Die langanhaltende trockene Witterung der vergangenen Wochen und die teilweise weiterhin sehr niedrigen Pegelstände der Flüsse stellen die Gewässer weiterhin vor besondere Herausforderungen. Die zwischenzeitlich gefallenen Niederschläge haben zwar für eine leichte Entspannung gesorgt, können jedoch nicht darüber hinwegtäuschen, dass die Auswirkungen der Trockenheit nach wie vor spürbar sind. Mit der geringen Wasserführung steht weniger Wasser für die Verdünnung zur Verfügung, während viele Stoffeinträge aus Kläranlagen sowie aus diffusen Quellen vergleichsweise konstant bleiben. Dadurch können sich die Konzentrationen bestimmter Stoffe im Flusswasser erhöhen und somit die Belastung der Gewässer verstärken.
Für die Gewässerökologie ist diese Entwicklung insbesondere während sommerlicher Niedrigwasserperioden relevant. Hinzu kommen die erhöhten Wassertemperaturen und der damit verbundene schwankende Sauerstoffgehalt. Insbesondere in den frühen Morgenstunden kann dieser niedrig sein. Unter solchen Bedingungen kann die natürliche Selbstreinigungskraft eines Gewässers eingeschränkt sein.
„Niedrigwasser verändert die Bedingungen im Fließgewässer grundlegend. Stoffeinträge, die bei höherer Wasserführung stärker verdünnt werden, können bei geringer Wasserführung zu höheren Konzentrationen führen“, erläutert Prof. Dr. Thomas Schmid, Präsident des Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG). „Deshalb ist es gerade in solchen Phasen wichtig, die Gewässerqualität kontinuierlich zu beobachten.“
Kontinuierliche Messungen zeigen unmittelbar Veränderungen
Eine wichtige Grundlage für die Bewertung der aktuellen Situation sind die ortsfesten Gewässergütemessstationen des HLNUG. Sie erfassen kontinuierlich zentrale Parameter wie pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Sauerstoffgehalt und Wassertemperatur. Im Gegensatz zu einzelnen Probenahmen ermöglichen diese Messungen, Veränderungen der Gewässerqualität über Stunden, Tage und Wochen abzubilden.
Ergänzend werden regelmäßig Wasserproben entnommen und im Labor auf zahlreiche Einzelstoffe und Stoffgruppen untersucht. Die Kombination aus kontinuierlicher Messung und detaillierter Laboranalytik ermöglicht eine umfassende Bewertung der Gewässerbelastung und ihrer zeitlichen Entwicklung.
Ein erheblicher Teil der in kommunalen Kläranlagen anfallenden Abwasserinhaltsstoffe wird bereits in den bestehenden Reinigungsstufen entfernt. Dennoch verbleiben nach der Abwasserbehandlung bestimmte, insbesondere schwer biologisch abbaubare oder persistente Stoffe, in unterschiedlichen Konzentrationen im gereinigten Abwasser und können über die Einleitung in die Gewässer gelangen. Dazu gehören unter anderem bestimmte Arzneimittelrückstände, Industriechemikalien und weitere Spurenstoffe. Zu den Stoffen, die als Indikatoren für Einträge aus Haushalten und Industrie herangezogen werden, gehören unter anderem der Süßstoff Sucralose, das Korrosionsschutzmittel Benzotriazol sowie das Glyphosat-Abbauprodukt AMPA. Aktuelle Messungen zeigen darüber hinaus bei verschiedenen weiteren Stoffen eine Konzentrationszunahme, die im Zusammenhang mit der derzeit geringen Wasserführung betrachtet werden muss.
Von besonderer Bedeutung sind dabei Stoffe, die sich aufgrund ihrer Eigenschaften kaum oder sehr langsam im Gewässer abbauen. Dazu zählen unter anderem Perfluorheptanoat (PFHpA) aus der Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) sowie Valsartansäure, ein Abbauprodukt von Arzneimittelwirkstoffen aus der Gruppe der Sartane, zu denen beispielsweise Candesartan gehört. Auch bei weiteren Stoffen werden erhöhte Konzentrationen beobachtet. Dazu gehören unter anderem das krebserzeugende o-Anisidin und die zelltoxische Monobromessigsäure. Aufgrund ihrer toxikologischen Eigenschaften sind diese Stoffe für die Gewässerüberwachung von besonderer Bedeutung. Darüber hinaus können pflanzenschädigende Stoffe wie Trichloressigsäure sowie das langlebige Fungizid Boscalid das aquatische Ökosystem zusätzlich belasten. Boscalid kann sich dabei in erheblichem Umfang im Flussschlamm anreichern.
Nicht nur einzelne Stoffe, sondern auch Stoffgemische sind relevant
Bei der Bewertung der Gewässerqualität muss neben den Konzentrationen einzelner Stoffe auch berücksichtigt werden, dass Wasserorganismen gleichzeitig einer Vielzahl verschiedener Substanzen ausgesetzt sind. Die möglichen Wirkungen solcher Stoffgemische werden als Mischungs- oder Summenwirkungen bezeichnet.
Die wissenschaftliche Bewertung dieser Wechselwirkungen ist komplex. Auch wenn einzelne Stoffe jeweils unterhalb einer akut wirksamen Konzentration liegen, kann eine längerfristige Belastung durch mehrere Substanzen für Wasserorganismen relevant sein. Mögliche Auswirkungen reichen von Veränderungen physiologischer Prozesse und des Verhaltens bis hin zu Beeinträchtigungen des Immunsystems.
Niedrigwasser erhöht Anforderungen an den Gewässerschutz
Die aktuelle Situation verdeutlicht, dass sich der Gewässerschutz unter den Bedingungen zunehmender Trockenheit neuen Herausforderungen stellen muss. Sinkt die Wasserführung, nimmt auch die Fähigkeit des Gewässers ab, eingetragene Stoffe durch Verdünnung aufzunehmen.
Dies betrifft insbesondere kontinuierliche Einträge aus kommunalen und industriellen Kläranlagen. Um die Belastung der Gewässer weiter zu reduzieren, kommt daher der Verbesserung der Abwasserreinigung eine wichtige Rolle zu. Insbesondere für Stoffe, die mit den konventionellen Reinigungsstufen nur unzureichend entfernt werden, können weitergehende Verfahren wie eine vierte Reinigungsstufe mit Ozonung und/oder Aktivkohlefiltration einen zusätzlichen Beitrag zur Reduzierung von Spurenstoffeinträgen leisten.
Darüber hinaus können für außergewöhnliche Niedrigwasser- und Wetterlagen geeignete Maßnahmen zur Begrenzung von Einleitungen dazu beitragen, die Gewässer in besonders belastenden Situationen zusätzlich zu schützen.
Die kontinuierliche und hochaufgelöste Überwachung der Gewässerqualität liefert dabei eine wichtige Datengrundlage, um Veränderungen infolge von Niedrigwasser frühzeitig zu erkennen, Belastungssituationen gemeinsam mit den Ergebnissen der Laboranalytik fachlich einzuordnen und daraus geeignete Maßnahmen für den Gewässerschutz abzuleiten.