Erfolgskontrolle an den Gewässern im Einzugsgebiet der Abwasserreinigungsanlagen im Surbtal ARA-Ausbauprogramm

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1 Departement Bau, Verkehr und Umwelt Abteilung für Umwelt Erfolgskontrolle an den Gewässern im Einzugsgebiet der Abwasserreinigungsanlagen im Surbtal ARA-Ausbauprogramm , Februar 2011

2 2 Herausgeber Departement Bau, Verkehr und Umwelt Abteilung für Umwelt Projektleitung Arno Stöckli, Abteilung für Umwelt, Sektion Boden und Wasser Autor Markus Haberthür,, Zürich Mitarbeit Guido Erni, Untersiggenthal Titelblatt: ARA Unterehrendingen

3 3 Inhalt Inhalt 1.! Anlass der biologischen Erfolgskontrolle 7! 2.! Gewässerbeurteilung nach Modulstufenkonzept 9! 2.1! Ausgewählte Kriterien für die Erfolgskontrollen 9! 3.! Entwicklung des Gewässerzustandes in der Übersicht 11! 3.1! Äusserer Aspekt 11! 3.2! Gewässerzustand gemäss der Kieselalgenindikation 14! 4.! Wirkung der Massnahmen bei einzelnen Abwasserreinigungsanlagen 15! 4.1! ARA Oberes Surbtal 16! 4.2! ARA Lengnau 18! 4.3! ARA Endingen 20! 4.4! ARA Tegerfelden 22! 4.5! ARA Klingnau 24! 5.! Literatur 26! Anhang A1:! Daten der Kieselalgen (Untersuchung 2010) 27! Anhang A2:! Daten des äusseren Aspektes (Untersuchung 2010) 31! Anhang A3:! Methoden 33!

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5 5 Zusammenfassung Zur Erfolgskontrolle des ARA-Ausbauprogrammes im Surbtal wurde der biologische Zustand der Surb im Einflussbereich der Abwasserreinigungsanlagen zu verschieden Zeitpunkten untersucht. Der vorliegende Bericht fasst die Ergebnisse zusammen. Durch die Sanierungsmassnahmen ist die Gewässerbelastung in der Surb deutlich zurückgegangen. Im Binnenkanal ist sie praktisch gleich geblieben. Die geprüften Anforderungen und ökologischen Ziele der Gewässerschutzverordnung werden heute bezüglich des äusseren Aspektes und der Zeigerwerte der Kieselalgen insgesamt besser erfüllt. Massnahmen Im Surbtal wurden die Abwasserreinigungsanlagen Oberes Surbtal und Surbtal ausgebaut. Die ARA Lengnau und ARA Tegerfelden sind aufgehoben worden. Die Verlegung der Ableitung aus der ARA Klingnau vom Binnenkanal in die Aare ist vorgesehen. Das Abwasser von Lengnau wird in der ARA Endingen und dasjenige aus Tegerfelden in der ARA Klingnau gereinigt. Alle noch bestehenden Anlagen sind mit einer Phosphorelimination, die ARA Oberes Surbtal zusätzlich mit einer biologischen Nitrifikation/Teildenitrifikation ausgerüstet. Verbesserung des Gewässerzustands In Bezug auf die äusserlich sichtbaren Beurteilungskriterien wie Verschlammung, Trübung, Verfärbung, Schaumbildung und Geruch hat sich die Situation in der Surb verbessert. Bei den Erstuntersuchungen vor der Sanierung entsprach die Surb in verschiedenen Abschnitten bezüglich mehrerer dieser Merkmale nicht mehr den Anforderungen der Gewässerschutzverordnung. Einzelne Belastungsmerkmale treten zwar immer noch auf, jedoch weniger häufig und in geringerem Ausmass. Im Binnenkanal hat sich der äussere Aspekt, insbesondere durch massives Auftreten von Eisensulfid eher noch verschlechtert. Mit den Massnahmen ist der früher an allen 15 Stellen auftretende, unerwünschte Aufwuchs von sichtbaren, tierischen Einzellerkolonien stark zurückgegangen. Heute tritt er noch an 2 von 15 Stellen mit einer Häufigkeit von maximal 13% auf. Die Sauerstoffversorgung in der Gewässersohle, eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung einer natürlichen, tierischen Lebensgemeinschaft, ist 2010 in der Surb kaum, im Binnenkanal jedoch massiv eingeschränkt. Das ARA-Ausbauprogramm reduzierte sowohl die Gesamtbelastung (DI-CH) als auch die organische Belastung (Saprobie) der Surb. Vor Beginn der Sanierungsmassnahmen erreichte der Gewässerzustand der Surb in den meisten Streckenabschnitten die ökologischen Ziele der Gewässerschutzverordnung zum Teil bei weitem nicht mehr. Bezüglich der Gesamtbelastung (DI- CH) musste vor den Sanierungen noch bei 8 der 15 Stellen der Zustand als mässig bis unbefriedigend bezeichnet werden. Heute, nach Abschluss der Sanierungen im Surbtal und der noch ausstehenden Sanierung der ARA Klingnau, ist die durch Kieselalgen angezeigte Gewässerqualität an 13 der 15 untersuchten Stellen gut bis sehr gut. Damit sind die wichtigsten gesetzlichen Anforderungen mehrheitlich erreicht. Der Eintrag anorganischer Nährstoffe, insbesondere von Phosphor und Stickstoff, hat sich durch die Massnahmen nicht wesentlich verändert. Insgesamt gilt die Surb infolge der flächenhaften Nährstoffabschwemmung immer noch als kritisch bis auffallend mit Phosphor und Stickstoff belastet. Was bleibt zu tun? Noch unbefriedigend sind die verbleibende, Gesamtbelastung unterhalb der ARA Klingnau, die organische Belastung im Abschnitt Lengnau- Endingen und sowie die dort auftretenden Schaumbildungen. Sauerstoffhaushalt im Binnenkanal verbessern Eisensulfidflecken treten vor allem unterhalb der ARA Klingnau auf. Die erhöhte organische Abbautätigkeit führt an diesen Stellen zu massiven

6 Zusammenfassung 6 Sauerstoffdefiziten in den Kleinlebensräumen der Binnenkanalsohle. Zusätzlich erschwert das feinkörnige Sohlenmaterial die Sauerstoffversorgung. Inwieweit hier mit Revitalisierungsmassnahmen die Sauerstoffverhältnisse in der Sohle verbessert werden können, ist zu prüfen. In jedem Fall muss aber die Fracht an organischen Stoffen aus der ARA Klingnau im Binnenkanal reduziert werden. Ursachen der Schaumbildung in der Surb abklären Die leichte Schaumbildung in der Surb wurde bereits in der Vergangenheit festgestellt tritt sie noch unterhalb der ARA Oberes Surbtal bis unterhalb Lengnau auf. Die Häufigkeit des Auftretens ist dort abzuklären und die Ursachen bzw. Quellen sind zu untersuchen. Allenfalls können abwasserseitige Massnahmen zur Reduktion der Oberflächenspannung ergriffen werden. Bestehende Quellen von organischen Stoffen in der Surb eliminieren Die durch die Kieselalgen angezeigt organische Belastung im Abschnitt Lengnau-Endingen muss genauer abgeklärt werden. Im Vordergrund stehen bekannte Defizite bei der Regenwasserbehandlung.

7 7 1. Anlass der biologischen Erfolgskontrolle Veränderte Rahmenbedingungen der Abwasserbehandlung Die Infrastruktur zur Siedlungsentwässerung und Abwasserreinigung ist nicht für die Ewigkeit gebaut. Die Kanalisationssysteme und Abwasserreinigungsanlagen müssen laufend unterhalten und im gleichen Zuge den sich verändernden Anforderungen angepasst werden. Jährlich wächst die Siedlungsfläche in der Schweiz um rund zwei Prozent und erfordert eine laufende Erweiterung der Entwässerungssysteme. Die Problematik von Mikroverunreinigungen durch toxische und hormonaktive Spurenstoffe hat sich im letzten Jahrzehnt akzentuiert. Sie zeigt sich in schwindenden Fischpopulationen und Missbildungen bei Fischen. Das Fernhalten von Fremdwasser aus der Abwasserkanalisation gegenwärtig rund 33% der schweizerischen Abwassermenge ist immer noch ein vorrangiges Ziel zur Steigerung der Reinigungseffizienz der Abwasserreinigungsanlagen. Der flächendeckende Verbund der Kanalisationsnetze ermöglicht eine Optimierung des Abwassermanagements und ein effizientere Bewirtschaftung der Abwasserreinigung. In diesem Zusammenhang ist auch der Ersatz der früher einzeln betriebenen, kleineren Abwasserreinigungsanlagen durch zentrale Grossanlagen mit wirkungsvolleren Reinigungstechnologien und besseren betriebswirtschaftlichen Eckwerten zu sehen. Ende einer intensiven Investitionsphase Die Rahmenbedingungen der Abwasserbehandlung haben sich auch im Surbtal verändert. In der Folge wurden in den letzten 13 Jahren im Surbtal grössere Investitionen in die Siedlungsentwässerung und Abwasserreinigung getätigt. Dabei wurden die ARA Oberes Surbtal und die ARA Surbtal saniert, die ARA Lengnau und ARA Tegerfelden aufgehoben. Deren Abwasser wird heute in Endingen bzw. Klingnau gereinigt. Warum eine Erfolgskontrolle Bestandteil des Qualitätsmanagements Allein schon die beträchtlichen öffentlichen Investitionen verpflichten die kantonalen Gewässerschutzfachstellen die Wirkung der Gewässerschutzmassnahmen zu prüfen und die Öffentlichkeit über deren Erfolg zu informieren. Dies verlangt auch Art. 50 des Gewässerschutzgesetzes (GSchG). Die Erfolgskontrollen sind dabei als Teil eines umfassenden Systems zum Qualitätsmanagement der öffentlichen Umweltpolitik zu sehen. Prüfung der Gesetzeskonformität Die ökologischen Ziele und Anforderungen an die Wasserqualität für Fliessgewässer sind in der Gewässerschutzverordnung vom 28. Oktober 1998 formuliert. Neben den Grenz- und Richtwerten für chemische und physikalische Qualitätskriterien umschreibt die Verordnung auch Anforderungen für den äusseren Aspekt (Farbe, Geruch, Trübung etc.) sowie den heterotrophen und pflanzlichen Bewuchs der Gewässersohle (Anhang A3). Die ökologischen Ziele streben bezüglich der organischen Belastungen (Saprobie) und des anorganischen Nährstoffeintrags (Trophie) einen biologischen Zustand an, der für nicht oder nur schwach belastete Gewässer typisch ist (Anhang A3). Integrative Erfassung der Gewässerbelastung In methodischer Hinsicht ergänzen sich die chemischen und biologischen Qualitätskriterien gegenseitig. Während chemische Untersuchungen in der Regel Momentaufnahmen der stoffspezifischen Wasserqualität darstellen, widerspiegeln die biologischen Erhebungen die längerfristige Wirkung der Belastungsfaktoren auf die Lebensprozesse im Gewässer. So können z. B. aus der Zusammensetzung der Wasserorganismen Rückschlüsse auf die Belastungsvorgänge im Gewässer gezogen werden. Diese können nicht nur auf stoffliche Aspekte, sondern auch auf hydrologische und gewässermorphologische Stressfaktoren ausgedehnt werden. Biologische Methoden eignen sich besonders für Erstaufnahmen der Wasserqualität und um generelle Qualitätsänderungen im Laufe eines Sanierungsvorhabens festzustellen.

8 Warum eine Erfolgskontrolle 8 Teil des aargauischen Überwachungskonzeptes für die Gewässer Gestützt auf dem Grobkonzept für den Gewässerschutz der 90er Jahre [13] und den Folgerungen eines Berichtes der Abteilung für Umwelt vom Juni 1993 zum Zustand der aargauischen Fliessgewässer [14] wurden die Ziele für die biologische Überwachung des Gewässerzustandes im Kanton Aargau neu definiert. Diese sind: 1. Erweiterung der Beurteilung der Wasserqualität auf die biologischen Qualitätsziele (Langzeitkontrolle) 2. Erfolgskontrolle der weitergehenden Abwasserreinigung (ARA-Ausbauphase der 90er Jahre) bezüglich der biologischen Gewässergüte 3. Flächendeckender Überblick über die biologische Wasserqualität (Optimierung des Mitteleinsatzes zur Feststellung von Abwasserverunreinigungen) 4. Nachweis von akuten Gewässerverschmutzungen (Schadenfälle) Der vorliegende Bericht betrifft Punkt 2 des Untersuchungsprogrammes. Wirkungsprüfung der Massnahmen bei den einzelnen Kläranlagen Zur Erfolgskontrolle wurde anhand der Kieselalgen und des Äusseren Aspektes untersucht wie sich die Belastungsverminderung hinsichtlich absetzbarer Stoffe, organisch abbaubarer Stoffe, Phosphor und Stickstoff in den Gewässern auswirkte. Zu diesem Zweck wurden die von den ARA-Abwässern betroffenen Gewässerabschnitte vor und nach Ausführung der Sanierungsprojekte mit biologischen Methoden (siehe Kapitel 2 und Anhang 3) untersucht. Alle betroffenen Gewässerabschnitte im Surbtal wurden erstmals im Zeitraum zwischen 1997/98 untersucht. Mit den inzwischen abgeschlossenen Sanierungen wurden die betroffenen Gewässer des Surbtals in diesem Jahr (2010) einer erneuten Erfolgskontrolle unterzogen.

9 9 2. Gewässerbeurteilung nach Modulstufenkonzept Das Gewässerschutzgesetz (GSchG) verlangt nicht nur die Erhaltung einer guten Wasserqualität und der vielfältigen Funktionen der Gewässer als Lebensraum für Pflanzen und Tiere, sondern auch eine nachhaltige Nutzung durch den Menschen. Für die Überwachung von Fliessgewässern ergeben sich daraus unterschiedlichste Anforderungen und Qualitätskriterien, welche in der Gewässerschutzverordnung (GSchV) und im Modul-Stufen-Konzept zur Untersuchung der Fliessgewässer [11] beschrieben sind. Die Erfolgskriterien 2.1 Ausgewählte Kriterien für die Erfolgskontrollen Zur Erfolgskontrolle des ARA-Ausbauprogrammes erwies sich eine Bewertung nach den Modulen Kieselalgen, Stufen F und A und Äusserer Aspekt am zweckmässigsten und kostengünstigsten. Modul Äusserer Aspekt Der äussere Aspekt eines Gewässers wurde gemäss dem entsprechenden Modul [12] nach 7 Kriterien geprüft und bewertet (siehe Figur 2). Die Kriterien Kolmation und Feststoffe sind nicht berücksichtigt. Figur 1: Bei den ARA-Erfolgskontrollen zur Anwendung gelangte Bewertungsmodule des Modul-Stufen-Konzeptes. Das Modul-Stufen-Konzept wird der Notwendigkeit gerecht, dass die Bewertung von Fliessgewässern entsprechend der Problemstellung mit unterschiedlichen und differenzierten Ansätzen erfolgen muss. Es unterscheidet zwischen den drei Fliessgewässerbereichen Abflussverhalten und Gewässerform, Gewässerorganismen und Wasserinhaltsstoffe. Dazu bietet es gegenwärtig 10 Bewertungsmodule, mit denen sich die Gewässer flächendeckend (Stufe F), systembezogen (Stufe S) und abschnittsweise (Stufe A) bewerten lassen (Figur 1). Dabei ist festzuhalten, dass die Bewertung je nach Modul und Stufe eine unterschiedliche zeitliche Gültigkeit hat. Figur 2: Bewertungskriterien und Bewertungsskala des Moduls äusserer Aspekt. Modul Kieselalgen, Stufe F Im Modul Kieselalgen [10] wird die aus den Proben ermittelte Indexzahl nach einer fünfstufigen Skala bewertet. Der schweizerische Diatomeenindex (DI-CH) erlaubt die Bewertung der Wasserqualität auf Stufe F (generelle Indikation der chemischen Belastung). Figur 3: Bewertungskriterien und Bewertungsskala des Moduls Kieselalgen auf der Stufe F. Bei den Stufen sehr gut und gut sind die Anforderungen der Gewässerschutzverordnung (GSchV) erfüllt, bei den Stufen mässig, unbe-

10 Die Erfolgskriterien 10 friedigend und schlecht hingegen nicht (siehe Figur 3). Modul Kieselalgen, Stufe A Die Zusammensetzung der Kieselalgen wurde zudem nach weiteren Zeigereigenschaften untersucht, die eine differenzierte Beurteilung hinsichtlich der Saprobie und der Trophie ermöglicht. Die Methode von Lange-Bertalot [4], Hofmann [7] und Reichardt [8] nutzt vor allem die saprobiologischen Eigenschaften (= Wirkung der organischen Belastung auf die Kieselalgenzusammensetzung) der Kieselalgen. Sie bewertet die organische Belastung nach folgenden 7 Stufen (siehe Figur 4) Die Methode von Schiefele und Kohmann [6] erlaubt es, anhand der Kieselalgenzusammensetzung die Nährstoffumsetzung (Trophie) in einem Fliessgewässer anhand eines Trophieindexes abzuschätzen. Dabei wird nach 7 Trophiestufen unterschieden (siehe Figur 5). I I - II II Gewässergütestufe oligosaprob oligo!-mesosaprob!-mesosaprob GSchV erfüllt II - III!-mesosaprob "-mesosaprob III "-mesosaprob III - IV "-mesosaprob polysaprob IV polysaprob GSchV nicht erfüllt Figur 4: Bewertungsskala der Saprobie nach Lange-Bertalot, Hofmann und Reichardt. Tropiestufen Indexbereiche unbelastet (oligotroph) schwach belastet (oligotroph mesotroph) deutlich belastet (mesotroph) kritisch belastet (mesotroph eutroph auffallend belastet (eutroph) stark belastet (eutroph hypertroph sehr stark belastet (hypertroph) Figur 5: Bewertungsskala der Trophie nach Schiefele und Kohmann.

11 11 3. Entwicklung des Gewässerzustandes in der Übersicht 3.1 Äusserer Aspekt Die Zusammenlegung von Abwasserreinigungsanlagen und der Ausbau gesamten Infrastruktur für die Abwasserbehandlung haben den äusseren Aspekt der Surb insgesamt verbessert. Vor Beginn der Sanierungsphase war die Surb im gesamten Surbtal hinsichtlich mehrerer Merkmale durchgehend zu beanstanden. Dies ist nun nach Abschluss der Sanierungen nicht mehr der Fall. Äussere Belastungsmerkmale treten vereinzelt und in zeitlich beschränktem Masse auf. Am Binnenkanal (ARA Klingnau) haben sich die äusseren Belastungsmerkmale verlagert und weisen eher auf eine Verschlechterung der Belastungssituation hin. Deutlich weniger heterotropher Bewuchs Der Sanierungserfolg zeigt sich vor allem im fast vollständigen Verschwinden des sichtbaren, heterotrophen Bewuchses. Dieser entsteht vor allem unter dem Einfluss von partikulären, organisch abbaubaren Stoffen. Vor der Sanierung wurde an allen 15 Stellen sichtbarer, heterotropher Bewuchs festgestellt (Figur 6). Die Häufigkeit der Steine mit sichtbaren Ciliatenbelägen lag zwischen 3% und 90%, wobei Bewuchsdichten über 50% überwiegten. Übersicht der Ergebnisse Nach Abschluss des Sanierungsprogramms wurden 2010 nur noch an den 2 Stellen direkt unterhalb der ARA Oberes Surbtal Anzeichen (13% Häufigkeit) von heterotrophem Bewuchs beobachtet. Im Einflussbereich der ARA s von Endingen und Klingnau sowie im früheren Einflussbereich der aufgehobenen ARA s von Lengnau und Tegerfelden ist er vollständig verschwunden. Der Befund zeigt, dass deutlich weniger partikuläre organische Stoffe in die Surb und in den Binnenkanal gelangen. Eisensulfid, Geruch, Schaum und Schlamm Bei den andern äusseren Merkmalen wie Verschlammung, Schaum, Geruch und Eisensulfid ist der Erfolg geringer. Eisensulfidflecken treten 2010 in der Surb an 5 der 11 Stellen immer noch auf, allerdings mit geringen Häufigkeiten, welche zwischen 3% und 10% liegen. Im Binnenkanal hat sich die Situation diesbezüglich stark verschlechtert. Zwischen 1997 und 2010 ist die Eisensulfid-Häufigkeit von 1-11% auf 50% gestiegen. (Figur 7). Auch ist das Feinsediment der Sohle über weite Strecken unter einer dünnen Deckschicht schwarz gefärbt. Die Sauerstoffversorgung ist in der Sohle des Binnenkanals unterhalb der ARA Klingnau über weite Strecken stark beeinträchtigt. Figur 7: Grosse Eisensulfidflecken an den Steinen aus dem Binnenkanal unterhalb der ARA Klingnau. Figur 6: Prozentualer Anteil der Steine mit heterotrophem Bewuchs. Rot vor Beginn der Sanierung (Untersuchung 1997), blau nach der Sanierung (Untersuchung 2010). Die übrigen Merkmale des äusseren Aspektes zeigen insgesamt eine Verbesserung des Zustandes. Allerdings tritt in der Surb an 6 von 11 Stellen immer noch eine leichte Schaumbildungstendenz auf und im Binnenkanal, unmittelbar unterhalb der ARA, besteht ein leichter Abwassergeruch. Die Anforderungen sind folglich noch nicht vollumfänglich erfüllt.

12 Übersicht der Ergebnisse 12 Abbildung 1 : Entwicklung des äusseren Aspektes der Gewässer im Einzugsgebiet der Surb zwischen 1997 und Die Merkmale 8 (Kolmation) und 9 (Feststoffe) wurden nicht untersucht.

13 13 Übersicht der Ergebnisse <<<< Abbildung 2: Entwicklung der Gesamtbelastung (DI-CH) der Gewässer im Einzugsgebiet der Surb zwischen 1997 und 2010.

14 Übersicht der Ergebnisse 3.2 Gewässerzustand gemäss der Kieselalgenindikation Die stoffliche Belastung der Surb und des Binnenkanals wurde durch das ARA Ausbauprogramm deutlich reduziert. Vor Beginn der Sanierungsphase erfüllten im Jahr 1997 nur 4 der 15 untersuchten Stellen die diesbezüglichen Anforderungen der Gewässerschutzverordnung (GSchV). Dabei fielen sowohl die hohe Belastung durch biologisch wirksame, organische Stoffe als auch die Gesamtbelastung gemäss Diatomeen Index Schweiz (DI-CH) ins Gewicht. Nicht immer waren die Abwasserreinigungsanlagen die Hauptbelastungsquellen. Nach Abschluss der Sanierungen im Jahr 2010 sind die Anforderungen an 9 der 15 Stellen erfüllt. Bezüglich der Gesamtbelastung kann der Zustand an einer Stelle als sehr gut, an 12 Stellen als gut, an je einer Stelle als mässig bzw. unbefriedigend bezeichnet werden. Hinsichtlich der organischen Belastung sind die Anforderungen in der Surb und im Binnenkanal an 5 Stellen nicht erfüllt. Abnahme der Gesamtbelastung der Surb Der sichtbare Erfolg bei der Reduktion der stofflichen Gesamtbelastung (DI-CH) ist im Surbtal auf den Ausbau der ARA Oberes Surbtal und Endingen, die Aufhebung der ARA von Lengnau und Tegerfelden sowie auf die Verbesserung der Regenwasserbehandlung im Kanalisationsnetz zurückzuführen. Anlässlich der Erstuntersuchung 1997 wurde die Surb vor allem zwischen Lengnau und Endingen organisch belastet. Dabei mussten neben den Abwasserreinigungsanlagen noch andere Belastungsquellen eine Rolle gespielt haben. Auch die Gesamtbelastung (inkl. anorganische Stoffe) verfehlte in diesem Abschnitt wie der DI-CH zeigte, die Anforderungen der GSchV. Diese Belastungsquellen sind inzwischen alle eliminiert worden. Im weiteren Verlauf der Surb war 1997 nur noch die Stelle eingangs Döttingen zu beanstanden. Auch diese erfüllt heute die gesetzlichen Qualitätsanfordeungen. Der Binnenkanal wird heute durch die ARA Klingnau in einem Masse belastet, das den Anforderungen der GSchV nicht entspricht. Dies 14 war auch 1997 der Fall. Gemäss DI-CH war der Belastungszustand an allen drei Stellen unterhalb der ARA Klingnau mässig. Der Einfluss des Abwassers aus der ARA war dabei klar ersichtlich. In diesem Abschnitt konnte inzwischen noch keine Verbesserung erreicht werden, so dass heute noch zwei der drei Stellen die Anforderungen der GSchV nicht erfüllen. Mit der Ü- bernahme des Abwassers von Tegerfelden durch die ARA Klingnau ist die Stofffracht im abgeleiteten Abwasser eher noch gestiegen (Abbildung 2). Eine differenzierte Betrachtung hinsichtlich der Belastung durch biologisch abbaubare, organische Stoffe und anorganische Nährstoffe nach der Methode der Stufe A zeigt, dass der vom DI- CH angezeigte Gewässerzustand die Belastung durch organische Stoffe nur teilweise wiedergibt. So sind heute vor allem noch zwischen Unterehrendingen und Endingen organische Belastungsquellen wirksam. Bei der Erstuntersuchung der Kieselalgen vor Beginn der Sanierungen lag der Anteil der belastungssensiblen Kieselalgen bei 11 von 15 Stellen unterhalb 50%. In hinreichend sauberen Gewässern sollte er mindestens über 50% liegen. Heute (2010) ist dies bei 10 (51%-82%) von 15 Stellen der Fall. Bei 5 Stellen liegt er deutlich darunter (39%-45%). In Bezug auf die organische Belastung zeigten die Massnahmen (Aufhebung der ARA, Regenwasserbehandlung) im Bereich von Tegerfelden die grösste Wirkung. Bei den verbleibenden, erhöhten organischen Belastungen im Bereich Lengnau und eingangs Endingen ist abzuklären, ob noch unbekannte Abwassereinleitungen oder zu häufig anspringende Regenentlassungen der Siedlungsentwässerung bestehen. Der Eintrag von Phosphor und Stickstoff, hat sich durch die Massnahmen nicht wesentlich verändert. Der Düngungsgrad (gemäss dem Nährstoffindex der Kieselalgen) liegt heute immer noch im Bereich früherer Werte. Insgesamt gilt die Surb und der Binnenkanal 2010 als kritisch bis auffallend mit Phosphor und Stickstoff belastet.

15 15 4. Wirkung der Massnahmen bei einzelnen Abwasserreinigungsanlagen Gegenwärtiger Ausbaustand der ARA s Im Einzugsgebiet der Surb sind gegenwärtig noch drei Abwasserreinigungsanlagen mit einer Reinigungskapazität Einwohner in Betrieb (Tabelle 1). Der gesamte Abwasseranfall betrug bei den letzten Erhebungen im Mittel 4,48 Mio m 3. Dabei wurden m 3 Klärschlamm entsorgt. Kläranlage Oberes Surbtal Lengnau Surbtal Tegerfelden Klingnau Ausbaustand der ARA s Massnahmen 2003 biol. Nitrifikation/Teildenitrifikation, chem. P-Elimination, Filtration ARA aufgehoben 2007 biologische Nitrifikation/Teildenitrifikation, chemische P- Elimination ARA aufgehoben P-Elimination Tabelle 2: Seit 1996 im Surbtal sanierte Abwasserreinigungsanlagen. Kläranlage Oberes Surbtal Einw. angeschl. Ausbau hydr. EW Ausbau biol. EW Surbtal Klingnau Baujahr Ausbau Geplante Änderungen Die ARA Surbtal entspricht dem heutigen Stand der Technik. Für die ARA Oberes Surbtal ist eine Leistungssteigerung der biologischen Reinigung in Planung. Bei der ARA Klingnau ist eine Direkteinleitung des gereinigten Abwassers in die Aare vorgesehen. Tabelle 1: Belastung und Kapazitäten der bestehenden Abwasserreinigungsanlagen im Surbtal. Die Surb ist gemäss der Gewässerschutzverordnung als empfindliches Gewässer eingestuft. Die daraus sich ergebenden, verschärften Einleitungsbedingungen für die ARA Abwässer machten verschiedene Ausbaumassnahmen notwendig. Änderungen seit 1994 Im Zuge des Ausbauprogrammes wurde die Abwasserreinigungsanlage Oberes Surbtal erweitert (Tabelle 2). Sie erhielt eine biologische Nitrifikation/Teildenitrifikation und eine chemische Phosphorelimination. Zur Sanierung der übrigen Abwasserreinigungsanlagen wurde die ARA Endingen ausgebaut, mit Nitrifikation/Teildenitrifikation sowie einer chemischen Phosphorelimination versehen. Sie heisst heute ARA Surbtal. Aufgehoben wurden die ARA Lengnau(1998) und Tegerfelden (2003). Deren Abwässer werden in Endingen bzw. Klingnau gereinigt.

16 ARA Oberes Surbtal ARA Oberes Surbtal ARA Oberes Subtal Stelle Oberes Surbtal 2, 0.30 km unterhalb der ARA mit Blickrichtung bachabwärts (Koord / ). Ausbaustand der ARA Die Anlage wurde 1975 erbaut und 2003 letztmals erweitert. Sie verfügt über eine chemische P-Eliminaton sowie eine biologische Nitrifikation mit Teildenitrifikation. Die Probenahmestellen Stelle Oberes Surbtal 3, rund 650 m unterhalb der ARA mit Blickrichtung bachaufwärts (Koord / ). Stelle Oberes Surbtal 1, 0.15 km oberhalb der ARA mit Blickrichtung bachabwärts (Koord / ). Die Surb weist im untersuchten Abschnitt über weite Strecken naturnahe bis natürliche Sohle und Ufer auf. Punktuell sind die Ufer mit Blockwurf oder Blockelementen gegen weitere Erosion gesichert. Die Sohle besteht durchgehend aus natürlichem Sohlenmaterial (Kies) und ist nur an wenigen Stellen durch Querbauten befestigt. Der meist dichte Gehölzgürtel sorgt für eine gute Beschattung der Sohle und verhindert dichten Algenbewuchs. Die Sohle ist an allen Stellen nicht bis leicht kolmatiert und daher noch als durchlässig zu bezeichnen. Stelle Oberes Surbtal 4 (Lengnau.1), 3.00 km unterhalb der ARA mit Blickrichtung bachabwärts (Koord / ). Zustand im äusseren Aspekt Die rein äusserlich sichtbaren Qualitätsmerkmale der Surb erfüllen die Anforderungen der GSchV grösstenteils. Im Gegensatz zur früheren Unter-

17 17 ARA Oberes Surbtal suchung ist 2010 an den unteren beiden Stellen Schaum sichtbar und an den 3 Stellen unterhalb der ARA Oberes Surbtal besteht neu eine leichte Tendenz (max. 10% der Steine zeigen schwarze Flecken) zu Eisensulfidbildung was auf eine zeitweise eingeschränkte Sauerstoffversorgung in den Zwischenräumen der Sohle hinweist. Die Kieselalgenindikation zeigt, dass die stoffliche Belastung der Surb seit 1997 abgenommen hat (Fig.1 und 2). Hinsichtlich der Gesamtbelastung (DI-CH) sind Anforderungen der GSchV erfüllt. Die organische Belastung erfüllt die Anforderungen unmittelbar unterhalb der ARA nur knapp, an den beiden Stellen weiter unten jedoch knapp nicht mehr (sensible Kieselalgen<50%). Entwicklung bezüglich Schlamm, Trübung, Verfärbung, Schaum, Geruch und Eisensulfid (FeS). Figur 1: Entwicklung ( ) der organischen Belastung der Surb im Bereich der ARA Oberes Surbtal. Die GSchV-Anforderung ist erfüllt, wenn die hellgrauen Säulenanteile >50% sind. Hinsichtlich der stofflichen Gesamtbelastung (DI- CH) hat sich die Situation zwischen 1997 und 2010 deutlich verbessert (Figur 2) Entwicklung bezüglich sichtbarer Einzellerkolonien und Pflanzenbewuchs. Die Indikatoren des pflanzlichen Bewuchses werden nicht bewertet. Der früher (1997) an allen Stellen sichtbare und teilweise dichte Bewuchs mit Einzellerkolonien (heterotropher Bewuchs) ist 2010 stark zurückgegangen. Heute kommen nur noch an den beiden Stellen unterhalb der ARA bei 13% der Steine kleine Einzellerkolonien vor. Der pflanzliche Bewuchs der Sohle ist bescheiden und mit dem der Untersuchung 1997 vergleichbar. Figur 2: Entwicklung der Gewässerbelastung der Surb nach DI-CH zwischen Abnahme der stofflichen Belastung

18 ARA Lengnau ARA Lengnau Aufgehobene ARA Lengnau Ausbaustand Die ARA Lengnau wurde 2007 aufgehoben. Das Abwasser aus Lengnau wird in der ARA Endingen (heute ARA Surbtal) behandelt. Stelle Lengnau 2, unterhalb der aufgehobenen ARA Lengnau mit Blickrichtung bachaufwärts (Koord / ). Die Probenahmestellen Der untersuchte Surbabschnitt ist im Bereich der ehemaligen ARA Lengnau ökomorphologisch natürlich bis naturnah. Meist ist beidseitig ein zusammenhängender Gehölzgürtel oder Wald vorhanden, wodurch das Bachbett gut beschattet wird. Die Sohle besteht aus natürlichem Material mit einer breiten Korngrössenverteilung. Sie ist jedoch leicht kolmatiert. Im Vergleich zur früheren Untersuchung (1997) ist der Bachlauf in diesem Abschnitt morphologisch unverändert geblieben. Die Ufergehölze sind insgesamt dichter als früher. Stelle Lengnau 3, 0.75 km unterhalb der aufgehobenen ARA Lengnau mit Blickrichtung bachaufwärts (Koord / ). Stelle Lengnau 4 (Endingen 1), 3.50 km unterhalb der aufgehobenen ARA Lengnau mit Blickrichtung bachaufwärts (Koord / ). Stelle Lengnau 1 (Oberes Surbtal.4), oberhalb der ehemaligen ARA Lengnau mit Blickrichtung bachaufwärts (Koord / ). Äusserer Aspekt Der Äussere Aspekt der Surb ist nach der Aufhebung der ARA Lengnau wesentlich besser geworden. Zwar sind 2010 an der Stelle vor der

19 19 ARA Lengnau ehemaligen ARA am linken Uferbereich deutliche Schaumansammlungen feststellbar war eine leichte Schaumbildung erst unterhalb der ARA Lengnau bis kurz vor die ARA Endingen vorhanden. Jedoch ist heute im Abschnitt unterhalb der aufgehobenen ARA der damals deutliche Abwassergeruch verschwunden. sind mögliche Ursachen dafür. Figur 1: Entwicklung ( ) der organischen Belastung der Surb im Bereich der aufgehobenen ARA Lengnau. Die GSchV-Anforderung ist erfüllt, wenn die hellgrauen Säulenanteile >50% sind. Entwicklung bezüglich Schlamm, Trübung, Verfärbung, Schaum, Geruch und Eisensulfid. Völlig verschwunden ist an allen 4 Stellen der früher starke Bewuchs mit Einzellerkolonien. Der Algenbewuchs der Sohle ist 2010 ebenfalls geringer. Hinsichtlich der stofflichen Gesamtbelastung (DI- CH) hat sich die Situation zwischen 1997 und 2010 deutlich verbessert (Figur 2). Der DI-CH sank an allen drei Stellen, vor allem aber an den beiden Stellen unterhalb der ehemaligen ARA Lengnau. Heute erfüllen alle drei Stellen die diesbezüglichen Anforderungen der GSchV. Entwicklung bezüglich sichtbarer Einzellerkolonien und Pflanzenbewuches. Die Indikatoren des pflanzlichen Bewuchses werden nicht bewertet. Stoffliche Belastung geringer Die organische Belastung der Surb nahm seit 1997 leicht ab (Fig. 1). Die diesbezügliche Anforderung der Gewässerschutzverordnung ist heute aber nur an der Stelle 0.75 km unterhalb der aufgehobenen ARA Lengnau knapp erfüllt. An den übrigen Stellen davor jedoch noch nicht. Bekannte Defizite der Siedlungsentwässerung Figur 2: Entwicklung der Gewässerbelastung der Surb nach DI-CH von

20 ARA Endingen ARA Endingen ARA Endingen (heute ARA Surbtal) Stelle Endingen 2, 0.20 km unterhalb der ARA Endingen mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: / Ausbaustand Die Anlage wurde 1981 in Betrieb genommen und 2007 weiter ausgebaut. Sie verfügt heute über Nitrifikation/Teildenitrifikation und chemische P-Elimination. Die Probenahmestellen Wie schon in den oberhalb gelegenen Gewässerabschnitten ist das Bachbett der Surb auch im Bereich der ARA Endingen grösstenteils naturnah. Der geschlossene Gehölzgürtel sorgt für eine gute Beschattung der Bachsohle. Auch bieten die manchmal bis zur Wasserlinie bestockten U- fer gute Fischunterstände. Die Sohle besteht aus natürlichem Sohlenmaterial mit einer breiten Korngrössenverteilung. Sie ist punktuell leicht kolmatiert. Stelle Endingen 3 (Tegerfelden 1), 2.80 km unterhalb der ARA Endingen mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: / Verbesserung im Äusseren Aspekt Der Äussere Aspekt hat sich seit der Untersuchung 1997 deutlich verbessert und erfüllt die Anforderungen der GSchV weitgehend. Verschwunden sind insbesondere die Schaumbildungstendenz sowie der früher unterhalb der ARA-Einleitung feststellbare Abwassergeruch, der sich über 2.8 km Fliessstrecke bis unmittelbar vor die heute aufgehobene ARA Tegerfelden erstreckte. Der gesamte Abschnitt ist auch 2010 frei von Verschlammungen, Trübungen und Verfärbungen. An der Stelle vor der ehemaligen ARA Tegerfelden treten heute noch Spuren von Eisensulfidflecken auf. Stelle Endingen 1 (Lengnau 4), 0.30 km oberhalb der ARA Endingen mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: /

21 21 ARA Endingen bachabwärts, sind diese infolge der Selbstreinigung des Gewässers behoben. Entwicklung bezüglich Schlamm, Trübung, Verfärbung, Schaum, Geruch und Eisensulfid. Hinsichtlich des heterotrophen Bewuchses hat sich die Situation massiv verbessert sind an keiner Stelle mehr Einzellerkolonien sichtbar. Der pflanzliche Bewuchs ist wie schon bei der früheren Untersuchung gering. Figur 1: Entwicklung bezüglich der organischen Belastung der Surb im Bereich der ARA Endingen zwischen 1997 und 2010 (siehe Text). Die Gesamtbelastung (DI-CH) hat seit 1997 an beiden Stellen leicht abgenommen und erfüllt wie schon 1997 die Anforderung der GSchV (Fig. 2). Ein Einfluss der gereinigten Abwässer aus der ARA Endingen ist nicht ersichtlich, da die übrigen stofflichen Belastungen des Einzugsgebietes überwogen. Entwicklung bezüglich sichtbarer Einzellerkolonien und Pflanzenbewuchs. Der pflanzliche Bewuchs wird nicht bewertet. Geringer Rückgang der stofflichen Belastung Gemäss der Kieselalgenindikation hat die stofflich Belastung im unmittelbaren Bereich der ARA Endingen nur geringfügig abgenommen. In Bezug auf die organischen Stoffe hat sich die Situation seit 1997 praktisch nicht verändert. Vor der ARA sind die diesbezüglichen Anforderungen wie schon 1997 nicht erfüllt, unterhalb der ARA-Einleitung sind sie interessanterweise gerade noch eingehalten. Da der Abfluss der Surb zwischen beiden Stellen nahezu gleich bleibt, können veränderte Verdünnungsverhältnisse ausgeschlossen werden. Vielmehr stehen bekannte Defizite der Siedlungsentwässerung als Ursache für die verbleibende organische Belastung im Vordergrund. Bis Tegerfelden, 2.8 km Figur 2: Entwicklung der Gewässerbelastung nach DI-CH in der Surb zwischen 1997 und 2010 (siehe Text).

22 ARA Tegerfelden 4.4 ARA Tegerfelden 22 breitem Korngrössenspektrum. Vereinzelt ist sie durch Schwellen gesichert, welche jedoch fischgängig sind. Aufgehobene ARA Tegerfelden Ausbaustand Die Anlage wurde aufgehoben. Das Abwasser aus Tegerfelden wird heute in der ARA Klingnau gereinigt. Die Becken werden teilweise zu Regenwasserbehandlung verwendet. Technische Verbesserungen sind geplant. Stelle Tegerfelden 2, unterhalb der ARA Tegerfelden mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: / Die Probenahmestellen Stelle Tegerfelden 3, 0.65 km unterhalb der ARA Tegerfelden mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: / Verbesserung im Äusseren Aspekt Stelle Tegerfelden 1 (Endingen 3), oberhalb der ARA Tegerfelden mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: / Im Bereich der ARA Tegerfelden ist die Surb über weite Strecken naturnah. Die Ufer sind an der Wasserlinie punktuell mit Blöcken gesichert. Dichtes Bachgehölz sorgt an den Stellen vor und nach der aufgehobenen ARA für eine ausreichende Beschattung der Bachsohle. An der Stelle bei der kantonalen Abflussmessstation fehlen die Gehölze. Die Sohle besteht aber durchgehend aus natürlichem Material (Kies, Sand) mit Der Äussere Aspekt hat sich seit der Untersuchung 1997 und vor der Aufhebung der ARA wesentlich verbessert. Verschwunden sind der Abwassergeruch an den beiden Stellen unterhalb der ehemaligen ARA- Ableitung sowie die Schlammdepots oberhalb der ARA. Nach wie vor besteht an allen Stellen unterhalb der ARA eine leichte Schaumbildungstendenz. Spuren von Eisensulfidflecken treten heute nur noch an der Stelle vor der ARA auf.

23 23 ARA Tegerfelden Entwicklung bezüglich Schlamm, Trübung, Verfärbung, Schaum, Geruch und Eisensulfid. Die früher häufig vorkommenden, sichtbaren Einzellerkolonien sind bei der Untersuchung 2010 völlig verschwunden, dies insbesondere auch oberhalb der früheren ARA-Ableitung. Figur 1: Entwicklung bezüglich der organischen Belastung der Surb zwischen 1997 und 2010 (siehe Text). Hinsichtlich der Gesamtbelastung (DI-CH) sind die Verbesserungen nicht so ausgeprägt. Oberhalb der aufgehobenen ARA ist gegenüber 1997 kein Unterschied festzustellen. Hier ist die Anforderung der GSchV wie schon 1997 erfüllt. (Fig. 2). Auch unterhalb der ehemaligen ARA erfüllt 2010 die Gesamtbelastung die Anforderung. Entwicklung bezüglich sichtbarer Einzellerkolonien und Pflanzenbewuchs. Der pflanzliche Bewuchs wird nicht bewertet Wesentliche Verbesserung der stofflichen Belastung Die Belastung der Surb mit organischen Stoffen ist im Bereich der aufgehobenen ARA Tegerfelden seit 1997 massiv zurückgegangen. Allerdings ist dieser Trend bei allen drei Stellen, also auch oberhalb der ARA eingetreten. Er führte dazu, dass heute die diesbezüglichen Anforderungen im gesamten Abschnitt eingehalten sind. Es scheint, dass nicht nur die Aufhebung der ARA-Einleitung, sondern auch die teilweise verbesserte Regenwasserbehandlung zu einer geringeren organischen Belastung der Surb beitrug. 97 Figur 2: Entwicklung der Gewässerbelastung nach DI-CH in der Surb zwischen 1997 und 2010(siehe Text). Insgesamt ist festzustellen, dass die Aufhebung der ARA Tegerfelden sowie die begleitenden Sanierungsmassnahmen bei den bachaufwärts liegenden ARA s in der Surb zu einer wesentlichen Reduktion der stofflichen Belastung führten.

24 ARA Klingnau ARA Klingnau ARA Klingnau Stelle Klingnau 2, unterhalb der ARA Klingnau mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: / Ausbaustand Die 1964 in Betrieb genommene Anlage wurde 1991 ausgebaut. Sie verfügt heute über eine chemische P-Elimination. Die Probenahmestellen Die ARA Klingnau entwässert in den verbauten und durchgehend begradigten Binnenkanal der Aare. Die Ufer sind an der Wasserlinie gesichert. Die Böschungen weisen wenig Schatten werfende Gehölze auf. Die Sohle besteht aber grösstenteils aus Feinkies, Sand und siltigem Material. Bei Aarehochwasser macht sich bei den unteren beiden Stellen ein Rückstau bemerkbar. Infolge des in diesem Abschnitt geringen Gefälles ist die Strömung schwach. Im untersuchten Abschnitt infiltriert Grundwasser. Stelle Klingnau 3, 0.70 km unterhalb der ARA Klingnau mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: / Stelle Klingnau 4, 1.80 km unterhalb der ARA Klingnau mit Blickrichtung bachabwärts. Koordinaten: / Stelle Klingnau 1, oberhalb der ARA Klingnau mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: / Äusserer Aspekt Der Äussere Aspekt hat sich seit der Untersuchung 1997 nicht verbessert. Begünstigt durch den häufigen Rückstau bildeten sich an den un-

25 25 teren beiden Stellen dicke Schlammdepots. Im Gegensatz zu früher sind an allen 3 Stellen unterhalb der ARA Klingnau Eisensulfidflecken häufig. Teilweise ist die gesamte Unterseite der Steine schwarz. Auch der Feinsand ist in den tieferen Schichten geschwärzt. Dies weist auf starke Sauerstoffdefizite in der Sohle hin. Zudem tritt unterhalb der ARA-Ableitung leichter Abwassergeruch auf. ARA Klingnau Zu hohe stoffliche Belastung Die organische Belastung ist auch gemäss der Kieselalgenindikation immer noch zu hoch. Unmittelbar unterhalb der ARA Klingnau ist die Anforderung der GSchV nicht eingehalten. Dies ist erst weiter unten als Folge der Selbstreinigung und der Grundwasserinfiltration der Fall. Figur 1: Entwicklung bezüglich der organischen Belastung der Surb zwischen 1997 und 2010 (siehe Text). Entwicklung bezüglich Schlamm, Trübung, Verfärbung, Schaum, Geruch und Eisensulfid. Gänzlich verschwunden sind die früher vor allem unterhalb der ARA-Ableitung sichtbaren Einzellerkolonien. Hingegen hat der Algenbewuchs deutlich zugenommen. Im gesamten Binnenkanalabschnitt kommen Egel vor, verstärkt unterhalb der ARA Klingnau. Auch in Bezug auf die Gesamtbelastung (DI-CH) ist die Situation unterhalb der ARA Klingnau immer noch unbefriedigend (Fig. 2). Die betreffende Anforderung der GSchV ist an zwei der drei Stellen nicht erfüllt. Der nachteilige Einfluss der Kläranlage wird durch lokale Grundwasserinfiltrationen verbessert (Stelle 0.70 km) Entwicklung bezüglich sichtbarer Einzellerkolonien und Pflanzenbewuchs. Der pflanzliche Bewuchs wird nicht bewertet. Figur 2: Entwicklung der Gewässerbelastung nach DI-CH in der Surb

26 Literatur 5. Literatur [1] Chaix, O.; Ochsenbein, U.; Elber, F. (1995): Prioritäten für technisch-bauliche Gewässerschutzmassnahmen. Gas Wasser Abwasser 75, Heft 9, [2] Thomas, E. A.; Schanz, F. (1976): Beziehungen zwischen Wasserchemismus und Primärproduktion in Fliessgewässern, ein limnologisches Problem. Vierteljahresschrift Natf. Ges. Zürich, 121, [3] Uehlinger, U. (1994): Sauerstoff in der Glatt: Photosynthese, Respiration und Sauerstoffhaushalt in einem anthropogen stark beeinflussten Mittellandfluss (Glatt, Kt. Zürich). Gas Wasser Abwasser 74, Heft 2, [4] Lange-Bertalot, H. (1978): Diatomeen- Differentialarten anstelle von Leitformen: ein geeignetes Kriterium der Gewässerbelastung. Arch. Hydrobiol./Suppl. 51, [5] Kramer, K.; Lange-Bertalot, H. (1988): In Ettl, H.; Gerloff, J.; Heynig, H.; Molenhauer, D. (Hrsg.): Süsswasserflora von Mitteleuropa Bd 2/2, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart. [6] Schiefele, S.; Kohmann F. (1993): Bioindikation der Trophie in Fliessgewässern. Bayrisches Landesamt für Wasserwirtschaft, Forschungsbericht Nr , 211 S. mit Anhang. [7] Hofmann, G. (1987): Diatomeengesellschaften saurer Gewässer des Odenwaldes und ihre Veränderungen durch anthropogene Faktoren. Diplomarbeit im Fachbereich Biologie der Johann Wolfgang Goethe-Universität, Frankfurt am Main, 264 S. [8] Reichardt E. (1991): Beiträge zur Diatomeenflora der Altmühl. 3. Teil: Wasserqualität und Diatomeenbesatz. Algological Studies 62, [9] Erni, G.; Preisig, H.R., (1994): Hydrobiologische Untersuchungen am Unterlauf der Thur (Kanton Zürich, Schweiz). Algen. Vierteljahresschrift der Natf. Ges. Zürich 139, Heft 2, [10] Hürlimann, J.; Niederhauser, P. (2006): Methoden zur Untersuchung und Beurteilung der Fliessgewässer: Kieselalgen Stufe F. [11] BUWAL (1998): Methoden zur Untersuchung und Beurteilung der Fliessgewässer: Modul-Stufen-Konzept. Mitteilungen zum Gewässerschutz Nr. 26, Bern. [12] Binderheim E., Göggel W. 2007: Methoden zur Untersuchung und Beurteilung der Fliessgewässer. Äusserer Aspekt. Umwelt-Vollzug Nr Bundesamt für Umwelt, Bern. 43 S. [13] Kanton Aargau, Regierungsrat (1990): Stand und Entwicklung des Gewässerschutzes im Aargau Grobkonzept der 90er Jahre, Aarau [14] Kanton Aargau, Abteilung Umweltschutz (1993). Bericht zum Zustand der aargauischen Fliessgewässer Untersuchung 1990/91. Aarau, Juni 1993.

27 27 Anhänge Anhang A1: Daten der Kieselalgen (Untersuchung 2010) Taxa Unte.1 Unte.2 Unte.3 Unte.4 Leng.1 Achnanthes atomus (HUSTEDT) Achnanthes biasoletiana GRUNOW 4 7 Achnanthes biasolettiana var. biasolettiana (GRUNOW) Achnanthes biasolettiana var. subatomus (LANGE-B.) Achnanthes conspicua (A.MAYER)) 2 2 Achnanthes eutrophila LANGE-B Achnanthes exilis KÜTZING Achnanthes hungarica Achnanthes lanceolata (BREBISSON) GRUNOW ssp. lanceolata 1 1 Achnanthes lanceolata ssp. frequentissima (LANGE-B.) Achnantheslanceolata ssp. rostrata (OESTRUP) LANGE-B. 2 Achnanthes lanceolata var. dubia (LANGE-B.) 2 Achnanthes lanceolata var. rostrata (HUSTED) Achnanthes lauenburgiana (HUSTED) 4 4 Achnanthes minutissima var. inconspicua OESTRUP 2 4 Anchanthes minutissima var. jackii (RABENHORST) LANGE-B Achnanthes minutissima var. minutissima (KÜTZING) Achnanthes minutissima var. saprophila (KOBYASI-MAYA.) Achnanthes ploenensis HUSTEDT 2 Achnanthes straubiana LANGE-B. 4 2 Amphora inariensis KRAMMER Amphora libyca (EHRENBERG) Amphora pediculus (GRUNOW) Caloneis bacillum (CLEVE) Cocconeis pediculus (EHRENBERG) Cocconeis placentula (EHRENBERG) 1 2 Cocconeis placentula var. lineata (EHRENBERG) VAN HEURCK Cocconeis placentula var. pseudolineata GEITLER Cocconeis placentula var.euglypta Cyclotella meneghiniana KÜTZING 2 Cymbella affinis (KÜTZING) 4 3 Cymbella minuta (HILSE ex RABENHORST) 1 2 Cymbella silesiaca (BLEISCH in RABENHORST) 1 Cymbella sinuata (GREGORY) Cymbella subaequalis GRUNOW Diatoma vulgaris BORY DE SAINT VINCENT 2 Diatoma vulgaris (BORY) 1 Diploneis oculata (BR'EBISSON) CLEVE 2 Diploneis petersenii HUSTEDT Fragilaria capucina var. rumpens Fragilaria capucina var. vaucheria (LANGE-B.) 2 4 Fragilaria construens 1 Fragilaria pinnata var. pinnata (EHRENBERG) 7 Fragilaria ulna var. ulna (LANGE-B.) Gomphonema gracile (EHRENBERG) 1 Gomphonema micropus (KUETZING) 6 6 Gomphonema minutum f. minutum(agardh) Gomphonema occultum REICHARDT & LANGE-B. 1 Gomphonema olivaceum var. olivaceum (BREBISSON) Gomphonema parvulum (KÜTZING) 4 Gomphonema parvulum var. Parvulum f. saprophilum (LANGE-B. & REICHARDT) Gomphonema pumilum Gomphonema tergestinum (FRICKE) Gyrosigma accuminatum (RABENHORST) 3 Melosira varians (AGARDH) Navicula accomoda (HUSTED) 2 Navicula atomus var. atomus (KÜTZING) Navicula atomus var. permitis (LANGE-B.) Navicula capitatoradiata (GERMAIN) 1 Navicula cryptotenella aff. menisculus (Arbeitsname) Navicula cryptotenella LANGE-B Navicula cryptotenelloides LANGE-B. Navicula graciloides MAYER sensu HUSTEDT Navicula gregaria (DONKIN) Navicula lanceolata (EHRENBERG) Navicula menisculus var. grunowii LANGE-B Navicula minima (GRUNOW in VAN HEURCK) Navicula minuscula var grunovii 18 Navicula minuscula var minuscula Leng.2 Leng.3 Leng.4 Endi.1 Endi.2 Endi.3 Tege.1

28 Anhänge 28 Taxa Unte.1 Unte.2 Unte.3 Unte.4 Leng.1 Leng.2 Leng.3 Leng.4 Endi.1 Endi.2 Endi.3 Tege.1 Navicula minuscula var. muralis (LANGE-B.) Navicula molestiformes HUSTEDT Navicula reichardtiana var. reichardtiana (LANGE-B.) Navicula saprophila (LANGE-B.) Navicula schönfeldii HUSTEDT Navicula seminulum (GRUNOW) Navicula subhamulata 2 1 Navicula sublucidula HUSTEDT 5 2 Navicula subminuscula (MANGUIN) Navicula tripunctata (BORY) Navicula veneta (KÜTZING) 1 Nitzschia amphibia 1 Nitzschia amphibia var. amphibia (GRUNOW) 1 3 Nitzschia capitellata (HUSTED in A. SCHMIDT) 2 Nitzschia constricta (RALFS in PRIT.) 4 2 Nitzschia dissipata var. dissipata (GRUNOW) Nitzschia fonticola (GRUNOW in CLEVE&MÖLLER) 2 6 Nitzschia paleacea (GRUNOW) 2 2 Nitzschia pura (HUSTED) Nitzschia recta (HANTZSCH in RABENHORST) 1 Nitzschia sociabilis (HUSTED) 2 1 Rhoicosphenia abbreviata (LANGE-B.) Surirella angusta 1 Surirella brevisonii var. kuetzingii (KRAMMER&L.-B.) Surirella crumena BR'EBISSON ex KÜTZING 1.0

29 29 Anhänge Taxa Endi.3 Tege.1 Tege.2 Tege.3 Klin.1 Klin.2 Klin.3 Klin.4 Achnanthes atomus (HUSTEDT) Achnanthes biasoletiana GRUNOW Achnanthes biasolettiana var. biasolettiana (GRUNOW) 30 Achnanthes biasolettiana var. subatomus (LANGE-B.) 4 6 Achnanthes conspicua (A.MAYER)) Achnanthes eutrophila LANGE-B Achnanthes exilis KÜTZING 2 Achnanthes hungarica 5 Achnanthes lanceolata (BREBISSON) GRUNOW ssp. lanceolata Achnanthes lanceolata ssp. frequentissima (LANGE-B.) Achnantheslanceolata ssp. rostrata (OESTRUP) LANGE-B. 2 Achnanthes lanceolata var. dubia (LANGE-B.) Achnanthes lanceolata var. rostrata (HUSTED) 3 Achnanthes lauenburgiana (HUSTED) Achnanthes minutissima var. inconspicua OESTRUP 4 Anchanthes minutissima var. jackii (RABENHORST) LANGE-B. 8 6 Achnanthes minutissima var. minutissima (KÜTZING) Achnanthes minutissima var. saprophila (KOBYASI-MAYA.) Achnanthes ploenensis HUSTEDT 7 Achnanthes straubiana LANGE-B. Amphora inariensis KRAMMER Amphora libyca (EHRENBERG) 2 Amphora pediculus (GRUNOW) Caloneis bacillum (CLEVE) Cocconeis pediculus (EHRENBERG) Cocconeis placentula (EHRENBERG) Cocconeis placentula var. lineata (EHRENBERG) VAN HEURCK 2 19 Cocconeis placentula var. pseudolineata GEITLER 3 3 Cocconeis placentula var.euglypta Cyclotella meneghiniana KÜTZING 6 Cymbella affinis (KÜTZING) Cymbella minuta (HILSE ex RABENHORST) Cymbella silesiaca (BLEISCH in RABENHORST) Cymbella sinuata (GREGORY) 2 47 Cymbella subaequalis GRUNOW 5 Diatoma vulgaris BORY DE SAINT VINCENT Diatoma vulgaris (BORY) Diploneis oculata (BR'EBISSON) CLEVE Diploneis petersenii HUSTEDT 2 Fragilaria capucina var. rumpens 2 27 Fragilaria capucina var. vaucheria (LANGE-B.) 1 Fragilaria construens 4 Fragilaria pinnata var. pinnata (EHRENBERG) 5 Fragilaria ulna var. ulna (LANGE-B.) Gomphonema gracile (EHRENBERG) Gomphonema micropus (KUETZING) Gomphonema minutum f. minutum(agardh) 2 Gomphonema occultum REICHARDT & LANGE-B. Gomphonema olivaceum var. olivaceum (BREBISSON) Gomphonema parvulum (KÜTZING) 25 Gomphonema parvulum var. Parvulum f. saprophilum (LANGE-B. & 58 REICHARDT) Gomphonema pumilum Gomphonema tergestinum (FRICKE) 2 2 Gyrosigma accuminatum (RABENHORST) Melosira varians (AGARDH) 1 Navicula accomoda (HUSTED) Navicula atomus var. atomus (KÜTZING) Navicula atomus var. permitis (LANGE-B.) Navicula capitatoradiata (GERMAIN) Navicula cryptotenella aff. menisculus (Arbeitsname) Navicula cryptotenella LANGE-B Navicula cryptotenelloides LANGE-B. 5 Navicula graciloides MAYER sensu HUSTEDT 4 Navicula gregaria (DONKIN) Navicula lanceolata (EHRENBERG) Navicula menisculus var. grunowii LANGE-B Navicula minima (GRUNOW in VAN HEURCK) Navicula minuscula var grunovii 18 Navicula minuscula var minuscula 2 Navicula minuscula var. muralis (LANGE-B.) 2 2

30 Anhänge 30 Endi.3 Taxa Tege.1 Tege.2 Tege.3 Klin.1 Klin.2 Klin.3 Klin.4 Navicula molestiformes HUSTEDT 2 Navicula reichardtiana var. reichardtiana (LANGE-B.) Navicula saprophila (LANGE-B.) Navicula schönfeldii HUSTEDT 48 Navicula seminulum (GRUNOW) 14 6 Navicula subhamulata Navicula sublucidula HUSTEDT Navicula subminuscula (MANGUIN) 3 6 Navicula tripunctata (BORY) Navicula veneta (KÜTZING) 2 Nitzschia amphibia Nitzschia amphibia var. amphibia (GRUNOW) 2 Nitzschia capitellata (HUSTED in A. SCHMIDT) 2 Nitzschia constricta (RALFS in PRIT.) 2 2 Nitzschia dissipata var. dissipata (GRUNOW) Nitzschia fonticola (GRUNOW in CLEVE&MÖLLER) 4 14 Nitzschia paleacea (GRUNOW) Nitzschia pura (HUSTED) 2 4 Nitzschia recta (HANTZSCH in RABENHORST) Nitzschia sociabilis (HUSTED) Rhoicosphenia abbreviata (LANGE-B.) Surirella angusta 5 Surirella brevisonii var. kuetzingii (KRAMMER&L.-B.) Surirella crumena BR'EBISSON ex KÜTZING Die Daten der Untersuchungen 1997 finden sich in den Berichten der einzelnen Kläranlagen

31 31 Anhänge Anhang A2: Daten des äusseren Aspektes (Untersuchung 2010) Gewässer Surb Surb Surb Surb Surb Surb Surb Surb Surb Unte.1 Unte.2 Unte.3 Unte4 Leng1 Leng.2 Leng.3 Leng4 Endi1 Endi.2 Endi.3 Tege.1 Stelle Datum Verschlammung keine keine keine keine keine keine keine keine keine unnatürliche Trübung keine keine keine keine keine keine keine keine keine unnatürliche Verfärbung keine keine keine keine keine keine keine keine keine unnatürlicher Schaum kein kein wenig mittel wenig wenig kein kein kein Geruch kein kein kein kein kein kein kein kein kein Fundhäufigkeit von FeS-Flecken 0% 3% 10% 3% 0% 7% 0% 0% 3% Stabw 0% 0% 2% 0% 0% 4% 0% 0% 2% Maximalwert 0% 1% 5% 1% 0% 20% 0% 0% 10% Minimalwert 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% mittl. Bedeckung mit Ciliatenkolonien [%] 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Maximalwert 0% 10% 5% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Minimalwert Stabw 0% 3% 2% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Häufigkeit heterotropher Bewuchs 0% 13% 13% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Algenbewuchsdichte T&S Sohlendeckung mit Fadenalgen <10% 10-50% <10% <10% <10% <10% <10% <10% <10% Deckung einzelner KG mit Fadenalgen 10-50% 10-50% 10-50% <10% 10-50% <10% <10% <10% <10% Moose und Makrophyten T&S Egel Asellus Gam Bae Ecd Rhy Trich Trich Plec Chir Sim Olig Col Die Daten der Untersuchungen 1997 finden sich in den Berichten der einzelnen Kläranlagen

32 Anhänge 32 Gewässer Surb Surb Surb Binnenkanal Binnenkanal Binnenkanal Binnenkanal Stelle Endi.3 Tege.1 Tege.2 Tege.3 Klin.1 Klin.2 Klin.3 Klin.4 Datum Verschlammung keine keine keine keine keine stark stark unnatürliche Trübung keine keine keine keine keine keine keine unnatürliche Verfärbung keine keine keine keine keine keine keine unnatürlicher Schaum kein wenig wenig kein kein kein kein Geruch kein kein kein kein gering kein kein Fundhäufigkeit von FeS-Flecken 3% 0% 0% 0% 47% 47% 50% Stabw 2% 0% 0% 0% 32% 13% 5% Maximalwert 10% 0% 0% 0% 100% 50% 20% Minimalwert 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% mittl. Bedeckung mit Ciliatenkolonien [%] 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Maximalwert 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Minimalwert Stabw 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Häufigkeit heterotropher Bewuchs 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Algenbewuchsdichte T&S Sohlendeckung mit Fadenalgen <10% <10% 10-50% 10-50% 10-50% 50-75% 50-75% Deckung einzelner KG mit Fadenalgen <10% <10% 10-50% 50-75% 50-75% >75% <50% Moose und Makrophyten T&S Egel Asellus Gam Bae Ecd Rhy Trich Trich Plec Chir Sim Olig Col

33 33 Anhang A3: Methoden 1. Beurteilung des Äusseren Aspektes Schlamm, Trübung, Verfärbung, Schaumbildung, Geruch, Eisensulfidflecken Diese Merkmale beziehen sich auf Anforderungen, die in Anhang 2, Ziffer 11, Absatz 2 und Ziffer 12, Absatz 1 der Gewässerschutzverordnung umschrieben werden. Gemäss der Verordnung soll sich als Folge von Abwassereinleitungen in Fliessgewässern (Ziffer 11): kein Schlamm bilden (Absatz 2a), keine Trübung), keine Verfärbung und keine Schaumbildung zeigen (Absatz 2b), der Geruch gegenüber dem natürlichen Zustand nicht verändern (Absatz 2c), Anhänge sowie die Wasserqualität so beschaffen sein (Ziffer 12): dass keine von blossem Auge sichtbaren Eisensulfidflecken (Absatz 1a) vorhanden sind. Aus diesen Anforderungen wurden 6 direkt im Feld anwendbare Beurteilungskriterien (Kriterien 2-7 nach dem Modul Äusserer Aspekt [1]) abgeleitet (siehe Tabelle A1). Für jedes Beurteilungskriterium sind 3 Bewertungsstufen festgelegt. Verschlammung, Trübung, Verfärbung, Schaum, Geruch sind direkt am Gewässer wahrnehmbar. Eisensulfidflecken können nur an der Gewässersohle auf der Unterseite der Steine oder, falls nur Feinsediment vorhanden ist, mit Schlammstichen erkannt werden. Tab. A1 Beurteilung der Merkmale 2-8 nach Modul Äusserer Aspekt (Erläuterungen siehe Text). Eisensulfidflecken Unter anaeroben Bedingungen bilden sich in der Bachsohle an Steinen schwarze Eisensulfidflecken. Dabei wird durch Mikroorganismen Sulfat zu Sulfid reduziert, das mit eisenhaltigen Verbindungen Eisensulfid bildet und sich an den Steinen ablagert. Der beschriebene mikrobiologische Prozess setzt ein, wenn Schlammablagerungen einerseits den Sauerstofftransport in die Sohle hemmen und andererseits durch den Abbau von organischen Substanzen eine starke Sauerstoffzehrung eintritt. Die Intensität des Reduktionsprozesses wird durch Angabe der Häufigkeit von Steinen mit sichtbaren Eisensulfidflecken beurteilt. Dabei wurden der Gewässersohle in einem Beprobungsabschnitt 30 Steine entnommen und bei jedem Stein an der Unterseite der prozentuale Flächenanteil der Eisensulfidflecken geschätzt. Die Fundhäufigkeit je Probenahmestelle wurde aus dem arithmetischen Mittel bestimmt. Heterotropher und pflanzlicher Bewuchs Die Anforderungen an heterotrophen und pflanzlichen Bewuchs werden in Anhang 2, Ziffer 11, Absatz 1 der Gewässerschutzverordnung umschrieben. Als Folge von Abwassereinleitungen sollen sich: keine mit blossem Auge sichtbare Kolonien von Bakterien, Pilzen oder Protozoen und keine lästigen Wucherungen

34 Anhänge 34 von Algen und höheren Wasserpflanzen bilden (Absatz 1a). Diesen Anforderungen wurden 5 Beurteilungskriterien zugeordnet, die in 3 Bewertungsstufen eingeteilt sind (siehe Tabelle A2), wobei man den pflanzlichen Bewuchs im Rahmen der ARA- Erfolgskontrollen nicht weiter bewertet. Heterotropher Bewuchs Der heterotrophe Bewuchs wurde gleichzeitig mit den Eisensulfidflecken bestimmt. Die im Probenahmesektor der Bachsohle entnommenen 30 Steine sind zusätzlich auf sichtbare Kolonien von festsitzenden Ciliaten und des Bakteriums Sphaerotilus natans untersucht worden. Ciliaten sind mikroskopisch kleine, einzellige Organismen, die durch Reihen und Kränze von Geisseln (= Cilien, daher der Name Ciliaten) an der Zelloberfläche gekennzeichnet sind. Ihre Nahrung besteht aus Bakterien und kleinsten organischen Partikeln, die sie sich durch Erzeugen eines Wasserstromes mittels Cilienbewegung zufächeln. Die festsitzenden Ciliaten bilden bei grossem Nahrungsangebot auf der Steinoberfläche dichte, von Auge sichtbare Kolonien. Sphaerotilus natans, im Volksmund Abwasserpilz genannt, ist ein kolonienbildendes Bakterium, das sich von gelösten organischen Substanzen (Zucker, Aminosäuren, Fettsäuren usw.) ernährt. Bei hohen Konzentrationen solcher Substanzen entwickelt sich Sphaerotilus natans zu dichten, von Auge sichtbaren Kolonien. Aus den Daten von 30 Steinen wurde die Häufigkeit der Steine mit sichtbaren Kolonien bestimmt. Tab. A2 Beurteilungsmatrix des heterotrophen und pflanzlichen Bewuchses mit der Bewuchsdichte von Algen, Moosen und Makrophyten nach der Methode von Thomas und Schanz [3]. (Erläuterungen siehe Text). Pflanzlicher Bewuchs Der pflanzliche Bewuchs wurde anhand der Algen, Moose und Makrophyten innerhalb der gesamten Bachsohlenfläche des jeweiligen Probenahmesektors beurteilt. Als Beurteilungskriterien dienten die Bewuchsdichteskalen für Fadenalgen, Moose und Makrophyten nach THOMAS und SCHANZ [3], der prozentuale Deckungsgrad der Bachsohle mit Fadenalgen und der prozentuale Deckungsgrad der Korngrössen 1 3 (Steine >20 mm Durchmesser) mit Fadenalgen. In die Bewertung der Fadenalgen sind die Grünalgen (z.b. Cladophora glomerata), Gelbgrünalgen (v.a. Vaucheria sp.) und Kieselalgen einbezogen worden, dagegen ist die Zellschläuche bildende Goldalge Hydrurus foetidus nicht berücksichtigt worden. Lästige Wucherungen von Algen und höheren

35 35 Anhänge Wasserpflanzen sind nicht notwendigerweise eine Folge des Nährstoffeintrags ins Gewässer. Vielmehr sind sie das Resultat aus dem Zusammenwirken von Nährstoffeintrag, fehlender Beschattung, fester resp. kolmatierter Gewässersohle, ausbleibenden Hochwasserereignissen und fehlenden Herbivoren. Gewässer mit periodischem Geschiebetrieb, ausreichender Beschattung und einer normalen Besiedlung mit pflanzenfressenden Makrobenthos weisen auch bei stärkerer Nährstoffbelastung keine Pflanzenwucherungen auf, dagegen können in schwach gedüngten Fliessgewässern mit unbeweglicher, kolmatierter Sohle, fehlender Beschattung und fehlenden Herbivoren dicke Pflanzenteppiche auftreten. Starkes Pflanzenwachstum hat u. a. nachteilige Auswirkungen auf den Sauerstoffhaushalt. Wie UEHLINGER [10] gezeigt hat, kann in Gewässern mit starkem Algenbewuchs durch den Abbau der Pflanzenbiomasse und der verstärkten Respiration in der Nacht der Sauerstoffgehalt im freien Wasser bis auf 1 mg/l absinken. Solche Sauerstoffkonzentrationen sind für viele Wirbellose und Edelfische lebensbedrohlich. 2. Beurteilung der Wasserqualität anhand der Kieselalgen Zur Beurteilung der Wasserqualität im Bereich der Kläranlagen wurden als Bioindikatoren Kieselalgen verwendet, die unabhängig von ökomorphologischen Faktoren die Gewässergüte anzeigen. Bestimmt wurde die Gewässergüte hinsichtlich der stofflichen Gesamtbelastung nach dem Modul Kieselalgen (DI-CH) [2], der Saprobie nach LANGE-BERTALOT [4, 5] und der Trophie nach SCHIEFELE und KOHMANN [6]. Probenahme Von mindestens 10 über den Bachquerschnitt verteilten Steinen wurden je ca. 10 cm 2 Algenaufwuchs abgeschabt. Das Algenmaterial wurde in ein kleines Platikgefäss gegeben und mit Folmaldehyd (3-4%) fixiert. Verarbeitung der Kieselalgenproben Die im Feld mit Lugol fixierten Proben wurden im Labor zu mikroskopisch untersuchten Präparaten weiterverarbeitet. Zuerst wurden die Proben von grösseren Bestandteilen getrennt, dann mit Salzsäure entkalkt und durch eine Heissoxidation mittels Schwefelsäure und Kaliumnitrat von organischen Bestandteilen gereinigt. Anschliessend sind die Proben gewaschen und die suspendierten Silikatschalen auf 3 Konzentrationen verdünnt worden. Die Suspensionen wurden auf Deckgläser aufgetragen und getrocknet. Die Deckgläser mit den präparierten Schalen wurden auf einen Objektträger gebracht und in das brechungsintensive Kunstharz Naphrax (d = 1.73) eingebettet. Bestimmung und Auszählung Aus je einem der Präparate wurden ca. 500 Schalen bis zur Art und wo erforderlich, bis zur Unterart bestimmt. Von jeder taxonomischen Einheit zählte man die einzelnen Individuen und ermittelte die relative Häufigkeit nach der Formel: Relative Häufigkeit [%] = (Ni /N) * 100% wobei N i die Anzahl gezählte Schalen der Art i und N die Gesamtzahl der gezählten Schalen einer Probe sind. Die erhaltenen Daten konnten zur Bestimmung des Kieselalgenindex DI-CH, der Differentialartengruppen nach Lange-Bertalot [4] des Trophieindex nach Schiefele und Kohmann [6] weiter ausgewertet werden. Ermittlung des DI-CH Der Kieselalgenindex DI-CH wurde aus einer gesamtschweizerischen Auswertung chemischphysikalischer, hydrografischer und Kieselalgen- Daten von Niederhauser und Hürlimann [2] für die Beurteilung der Gewässerqualität auf Stufe F entwickelt. Er berechnet sich nach folgender Formel: n # Di*Gi*Hi i=1 DI-CH = n # Gi*Hi i=1 Der Indexwert kann zwischen 1 und 8 variieren. Für die Bewertung wird der Skalenbereich gemäss Tabelle A3 in 5 Zustandsklassen unterteilt.

36 Anhänge 36 Tab. A3 Bewertung des Kieselalgenindexes (DI- CH) anhand von 5 Zustandsklassen des Modulstufen-Konzeptes. Ermittlung der Saprobie Nach Lange-Bertalot [4] treten bei guter Wasserqualität grundsätzlich alle Kieselalgenarten auf. Hingegen bestehen artspezifische Toleranzen gegenüber zunehmender Belastung mit organischen Substanzen. Gewässergütestufe I oligosprob Unbelastet bis sehr gering belastet I-II oligosprob!- mesosaprob II II-III gering belastet!- mesosaprob mässig belastet!-"- mesosaprob kritisch belastet Prozentualer Anteil der Differenzialartengruppen hs! 90% s + t + r " 10% hs! 10% 50% " s " 90% hs " 10% oder hs + s > 50% ; s! 50% t + r < 50% 10% < hs + s < 50% 50% " t + r < 90% Aus diesem Grund wird die Kieselalgengesellschaft in 3 Gruppen mit sensiblen, mässig toleranten und toleranten Kieselalgen unterteilt. Der relativen Häufigkeitsverteilung der 3 Gruppen wurden die Gewässergüteklassen nach LAWA zugeordnet. In neueren Untersuchungen, unter Berücksichtigung von Quellgewässern, haben HOFMANN [7] und REICHARDT [8] die Einteilung von Lange-Bertalot revidiert und um eine hochsensible Differenzialartengruppe erweitert. Die revidierte Zuordnung der Gewässergüteklassen zu den Häufigkeitsverteilungen der 4 Differentialartengruppen wird in Tabelle A4 gezeigt. Sie wurde für diese Untersuchung übernommen. Ermittlung der Trophie Zur Indikation des Nährstoffgehaltes (Trophie) in Fliessgewässern haben Schiefele und Kohmann [6] anhand einer chemischen Untersuchung und der Zusammensetzung der Kieselalgengemeinschaft an 31 verschiedenen Fliessgewässern in Deutschland die artspezifischen Nährstoffpräferenzen von 105 Kieselalgenarten festgelegt. III "- mesosaprob stark verschmutzt hs + s " 10% ; t! 50% r < 50% III-IV "- mesosprobpolysaprob sehr stark verschmutzt 10% < hs + s + t < 50% r! 50% IV polysaprob hs + s + t " 10% ; r! 90% übermässig verschmutzt Tab. A4 Häufigkeiten der 4 Differentialartengruppen mit der Zuordnung der Gewässergüteklassen (hs = hochsensibel, s = sensibel, t = tolerant, r = resistent; Erläuterungen siehe Text). Tab. A5 Trophiestufen mit den zugeordneten Bereichen des Trophical Diatom Index (Erläuterungen siehe Text). Analog zum Saprobienindex von Zelinka und Marvan wird ein Trophieindex nach der folgenden Formel bestimmt.