werden.

Wenn sich an einem Gewässer etwas verändert hat oder verändern soll, wird bei Bedarf ergänzend ein „ermittelndes“ Monitoring durchgeführt, um die Lage vor Ort ganz präzise zu beschreiben, um in Schadensfällen Ursachen und Wirkungen festzustellen und um Maßnahmen zur Verbesserung des Gewässers maßgeschneidert planen zu können. Ein ermittelndes Monitoring ist oft auch dort notwendig, wo im Maßnahmenprogramm aufgrund fehlender Kenntnisse über Belastungsursachen "vertiefende Untersuchungen" vorgesehen sind.

Monitoringmessstellen (graue Punkte) und Überblicksmessstellen (lila Punkte)

Monitoringmessstellen (graue Punkte) und Überblicksmessstellen (lila Punkte)

26.07.2017
Monitoring, Messstellen
Monitoringmessstellen (graue Punkte) und Überblicksmessstellen (lila Punkte). Quelle: ELWAS WEB

Was wird untersucht?

Biologische Untersuchungen

  • Kleinstlebewesen (Makrozoobenthos)
    Auf dem Gewässerboden leben zahlreiche wirbellose Kleinlebewesen, z. B. Köcherfliegen, Eintagsfliegen, kleine Krebstiere, Schnecken oder Libellenlarven. Die Zusammensetzung der Kleinlebewesen lässt insbesondere Rückschlüsse zu auf die Wasserqualität. Diese wird schon seit Mitte des 20. Jahrhunderts anhand der „Saprobie“ bestimmt. Die Saprobie ist ein Maß dafür, wie stark ein Gewässer mit sauerstoffzehrenden Stoffen belastet ist – ein anderes Wort für "Abwasser". Mit der EG-WRRL wurde aber noch ein zweiter Faktor aufgenommen, die "allgemeine Degradation". Diese Kenngröße, die sich ebenfalls aus der Zusammensetzung der Kleinlebewesen ergibt, gibt Hinweise darauf, wie weit der Zustand Gewässerstruktur vom natürlichen Zustand entfernt ist.
  • Fische
    In den nordrhein-westfälischen Gewässern sind mehr als 60 Fischarten „zu Hause“. Dabei finden wir im Rhein von Natur aus andere Fischarten als in den Bächen des Sauerlandes und dort wieder andere als in den Bächen des Münsterlandes. Fische sind in ihrem Lebenszyklus oft auf bestimmte Strukturen angewiesen. So laichen einige Fischarten nur in sauberem Kies ab, andere brauchen dafür Überschwemmungsflächen oder Wasserpflanzen. Zudem bewegen sich Fische über mehr oder weniger lange Strecken im Gewässer. Daher reagieren sie sehr empfindlich auf Querbauwerke, die die Wanderungen einschränken (z. B. Mühlenwehre, Stauwehre, Wasserkraftanlagen). Auch Veränderungen der Gewässereigenschaften z. B. durch den Einbau von Betonschalen, durch Sohl- und Uferverbaue oder durch intensive Gewässerräumung haben schlechten Einfluss auf die Fische. 
    Die Auswertung der bei Befischungen vorgefundenen Fischarten, ihre Häufigkeiten und ihre Altersverteilung ermöglichen daher gute Aussagen über die Gewässerstruktur und die Durchgängigkeit der Gewässer.
  • Wasserpflanzen
    Die im Wasser lebenden Pflanzen haben sehr unterschiedliche Größen. Manche sind mit dem bloßen Auge kaum oder gar nicht erkennbar und schweben im Wasser (sog. Phytoplankton, einzellige Algen) oder haften an Steinen (sog. Phytobenthos, aber auch Kieselalgen). Andere Pflanzen sind fest verwurzelt (sog. Makrophyten) und können zum Teil sehr groß werden – wie z. B. die Armleuchteralge oder der Wasserhahnenfuß. Wasserpflanzen reagieren stark auf Nähr- und Schadstoffe. Außerdem ist ihr Vorkommen abhängig von der Beschaffenheit des Untergrundes (Substrat). In Beton z. B. können Wurzeln nicht Fuß fassen. Wasserpflanzen sind zum einen ein wichtiger Bestandteil der Nahrungskette im Gewässer. Zum anderen bieten größere Pflanzen Schutz für Fischlarven oder andere kleine Gewässerbewohner.
Makrozoobenthos, Makrophyten, Phytoplankton und Fische

Makrozoobenthos, Makrophyten, Phytoplankton und Fische

26.07.2017
biologische Qualitätskomponenten
Makrozoobenthos, Makrophyten, Phytoplankton und Fische. Quelle: Andreas Müller, Ingo Nienhaus, Roswitha Weigmann

Chemische Untersuchungen

  • Allgemeine Kenngrößen
    Unsere Flüsse und Bäche enthalten von Natur aus eine Vielfalt von Mineralien und anderen Stoffen. Diese werden von den Wasserbewohnern in einem gewissen Umfang benötigt. Treten sie jedoch im Übermaß auf, können sie schädlich wirken. Das gilt z. B. für Pflanzennährstoffe wie Nitrat oder Phosphat. Sie werden gebraucht. Wenn aber aus Kläranlagen oder von landwirtschaftlichen Flächen zu hohe Mengen in ein Gewässer gelangen, verändert dies die natürliche Lebensgemeinschaft. Auch Salz gehört zu den Stoffen, die in jedem natürlichen Gewässer enthalten sind. Wird aber salzhaltiges Grubenwasser in die Gewässer geleitet kann dies Tiere und Pflanzen gleichermaßen schädigen. Zu den allgemeinen Kenngrößen gehören außerdem z. B. Temperatur, Sauerstoffgehalt und pH-Wert. Gewässer dürfen weder zu kalt noch zu warm sein. Sie müssen genug Sauerstoff enthalten, damit die Wasserlebewesen atmen können und sie dürfen auch nicht zu sauer sein. Weichen die allgemeinen Kenngrößen, auch "allgemeine physikalisch-chemische Parameter" (ACP) genannt, zu stark von den natürlichen Bedingungen ab, kann der gute ökologische Zustand oft nicht mehr erreicht werden.
  • Schadstoffe
    Hier gilt es zu unterscheiden zwischen Stoffen, die von Natur aus in gewissen Mengen vorkommen und solchen, die von Menschen erfunden wurden und die die Natur daher gar nicht "kennt". Metalle wie Zink oder Kupfer kommen fast überall natürlicherweise im Wasser vor – wir sprechen von sogenannten „Hintergrundkonzentrationen“. Wieviel Metall "natürlich" ist, hängt besonders von den jeweiligen geologischen Gegebenheiten ab. Durch die Einleitung von Regenwasser aus bebauten Gebieten sowie von Straßenabwässern sind ihre Konzentrationen jedoch oft überhöht, was auf Wasserorganismen giftig wirken kann. Andere chemische Stoffe gelangen über das Abwasser, über die Luft und den Regen, aber auch aus der Landwirtschaft in die Gewässer. In Bächen, Flüssen und Seen können sie lebende Organismen beeinflussen. Sie können zudem aufwendige Aufbereitungstechnologien zur Trinkwassergewinnung nötig machen. Nicht zuletzt können sie sich in den Meeren anreichern und diese nachhaltig beeinträchtigen. Im Gewässermonitoring werden die Schadstoffkonzentrationen untersucht und unter verschiedenen Aspekten beurteilt. Dabei kommen anspruchsvolle Analyseverfahren zur Anwendung, die es erlauben, selbst „neue” Stoffe in geringsten Konzentrationen sicher nachzuweisen.

Hydromorphologische Untersuchungen

  • Gewässerstruktur und Durchgängigkeit

    Für die Beurteilung des strukturellen Zustands der Fließgewässer wird seit den 1990er Jahren das Verfahren der Gewässerstrukturkartierung nach landesweit einheitlichen Kriterien angewendet. Im Jahr 2011 wurde die Methode noch weiter verfeinert. Mit diesem Verfahren wurden bis 2013 rund 14.000 km Fließgewässer untersucht. Die hierdurch gewonnenen Daten geben einen aktuellen Überblick darüber, inwieweit die Fließgewässerlebensräume in Nordrhein-Westfalen durch technische Befestigungen, Begradigungen und andere Eingriffe gestört sind. Gleichzeitig wurden landesweit alle Wehre, Verrohrungen und andere Querbauwerke aufgenommen, um ein möglichst vollständiges Bild der Durchgängigkeit der Gewässer zu bekommen. Nicht zuletzt zeigt die Kartierung aber auch, wo noch naturnahe Gewässerstrecken zu finden sind und wo Gewässerstrecken bereits erfolgreich renaturiert wurden.

Was sagen die Ergebnisse aus?

Die Ergebnisse der biologischen Untersuchungen ergeben zusammen mit ausgewählten Daten der chemischen Untersuchungen eine Einstufung des ökologischen Zustands für jeden Wasserkörper. Es ergibt sich eine von fünf "Noten" zwischen "sehr gut" und "schlecht".

Die Ergebnisse der chemischen Untersuchungen liefern die Einstufung des chemischen Zustands. Hier gibt es nur zwei Klassen: Werden Konzentrationsgrenzwerte (sog. Umweltqualitätsnormen, UQN) bestimmter besonders problematischer Schadstoffe überschritten, ist der chemische Zustand "nicht gut". Werden alle UQN dieser "prioritären Stoffe" eingehalten, ist der chemische Zustand "gut". 

Die Ergebnisse der hydromorphologischen Untersuchungen fließen als unterstützende Qualitätskomponente in die Beurteilung des ökologischen Zustands ein. Außerdem geben sie Hinweise auf Bereiche, in denen Renaturierungsmaßnahmen notwendig sind.

Sind bei einem Wasserkörper sowohl der ökologische als auch der chemische Zustand mindestens mit "gut" bewertet, ist das Bewirtschaftungsziel erreicht. Ansonsten müssen im Bewirtschaftungsplan Verbesserungsmaßnahmen vorgesehen werden. Welche Maßnahmen dies sind, können die Expertinnen und Experten der Landesbehörden in den meisten Fällen bereits aus den Monitoring-Ergebnissen ablesen.

Weitergehende Informationen

Detaillierte Grundlageninformationen zum Monitoring der Oberflächengewässer finden Sie in den Monitoring-Leitfäden des Landes

Eine umfassende Übersicht über die biologischen Bewertungsverfahren bietet die Seite www.gewaesser-bewertung.de.

Weitere Erläuterungen z. B. zu den Qualitätskomponenten oder zur Gewässerstruktur finden Sie bei den Bewertungs- und Arbeitsgrundlagen.

 

Beachten Sie bitte, dass die Monitoring-Leitfäden in Vorbereitung auf den dritten Bewirtschaftungsplan überarbeitet werden. Dies wird bis ca. 2018 erfolgen.