Aquatische Ökosysteme in Niederbayern – Degernbach

von Niklas Koskowski – 14. Juni 2019

1 Der Degernbach

Der Degernbach, der durch die gleichnamige Ortschaft fließt, ist ein relativ unscheinbares Bächlein, welches an normalen Tagen nicht allzu viel Wasser führt. Doch sogar an sonnigen Tagen ist in dem Bach immer etwas Wasser vorhanden, aber bei starkem Regen kann sich dieser in einen reißenden Strom verwandeln, welcher dann auch teilweise über die Ufer tritt.  Vor allem im Bereich Degernbach, ist dies des Öfteren zu beobachten (so zuletzt am 06. Januar 2019 ¹). An sich lässt dieser Bach keine starke Verschmutzung durch die in den letzten Jahren stark zugenommene Industrialisierung und Umweltverschmutzung vermuten, da man ab und zu sogar Forellen darin finden kann, welche kaltes und sauberes Wasser als Lebensraum bevorzugen. Auch die Verwendung von Gülle ist in den letzten Jahren sehr gestiegen, sogar bis an den Rand der Gewässer wird gedüngt. Durch Regen gelangt dann diese in die Gewässer und beeinflusst die darin vorhandene Pflanzen- und Tierwelt, was sogar dazu führen kann, dass das Gewässer auf Dauer unbewohnbar wird. Deswegen ist es wichtig, die Gewässer regelmäßig zu überprüfen.

2 Lage des Gewässers sowie der Quellen und Festlegung der Probestellen

Der Degernbach liegt östlich von Pfarrkirchen und fließt entlang der St2109 an den Ortschaften Kühstetten, Kelchham und Oberham vorbei, bis er schließlich in die Rott mündet. Das Gewässer entspringt mehreren, nicht genau festlegbaren Quellen. Zudem mündet nordöstlich von Oberham der Haberbach in den Degernbach, bei Oberham mündet der Krebsgraben hinein. ² Die Messstellen 1 und 2 liegen circa 100 Meter voneinander entfernt. Messstelle 1 liegt vor dem Einfluss des Krebsgrabens und der darauffolgenden Brücke. Messstelle 2 liegt nach der Brücke und der darunter verlaufenden Verrohrung.

1Abb. 1

2Abb. 2

3 Methode bei der Gewässeranalyse und die verwendeten Materialien

3.1 Gewässergüteklassen und das Saprobiensystem

Die Messkriterien, die wir im Rahmen unseres Seminars angewendet haben, finden deutschlandweit Verwendung, um die Gewässergüte von den verschiedensten Fließgewässern, in unserem Fall eines Baches, gleichermaßen und einheitlich bestimmen zu können. Dieses System ist dafür notwendig, dass man eine Übersicht über die in Deutschland vorhandenen Gewässer und deren Qualität hat und somit einschreiten kann, wenn die Qualität nicht mehr dem gewünschten Standard der Klasse zwei, also „gut“ entspricht. Die Gewässergüte wird in fünf Klassen unterteilt    – wobei 1 „sehr gut/nicht belastet“ und 5 „schlecht/übermäßig belastet“ entspricht – die anhand der Untersuchung der Pflanzen- und Tierwelt, der physikalisch-chemischen Parameter und der Hydromorphologie bestimmt wird. Bei unseren Untersuchungen aber werden die Pflanzen nur in der Hydromorphologie eine kleine Rolle spielen. Alles in allem wirkt das Verfahren oftmals relativ einfach, was es aber keinesfalls ist, da die unterschiedlichsten Umstände und vor allem auch die kleinsten Dinge, wie etwa Messungenauigkeiten beachtet werden müssen. So kann man einen Bach in unserer Gegend nicht etwa direkt mit einem Gebirgsbach vergleichen, was aufgrund der unterschiedlichen Bedingungen, die in den jeweiligen Regionen herrschen, wie zum Beispiel die stark kalkhaltigen Böden in der Alpenregion. ³  So besagt allein der Name der hiesigen Alpen, die bayrischen Kalkalpen, dass hier ein besonders hohes Vorkommen an Kalk zu finden ist. Auch bei uns im Rottal kann man nicht jeden Bach mit einem beliebigen anderen in der Region vergleichen, da auch hier viele verschiedene Umweltfaktoren die Messungen unterschiedlich beeinflussen. So zählt es zu unserer Aufgabe die Messungen und die Bewertungsaspekte auf den jeweiligen Bach bezogen unterschiedlich stark werten. Die Hydromorphologie, ein nicht unwichtiges Kriterium bei unserer Arbeit beschreibt im Grunde genommen das Aussehen des Baches und der näheren Umgebung. So kann man schon meist auf den ersten Blick, beziehungsweise auf den ersten Geruchseindruck, den man erhält Rückschlüsse auf ein funktionierendes oder nicht funktionierendes Ökosystem ziehen. Die Untersuchung der im Gewässer vorhandenen Saprobien kann durch den Saprobienindex gestützt werden, welcher auch Auskunft über die Gewässergüte gibt und Rückschlüsse auf die Bedingungen, die die Tiere zum überleben brachen, ziehen lässt. Dieser berechnet sich aus der Anzahl h und der Art der Organismen, da jedem dieser ein bestimmter Zeigerwert s und ein Indikationsgewicht G zugeordnet ist. Bei der Untersuchung der Saprobien werden nur die stenöken Arten beachtet, da diese sehr empfindlich auf Umwelteinflüsse reagieren. Als erster werden die Produkte P1 und P2 gebildet. Diese werden folgendermaßen berechnet:         P1 = h ⋅ s ⋅ G und P2 = h  ⋅ G schließlich wird der Quotient der beiden Werte gebildet:

 Saprobienindex =   P1/P2

³ https://www.lfu.bayern.de/boden/bodentypen/le_15.htm 10.05.19  

Wie bei jeder Messmethode gibt es auch hier Grenzen. So kann diese Methode die Belastung des Gewässers durch etliche Chemikalien oder auch andere Verschmutzungen nicht angeben, weswegen auch die physikalisch-chemische Untersuchung des Gewässers sehr wichtig ist, um anschließend ein gutes Gesamtbild des Gewässers darstellen zu können. Mit dieser Messmethode kann man allerdings nur die aktuellen Werte des Gewässers bestimmen, weswegen man dies immer wieder machen müsste, um eine Genaue Angabe der Werte des Gewässers auf Dauer zu erhalten. Mit den Ergebnissen der Messungen und Untersuchungen, kann man wie vorhin schon genannt ein relativ einheitliches Bild über die Qualität der Gewässer in Deutschland erhalten.

3.2 Gewässeruntersuchung unter verschiedenen Aspekten

3.2.1 Einsammeln der im Gewässer enthaltenen Saprobien

Da wir im Rahmen des Seminars Kleinstlebewesen sammeln, sollte man gut darauf acht geben vorsichtig zu sein und Grundkenntnisse über die im Bach enthaltenen Tiere vorweisen können. Wie schon erwähnt sind die Pflanzen im und am Bach vorerst nicht von Bedeutung. Auch wenn man bisher keine oder nur wenig Kenntnisse über diese Arbeit hat, sollte das Einfangen und Bestimmen der Saprobien nicht allzu schwer sein. Für das Einsammeln und Bestimmen sind folgende Materialen hilfreich und notwendig:

  • Sieb (mit einer geringeren Maschenweite als 1mm)
  • Gummistiefel
  • Becherlupe mit Maßeinheiten am Boden
  • Eventuell Alkohol zum Abtöten der Tiere, bei zu starker Bewegung
  • Schraubglas mit Wasser, um die Saprobien transportieren zu können
  • Ökologische Bewertung von Fließgewässern

Zu finden sind die Lebewesen im Bach an den verschiedensten Stellen, so werden einige bereits beim Umdrehen von (größeren) Steinen im Bachbett gefunden. Auch durch ein vorsichtiges Aufwühlen des Untergrunds lassen sich viele der Kleinstlebewesen finden. Um die Saprobien von den Unterseiten der Steine zu entfernen kann man sie vorsichtig davon entfernen und entweder, um sie sofort zu bestimmen in die Becherlupe geben oder in ein mit Wasser gefülltes Schraubglas zur späteren, genaueren Untersuchung mit dem Binokular. Wenn man schon einige Steine umgedreht hat, wühlt man den Untergrund des Baches vorsichtig auf und versucht dann mit dem Sieb umhertreibende Tiere aufzufangen, oftmals reicht es schon an etwas schnelleren Abschnitten des Baches das Sieb einfach in die Strömung zu halten. Anschließend werden auch die so aufgefangenen Saprobien wieder vorsichtig in eine Becherlupe oder ein mit Wasser gefülltes Schraubglas gegeben. Wenn der Bach etwas tiefer ist und Pflanzen darin enthalten sind kann man auch an diesen entlang mit dem Sieb streichen. Bei der Suche nach den Tieren sollte man sich bestmöglich nicht nur auf eine kleine Stelle sondern einen etwas größeren Bereich konzentrieren, um möglichst viele der Tiere zu erwischen. Nachdem man einige Tiere gefunden hat geht es an die Bestimmung dieser mit dem uns zu Verfügung gestellten Skript, natürlich kann man auch andere Lektüren verwenden, wenn man ein in dem uns gestellten Skript nicht aufgeführtes Tierchen entdeckt, oder auch den genauen Namen erfahren will. Die Vorgehensweise, um die Tiere zu bestimmen ist hierbei wie folgt:

  1. Hat das Tier eine Schale oder ein Gehäuse?
  2. Kann es sich frei bewegen?
  3. Ist der Körper in verschiedene Teile unterteilt?
  4. Wie bewegt es sich fort?
  5. Hat das Tier Beine?
  6. Besitzt der Körper Anhänge?
  7. Hat es drei oder mehr Beinpaare?
  8. Ist der Kopf deutlich sichtbar?
  9. Hat der Körper einen Saugnapf?
  10. Hat es (voll-)entwickelte Flügel?

Die vorher genannte Becherlupe hier einzusetzen ist sinnvoll, da die Tierchen oftmals sehr klein sind und es zum Beispiel sehr schwer ist, die genaue Anzahl der Segmente oder der Anhänge mit bloßem Auge zu erkennen.

3.2.2 Hydromorphologische Untersuchung des Gewässers

Um einen Vorabeindruck über das Gewässer zu erlangen, ist es von Nöten die Hydromorphologische Untersuchung eines Gewässers durchzuführen, wobei auch das Umfeld des Baches betrachtet wird. Durch das uns zur Verfügung gestellte Skript „Ökologische Bewertung von Fließgewässern“ ist dies ein relativ einfaches Verfahren, was aber nicht zu 100% aussagekräftig ist, da man dies durch Subjektive Eindrücke festlegt. Hierbei wird auf folgendes geachtet:

4 Ökolokische Bewertung von Fließgewässern S. 53  

Die Nutzung der Aue beschreibt, wie das Umfeld des Baches genutzt und beeinflusst wird, so ist zu unterscheiden, ob an dem Bach ein Nadel- oder Laubwald steht, wie die Fläche um den Bach landwirtschaftlich genutzt wird, oder ob der Bach durch eine Ortschaft fließt.

Bei der Betrachtung des Gewässerrandstreifens ist es vorab wichtig, dass man darauf achtet, ob überhaupt einer vorhanden ist. Wenn einer vorhanden ist, dann achtet man auf die Nutzung dieser Fläche und wir groß sie ist, wobei ein Wert von 20 Metern sehr wünschenswert ist.

Bei Gewässerverlauf berücksichtigt man, ob und wenn, wie sehr das Gewässer begradigt wurde. Ein naturbelassener Bach ohne menschliche Eingriffe ist hierbei sehr wünschenswert.

Wenn man den Uferbewuchs beachtet, dann ist es wichtig auf die bestenfalls vorhandene Vegetation am Ufer zu achten. Bestenfalls besteht der Uferbewuchs eines Baches aus einem durchgehenden Weiden- oder Erlensaum, welcher eine Breite von mehreren Metern aufweisen sollte. Nicht wünschenswert ist eine teilweise oder vollständige Befestigung des Ufers durch etwa große Steine.

Bei der Uferstruktur wird beschrieben, wie das Ufer beschaffen ist. So unterscheidet man hier zwischen einer durch den Menschen (nicht) beeinflussten Struktur, wobei sich der Bach ausbreiten kann und so auch viele kleine und große Einbuchtungen hat, einer verschieden starken Beeinflussung durch den Menschen und einem total begradigten und befestigten Bach.

Beim Gewässerquerschnitt achtet man auf das Verhältnis zwischen Breite und Tiefe des Baches und somit einer eventuell vorhandenen Eintiefung des gesamten Baches durch den Menschen. Ein Verhältnis von 10 zu 1 oder besser ist das am wünschenswertesten Ergebnis, so ist ein Ergebnis von 2 zu 1 oder weniger das schlechteste, was man erhalten könnte.

Beim Strömungsbild wird auf die unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten des Baches geachtet. Das Spektrum reicht von „unterschiedliche Fließgeschwindigkeiten auf engem Raum“ bis „Strömung kaum erkennbar.

Das Parameter der Tiefenvarianz beschreibt, wie stark die Unterschiede in der tiefe des Baches auf relativ engem Raum sind. Eine sehr große Varianz wäre natürlich das optimalste Ergebnis und keine Varianz das schlechteste.

Auch die verschiedene Beschaffenheit des Untergrundes wird mit der Gewässersohle beachtet. So ist ein sehr abwechslungsreicher Untergrund mit Sand, Kies, Lehm und Totholz das beste Ergebnis und ein monotoner, verschlammter Untergrund das schlechteste.

Der letzte Bewertungspunkt in unserer hydromorphologischen Untersuchung ist der der Durchgängigkeit. Hierbei betrachten wir, ob sich die Tiere im Bach frei bewegen können und nicht durch irgendwelche Eingriffe durch den Menschen, wie etwa durch eine Verrohrung beeinträchtigt sind. Wenn mehrere Hindernisse im Gewässerabschnitt vorhanden sind, beachten wir nur den größten, da dieser den meisten Unterschied ausmacht. Ein natürlicher Bachlauf mit vielen kleinen Wasserfällen und Kaskaden ist sehr wünschenswert, aber nur selten aufzufinden. Eine Verrohrung von über zehn Metern oder etwa eine Stufe mit einer Höhe von mehr als einem Meter ist als schlechtestes Ergebnis zu werten. 5

5 Ökologische Bewertung von Fließgewässern S. 44f.

3.2.3 Vereinfachte Untersuchung des Gewässers

Die vereinfachte Untersuchung unseres Gewässers ist als kleine Vorarbeit zu unsere physikalisch-chemischen Untersuchung zu sehen, da wir hier bereits eine kleine Wasserprobe dem Bach entnehmen und diese in ein Glas geben und vor einen weißen Hintergrund halten, um die Farbe des Wassers besser zu erkennen. Zudem achten wir auch auf den Geruch. Für den Färbtest und Geruchstest verwenden wir als Vergleichsprobe einfaches Trinkwasser. Im nächsten Schritt betrachten wir die Steinoberseiten der im Bach befindlichen Steine. Ist darauf kein Algenrasen zu erkennen, so ist dies mit der Note 1 zu bewerten, sind aber die Steine „flächenhaft von grün-braunem Algenrasen überzogen, so ist dies mit der schlechtesten Note, einer fünf zu bewerten. Zuletzt betrachten wir noch die Steinunterseiten und ob sie eine Verfärbung aufweisen oder nicht. Keine Verfärbung ist natürlich das bestmögliche Ergebnis und eine komplette schwarze Verfärbung das schlechteste. Natürlich werden die Parameter auch noch ausgewertet und diskutiert, woran es liegt, dass die Bewertung schlechter als Bewertungsstufe 2 erfolgt. So wird versucht herauszufinden, welche Belastungen vorliegen könnten. Dies wird aber im Anschluss mit der physikalisch-chemischen Messung noch genauer bestimmt.

3.2.4 Auswahl und Aussage der physikalisch-chemischen Parameter

Die bisher erfolgte Untersuchung des Baches ist nur auf biologischer Ebene erfolgt. Um eine Aussage über die temporäre Belastung des Gewässers zu erhalten, ist die Untersuchung über physikalisch-chemische Parameter notwendig. Hierbei kann man genauer feststellen, um welche Belastung (der bereits vermuteten Belastung bei der vereinfachten Untersuchung) es sich handelt und wie gravierend diese in das Ökosystem eingreift. Die Temperatur ist nahezu das wichtigste Parameter, da sie alle Vorgänge im Wasser beeinflusst, da die Organismen an einen bestimmten Temperaturbereich gewöhnt sind und nur in diesem Leben können. Vor allem wegen der RGT-Regel hat die Temperatur Auswirkung auf die Umsetzung von Stoffen und Abbauvorgängen. Bei erhöhter Temperatur sind auch aufgrund der RGT-Regel die Stoffwechselvorgänge innerhalb der Lebewesen sehr aktiv, wodurch sehr viel Sauerstoff verbraucht wird. So können Faktoren, wie eine fehlende Ufervegetation und die dadurch fehlende Beschattung die Temperatur im Gewässer merklich erhöhen. Der pH-Wert stellt die Konzentration der Oxonium-Ionen dar. Ist ein ausgewogenes Verhältnis von Oxonium- und Hydroxid-Ionen im Wasser vorhanden, so erhält man den neutralen pH-Wert von 7. Sind mehr Hydroxid-Ionen vorhanden, so befinden wir uns im basischen Bereich zwischen 7 und 14. Überwiegen aber die Oxonium-Ionen (H3O+) so befinden wir uns im sauren Milieu von 0 bis 7. Normalerweise liegt der pH-Wert eines Gewässers im Bereich von 6,5 bis 8,5. Wenn es sich um ein sehr kalkhaltiges Gebiet handelt, in dem der Bach liegt, so ist es möglich, dass der pH-Wert im leicht basischen Bereich liegt. Im Gegensatz dazu haben Moorbäche von Natur aus eine höhere Konzentration an Oxonium-Ionen und sind somit im sauren Bereich. Auch durch Eutrophierung und Luftverschmutzung beziehungsweise sauren Regen kann der pH-Wert in den sauren Bereich verschoben werden. Werte unter 4 sind bereits für Fische gefährlich und für kleinere Organismen bereits ab einem Wert unter 5,5, da durch einen so niedrigen pH-Wert die Kalkschalen und Gehäuse von Muscheln, Schnecken und Krebstieren aufgelöst werden. Auch die Giftwirkung von bestimmten Substanzen, wie Nitrit wird dadurch verstärkt. Die Obergrenze liegt bei einem Wert von 10.6

Die elektrische Leitfähigkeit ist ein Maß für den reziproken Wert des elektrischen Widerstandes. Da die Höhe des Wertes temperaturabhängig ist, sollte man gleichzeitig mit einem Messgerät die Temperatur messen. Zwar ist die elektrische Leitfähigkeit einfach zu bestimmen, so gibt sie aber keine Aussagen über die im Wasser enthaltenen Ionen. So kann man diesen Parameter nur bedingt für eine Bewertung des Fließgewässers benutzen. Auch müssen, wie beim pH-Wert die geologischen Bedingungen des Baches beachtet werden, da zum Beispiel in Gebieten mit Carbonatgestein, also bei Kalkbächen ein natürlicher Wert von 900 µS/cm erreicht wird, was hier auf keine Belastung zurückzuführen ist.

6 Ökologische Bewertung von Fließgewässern S.85f.  

Sauerstoff 7 wird, im Gegensatz zu anderen Parametern von sehr vielen unterschiedlichen Prozessen beeinflusst. So kann innerhalb eines Tages der Wert sehr stark schwanken, da Sauerstoff in einem flacheren, strukturierteren Bach stärker aufgenommen wird. Auch durch die Photosynthese der Pflanzen im Bach entsteht Sauerstoff, aber durch im Wasser enthaltene Bakterien kann der Sauerstoffgehalt abnehmen. Bei der Bewertung des Sauerstoffgehalts sollte man deswegen vor allem die täglichen Extremwerte, welche am frühen Morgen und am späten Nachmittag auftreten. Die Sauerstoffsättigung in % des Gewässers sollte umgehend vor Ort gemessen werden, da eine Entnahme des Wassers und eine damit verbundene spätere Messung die Ergebnisse verfälschen würden. So ist der Sauerstoffverbrauch im Gewässer auch abhängig davon, wie stark das es zum Beispiel mit Abwässern und darin enthaltenen Schadstoffen belastet ist, welche die Bakterien unter Sauerstoffverbrauch abbauen müssen. Auch natürliche Rückstände, wie Totholz werden durch die Bakterien abgebaut. Diese Sauerstoffzehrung wird als BSB5 bezeichnet. Der BSB5 ist der biologische Sauerstoffbedarf in fünf Tagen. Gemessen wird dieser in mg/l indem man aus dem Bach eine Probe entnimmt und diese luftdicht verschlossen an einem relativ dunklen Ort, bei konstanter Temperatur  für fünf Tage stehen lässt und danach den Verbrauch misst und diesen Wert mit dem am Tag der Messung gemessenen vergleicht und die Differenz zwischen den Werten festhält.

7 Ökologische Bewertung von Fließgewässern S.87

Ammonium8 ist ein Parameter, welches sogar in unbelasteten Gewässern zu finden ist, da es durch natürliche Prozesse ständig gebildet wird, doch der Hauptgrund für das Auftreten von Ammonium in Gewässern ist der Eintrag von Abwässern und Gülle. Ammonium ist ein Pflanzennährstoff, weshalb bei einer zu hohen Menge an Ammonium im Wasser eine Eutrophierungsgefahr besteht. Gefährlicher aber ist die Entstehung von Ammoniak durch eine steigende Temperatur und einen steigenden pH-Wert, da normalerweise bei neutralem pH-Wert ein ausgeglichenes Verhältnis von Ammonium und Ammoniak im Wasser vorzufinden ist. Da Ammonium durch Mikroorganismen im Wasser über Nitrit zu Nitrat oxidiert wird, kann der Sauerstoffgehalt beeinträchtigt werden. 2NH4+ + 4O2 → 2NO3 + 2H2O + 4H+

Nitrit9 ist ein Zwischenprodukt bei der Umwandlung von Ammonium zu Nitrat. Da es normalerweise gleich weiteroxidiert wird, stellt es kein Problem dar. Wenn aber durch bereits genannte Gründe ein starker Anstieg der Ammonium-Konzentration, der Temperatur und dem pH-Wert besteht, dann steig auch der Gehalt des Nitrits im Wasser kurzfristig an. Nitrit ist besonders gefährlich für Fische, da dieses den roten Blutfarbstoff Hämoglobin zu Methämoglobin oxidiert, wodurch kein Sauerstofftransport im Blut der Fische mehr möglich ist.

2NH4+ + 3O2 → 2NO2 + 2H2O + 4H+

8,9 Ökologische Bewertung von Fließgewässern (im Folgenden ÖBvF genannt) S.88f.

Nitrat 10ist die höchste Oxidationsstufe des Stickstoffkreislaufs im Gewässer und ist daher mengenmäßig am meisten vorhanden. Trotz der großen vorhandenen Mengen ist Nitrat nicht schädlich für Pflanzen, da es als Nährstoff dient, trotzdem trägt es nur wenig zur Eutrophierung eines Gewässers bei, welche größtenteils durch Phosphor verursacht wird. Umgekehrt ist es im Meer, da dort Stickstoff der Minimumsfaktor ist, nicht wie hier Phosphor, und so hohe (Nitrat-)Stickstoffeinträge aus Fließgewässern hier der Grund für die Eutrophierung sind. Die Ursachen für die Belastung eines Gewässers mit Nitrat sind Eintrag aus landwirtschaftlich genutzten Flächen sowie Nitrifikation von Ammonium, oder auch durch Einleitung von Abwässern aus Kläranlagen.

2NO2 + 1O2 → 2NO3

Phosphat11 ist in natürlichen Gewässern nur in geringsten Mengen zu finden, so ist es Minimumsfaktor für das Pflanzenwachstum und Hauptursache für die Eutrophierung von Gewässern. Wenn also nun Nacht ist und viel Phosphat vorhanden ist, dann betreiben die Pflanzen Zellatmung und wachsen sehr stark, wodurch der Sauerstoffverbrauch im Gewässer steigt. Hauptursachen für das erhöhte Vorkommen von Phosphat im Wasser ist ein Eintrag von Abwässern aus Kläranlagen und der darin enthaltenen Fäkalien. Auch die Bodenerosion von landwirtschaftlichen Flächen, Niederschläge und Industrieabwässer sind entscheidende Faktoren für den Phosphatgehalt im Bach.

3.2.5 Ausrüstung und Messung der physikalisch-chemischen Parameter

Nachdem wir nun die zu messenden Werte festgelegt haben, geht es ans Messen mit der dafür benötigten Ausrüstung, was in unserem Falle der Xplorer GLX 12 von Pasco und der Messkoffer Aquanal-plus von Conatex13 ist. Anhand des Messkoffers konnte man die Messwerte über Fällungsreaktionen und Farbvergleich ermitteln, da man allein mit dem Xplorer nicht die chemischen Parameter messen kann. Die Ausrüstung wurde uns freundlicherweise vom Gymnasium Pfarrkirchen im Rahmen unseres Seminars zur Verfügung gestellt.

10 ÖBvF S.89f. 11 ÖBvF S.90 12 Abb. 3

13 Abb. 4

4 Ergebnisse der Gewässergüteanalyse

4.1 Hydromorphologische Ergebnisse

Die Bewertung der Hydromorphologie liefert beim Degernbach folgender Ergebnisse:

An der ersten Messstelle ist auf der einen Seite eine brach liegende Wiese14, welche höchstens einmal im Jahr gemäht wird, so ist hier ein Gewässerrandstreifen von 2 bis 20 Metern, teilweise auch mehr vorhanden, am anderen Ufer hingegen sind direkt an den Bach anschließend, zwar mit einem Höhenunterschied von circa 2 Metern Gärten und Häuser vorzufinden. Dieselben Ergebnisse lassen sich auch bei der zweiten Messstelle vorfinden15. Der Gewässerverlauf ist an beiden Messstellen nur wenig begradigt bis unverändert und ist somit stark mäandrierend. Als Uferbewuchs ist auch wieder an beiden Messstellen ein schmaler, aber durchgehender Weiden- und/oder Erlenbewuchs mit teilweise vorhandenen Röhrichten aufzufinden. Die Uferstruktur ist an der ersten Messstelle nicht festgelegt und hat viele unterschiedliche Einbuchtungen. An der zweiten Messstelle hingegen ist das Ufer teilweise auf Höhe der Gärten durch große Granitblöcke bis zu 50% befestigt.14 Insgesamt ist der Gewässerquerschnitt an beiden Messstellen eher flach in einem ungefähren Verhältnis von 5:1. Die Tiefenvarianz ist an beiden Messstellen groß, da überall flache und darauffolgende tiefere bis sehr tiefe Bereiche zu finden sind. Das Strömungsbild ist im gesamten von mir untersuchten Bereich sehr unterschiedlich, da teilweise natürliche Gefälle für starke Unterschiede in der Strömungsgeschwindigkeit16 auf engstem Raum sorgen. So ist auch die Gewässersohle insgesamt sehr abwechslungsreich, da man abwechselnd Kies, Lehm, Sand und auch andere Feinsubstrate vorfindet. Die Durchgängigkeit ist an der ersten Messstelle uneingeschränkt, aber an der zweiten Messstelle ist eine Verrohrung von circa 8-9 Metern zu finden.

Insgesamt lässt sich die Hydromorphologie an der ersten Messstelle mit sehr gut und an der zweiten Messstelle mit gut bewerten.

14 Abb. 5

15 Abb. 6

16 Abb. 7  

4.2 Ergebnisse der vereinfachten Gewässeruntersuchung

Das Wasser war an beiden Messstellen nahezu geruchslos beziehungsweise frisch und somit auch hinsichtlich der Farbe mir der Trinkwasserprobe identisch. Somit liegen beide Parameter im nicht belasteten/sehr guten, blauen Bereich. Die Steinoberseiten waren an beiden Messstellen frei von Algen. Die Steinunterseiten waren an der ersten Messstellen, wenn überhaupt in eher ruhigen Bereichen, leicht schwarz verfärbt. An der zweiten Messstelle waren etwas mehr Steine schwarz verfärbt. Somit liegen die Beiden Messpunkte hier im wenig bis nicht belasteten Bereich. Die Fließgeschwindigkeit lag an der ersten Messstelle bei 0,1 Meter pro Sekunde und bei der zweiten 0,4 Meter pro Sekunde.

4.3 Biologische Ergebnisse17      

Um die im Degernbach vorhandenen Saprobien zu bestimmen verwendete ich die in 3.2.1 beschriebenen Methoden, um diese zu fangen und anhand des Skripts „Ökologische Bewertung von Fließgewässern“ zu bestimmen. Anschließend wurde der Saprobienindex mithilfe einer Tabelle des Skripts festgelegt. Hierbei ist auch die Häufigkeit der vorhandenen Saprobien von Nöten. Durch die bereits angegebene Formel kann der Saprobienindex18 leicht berechnet werden.

Saprobienindex =

Dieser Wert liegt im gelben Bereich und gibt dadurch eine insgesamt mäßige Biologische Gewässergüte an. Ebenfalls zu finden waren kleine amerikanische Flusskrebse, die wahrscheinlich aus dem in den Degernbach mündenden Krebsgraben stammen. Da diese aber keinen Saprobienwert haben, fließen sie nicht in den Saprobienindex mit ein und sind somit für uns unwichtig.

4.4 Physikalisch, chemische Ergebnisse

Um genauere Aussagen über den Degernbach machen zu können, habe ich zwei Messungen zu Unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt. Die erste Messung erfolgte am 13.4.19 und die zweite am 7.7.19. Da wir auch den BSB5 messen mussten, war die Messung am ersten Tag noch nicht abgeschlossen. Die beiden Messungen wurden zu unterschiedlichen Jahreszeiten durchgeführt, wodurch man Rückschlüsse auf die Belastung des Degernbachs im Verlauf eines Jahres schließen kann.

Ergebnis der ersten Messung vom 13.4.19 19

17 Abb. Saprobien


18 Abb. 8+9 vgl. ÖBvF S.50f.

19 Abb. 10

Die Außentemperatur betrug an diesem Tag circa 14°C bei leichter Bewölkung. Die Messung war eigentlich etwas früher geplant, musste aber aufgrund länger anhaltendem stärkeren Regens verschoben werden. Die Temperatur des Gewässers lag an beiden Messstellen, mit dem Xplorer gemessen, bei 13,7°C und an der zweiten Messstelle bei 13,5°C und somit im sehr guten Bereich. Der pH-Wert war an beiden Messstellen mit 8,2 an der ersten und 8,4 an der zweiten Messstelle im guten, also leicht basischen Bereich. Die Sauerstoffsättigung lag an beiden Messstellen im sehr guten Bereich von über 91%. Die Leitfähigkeit war an beiden Messstellen im grünen Bereich, dennoch mit Unterschieden zwischen den Werten einzuordnen. Die nachfolgenden Werte, welche mit dem Messkoffer über die Fällungs- und Farbreaktionen gemessen wurden, müssen zuerst mit den im Skript auf Seite 46 links in der Tabelle angegebenen Werten multipliziert werden, um zum Beispiel zu erfahren, wie viel Stickstoff in der von mir gemessenen Menge an NH4+ enthalten ist. So entspricht 1mg NH4+ 0,778mg NH4 – N. Bei beiden Messstellen war die Ammoniumkonzentration zwar unterschiedlich hoch, in diesem Fall an der ersten Messstelle bei 0,0389mg/l und an der zweiten bei 0,1156mg/l, aber trotzdem in den sehr guten, blauen Bereich einzuordnen. Die weiteren Umrechnungen der Werte sind der unter Punkt 10 und 11 im Bildverzeichnis enthaltenen Tabelle zu entnehmen. Dementsprechend lagen die Nitritwerte an beiden Messstellen, mit den gleichen Ergebnissen von 0,00608mg/l im blauen Bereich. Auch die Nitratwerte waren an beiden Messstellen im blauen Bereich mit jeweils einem Wert von 0mg/l. Der Wert des Ortho-Phosphats betrug an der ersten Messstelle 0mg/l, liegt somit im blauen Bereich und an der zweiten Messstelle, als einziger Wert mit 0,163mg/l liegt dieser im gelben, mäßig belasteten Bereich. Der BSB5 war an beiden Messstellen mit 2,6mg/l an der ersten und 2,74mg/l an der zweiten Messstelle sehr ähnlich und somit im guten Bereich. 20

Ergebnis der zweiten Messung vom 7.5.19: 21

An diesem Tag betrug die Außentemperatur zum Zeitpunkt der Messung ungefähr 20°C bei sonnigem Wetter. Die Temperatur des Degernbachs lag an der ersten Messstelle bei 17,6°C und an der zweiten Messstelle bei 17,8°C. Der pH-Wert war an beiden Messstellen im blauen Bereich. Die Leitfähigkeit war nur an der ersten Messstelle mit 298,41μS/cm im blauen Bereich und somit an der zweiten Messstelle mit einem Wert von 343,72μS/cm im grünen Bereich. Die Sauerstoffsättigung liegt an der ersten Messstelle mit 81% gerade noch im grünen und an der zweiten Messstelle mit 78% im gelben Bereich. Die Ammoniumkonzentration war an beiden Messstellen gleich, im sehr guten Bereich. Auch die Nitritkonzentration war an den beiden Probestellen gleich, im ebenfalls sehr guten Bereich. Der Nitratwert lag an der ersten Messstelle bei 0mg/l, was mit der Note 1 zu bewerten ist und an der zweiten bei 2,26mg/l, was wiederum mit der Note 2 zu bewerten ist. Auch die Menge an Ortho-Phosphat betrug an der ersten Probestelle 0mg/l und an der zweiten 0,163mg/l, was der Note 3 beziehungsweise der Bewertungsstufe gelb entspricht. Der BSB5 war an beiden Messstellen im grünen und somit guten Bereich, mit einer Note von 2. 22

20 Abb. 10, 10.1 & 10.2

21 Abb. 11  

22 Abb. 11.1 & 11.2

5 Diskussion                                                                                                            

5.1 Beeinflussung der Ergebnisse durch den Menschen und technische Ungenauigkeiten

Egal wie gut man es versucht eine Messung so genau, wie nur möglich durchzuführen, wird man immer eine gewisse Messungenauigkeit haben, was sich auch nicht verhindern lässt. So erhält man schon, wie im Mathematikunterricht ungenaue Ergebnisse, etwa durch das Runden von Zwischenergebnissen. Auch durch Veränderungen des Luftdrucks kann es bei der Messung der Sauerstoffkonzentration zu Ungenauigkeiten kommen, obwohl die von mir verwendete Messsonde bereits den Luftdruck misst und einberechnet. Auch ist ein technischer Defekt eines Messgeräts beziehungsweise eine falsche oder ungenaue Kalibrierung einer Messsonde, wie bei der pH-Sonde nicht gänzlich auszuschließen. So ist auch die Messung mit dem Messkoffer eine Fehlerquelle, da man hier die benötigten Mengen für die Reaktionen mit den im Deckel enthaltenen Messlöffeln abmisst, was oftmals nicht so einfach ist und dadurch etwas zu viel oder zu wenig in die zu messende Wasserprobe gelangen kann. Die Menge der Wasserprobe ist zwar bei der Entnahme mithilfe einer Markierung am Glas eigentlich relativ einfach, doch wird man nie genau die vorgesehene Menge erwischen, da ein Mensch nicht mit bloßem Auge genau abschätzen kann, ob genau die benötigte Menge erreicht wurde. Wenn dann die Menge an benötigten Substanzen in die Messbehältnisse gegeben wurde und die benötigte Zeit abgewartet wurde, wird die Menge der enthaltenen Substanzen, wie zum Beispiel Phosphat anhand der Farbe der im Messbehältnis enthaltenen Flüssigkeit mit der im Koffer befindlichen Farbtabelle bestimmt, was aber sehr ungenau ist, da man dies sehr subjektiv aufgrund der eigenen Farbwahrnehmung und des Umgebungslichts feststellt. Zudem ist die Farbtabelle nur sehr grob unterteilt, was zudem oftmals keine exakte Zuordnung der Farbe zu einem Wert ermöglicht.

5.1.1 Mögliche Fehlerquellen bei der praktischen Untersuchung

Wie bereits erwähnt können bei der Durchführung der Messung aufgrund der unterschiedlichsten Umstände Ungenauigkeiten und Fehler entstehen. So ist es zum Beispiel auch möglich, dass man die Sauerstoffsonde an den beiden Messstellen in unterschiedlich tiefe Stellen des Baches mit unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten taucht und somit andere Bedingungen für die Messung vorliegen. Wie ich festgestellt habe reicht es bereits die Sauerstoffsonde nur ein kleines Stück zu bewegen, dass der Xplorer einen anderen Wert, wenn auch nur mit kleiner Abweichung, als zuvor anzeigt. Sogar die Messsonden selbst können sich in ihren Messungen gegenseitig beeinflussen, wenn man sie zu nahe aneinander bringt, wie wir es letztes Jahr am Tag der offenen Tür bei der Station, an der ich tätig war, bemerkt haben. Zusätzlich kann es beim Messkoffer zu Fehlern und Ungenauigkeiten kommen, wenn man die Anleitung und die zu verwendenden Mengen nicht beachten und so zum Beispiel drei statt nur zwei Tropfen eins Reagenzes benutzt.

5.1.2 Jahreszeitliche, landwirtschaftliche und klimatische Einflüsse

Um verwendbare Ergebnisse zu erhalten, sollten die Messungen nur bei normalem Wasserstand durchgeführt werden und dann auch nur, wenn es innerhalb der letzten 24 Stunden nicht stark geregnet hat, wie es bei dem ursprünglich geplanten Termin für meine erste Messung der Fall war. Auch der Zeitpunkt der Messung im Verlauf eines Jahres kann für unterschiedliche Ergebnisse sorgen. So verändert sich durch unterschiedliche Temperaturen im Jahr auch das Pflanzenwachstum und somit die Menge an Sauerstoffproduzenten, aber auch die Menge an Sauerstoffzehrenden Bakterien. Vor allem hier bei uns im ländlichen Raum sind vor allem die landwirtschaftlichen Einflüsse durch Gülle, welche vor allem bei Regen einfach in den Bach gelangt. Aber auch Pestizide können durch den Regen in das Gewässer gelangen. Diese beiden landwirtschaftlichen Faktoren können sich negativ auf das Gewässer auswirken, da vor allem durch Düngemittel der Stickstoffkreislauf beeinflusst wird und dadurch, wie bereits erklärt erhöhte Mengen des Kiemengifts Nitrit entstehen können. Wenn zu viele Nährstoffe in das Fließgewässern gelange, besteht die Gefahr der Eutrophierung.

5.2 Vergleich der Ergebnisse der beiden Messungen

Die beiden Zeitversetzten Messungen der Messstellen lassen bereits in sich unterschiede feststellen, was wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, dass kurz vor meiner zweiten Messstelle der Krebsgraben in den Degernbach mündet und dies für unterschiedliche Werte sorgt. Zudem ist vor der zweiten Messstelle eine Verrohrung mit darüberführender Straße vorzufinden, wodurch auch Schmutzstoffe in den Bach gelangen können. Der Unterschied der Temperatur des Wassers im Verlauf des Jahres ist auf die natürliche Änderung der Temperatur im Jahresverlauf zurückzuführen, da die erste Messung im April stattfand und die zweite im Juli, also im Sommer. Die etwas geringere Leitfähigkeit der zweiten Messung ist möglicherweise darauf zurückzuführen, dass entweder bei der Messung mit dem Messkoffer nicht die genauen Werte ermittelt wurden, oder das nicht gemessene Calciumcarbonat leicht erhöht war. Die geringere Sauerstoffkonzentration im Wasser ist bei der zweiten Messung aufgrund der stark erhöhten Temperatur in den Tagen vor der Messung und des leicht höheren BSB5 Wertes zu erklären.

6 Bedeutung des Gewässerschutzes für den Menschen und die Umwelt

Durch den Freistaat Bayern werden sogenannte Bachpatenschaften angeboten, wodurch der Gewässerschutz für einzelne Bäche gewährleistet werden soll, indem man zum Beispiel den Bach regelmäßig beobachtet und dessen Zustände dokumentiert. Auch die Tier- und Pflanzenwelt soll hierbei beachtet werden. Ziel ist es einen beinahe naturnahen Zustand des Gewässers zu erhalten beziehungsweise wiederherzustellen. So kann man als „Bachpate“ bei Unterhaltungs- und Pflegemaßnahmen, wie Uferbepflanzung oder auch Reinigungsaktionen mitmachen. Auch die Information der Bürger über den Gewässerschutz gehört zu den Aufgaben. So kann man zum Beispiel darüber informieren, dass man an den Bach angrenzende Wiesen nicht bis ans Ufer mähen sollte und genauso auf anliegenden Feldern das Düngen nur mit einigem Abstand zum Bach erfolgen sollte. Auch die Erhaltung der natürlichen Uferlinie ist vor allem für den Hochwasserschutz dringendst notwendig, um das Übertreten des Wassers über das Ufer bestmöglich zu vermeiden. Trotzdem sind die Wasser- und Bodenverbände durch eine Bachpatenschaft nicht zu ersetzen. Insgesamt also ist der Gewässerschutz ein sehr wichtiges Programm und das nicht nur im Freistaat Bayern, sondern überall auf der ganzen Welt.

7 Fazit

Insgesamt lässt sich anhand der Messungen und der hydromorphologischen des Degernbachs sagen, dass dieser im blauen bis grünen Bereich liegt und somit ein gutes bis sehr gutes Ergebnis aufweist. Nur die Ortho-Phosphat-Werte lagen teils im gelben Bereich, genauso, wie die Sauerstoffsättigung bei der zweiten Messung an der zweiten Messstelle. Zu bemängeln ist die weit über fünf Meter lange Verrohrung im Bereich der zweiten Messstelle, da dies das Gesamtbild des Degernbachs sehr beeinflusst.

8 Quellen:

https://www.lfu.bayern.de/boden/bodentypen/le_15.htm 10.05.19

https://www.freistaat.bayern/dokumente/leistung/799657219203  12.05.19

https://geoportal.bayern.de/bayernatlas/?lang=de&topic=ba&catalogNodes=11,122&bgLayer=atkis&E=4572070.24&N=5367724.10&zoom=11 12.05.19

9 Literaturverzeichnis:

„Ökologische Bewertung von Fließgewässern“