Wasseranalytik beginnt mit der Probenahme: Beprobung von Oberflächengewässern in Berlin und Brandenburg
Im Umweltbereich ist die Beprobung und Untersuchung von Wasser ein Schwerpunkt des LLBB. Dabei werden die Probenahme und Bestimmung der Vor-Ort-Parameter mit ausgebauten Laborfahrzeugen durch qualifiziertes Personal des LLBB selbst durchgeführt. Der Probenahme als erstem einer chemischen, physikalisch-chemischen oder biologischen Untersuchung kommt insofern eine besondere Bedeutung zu, als sich Fehler, die dabei entstehen, in der Regel selbst durch aufwändigste Maßnahmen nicht mehr nachvollziehen bzw. beheben lassen. Das LLBB beschäftigt an drei von vier Standorten mehr als 25 Probenehmerinnen und -nehmer für die Umweltprobenahme. Die Beprobung von Oberflächengewässern in Berlin und Brandenburg wird ganzjährig durchgeführt.
Die Untersuchungen der Oberflächengewässer in Berlin und Brandenburg dienen unterschiedlichsten Zwecken wie zum Beispiel der Prüfung der Gewässergüte, der Einhaltung von rechtlichen Vorgaben, die wiederum der Bewertung von Badestellen oder auch der Gewässerzustandsbewertung dienen.
Die Gewässerzustandsbewertung nach den gesetzlichen Vorgaben der Oberflächenwasserverordnung (OGeWV 2016) wird durch die Länder Berlin und Brandenburg vorgenommen. Die OGeWV dient der Umsetzung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie in nationales Recht. Die Bewertung der Badegewässer erfolgt gemäß EU-Badegewässerrichtlinie. Diese Richtlinie enthält Bestimmungen für die Überwachung und Einstufung der Qualität von Badegewässern. Die Bundesländer haben diese Richtlinie ebenfalls umgesetzt und entsprechende Landesverordnungen verabschiedet.
Im Umweltbereich ist die Beprobung und Untersuchung von Wasser ein Schwerpunkt des LLBB. Dabei werden die Probenahme und Bestimmung der Vor-Ort-Parameter mit ausgebauten Laborfahrzeugen durch qualifiziertes Personal des LLBB selbst durchgeführt. Der Probenahme als erstem einer chemischen, physikalisch-chemischen oder biologischen Untersuchung kommt insofern eine besondere Bedeutung zu, als sich Fehler, die dabei entstehen, in der Regel selbst durch aufwändigste Maßnahmen nicht mehr nachvollziehen bzw. beheben lassen. Das LLBB beschäftigt an drei von vier Standorten mehr als 25 Probenehmerinnen und -nehmer für die Umweltprobenahme. Die Beprobung von Oberflächengewässern in Berlin und Brandenburg wird ganzjährig durchgeführt.
Die Untersuchungen der Oberflächengewässer in Berlin und Brandenburg dienen unterschiedlichsten Zwecken wie zum Beispiel der Prüfung der Gewässergüte, der Einhaltung von rechtlichen Vorgaben, die wiederum der Bewertung von Badestellen oder auch der Gewässerzustandsbewertung dienen.
Die Gewässerzustandsbewertung nach den gesetzlichen Vorgaben der Oberflächenwasserverordnung (OGeWV 2016) wird durch die Länder Berlin und Brandenburg vorgenommen. Die OGeWV dient der Umsetzung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie in nationales Recht. Die Bewertung der Badegewässer erfolgt gemäß EU-Badegewässerrichtlinie. Diese Richtlinie enthält Bestimmungen für die Überwachung und Einstufung der Qualität von Badegewässern. Die Bundesländer haben diese Richtlinie ebenfalls umgesetzt und entsprechende Landesverordnungen verabschiedet.
Das Messnetz: Oberflächengewässer in Brandenburg und Berlin
Das Messnetz: Oberflächengewässer in Brandenburg und Berlin
Das Gewässernetz des Landes Brandenburg umfasst rund 33.000 Fließgewässerkilometer und ca. 3.000 Seen. Zur Überwachung der Oberflächengewässer im Land Brandenburg wurden im Jahr 2023 580 Messstellen an Fließgewässern und 13 an Seen durch die Probenehmerinnen und -nehmer des LLBB beprobt.
Das Gewässernetz des Landes Brandenburg umfasst rund 33.000 Fließgewässerkilometer und ca. 3.000 Seen. Zur Überwachung der Oberflächengewässer im Land Brandenburg wurden im Jahr 2023 580 Messstellen an Fließgewässern und 13 an Seen durch die Probenehmerinnen und -nehmer des LLBB beprobt.
Das Gewässernetz des Landes Brandenburg umfasst rund 33.000 Fließgewässerkilometer und ca. 3.000 Seen. Zur Überwachung der Oberflächengewässer im Land Brandenburg wurden im Jahr 2023 580 Messstellen an Fließgewässern und 13 an Seen durch die Probenehmerinnen und -nehmer des LLBB beprobt.
Dahingegen ist das Gewässernetz der Wasserstadt Berlin mit rund 330 Kilometern deutlich kleiner. Innerhalb der Stadtgrenzen fließen Dahme, Spree und Havel. Neben den drei großen Flüssen in der Stadt gibt es mehrere Kanäle, große Seen und viele kleine Nebenwasserläufe. Der Anteil der Wasserflächen innerhalb Berlins beträgt fast 7 % der Gesamtfläche. Die Oberflächengewässer Berlins unterliegen allesamt sowohl einer starken Nutzung durch die Berlinerinnen und Berliner und ihre Gäste beispielsweise durch Schifffahrt, Abwasser, Freizeitaktivitäten und Einträge aus dem Umland. Im Berliner Messstellennetz zur Überwachung der Oberflächengewässer wurden 67 Messstellen und 68 zumeist ausgewiesene Badestellen beprobt.
Insgesamt wurden im Jahr 2023 vom LLBB mehr als 9.000 Proben aus Oberflächengewässern in Berlin und Brandenburg genommen.
Die Probenahme aus Oberflächengewässern erfordert es häufig, den größten Teil des Tages in entlegenen Gebieten zu arbeiten. Probenahmetouren in Brandenburg bestehen im Schnitt aus zehn bis zwölf Probenahmestellen und einer zurückgelegten Strecke von 300 bis fast 400 km. Bei den Probenahmetouren in Berlin sind die zurückgelegten Strecken deutlich kürzer. Die Probenahmestellen werden mit ausgebauten Laborfahrzeugen angefahren, die vor Ort eines der wichtigsten Arbeitsmittel sind. Die Berliner Probenahmetouren werden zum Teil mit einem Schiff der zuständigen Senatsverwaltung gefahren. Probenahmetouren, die mit dem Schiff gefahren werden, bestehen aus bis zu 20 Probenahmestellen.
Das Gewässernetz des Landes Brandenburg umfasst rund 33.000 Fließgewässerkilometer und ca. 3.000 Seen. Zur Überwachung der Oberflächengewässer im Land Brandenburg wurden im Jahr 2023 580 Messstellen an Fließgewässern und 13 an Seen durch die Probenehmerinnen und -nehmer des LLBB beprobt.
Dahingegen ist das Gewässernetz der Wasserstadt Berlin mit rund 330 Kilometern deutlich kleiner. Innerhalb der Stadtgrenzen fließen Dahme, Spree und Havel. Neben den drei großen Flüssen in der Stadt gibt es mehrere Kanäle, große Seen und viele kleine Nebenwasserläufe. Der Anteil der Wasserflächen innerhalb Berlins beträgt fast 7 % der Gesamtfläche. Die Oberflächengewässer Berlins unterliegen allesamt sowohl einer starken Nutzung durch die Berlinerinnen und Berliner und ihre Gäste beispielsweise durch Schifffahrt, Abwasser, Freizeitaktivitäten und Einträge aus dem Umland. Im Berliner Messstellennetz zur Überwachung der Oberflächengewässer wurden 67 Messstellen und 68 zumeist ausgewiesene Badestellen beprobt.
Insgesamt wurden im Jahr 2023 vom LLBB mehr als 9.000 Proben aus Oberflächengewässern in Berlin und Brandenburg genommen.
Die Probenahme aus Oberflächengewässern erfordert es häufig, den größten Teil des Tages in entlegenen Gebieten zu arbeiten. Probenahmetouren in Brandenburg bestehen im Schnitt aus zehn bis zwölf Probenahmestellen und einer zurückgelegten Strecke von 300 bis fast 400 km. Bei den Probenahmetouren in Berlin sind die zurückgelegten Strecken deutlich kürzer. Die Probenahmestellen werden mit ausgebauten Laborfahrzeugen angefahren, die vor Ort eines der wichtigsten Arbeitsmittel sind. Die Berliner Probenahmetouren werden zum Teil mit einem Schiff der zuständigen Senatsverwaltung gefahren. Probenahmetouren, die mit dem Schiff gefahren werden, bestehen aus bis zu 20 Probenahmestellen.
Abhängig vom Untersuchungsziel: Zeitpunkt und Ort der Probenahme
Abhängig vom Untersuchungsziel: Zeitpunkt und Ort der Probenahme
Bei der Planung eines Untersuchungsprogramms werden die Probenahmeorte sowie die zu untersuchenden Parameter und darauf aufbauend die Art der Probenahme sowie ihre Häufigkeit, Dauer und der genaue Zeitplan festgelegt. Die Wahl des Probenahmezeitpunkts spielt je nach Aufgabenstellung eine mehr oder weniger große Rolle und sollte, falls nötig, exakt festgelegt werden. Dabei sind hydrologisch bedingte Konzentrationsschwankungen der zu untersuchenden Inhaltsstoffe zu berücksichtigen (siehe Fachbeitrag „Messprogramm Elbe – nach dem Niedrigwasser ist vor dem Hochwasser“ in diesem Bericht). Je nach Untersuchungsziel können Häufigkeit, Dauer und Zeitpunkt der Probenahme unterschiedlich sein. Unter dem Probenahmeort wird die genaue Festlegung der Probenahmestelle verstanden. Allgemeingültige Regeln sind hier schwer aufzustellen, da sich die Probenahmestelle je nach Untersuchungsziel verändern kann. Beispielsweise wird man bei der Fließgewässerprobenahme immer möglichst die Fließgewässermitte beproben, während man bei der Probenahme aus stehenden Gewässern unter Umständen Proben aus verschiedenen Wassertiefen entnehmen wird (siehe unten „Probenahme aus Standgewässern“).
Die im LLBB am häufigsten praktizierte Art der Beprobung von Oberflächenwasser ist die Probenahme aus fließenden Gewässern. Die Auswahl von Probenahmestellen für fließende Gewässer ist üblicherweise relativ unkompliziert. Beispielsweise kann eine Probenahmestelle für eine Grundüberwachung der Wasserbeschaffenheit an einer geeigneten Brücke gewählt werden. Die Auswahl von geeigneten Probenahmestellen für stehende Gewässer ist ein wenig aufwändiger. Für die Beprobung der durch die Länder beauftragten Probenahmestellen werden mehrere Probenahmestellen zu Probenahmetouren zusammengefasst. Die Anzahl der Probenahmestellen innerhalb einer Probenahmetour ist unterschiedlich und hängt von der Komplexität der durchzuführenden Probenahme ab.
Bei der Planung eines Untersuchungsprogramms werden die Probenahmeorte sowie die zu untersuchenden Parameter und darauf aufbauend die Art der Probenahme sowie ihre Häufigkeit, Dauer und der genaue Zeitplan festgelegt. Die Wahl des Probenahmezeitpunkts spielt je nach Aufgabenstellung eine mehr oder weniger große Rolle und sollte, falls nötig, exakt festgelegt werden. Dabei sind hydrologisch bedingte Konzentrationsschwankungen der zu untersuchenden Inhaltsstoffe zu berücksichtigen (siehe Fachbeitrag „Messprogramm Elbe – nach dem Niedrigwasser ist vor dem Hochwasser“ in diesem Bericht). Je nach Untersuchungsziel können Häufigkeit, Dauer und Zeitpunkt der Probenahme unterschiedlich sein. Unter dem Probenahmeort wird die genaue Festlegung der Probenahmestelle verstanden. Allgemeingültige Regeln sind hier schwer aufzustellen, da sich die Probenahmestelle je nach Untersuchungsziel verändern kann. Beispielsweise wird man bei der Fließgewässerprobenahme immer möglichst die Fließgewässermitte beproben, während man bei der Probenahme aus stehenden Gewässern unter Umständen Proben aus verschiedenen Wassertiefen entnehmen wird (siehe unten „Probenahme aus Standgewässern“).
Die im LLBB am häufigsten praktizierte Art der Beprobung von Oberflächenwasser ist die Probenahme aus fließenden Gewässern. Die Auswahl von Probenahmestellen für fließende Gewässer ist üblicherweise relativ unkompliziert. Beispielsweise kann eine Probenahmestelle für eine Grundüberwachung der Wasserbeschaffenheit an einer geeigneten Brücke gewählt werden. Die Auswahl von geeigneten Probenahmestellen für stehende Gewässer ist ein wenig aufwändiger. Für die Beprobung der durch die Länder beauftragten Probenahmestellen werden mehrere Probenahmestellen zu Probenahmetouren zusammengefasst. Die Anzahl der Probenahmestellen innerhalb einer Probenahmetour ist unterschiedlich und hängt von der Komplexität der durchzuführenden Probenahme ab.
Mehr als nur Schöpfen: Ablauf einer Probenahme an einem Fließgewässer
Mehr als nur Schöpfen: Ablauf einer Probenahme an einem Fließgewässer
Nach Ankunft an der Probenahmestelle wird anhand der Messstellenakte, eine Beschreibung der Messstelle mit Bildern und Koordinaten, geprüft, ob es sich um den richtigen Ort handelt. Etwaige Veränderungen der Probenahmestelle werden in einem Protokoll dokumentiert. Gemäß DIN EN ISO 5667-6 werden üblicherweise Einzelproben aus einem Fließgewässer entnommen. Die Einzelprobenahme ist definiert als Verfahren, bei dem Einzelproben einem Wasserkörper entnommen werden. Für die direkte Probenahme von Einzelproben in Fließgewässern wird zumeist ein Eimer als Probenahmegerät verwendet. Je nach Untersuchungsziel kann das Probenahmegerät auch ein Schöpfbecher an einer Teleskopstange oder ein Vertikalschöpfer an einem Seil sein. Bei Proben, die aus einem flachen Fließgewässer entnommen werden, erfolgt die Entnahme durch Waten. Nach Möglichkeit sollten oberflächennahe Probenahmen etwa 30 cm unter der Wasseroberfläche entnommen werden oder ansonsten bei mittlerer Höhe zwischen Sohle und Oberfläche. Kontaminationen durch beispielsweise das Aufwühlen der Sohle sollte vermieden werden. Für Proben, die von Brücken entnommen werden, ist sicherzustellen, dass ein ausreichender Wasserstand vorhanden ist, damit der Probenahmeeimer untertauchen kann. Des Weiteren ist die Strömungsrichtung zu beachten. Die Probenahme sollte an der stromaufwärts gelegenen Seite durchgeführt werden. Wasserproben sollten aus der homogenen Zone so entnommen werden, dass die Aufnahme des Oberflächenfilms verhindert und die Aufnahme von durch die Brückenpfeiler aufgewirbeltes Wasser vermieden wird, das das Wasser belüften kann, wodurch bestimmte Messwerte, wie beispielsweise der Sauerstoffgehalt, beeinflusst werden können.
Die Probenahme und der Transport von Wasserproben sind insofern anspruchsvoll, als möglichst der Zustand der Probe zum Zeitpunkt der Entnahme festgestellt werden soll. Wasserproben stellen jedoch chemisch und biologisch ein dynamisches System dar, sodass einige Parameter sofort bestimmt und – je nach analytischer Fragestellung – spezifische Konservierungsmaßnahmen zu ergreifen sowie geeignete Gefäße zu wählen sind. Eine Wasserprobe wird daher in mehrere verschiedene Gefäße abgefüllt.
Nach Ankunft an der Probenahmestelle wird anhand der Messstellenakte, eine Beschreibung der Messstelle mit Bildern und Koordinaten, geprüft, ob es sich um den richtigen Ort handelt. Etwaige Veränderungen der Probenahmestelle werden in einem Protokoll dokumentiert. Gemäß DIN EN ISO 5667-6 werden üblicherweise Einzelproben aus einem Fließgewässer entnommen. Die Einzelprobenahme ist definiert als Verfahren, bei dem Einzelproben einem Wasserkörper entnommen werden. Für die direkte Probenahme von Einzelproben in Fließgewässern wird zumeist ein Eimer als Probenahmegerät verwendet. Je nach Untersuchungsziel kann das Probenahmegerät auch ein Schöpfbecher an einer Teleskopstange oder ein Vertikalschöpfer an einem Seil sein. Bei Proben, die aus einem flachen Fließgewässer entnommen werden, erfolgt die Entnahme durch Waten. Nach Möglichkeit sollten oberflächennahe Probenahmen etwa 30 cm unter der Wasseroberfläche entnommen werden oder ansonsten bei mittlerer Höhe zwischen Sohle und Oberfläche. Kontaminationen durch beispielsweise das Aufwühlen der Sohle sollte vermieden werden. Für Proben, die von Brücken entnommen werden, ist sicherzustellen, dass ein ausreichender Wasserstand vorhanden ist, damit der Probenahmeeimer untertauchen kann. Des Weiteren ist die Strömungsrichtung zu beachten. Die Probenahme sollte an der stromaufwärts gelegenen Seite durchgeführt werden. Wasserproben sollten aus der homogenen Zone so entnommen werden, dass die Aufnahme des Oberflächenfilms verhindert und die Aufnahme von durch die Brückenpfeiler aufgewirbeltes Wasser vermieden wird, das das Wasser belüften kann, wodurch bestimmte Messwerte, wie beispielsweise der Sauerstoffgehalt, beeinflusst werden können.
Die Probenahme und der Transport von Wasserproben sind insofern anspruchsvoll, als möglichst der Zustand der Probe zum Zeitpunkt der Entnahme festgestellt werden soll. Wasserproben stellen jedoch chemisch und biologisch ein dynamisches System dar, sodass einige Parameter sofort bestimmt und – je nach analytischer Fragestellung – spezifische Konservierungsmaßnahmen zu ergreifen sowie geeignete Gefäße zu wählen sind. Eine Wasserprobe wird daher in mehrere verschiedene Gefäße abgefüllt.
Probenahme aus Standgewässern
Probenahme aus Standgewässern
Neben den Fließgewässern werden auch Standgewässer beprobt. Ein stehendes Gewässer wäre im Sinne der Wasserrahmenrichtlinie ein See. Zu den stehenden Gewässern werden Gewässer gezählt, deren Wasseraufenthaltszeit sich sehr von der Wasseraufenthaltszeit der Fließgewässer unterscheidet (Nixdorf et al. 2004). Als Grundlage für die Durchführung werden neben anderen rechtlichen Vorgaben DIN EN ISO 5667-6 „Anleitung zur Probenahme aus Fließgewässern“ und DIN 38402-12 „Probenahme aus stehenden Gewässern“ angewendet.
Die Probenahme vom Boot aus muss aus Gründen des Arbeitsschutzes generell zu zweit durchgeführt werden. Bei dieser Probenahme ändert sich die Methode. Zum Beispiel wird am Sacrower See eine Mischprobe aus der euphotischen Zone (Tiefenbereich mit ausreichender Lichtintensität für die Photosynthese) erstellt. Dazu werden mehrere Proben unterschiedlicher Volumina aus verschiedenen Tiefen zu einer integrierten Mischprobe vereint. Der Sacrower See in Brandenburg ist ein glazialer See mit einer Wasserverweilzeit von sieben Jahren.
Neben den Fließgewässern werden auch Standgewässer beprobt. Ein stehendes Gewässer wäre im Sinne der Wasserrahmenrichtlinie ein See. Zu den stehenden Gewässern werden Gewässer gezählt, deren Wasseraufenthaltszeit sich sehr von der Wasseraufenthaltszeit der Fließgewässer unterscheidet (Nixdorf et al. 2004). Als Grundlage für die Durchführung werden neben anderen rechtlichen Vorgaben DIN EN ISO 5667-6 „Anleitung zur Probenahme aus Fließgewässern“ und DIN 38402-12 „Probenahme aus stehenden Gewässern“ angewendet.
Die Probenahme vom Boot aus muss aus Gründen des Arbeitsschutzes generell zu zweit durchgeführt werden. Bei dieser Probenahme ändert sich die Methode. Zum Beispiel wird am Sacrower See eine Mischprobe aus der euphotischen Zone (Tiefenbereich mit ausreichender Lichtintensität für die Photosynthese) erstellt. Dazu werden mehrere Proben unterschiedlicher Volumina aus verschiedenen Tiefen zu einer integrierten Mischprobe vereint. Der Sacrower See in Brandenburg ist ein glazialer See mit einer Wasserverweilzeit von sieben Jahren.
Ein durch das LLBB beprobtes stehendes Gewässer in Berlin ist der Tegeler See, eine seeartige Ausbuchtung der Oberhavel am nordwestlichen Stadtrand von Berlin (Nixdorf et al. 2004). Aufgrund einer massiven Überlastung des Gewässers (Sauerstoffschwund, Fischsterben, Blaualgenentwicklung) wurden in den späten 1980er Jahren Maßnahmen zur Seensanierung ergriffen wie die Oberflächenwasser-Aufbereitungsanlage Tegel (OWA) (damals PEA – Phosphateleminierungsanlage) sowie eine Tiefenwasserbelüftung, die bis heute betrieben wird. Die Untersuchungen am Tegeler See dienen in der Regel dazu, die trophischen und thermischen Schichtungs- bzw. Zirkulationsverhältnisse und die im Gewässer stattfindenden Nährstoffumsätze zu verfolgen. Diese Informationen werden unter anderem dafür verwendet, die Steuerung der seeinternen Belüftung zu optimieren.
Die Probenahme am Tegeler See folgt den Vorgaben der EU-Wasserrahmenrichtlinie (bzw. ihrer Umsetzung auf nationaler und regionaler Ebene), die ökologische und gewässertypbezogene Bewertungsverfahren enthält, womit auch einheitliche chemische und biologische Untersuchungsparameter für Seen festgelegt werden. Für eine integrierte Probe werden am Tegeler See in Abhängigkeit von der vorliegenden thermischen Schichtung zwischen 14 und 20 Proben über die Tiefe entnommen.
Die Wasserbeschaffenheit in verschiedenen Tiefen des Sees wird sowohl vom Grund (Rücklösung aus dem Sediment) als auch von der Oberfläche (Sedimentation, das Aussinken partikulären Materials in der Wassersäule) beeinflusst, wobei Einflüsse von der Oberfläche häufig größer sind als die vom Grund. Das an der Oberfläche einfallende Licht verändert die Wasserbeschaffenheit sowohl in physikalischer als auch in biologisch-chemischer Hinsicht. Die Sonnenenergie erwärmt das Oberflächenwasser, sodass sich im Frühjahr beginnend eine sommerliche Temperaturschichtung im Wasserkörper ausbildet (siehe Abb. 4.8). Das wärmere Oberflächenwasser (Epilimnion), zumeist durchmischt, weist eine geringere spezifische Dichte als das kältere Tiefenwasser (Hypolimnion) auf. Die dazwischenliegende Schicht wird als Sprungschicht bzw. Metalimnion bezeichnet. Dieser Zustand einer stabilen thermischen Schichtung wird als Sommerstagnation bezeichnet und muss bei der Beprobung der voneinander getrennten Wasserkörper berücksichtigt werden. Das Wachstum des Phytoplanktons (Algen) beschränkt sich hauptsächlich auf den oberen lichtdurchfluteten Wasserkörper, da die Lichtintensität durch die Absorption des Lichts im Wasser mit zunehmender Tiefe abnimmt (Nixdorf et al. 2014; AQS-Merkblatt P8/5, 2015).
Ein durch das LLBB beprobtes stehendes Gewässer in Berlin ist der Tegeler See, eine seeartige Ausbuchtung der Oberhavel am nordwestlichen Stadtrand von Berlin (Nixdorf et al. 2004). Aufgrund einer massiven Überlastung des Gewässers (Sauerstoffschwund, Fischsterben, Blaualgenentwicklung) wurden in den späten 1980er Jahren Maßnahmen zur Seensanierung ergriffen wie die Oberflächenwasser-Aufbereitungsanlage Tegel (OWA) (damals PEA – Phosphateleminierungsanlage) sowie eine Tiefenwasserbelüftung, die bis heute betrieben wird. Die Untersuchungen am Tegeler See dienen in der Regel dazu, die trophischen und thermischen Schichtungs- bzw. Zirkulationsverhältnisse und die im Gewässer stattfindenden Nährstoffumsätze zu verfolgen. Diese Informationen werden unter anderem dafür verwendet, die Steuerung der seeinternen Belüftung zu optimieren.
Die Probenahme am Tegeler See folgt den Vorgaben der EU-Wasserrahmenrichtlinie (bzw. ihrer Umsetzung auf nationaler und regionaler Ebene), die ökologische und gewässertypbezogene Bewertungsverfahren enthält, womit auch einheitliche chemische und biologische Untersuchungsparameter für Seen festgelegt werden. Für eine integrierte Probe werden am Tegeler See in Abhängigkeit von der vorliegenden thermischen Schichtung zwischen 14 und 20 Proben über die Tiefe entnommen.
Die Wasserbeschaffenheit in verschiedenen Tiefen des Sees wird sowohl vom Grund (Rücklösung aus dem Sediment) als auch von der Oberfläche (Sedimentation, das Aussinken partikulären Materials in der Wassersäule) beeinflusst, wobei Einflüsse von der Oberfläche häufig größer sind als die vom Grund. Das an der Oberfläche einfallende Licht verändert die Wasserbeschaffenheit sowohl in physikalischer als auch in biologisch-chemischer Hinsicht. Die Sonnenenergie erwärmt das Oberflächenwasser, sodass sich im Frühjahr beginnend eine sommerliche Temperaturschichtung im Wasserkörper ausbildet (siehe Abb. 4.8). Das wärmere Oberflächenwasser (Epilimnion), zumeist durchmischt, weist eine geringere spezifische Dichte als das kältere Tiefenwasser (Hypolimnion) auf. Die dazwischenliegende Schicht wird als Sprungschicht bzw. Metalimnion bezeichnet. Dieser Zustand einer stabilen thermischen Schichtung wird als Sommerstagnation bezeichnet und muss bei der Beprobung der voneinander getrennten Wasserkörper berücksichtigt werden. Das Wachstum des Phytoplanktons (Algen) beschränkt sich hauptsächlich auf den oberen lichtdurchfluteten Wasserkörper, da die Lichtintensität durch die Absorption des Lichts im Wasser mit zunehmender Tiefe abnimmt (Nixdorf et al. 2014; AQS-Merkblatt P8/5, 2015).
Bestimmung von Vor-Ort-Parametern
Bestimmung von Vor-Ort-Parametern
Die Algen entziehen dem Wasser über die Photosynthese Kohlendioxid (und damit auch Kohlensäure) und setzen Sauerstoff frei. Dies führt zu einer Erhöhung des pH-Werts und des Sauerstoffgehalts in der euphotischen Zone. Deswegen werden die Vor-Ort-Parameter bei der Probenahme in verschiedenen Wassertiefen mit einer Multiparametersonde ermittelt.
Es werden sowohl bei stehenden Gewässern als auch bei Fließgewässern eine Reihe von Messwerten direkt vor Ort bestimmt, da sich diese bei der Lagerung der Probe verändern. Diese Vor-Ort-Parameter sind für die Beurteilung von Untersuchungsergebnissen von grundlegender Bedeutung. Zu den regelmäßig bestimmten Vor-Ort-Parametern gehören neben dem pH-Wert die Temperatur, die Leitfähigkeit und die Sauerstoffkonzentration bzw. - sättigung. Zusätzlich kann es hilfreich sein, die Trübung, den Geruch und die Färbung zu ermitteln. Bei tiefenorientierten Probenahmen kann man noch Chlorophyll a vor Ort messen. Die Proben werden je nach dem zu untersuchenden Parameter in die jeweils dafür vorgesehenen Probenahmegefäße gefüllt und in der Regel dunkel und gekühlt ins Labor transportiert.
Die Algen entziehen dem Wasser über die Photosynthese Kohlendioxid (und damit auch Kohlensäure) und setzen Sauerstoff frei. Dies führt zu einer Erhöhung des pH-Werts und des Sauerstoffgehalts in der euphotischen Zone. Deswegen werden die Vor-Ort-Parameter bei der Probenahme in verschiedenen Wassertiefen mit einer Multiparametersonde ermittelt.
Es werden sowohl bei stehenden Gewässern als auch bei Fließgewässern eine Reihe von Messwerten direkt vor Ort bestimmt, da sich diese bei der Lagerung der Probe verändern. Diese Vor-Ort-Parameter sind für die Beurteilung von Untersuchungsergebnissen von grundlegender Bedeutung. Zu den regelmäßig bestimmten Vor-Ort-Parametern gehören neben dem pH-Wert die Temperatur, die Leitfähigkeit und die Sauerstoffkonzentration bzw. - sättigung. Zusätzlich kann es hilfreich sein, die Trübung, den Geruch und die Färbung zu ermitteln. Bei tiefenorientierten Probenahmen kann man noch Chlorophyll a vor Ort messen. Die Proben werden je nach dem zu untersuchenden Parameter in die jeweils dafür vorgesehenen Probenahmegefäße gefüllt und in der Regel dunkel und gekühlt ins Labor transportiert.
Literatur
Literatur
DIN EN ISO 5667-6:2016-12 Wasserbeschaffenheit – Probenahme – Teil 6: Anleitung zur Probenahme aus Fließgewässern (ISO 5667-6:2014).
DIN 38402-12:1985-06 Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung; Allgemeine Angaben (Gruppe A); Probenahme aus stehenden Gewässern (A 12).
Kleeberg A., Köhler A,. Hupfer M. (2012): How effectively does a single or continuous iron supply affect the phosphorus budget of aerated lakes? Journal of Soils and Sediments 12(10): 1593-1603.
Länderarbeitsgemeinschaft Wasser LAWA (Hrsg.): LAWA-AQS-Merkblatt P-8/5 „Probenahme aus Seen“ Mai 2015.
Länderarbeitsgemeinschaft Wasser LAWA (Hrsg.): LAWA-AQS-Merkblatt P-8/3 „Probenahme aus Fließgewässern“ Februar 2012.
Nixdorf B. Hemm M., Hoffmann A. Richter P. (2004): Abschlussbericht
F & E Vorhaben FKZ 299 24 274 Dokumentation von Zustand und Entwicklung der wichtigsten Seen Deutschlands Teil 6 Berlin.
Nixdorf B., Hoehn E., Riedmüller U., Mischke U., Schönfelder I. (2014): Probenahme und Analyse des Phytoplanktons in Seen und Flüssen zur ökologischen Bewertung gemäß der EU-WRRL, Handbuch Angewandte Limnologie – 27. Erg. Lfg. 4/10.
OGeWV – Oberflächengewässerverordnung (2016) – Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer
DIN EN ISO 5667-6:2016-12 Wasserbeschaffenheit – Probenahme – Teil 6: Anleitung zur Probenahme aus Fließgewässern (ISO 5667-6:2014).
DIN 38402-12:1985-06 Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung; Allgemeine Angaben (Gruppe A); Probenahme aus stehenden Gewässern (A 12).
Kleeberg A., Köhler A,. Hupfer M. (2012): How effectively does a single or continuous iron supply affect the phosphorus budget of aerated lakes? Journal of Soils and Sediments 12(10): 1593-1603.
Länderarbeitsgemeinschaft Wasser LAWA (Hrsg.): LAWA-AQS-Merkblatt P-8/5 „Probenahme aus Seen“ Mai 2015.
Länderarbeitsgemeinschaft Wasser LAWA (Hrsg.): LAWA-AQS-Merkblatt P-8/3 „Probenahme aus Fließgewässern“ Februar 2012.
Nixdorf B. Hemm M., Hoffmann A. Richter P. (2004): Abschlussbericht
F & E Vorhaben FKZ 299 24 274 Dokumentation von Zustand und Entwicklung der wichtigsten Seen Deutschlands Teil 6 Berlin.
Nixdorf B., Hoehn E., Riedmüller U., Mischke U., Schönfelder I. (2014): Probenahme und Analyse des Phytoplanktons in Seen und Flüssen zur ökologischen Bewertung gemäß der EU-WRRL, Handbuch Angewandte Limnologie – 27. Erg. Lfg. 4/10.
OGeWV – Oberflächengewässerverordnung (2016) – Verordnung zum Schutz der Oberflächengewässer