Neue Möglichkeiten zur Ermittlung der Nähr- und Schadstoffbelastung in kleinen Fließgewässern – Stationärer Organik- und Anorganik-Sammler

Abstract

Die anthropogen verursachte Schadstoffbelastung stellt für das Ökosystem ein potenzielles Risiko dar, weshalb in der EU-Wasserrahmenrichtlinie Zielzustände definiert wurden, um eine nachhaltige Nutzung von Oberflächengewässern auch zukünftig zu sichern. Die hohe Anzahl an Schadstoffen, die oft auch nur in sehr geringen Konzentrationen in der aquatischen Umwelt auftreten, erschweren jedoch deren Nachweis. Die Erforschung der Eintragspfade in Fließgewässer, die Schadstoffmobilität sowie deren mögliche Folgen stellen daher eine besondere Herausforderung dar. Für die Ermittlung der auftretenden Nährstoffe, Schwermetalle und Spurenstoffe wurden deshalb unterschiedliche Messgeräte und Probenahmetechniken entwickelt, die eine Beprobung der Schwebstoffe, der Sedimente und des Oberflächenwassers ermöglichen. Hierbei zeigen sich je nach Methode Vor- und Nachteile, wobei oft eine Limitierung der Anwendbarkeit auf mittlere bis große Gewässer besteht. Für die Ermittlung der Schadstoffkonzentrationen in kleinen Gewässern mit geringen Fließgeschwindigkeiten gibt es hingegen nur eine kleine Auswahl an Messmethoden, die jedoch meist eine gute Infrastruktur vor Ort benötigen. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass eine adaptierte Version eines mobilen Geschiebefängers zum Sammeln einer ausreichenden Menge Feinmaterial (Korngrößen <1 mm) sowie Schwimmstoffe genutzt werden kann, um diese anschließend im Labor auf Schadstoffkonzentrationen untersuchen zu können. Die ersten Untersuchungen zeigen hierbei interessante Erkenntnisse in Bezug auf die Verteilung der Schadstoffkonzentrationen und auf das Forschungspotenzial im Bereich des Schadstoffeintrags und -transports in kleinen Einzugsgebieten (<100 km2).

Anthropogenic pollution causes a potential risk for the ecosystem, hence the EU-Water Framework Directive defines quality standards to ensure the sustainable use of surface waters in the future. However, the high number of pollutants, which often occur in the aquatic environment even in very low concentrations, makes their detection difficult. Research is therefore particularly challenging with regard to the input paths, the mobility of pollutants and their possible consequences in aquatic ecosystems. For determination of the occurring nutrients, heavy metals and trace substances, different measuring instruments and sampling techniques have therefore been developed, which allow the sampling of suspended solids, sediments and surface water. Depending on the method used, there are advantages and disadvantages, although the applicability is often limited to medium to large rivers. For determination of pollutant concentrations in small streams with low flow velocities, however, there is only a small selection of measuring methods available, which usually require a good infrastructure on site. In this paper it could be shown that an adapted version of a mobile bed-load sampler can be used to collect fine material (grain sizes <1 mm) as well as floating material in sufficient quantity to be able to examine these afterwards in a laboratory for pollutant concentrations. The first investigations show interesting findings regarding the distribution of pollutant concentrations and the research potential in the field of pollutant input and transport in small catchment areas (<100 km2).