Wasserproben

Perfluorpentanoat

Industriechemikalie
Perfluorierte Tenside (PFT) bzw PFAS (Per und Polyfluorierte Alkyl Substanzen) werden hauptsächlich in der Indutrie als chemikalien und hitzebeständige Netzmittel eingesetzt in der Beschichtungstechnologie in Löschmittelnund in der Textilindustrie. Viele der PFAS haben pbt Eigenschaften. Das heißt sie sind persistent, bioakkumulierbar und toxisch und werden demzufolge als SVHC Substanzen eingestuft (Substances of very high concern). Da die Toxizität von PFAS in hohem Maße von der Länge des Kohlenstoffrückgrats abhängt wurden Anstrengungen zur Verwendung von weniger toxischen kurzkettigen PFAS durch Vorschriften unternommen. Infolgedessen wurden langkettige PFAS, wie PFOA (C8 Gerüst), durch kurzkettige PFAS, wie Perfluorhexansäure bzw das Perfluorhexanoat (C6-Gerüst) ersetzt.

Diese Substitution der langkettigen toxischen PFAS durch die kurzkettigeren Varianten macht sich in den Wasserproben der Donau (siehe Grafik) bereits bemerkbar, auch wurde bereits über Standorte berichtet, an denen kurzkettige PFCAs dominieren. Die Konzentrationen entlang der Donau bewegen sich hauptsächlich im einstelligen ng/l Bereich wobei das Perflourpentanoat (C5-Gerüst, PFPA) das Perfluorbutanoat (C4-Gerüst, PFBA) und das Perfluorohexnoat (PFHxA) die einzigen nachweisbaren Vertreter dieser Substanzklasse sind. Andere langkettigere Varianten liegen aufgrund der eingesetzten Ersatzsubstanzen mittlerweile unter der Nachweisgrenze. Für PFOS (Perfluoroktansulfonat) und PFOA gibt es seit 2019 ein Verwendungsverbot (REACH). Auffällig ist der signifikant starke Konzentrationsanstieg um das fünf bis zehnfache des Durchschnittswertes der drei nachweisbaren PFAS bei Scheer (auch das Carbamazepinabbauprodukt hat dort seinen höchste Konzentration in der Donau). Einige Industreiberteibe vor Ort unter anderem auch Abfallentsorgungsunternehmen könnten für diesen starken lokalen Anstieg verantwortlich sein.

Da die Zahl der Berichte über die toxischen Wirkungen kurzkettiger PFCAs zunimmt, scheint es offensichtlich, dass es keine vollständige Gewissheit darüber gibt, ob kurzkettige PFCAs als sichere langfristige Alternative zu langkettigen PFCAs im Hinblick auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit betrachtet werden können. Im ANNEX-XV-Bericht 2018 der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA, 2018) wurde vorgeschlagen, PFHxA als besonders besorgniserregenden Stoff zu betrachten und in die Liste von Artikel 57 der Verordnung Nr. 1907/2006 aufzunehmen, wobei PFHxA als ebenso besorgniserregend eingestuft werden sollte wie PFOA. In wie weit noch kürzere Substanzen dieser Klasse toxische Eigenschaften besitzen ist bisher noch nicht abschließend geprüft.

Amidotrizoesäure

Röntgenkontrastmittel
Iodierte Röntgenkontrastmittel (ICM) wie Amidotrizoesäure, Iomeprol, Iopamidol und Iopromid werden in der medizinischen Bildgebung häufig für die radiologische Darstellung einer Vielzahl anatomischer Strukturen verwendet. Da ICM sehr langlebig sind und sich durch herkömmliche Abwasserbehandlung nur schwer entfernen lassen, können sie nach dem Eintritt in die Umwelt oft unverändert bleiben oder werden in komplexen physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen in viele verschiedene Nebenprodukte umgewandelt. Große Mengen von ICM und ihren Nebenprodukten finden sich in natürlichen Gewässern wie der Donau, im Grundwasser, und im Trinkwasser. Eintragspfade für (ICM) sind hauptsächlich Krankenhäuser und Arztpraxen.

Alle vier genannten ICM sind ab der Grenze zu Österreich nachweisbar. Zuvor sind die anderen drei ICM ab Elchingen in der Grafik erkennbar. Augenfällig ist die relativ hohe Konzentration des Iomeprol in dem Donauabschnitt Scheer und Kehlheim. Spuren dieser Kontrastmittels finden sich bereits in der sogennnten „schwarzen Donau“ in der Achhöhle, wohin die Donau an etwa 200 Tagen im Jahr versickert um dann im Aachtopf mit diesen Spuren wieder zum Vorschein zu kommen und Richtung Bodensee und Rhein zu fließen. Während die Konzentrationen der ICM im weiteren Verlauf der Donau um die 0,1 µg/l Marke bis vorTulceapendeln, dort teilt sich die die Donau in drei Arme des Deltas, ist einerseits der starke Anstieg der Amidotrizoesäure ab Budapest auf über 1 µg/l in NoviSad auffällig als auch der Anstieg des Iopamidols in Wien um das zehnfache im Vergleich zu Krems.

Der Anstieg in Österreichs Hauptstadt ist aufgrund der Einwohnerzahl und der höheren Krankenhausdichte und konzentrierter Gesundheitsversorgung erwartbar trotz des Einsatzes von Kläranlagen. Ohne diese zentrale Abwasserbehandlung wären die Werte noch deutlich höher, was der starke Anstieg der Amidotrizoesäure ab Budapest über Paks (Ungarn) bis in die serbischen Städte Baki Monostor, Vukuvar, NoviSad und Belgard anzeigt wo vielerorts garkeine Kläranlagen im Einsatz sind und die Abwässer unbehandelt eingeleitet werden. Hier weißt der starke Anstieg der Amidotrizoesäure auf unzureichende Klärung hin.

Wichtig anzumerken ist natürlich, dass selbst eine relativ konstante Konzentration von ICM und Spurenstoffen allgemein in einem Fluss wie die Donau die Menge der eigeleiteten Substanzen ansteigt, da die Gesamtfracht auch mit der ansteigenden Abflussmenge ansteigt.

Obwohl ICM als sichere Arzneimittel gelten und ihre Verwendung bei der Diagnose von Krankheiten unbestritten ist, besteht ein reales Risiko negativer Auswirkungen ihrer Transformationsnebenprodukte auf das Funktionieren verschiedener Ökosysteme. Die photolytischen Umwandlungsprodukte der Trizoesäuren wurden nach den Salmonellen- und Chromosomenaberrationsmodellen von Leadscope als mutagen sowie nach einem Mikronukleusmodell in vivo als genotoxisch vorhergesagt.

Um einer potenziellen Bedrohung durch ihr Vorhandensein in der Umwelt vorzubeugen, sollten neue wirksame physikalisch-chemische und biologische Methoden zu ihrer Beseitigung entwickelt werden, und es sollte dem Transport und dem Verbleib von ICM in der Umwelt mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Sulfamethoxazol

Antibiotikum
Nicht nur die Metaboliten von Arzneimitteln bergen ein unbekanntens Risiko für die Umwelt, sondern auch das Zusammenwirken von unterschiedlichen Substanzen wie das Beispiel Diclofenac (DCF) und Sulfamethoxazol (SMX) zeigt. DCF und SMX sowie deren binäre Mischung, wurden auf ihre Toxizität gegenüber Bakterien A. fischeri, das Krustentier D. magna und die Gefäßpflanze L. minor untersucht. Die binäre Mischung aus DCF und SMX  zeigte die höchste Toxizität gegenüber den Modellorganismen. DCF wies eine mittlere Toxizität auf, mit einem hohen Risiko für aquatische Organismen. SMX wurde charakterisiert als eine Verbindung mit geringer Toxizität und geringem Umweltrisiko. Die Konzentrationen von Suflametoxazol sind mit maximal 0,04 µg/l gering und im ersten Viertel der Donau am höchsten. Das könnte mit einer besseren medizinischen Versorgung mit Krankenversicherungspflicht und relativ günstigen Arzneimitteln in Deutschland zusammen hängen. Die Konzentrationen des Antibiothikums schwächt sich bis Linz ab um dann bis Tulcea annäherend konstant zu bleiben. Trotz geringer Konzentration gelangen diese Antibiotika z. B. über Donaufische in homöopatischen Mengen durch deren Verzehr in den mesnschlichen Organismus und könnten dadurch über einen langen Zeitraum der Aufnahem Antibiotikaresisten bewirken.

Sowohl bei Diclofenac (Schmerzmittel) als auch bei Sulfamethoxazol  (Antibiotikum gegen z.B. Niereninfektionen) handelt es sich um stark verbreitete Pharmaka, die in Kläranlagen nicht vollständig aus dem Abwasserzulauf eliminiert werden können und somit in Fließgewässern und auch im Grundwasser landen. Diclofenac befindet sich in jedem kommunalen Abwasser, da es aber sowohl einem biologischen als auch einem photochemischen Abbau unterworfen ist, findet man in den Sommermonaten fast kein Diclofenac in den Gewässern und auch nicht in der Donau im Mai und Juni 2022.

In der natürlichen Umwelt kommen komplexe Mischung­­en verschiedener Arzneimittel vor, und es ist schwierig, ihre Toxizität vorherzusagen weil sich die Konzentrationen in der Umwelt ständig ändern und neue Substanzen auftauchen. Die Überwachung von Schadstoffen, deren Umweltkonzentrationen und ihrer Toxizität ist äußerst wichtig, da Mikroverunreinigungen komplexe Wirkungen haben können, insbesondere bei langfristiger Exposition von Organismen.

Sucralose

Süßstoff
Alle in light Getränken und Nahrungsmittel eingesetzten künstlichen Süssstoffe sind in der Graphik aufgeliestet außer Aspartam (baut sich als Dipeptid leicht ab). Die künstlichen Süsstoffe besitzen außer dem Cylamat eine FDA (Nahrungsmittelzulassung) Zulassung, Das Cyclamat ist in den USA aufgrund einer Studie in der Cylamat als blasenkrebsverursachend eingestuft wurde seit 1970 verboten. Einige Studien an Darmbaketrien zeigen , dass Süssstoffe auf Bakterien der Darmflora toxisch wirken und die Zusammensetzung unseres Mikrobioms verändert und somit die menschliche Gesundheit beeinflussen könnte.

Was der Mensch nicht verstoffwechseln kann, schaffen auch die Mikroorganismen in einer Kläranlage in der biologischen Behandlung auch nicht. Daher werden künstliche Süssstoffe kontinuierlich in Gewässer eingetragen und werden als Umweltschadstoffe identifiziert. Mehrere Umweltstudien haben die weite Verbreitung von Acesulfam, Saccharin und Sucralose im Wasserkreislauf bestätigt auch innerhalb des Cleandanubeprojekts wurden sie vom TZW auch in der Donau gefunden. Konzentrationen bis in den μg L-1-Bereich finden sich in in Oberflächengewässern, Grundwasser und Trinkwasser. Solche Konzentrationen gehören zu den höchsten, die für anthropogene Spurenschadstoffe bekannt sind.

In der Donau zwischen April und Juli 2022 bleiben die Konzentrationen unter der ein µg/l Marke, dennoch sind es in Summe um die 70 Tonnen pro Jahr , die ins schwarze Meer fließen und das mit einer Süßkraft von 30-200 mal so hoch wie der herkömmliche Haushaltszucker Saccharose. Da bekommt der Begriff „Süsswasser“ eine ganz andere Bedeutung. Auffällig im Verlauf der Grafik ist der Nachweis von Cyclamat erst ab Bratislava, obwohl die Konzentrationen von Acesulfam und Sucralose vergleichsweise hoch sind.

Die höchsten Süßstoffkonzentrationen finden sich natürlich um die Größstädte ab Wien, Bratislava und Budapest. Bis zum Zufluss der Isar (Einfluss Münchner Abwasser) summieren sich die Süssstoffeinträge von Ulm, Ingolstadt, Regensburg und Straubing.

Benzotriazol

Korrosionsschutzmittel
Benzotriazole (B) sind eine Gruppe heterozyklischer Verbindungen, die in der Industrie und im Haushalt vor allem als Korrosionsschutzmittel weit verbreitet sind. Im Haushalt zum Beispiel in Spülmaschinentabs, als Korrosionsinhibitor in der Beschichtungstechnologie und auch zum Enteisen von Flugzeugen. BTs werden allgegenwärtig in der Umwelt nachgewiesen und verursachen eine potenzielle Toxizität. Aufgrund ihrer hohen Hydrophilie und ihrer unzureichenden Entfernung in Kläranlagen w diese Verbindungen in der aquatischen Umwelt in Konzentrationen von einigen zehn ng/L bis einigen zehn μg/L nachgewiesen. Beträchtliche Rückstände von BTs in Pflanzen, Fischen, Luft, Leitungswasser und menschlichem Urin zeigen die potenziellen Risiken für verschiedene Organismen an. Die gemeldete akute Toxizität von BTs ist im Allgemeinen gering (EC50 in mg/L). Wirkungen wie endokrine Störungen, Hepatotoxizität und Neurotoxizität sowie die Fähigkeit, die Entwicklung von Karzinomen zu fördern sind Anhaltspunkte dafür, dass auch eine geringe Konzetrationen von Benzotriazolen das Ökosystem von Gewässern beeiträchtigen können. Es hat sich gezeigt, dass BT schwer biologisch abbaubar sind. Weitere Studien sind erforderlich, um den genauen Verbleib und den Toxizitätsmechanismus von BTs in der Umwelt zu erforschen und fortschrittliche Behandlungstechnologien zu entwickeln, um die potenziellen ökologischen Risiken von BT zu verringern.

Im Gegensatz zu Benzotriazol spielt das 5-Metylbezotriazol eine untergeordnete Rolle was die Analysedaten (< 0,05 µg/l, Bratislava 0,08 µg/l) im gesamten Donauverlauf angeht. Die Benzotriazolwerte schwanken zwischen 0,15 und 0,35 µg/l und der Einfluss von Ballungszentren mit Industriekonzentration und hoher Bevölkerungsdichte (Ulm,Ingolstadt, Regensburg, Wien, Bratislava und Budapest) ist im Kurvenverlauf erkennbar. Aufgrund der Stabilität und kontinuierlichem Zulauf allerorts unterschreiten die Konzentrationen die 0,15 µg/l Werte erst im Delta.

Mikroplastik

Mikroplastikpartikel wurden in allen analysierten Proben des Donaudeltas gefunden. In einem Liter Wasser wurden 46 Mikroplastikpartikel mit einer Größe von mehr als 105 µm (Variationskoeffizient (VK) = 62 %), 95 Partikel größer als 65 µm (VK = 53 %) und 2677 Mikroplastikpartikel mit einer Mindestgröße von 20 µm (VK = 11 %) gefunden. Bei einem durchschnittlichen jährlichen Abfluss von 6416 m3∙s-1 ergibt dies etwa 1,72∙1010 Kunststoffpartikel pro Sekunde (> 20 µm). Die am häufigsten vorkommenden Kunststoffpolymere waren PET, PTFE, PE und PA.

Temperatur

Die Wassertemperatur beeinflusst nahezu alle physikalischen, chemischen und biologischen Vorgänge im Gewässer. Ihre Bestimmung ist deshalb zur Interpretation der übrigen Gewässergüteparameter unerlässlich. Alle im Wasser lebenden Organismen sind an einen bestimmten Temperaturbereich angepasst und besitzen eine Vorzugstemperatur. Sie können Schwankungen und insbesondere Erwärmung nur bis zu gewissen Graden vertragen. Als Maximaltemperatur gelten z.B. 27°C für Bachforellen und 37,7°C für Karpfen.

Innerhalb des in unseren Gewässern relevanten Temperaturbereiches zwischen 0°C und 25°C bewirkt ein Anstieg der Wassertemperatur im Allgemeinen:

• Oberhalb von 4°C eine Abnahme der Dichte und der Viskosität (erhöhte Wassertemperaturen begünstigen die Sedimentation partikulärer Substanzen)
• Eine Erhöhung der Gasaustauschgeschwindigkeit zwischen Wasser und Atmosphäre
• Eine Abnahme der Löslichkeit von Gasen in Wasser. Dies ist insbesondere für die Sauerstoffkonzentration von Bedeutung, gilt aber auch für Kohlenstoffdioxid, Ammoniak, Stickstoff und andere Gase.
• Eine Zunahme des freien, fischgiftigen Ammoniaks gegenüber dem gebundenen Ammonium
• Eine Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit chemischer Prozesse
• Eine Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeiten aerober und anaerober biochemischer Prozesse (z.B. Kohlenstoffabbau und Nitrifikation)
• Eine Zunahme der Aktivität und damit des Stoffumsatzes der Wasserorganismen
• Eine Erhöhung der Wachstumsgeschwindigkeit der aquatischen Organismen.

pH-Wert

Der pH-Wert dient zur Kennzeichnung des neutralen, sauren oder basischen Verhaltens einer Lösung. In reinem Wasser oder in neutralen Lösungen ist der pH-Wert = 7. Kleinere pH-Werte kennzeichnen einen sauren und größere einen basischen Charakter wässriger Lösungen. Die Skala der pH-Werte reicht von 0 – 14.

Durch den Einfluss von Kohlensäure, Huminstoffen und Wasserzutritten aus dem Untergrund weicht der pH-Wert natürlicher Wässer vom Neutralwert 7 ab. Außerdem wird der pH-Wert durch die Temperatur und durch Salze beeinflusst. Darüber hinaus tragen Abwassereinleitungen und mikrobielle und pflanzliche Umsetzungen von Abwasserinhaltsstoffen sowie der saure Regen zur Verschiebung des pH-Wertes natürlicher Wässer bei. Der pH-Wert natürlicher Gewässer schwankt üblicherweise zwischen 6,5 und 8,5.

Bei pH-Werten unter 5,5 werden Kleinlebewesen größtenteils geschädigt oder getötet. Bei Fischen führen zu niedrige oder zu hohe pH-Werte zur Säure- bzw. zur Laugenkrankheit. Als Grenzwerte, die tödlich für alle einheimischen Fischarten sind, gelten Werte < 4 und > 10,8.

Länger anhaltende Überschreitungen der erwähnten Werte führen ebenso wie kurzzeitige starke Schwankungen zur Hemmung von Stoffwechselvorgängen, zu Artenminderung bei tierischen und pflanzlichen Organismen oder zur Minderung der Selbstreinigung.

elektr. Leitfähigkeit

Durch die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit (= Kehrwert des elektrischen Widerstandes) bei 25°C, ausgedrückt in der Einheit Mikrosiemens pro cm (µS/cm) besteht die Möglichkeit, sehr schnell und mit geringem Aufwand eine Aussage über den Gesamtgehalt an gelösten Salzen (soweit sie als Ionen vorliegen) zu erhalten.

Die Quellen für die in Fließgewässern natürlicherweise vorhandenen Salze sowie für die anthropogene Salzbelastung sind:

• Geogene Herkunft (Verwitterung)
• Industrielle Einleitungen
• Salzausscheidungen von Mensch und Tier
• Streusalz im Winter

In erster Linie setzt sich die Salzbelastung der Fließgewässer zusammen aus:

• Den Kationen: Natrium, Calcium, Magnesium, Kalium.
• Den Anionen: Chlorid, Sulfat, Hydrogenkarbonat, Karbonat und Nitrat.

CSB

Trübung

Die Trübung des Wassers entsteht durch ungelöste, feindisperse Stoffe. Diese gelangen als eingeleitete oder abgeschwemmte Feststoffe in die Gewässer oder sie werden als Plankton innerhalb des Gewässers unter bestimmten Bedingungen gebildet.

Trübstoffe verändern die Lichtverhältnisse im Gewässer und haben damit einen Einfluss auf die Photosynthese und das Wachstum von Wasserpflanzen und von Plankton, besonders in sehr langsam fließenden Gewässern. Trübstoffe, besonders Plankton, können den Sauerstoffhaushalt eines Gewässers beeinflussen. Außerdem können sich Trübstoffe absetzen und den Lebensraum der Organismen am Gewässerboden beeinträchtigen.

Trübungsmessungen geben mit geringem Aufwand Hinweise auf spontane oder längerfristig eintretende Änderungen der Gewässerbeschaffenheit, sofern dabei ungelöste Stoffe eine Rolle spielen.

In erster Linie sind Erosion, Aufwirbelung, Austrag aus Kläranlagen, Regen- und Mischwasserentlastungen oder stoffliche Umsetzungen im Gewässer die Ursachen für eine Verstärkung der Trübung.

Sauerstoff

Die im Gewässer festgestellte Konzentration an gelöstem Sauerstoff ist jeweils das Ergebnis sauerstoffzehrender und sauerstoffliefernder Vorgänge. Die Sauerstoffkonzentration ist ein von gewässerinternen wie -externen Vorgängen sehr leicht beeinflussbarer und daher unter Umständen sehr stark schwankender Wert. Den Gleichgewichtszustand stellt die druck- und temperaturabhängige Sättigung dar, bei einer Wassertemperatur von z.B. 10 °C entspricht ein Sauerstoffgehalt von 10,92 mg/L einer Sättigung von 100%. Durch natürliche und anthropogene Einflüsse weichen die Sauerstoffkonzentrationen der Gewässer mehr oder weniger stark von diesem Gleichgewichtszustand ab. Turbulenz bewirkt wegen des hierbei erzeugten intensiven Grenzflächenaustausches zwischen Luft und Wasser stets eine Veränderung der Sauerstoffkonzentration in Richtung auf die Sättigung.

Durch die in den Gewässern lebenden Organismen, deren Ansprüche an die Sauerstoffkonzentration sehr unterschiedlich sind, finden neben sauerstoffzehrenden Stoffwechselprozessen auch sauerstoffliefernde Vorgänge bei der Photosynthese grüner Pflanzen statt. Insbesondere durch den aeroben Abbau von Kohlenstoffverbindungen, aber auch durch Nitrifikation von Ammonium wird Sauerstoff im Gewässer verbraucht. Geringe Sauerstoffkonzentrationen weisen auf Zehrungsvorgänge durch Stoffe hin, die entweder eingeleitet wurden oder im Gewässer selbst als „Sekundärbelastung“ (absterbende Wasserpflanzen und Algen) entstanden sind. Sauerstoffübersättigungen können in Gewässern auf natürliche Weise nur durch Photosynthese auftreten. Sie sind ein Hinweis auf eine mögliche Gefährdung durch Eutrophierungsvorgänge, weil nach Übersättigungsperioden in Abhängigkeit vom Abfluss und von den meteorologischen Randbedingungen häufig Zeiten mit verminderten Sauerstoffkonzentrationen auftreten.

Ammonium

Ammonium ist ein Kation, alle seine Verbindungen sind gut wasserlöslich. Ammonium wird beim biochemischen Abbau von eingeleiteten stickstoffhaltigen Substanzen (z.B. Proteine, Aminosäuren, Harnstoff), aber auch von natürlich entstandener Biomasse ständig freigesetzt und ist daher in Gewässern in der Regel in geringer Menge vorhanden.

Hohe Konzentrationen von Ammonium werden durch landwirtschaftliche, häusliche, kommunale und industrielle Abwässer verursacht. Auch aus der Atmosphäre wird über die Niederschläge Ammonium in die Oberflächengewässer eingetragen.

In der Regel wird Ammonium in Gewässern durch Mikroorganismen (Nitrifikanten) über das Nitrit zu Nitrat oxidiert, was für den Sauerstoffhaushalt eine spürbare Belastung bedeuten kann.

Ammonium steht zu dem toxischen Ammoniak in einem Dissoziationsverhältnis: bei steigendem pH-Wert (> 7) und steigender Temperatur verschiebt sich das Gleichgewicht zugunsten des stark fischtoxischen Ammoniaks. Bereits bei Ammoniakkonzentrationen von 0,01 mg/L kann mit Schäden bei Fischbrut und empfindlichen Fischarten gerechnet werden, tödliche Konzentrationen liegen in der Größenordnung von 0,2 mg/L für Fischbrut und 0,6 mg/L für Forellen.

In Fließgewässern können die Schwankungen der Ammoniumkonzentration durch Stoßbelastungen aus Kläranlagen und Mischwassereinleitungen beträchtlich sein (gering = 0,1 mg/L; sehr stark = 20 mg/L).

Nitrat

Nitrat ist das Anion der Salpetersäure. Nitratverbindungen sind gut wasserlöslich. In den Fließgewässern ist Nitrat meist als natürliches Stoffwechselprodukt der Nitrifikation in mäßiger Konzentration vorhanden. Die Hauptquellen der Nitratbelastung sind im Allgemeinen die Auswaschung von Düngemitteln aus landwirtschaftlich genutzten Böden und die Kläranlagenabläufe. Auch über den Regen gelangt Nitrat in die Gewässer.

Nitrat ist neben dem Phosphor ein wichtiger Nährstoff für die Wasserpflanzen und in aller Regel so reichlich vorhanden, dass er bei der Eutrophierung der Gewässer (Algenblüten, Verkrautung) im Allgemeinen nicht als limitierender Faktor wirkt. Die Entnahmemenge des Nitrats durch die Pflanzen ist im Verhältnis zur Gesamtmenge des Wasserkörpers unerheblich. Eine signifikante Abnahme der Nitratkonzentration auf der Fließstrecke ist nur während der Vegetationszeit gegeben, woran meist Denitrifikationsprozesse auf der Sedimentoberfläche beteiligt sind. Kurzfristige Schwankungen werden von Stoßbelastungen aus Kläranlagen und durch Mischwassereinleitungen hervorgerufen. Nitrat ist selbst bei hohen Konzentrationen um 10 mg/L nicht schädlich für Wasserorganismen.

Phosphor

Phosphor ist für alle Organismen ein notwendiger Nährstoff. In Oberflächengewässer gelangt Phosphor über verschiedene punktförmige und diffuse, natürliche, in erster Linie aber anthropogene Quellen. Phosphor ist in Exkrementen enthalten und wird in Form anorganischer Verbindungen in Düngemitteln und in Form phosphororganischer Verbindungen in Schädlingsbekämpfungsmitteln verwendet. Häusliche, landwirtschaftliche, aber auch industrielle Abwässer sind daher Haupteintragsquellen für Phosphor. Desweiteren gelangt durch Erosion ein beträchtlicher Anteil von Phosphorverbindungen diffus mit den abgeschwemmten, teilweise überdüngten Böden in die Gewässer. Nicht zu vernachlässigen sind Phosphoreinträge über die Niederschläge.

In nicht verunreinigten Gewässern ist Phosphor natürlicherweise in sehr geringen Konzentrationen vorhanden und begrenzt als Minimumfaktor das Wachstum der Pflanzen. Durch anthropogene Zufuhr wird Phosphor zum Haupt-Eutrophierungsfaktor. Folgeerscheinungen bei ausreichender Lichtzufuhr sind starke Verkrautungen durch höhere submerse und emerse Wasserpflanzen sowie Fadenalgen oder eine massenhafte Vermehrung des Phytoplanktons (Algenblüten). Das übermäßige Pflanzenwachstum zieht vor allem tagesperiodische Schwankungen des Sauerstoffgehaltes mit Übersättigungen, sowie pH-Wert-Anstiege tagsüber und deutliche Sauerstoffdefizite in den frühen Morgenstunden nach sich. Absterbende Pflanzenmassen führen zu einer Sekundärbelastung durch Schlammbildung und Sauerstoffzehrung.

Während natürliche Phosphorverbindungen nicht toxisch wirken, sind manche synthetisch hergestellten Verbindungen, die z.B. als Pflanzenschutzmittel eingesetzt werden, hochtoxisch.