The importance of zoology for natural swimming ponds and pools

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1 The importance of zoology for natural swimming ponds and pools 7. International Swimming Pond Congress, Bregenz, 24. October 2013 Foto: Thorsten Stegmann Dr. Jürgen, Spieker KLS-Gewässerschutz, 7. Internationaler Neue Große Bergstraße Schwimmteich-Kongress, 20, Hamburg, 24. Oktober , Folie 1 von 30

2 Analysis and Assessment of Freshwater Bodies Lakes, Ponds, Reservoirs River Elbe Public Natural Swimming Ponds Private Natural Swimming Pools Index for the Quality of Natural swimming ponds Sediment Removal in Lakes Assessments for Administrative Planning Procedures Lake Restoration and Management Konzepte Lösungen Sanierungen im Gewässerschutz Tel.: Rainwater and Road Runoff Treatment Neue Große Bergstraße 20, 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, D Hamburg 24. Oktober2013 Folie 2 von 30

3 Questions and Answers 1. What lives in a natural swimming pond? 2. Beneficial - harmful or even dangerous creatures? 3. What is the role of the animals in a natural swimming pond? 4. Where do the organisms occur? How important is the size of the swimming pond? How important is the degree of `naturalness? 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 3 von 30

4 Diese Folie kann Dr. Jürgen als Poster Spieker (DIN A 0) oder als 7. Druckvorlage Internationaler bei der Schwimmteich-Kongress, Deutschen Gesellschaft für 24. naturnahe Oktober2013 Badegewässer bestellt werden. Folie Quelle: 4 von dgfnb.de 30

5 Creatures in and around the Water Foto: Thorsten Stegmann - 2 m Sorted according to size Birds: - 0,5 m Amphibians: 0,05 0,1 m Mammals: - 1 m Foto: Klaus-Thorsten Tegge Fishes: 0,01 1,0 m Zooplankton 0,0005 0,001 m Benthic macroinvertebrates 0,02 0,07 m 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 5 von 30

6 Mammals Leptospira Quelle: leptospirosis.org Foto: Oleg Kozlov Evaluation: - In private natural pools family dogs are not a problem - In public natural swimming ponds dogs are not allowed for hygenic reasons - Rats may transmit diseases (e.g. Leptospirosis via urine) and must be deterred from swimming pool areas 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 6 von 30

7 Waterbirds Composition: ducks, geese Evaluation: - waterbirds are prohibited in public natural swimming ponds (hygenic risk, cercariae) - waterbirds should also be deterred in private natural swimming pools as they can introduce germs und cercariae. 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 7 von 30

8 Waterbirds and Cercariae 1 st host bird faeces Adult Trematodes contact with Swimmer Trematode eggs Miracidium 1 st free-living motile larval form Cercaria 2 nd free-living motile larval form Sporocysts 2 nd host Cercaria penetrates the skin and dies (Swimmer's itch) Abbildung: R. Allgöver 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 8 von 30

9 Amphibians / Reptiles Foto: Thorsten Stegmann 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 9 von 30

10 Amphibians Composition: - salamanders - frogs, toads Functional role: - insect eaters - tadpoles are good consumers of algae Evaluation : - all species of amphibians are protected! 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 10 von 30

11 Benthic macroinvertebrates (bottom-dwelling invertebrates) Relevant taxonomic groups: Common name Scientific name Unicellular organisms Protozoa Sponges Porifera Cnidarians (e.g. jellyfish, hydrozoa) Cnidaria Moss animals Bryozoa Flat worms Plathelminthes Nematodes Nematoda Oligochaete worms Oligochaeta Leeches Hirudinea Snails Gastropoda Mussels Bivalvia Crustaceans Crustacea Insects & Insect larvae Insecta 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 11 von 30

12 Benthic macroinvertebrates Sponges, Hydrozoa Hydrozoan (Hydra attenuata) Sponge (Spongilla lacustris) 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 12 von 30

13 Benthic macroinvertebrates Worms, Leeches Oligochaet (Stylaria lacustris) Egel (Glossiphonia complanata) Oligochaet (Tubifex spec.) Quelle: Peter Pfeiffer Plattwurm (Polycelis tenuis) 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 13 von 30

14 Benthic macroinvertebrates Snails Foto: Peter Pfeiffer Acroloxus lacustris Lymnaea stagnalis Bithynia spec Galba spec. Ansius spec. 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 14 von 30

15 Benthic macroinvertebrates Mussels Flache Teichmuschel (Anodonta anatina) Zebramuschel (Dreissena polymorpha) 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 15 von 30

16 Benthic macroinvertebrates Crustaceans Wasserassel (Asellus aquaticus) Flohkrebs (Gammarus spec.) Amerikanischer Flusskrebs (Orconectes limosus) 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 16 von 30

17 Benthic macroinvertebrates Insects and Insect larvae Foto: entomart Zuckmücke (Chironomidae spec.) Zuckmückenlarven (Chironomidae spec.) Foto: Peter Pfeiffer 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 17 von 30

18 Benthic macroinvertebrates Insects and Insect larvae Foto: André Karwath (Aka) Foto: Peter Pfeiffer dragonfly larvae mayfly larvae 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 18 von 30

19 Benthic macroinvertebrates Insects and Insect larvae Water beetle Common backswimmer, Water boatman Foto: E. van Herk 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 19 von 30

20 Benthic macroinvertebrates Frequency of occurrence (abundances) aus: Schönborn, Lehrbuch der Limnologie 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 20 von 30

21 Benthic macroinvertebrates Role of the benthic macroinvertebrates in the swimming pond The following functional roles of the benthic macroinvertebrates can be deduced: - Sponges, hydrozoans and moss animals clean the water due to their filter feeding and suspension feeding modes. - Flat worms, leeches and some of the insects and insect larvae are ferocious predators that feed on other small animals. - Snails and some of the insect larvae (Chironomids) feed on benthic algae. - Mussels clean the water due to their filter feeding mode. However, zebra mussels (Dreissena polymorpha) should not be introduced as this species reproduces quickly and may block the water pipes. Evaluation Benthic macroinvertebrates are always present in a swimming pond. The organisms play an important role in the food web and contribute to the stability of the ecosystem. 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 21 von 30

22 Zooplankton Composition of the zooplankton: Zooplankton is a category which includes all floating or weakly swimming animals that are able to remain in the water column, but drift with the water currents as their locomotion is too weak to move independently of the water current. The most frequently occuring groups of zooplankton in the freshwater are: Flagellates Ciliates Rotifers Crustaceans Insect larvae (e.g. mosquito larvae) 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 22 von 30

23 Zooplankton Ciliates and Rotifers Ciliate (Genus Halteria) Kleinkrebs (Daphnia spec.) Rotifer (Brachionus spec.) 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 23 von 30

24 Zooplankton Crustaceans (Copepods, Cladocerans) Small crustation (Bosmina longirostris) Small crustation (Copepoden) Small crustation (Daphnia spec.) 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 24 von 30

25 Zooplankton Krebstiere (Copepoden, Cladoceren) from: Lampert und Sommer, Limnoökologie Egg development time of several zooplankton species in relation to water temperature Small crustation (Bosmina longirostris) Kleinkrebse (Copepoden) Small crustation (Daphnia spec.) 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 25 von 30

26 Zooplankton Suspension feeders, e.g. Ciliates, Rotifers (feed by creating strong currents of water towards their mouth using rings of cilia, they prefer particle sizes of 0,5-3,0 µm). Ciliates: 0,002-0,02 ml/individual*day Rotifers: <0,05 ml/individual*day Foto:KLS Foto:KLS Filter feeders, e.g. Cladocerans (a feeding-current is passed through a filterlike structure and den food particles are retained by the filter, particle size µm) Daphnia hyalina longispina: 0,2-4,5 ml/ind.*d Bosmina longispina: 0,5 3,0 ml/ind.*d Foto:KLS Foto:KLS Particle catchers, e.g. Copepods, Flagellates (selective catching of particles like bacteria or algae) Eudiaptomus graciloides: 0,3-2,8 ml/ind.*d Foto:KLS Foto:KLS 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, Foto:KLS 24. Oktober2013 Folie 26 von 30

27 Zooplankton Functional role in the swimming pond: The majority of zooplankton feeds on bacteria and phytoplankton and thus exerts a strong feeding pressure on these organisms. Additionally there also exists predatory zooplankton that feeds on other zooplankton. Zooplankton contributes substantially to water purification and is also included as a component of biological water treatment in regulatory guidlines (FLL 2011). In swimming ponds zooplankton filtration rates of more than 1 x / day have been observed (i.e. the zooplankton community filters the whole water body more than once a day). Evaluation: Zooplankton always occurs in a natural swimming pond. Filter feeding zooplankton remove phytoplankton and bacteria from the water. Zooplankton (and Phytoplankton) are also present in natural swimming ponds in which the entire water volume is pumped through the water treatment areas several times a day. The importance of zooplankton increases with decreasing intensity of the water treatment. 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 27 von 30

28 Where do the organisms occur? 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 28 von 30

29 Where do the organisms occur? Foto: Thorsten Stegmann Foto: Peter Pfeiffer Even in more technically designed swimming ponds a large number of resident fauna can be found. Their quantity depends on the operating mode and the productivity (intensity of plant production) of the swimming pond system. Foto: E. van Herk 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 29 von 30

30 Where do the organisms occur? 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 30 von 30

31 Where do the organisms occur? Foto: Thorsten Stegmann Foto: Peter Pfeiffer Foto: E. van Herk 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 31 von 30

32 Where do the organisms occur? Foto: Thorsten Stegmann Swimming ponds with a more natural design contain morphological structures which offer a suitable habitat to a large number of different groups and species of animals. Foto: Peter Pfeiffer The aquatic fauna has an important influence on the water quality, but in turn depends strongly on the productivity of the system. Quelle: wikipedia Mass developments of single species indicate a disturbance within the system. 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 32 von 30

33 Conclusions Foto: Thorsten Stegmann A large variety of animals occur in natural swimming ponds and pools Benthic macroinvertebrates and zooplankton contribute the highest number of animal species and individuals in a natural swimming pond these animals are often too small and inconspicuous to be consciously noticed The whole faunal community fulfills important tasks in natural swimming ponds, e.g. filtration, consumption of benthic algae The animals themselvels are not dangerous the faecis of waterbirds can cause problems 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 33 von 30

34 Thanks for your attention! Source of all fotos and figures, if not labelled otherwise: KLS, Hamburg 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 34 von 30

35 Presentations and Publications of KLS-Gewässerschutz Lebensraum Teich - Bedeutung und Entwicklung Veranstaltung: "Lebendige Alster - 2. Beteiligungswerkstatt". Ort/Zeit: Forum Alstertal, 25. April 2013 Projekt-Nr.: Methoden zur Untersuchung verschlammter Gewässer: Volumen und Qualität der Sedimente Veranstaltung: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz, Seminar Entschlammung von Gewässern Ort/Datum: NNA, Schneverdingen, 16. September 2013 Projekt-Nr.: Sanierung von Badegewässern - Seensanierung mit Fallbeispielen Veranstaltung: Ministerium für Arbeit, Soziales und Gesundheit des Landes Schleswig- Holstein - Fortbildungsveranstaltung U6/2012 Ort/Datum: Kiel, Projekt-Nr.: Download sämtlicher Vorträge und Publikationen als pdf auf Maschinelle Entschlammung von Stadtgewässern in Hamburg Veranstaltung: Workshop "Entschlammung von Regenbecken und urbanen Stillgewässern - Praxis und Perspektiven". Ort/Datum: Hochschule Bremen, Institut für Umwelt- und Biotechnik, Projekt-Nr.: Management, Pflege und Therapie künstlicher Seen Veranstaltung: Natur- und Umweltschutzakademie Nordrhein-Westfalen (NUA NRW), Welche Seen braucht das Land, 22. März 2011 Projekt-Nr.: Das Einzugsgebiet - Bedeutung und Chancen für die Erreichung des guten ökologischen Zustandes (Potentials) von Seen Veranstaltung: Niedersächsische Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) u. Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz: Fachtagung Maßnahmen zur Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie für die Wasserkörper der Stillgewässer Ort/Datum: NNA/NLWKN, Schneverdingen, Projekt-Nr.: Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 35 von 30

36 Presentations and Publications of KLS-Gewässerschutz Umsetzung der EG-WRRL an Seen in Hamburg Ort/Datum: Arbeitskreis EG-WRRL / EG-HWRM-RL, Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt, Hamburg, Projekt-Nr.: Das Gütesiegel für öffentliche Naturfreibäder / seal of quality for public natural pools - Qualitätssicherung im Betrieb / operative quality control Veranstaltung: 6. Internationalen Kongress und Fachmesse für naturnahe Badegewässer Schwimmteiche ohne Grenzen Ort: Budweis (Tsechien), September 2011 Projekt-Nr.: Schwimmteichbiologie Zusammenhänge verstehen, interpretieren und nutzen. Der Schwimmteich unter dem Mikroskop - Was sagen uns die Lebewesen unter dem Wassertropfen über die Wasserqualität im Schwimmteich? Gehört das Mikroskop zur Standardausrüstung eines Schwimmeichbauers? Veranstaltung: Schulungstage der Deutschen Gesellschaft für naturnahe Badegewässer (DGfnB) - Erkenntnistage für den Weg zum perfekten Schwimmteich - Ort/Datum: Geisenheim 03. Dezember 2010 Projekt-Nr.: Download sämtlicher Vorträge und Publikationen als pdf auf Wasserreinigung durch Insitu-Entkeimung - Keimelimination durch Zooplankton, Sedimentation und natürliches UV-Licht Veranstaltung: Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e.v. (FLL): Fachtagung Freibäder mit biologischer Wasseraufbereitun (Schwimmteiche) - Neue FLL- Richtlinien zu Planung, Bau, Instandhaltung und Betrieb Ort/Datum: FLL, Paderborn, Projekt-Nr.: Beispiele für Maßnahmen zur Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie - Praxiserfahrungen bei der Umsetzung der EG-WRRL an Seen Veranstaltung: Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau (BWK) e.v.: Tagung EG-Wasserrahmenrichtlinie 2010 noch fünf Jahre bis zum Guten Zustand. Ort/Datum: BWK, Rendsburg, Projekt-Nr.: Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 36 von 30

37 Presentations and Publications of KLS-Gewässerschutz Naturbäder, Schwimm- und Badeteiche Dr. Stefanie Hirch und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2013): Gütesiegel für Freibäder mit biologischer Wasseraufbereitung (Schwimm- und Badeteiche) Mit dem Index für die Wasserqualität von Naturfreibädern (IQ N ) zu einer einheitlichen Bewertung. In: AB Archiv des Badewesens 04/2013, Bädertechnik Wasseraufbereitung Spieker et al. (2012): VI Freibäder mit biologischer Wasseraufbereitung (Schwimmund Badeteiche). In Handbuch Angewandte Limnologie 30. ErgLfg. 12/12. Dipl.-Biol. Inga Eydeler und, Dipl.-Biol., KLS Gewässerschutz, Hamburg (2010): Keimelimination durch Zooplankton Wasserreinigung von Schwimm und Badeteichen. In: AB Archiv des Badewesens 03/2010 Bädertechnik Wasseraufbereitung, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2008): Gewässerökologie von Teichen - Die wesentlichen Einflussfaktoren auf die Wasserqualität. In: bi GaLaBau - Fachzeitschrift für den Garten- und Landschaftsbau; 3 / 2008: S Download sämtlicher Vorträge und Publikationen als pdf auf KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2004): Was lebt im Schwimmteich? Teil 1: Plankton. In: Der Schwimmteich - Fachmagazin für Planung, Bau und Betrieb; 3 / 2004: S Dr. Ute Müller und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2005): Was lebt im Schwimmteich? Teil 2: Fadenalgen. In: Der Schwimmteich - Fachmagazin für Planung, Bau und Betrieb; 1 / 2005: S Dipl.-Biol. Inga Eydeler und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2005): Was lebt im Schwimmteich? Teil 3: Zoobenthos - Leben am Gewässergrund. In: Der Schwimmteich - Fachmagazin für Planung, Bau und Betrieb; 2 / 2005: S Dipl.-Biol. Inga Eydeler und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2005): Was lebt im Schwimmteich? Teil 4: Zoobenthos - Leben am Gewässergrund. In: Der Schwimmteich - Fachmagazin für Planung, Bau und Betrieb; 3 / 2005: S Dipl.-Biol. Inga Eydeler (KLS) und Dipl.-Biol. Thorsten Stegmann (Planula), Hamburg (2006): Was lebt im Schwimmteich? Teil 5: Amphibien (Lurche). In: Der Schwimmteich - Fachmagazin für Planung, Bau und Betrieb; 1 / 2006: S Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 37 von 30

38 Presentations and Publications of KLS-Gewässerschutz Informationsbroschüren/Faltblätter Badegewässer Dipl.-Biol. Inga Eydeler und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2006): Badegewässerqualität in Schleswig-Holstein: Algenblüten in Binnengewässern Informationsbroschüre. Herausgeber: Landesamt für Gesundheit und Arbeitssicherheit des Landes Schleswig-Holstein. Dipl.-Biol. Inga Eydeler und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2006): Badegewässerqualität in Schleswig-Holstein: Algenblüten in Küstengewässern der Nordund Ostsee Informationsbroschüre. Herausgeber: Landesamt für Gesundheit und Arbeitssicherheit des Landes Schleswig-Holstein. Dipl.-Biol. Inga Eydeler und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2006): Baden in Schleswig-Holstein - Quallen in Küstengewässern der Nord- und Ostsee Informationsbroschüre. Herausgeber: Landesamt für Gesundheit und Arbeitssicherheit des Landes Schleswig-Holstein. Download sämtlicher Vorträge und Publikationen als pdf auf Dipl.-Biol. Inga Eydeler und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2006): Baden in Schleswig-Holstein Badedermatitis durch Zerkarien Informationsbroschüre. Herausgeber: Landesamt für Gesundheit und Arbeitssicherheit des Landes Schleswig- Holstein. Dipl.-Biol. Inga Eydeler und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2006): Baden in Schleswig-Holstein Wasserasseln in Nord- und Ostsee Informationsbroschüre. Herausgeber: Landesamt für Gesundheit und Arbeitssicherheit des Landes Schleswig-Holstein. 7. Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 38 von 30

39 Presentations and Publications of KLS-Gewässerschutz Poster Naturbäder Badeseen KLS-Gewässerschutz (2010): Was lebt im Schwimmteich? Poster DIN A0. Herausgeber und Vertrieb: Deutsche Gesellschaft für naturnahe Badegewässer bestellt werden (DGfnB). Hupfer et al. (2013): Vorbereitung und Auswahl von Maßnahmen zur Seentherapie. In KW Korrespondenz Wasserwirtschaft, 2013 (6), Nr. 12. Dipl.-Biol. Holger Göring und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2007): Badeseen auf Campingplätzen - Teil 1: Grundlagen der Gewässerökologie. In Campingwirtschaft Heute Fachmagazin für Camping-, Freizeit-, und Wassersportunternehmer in Deutschland. 3/2007. Download sämtlicher Vorträge und Publikationen als pdf auf Dipl.-Biol. Holger Göring und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2007): Badeseen auf Campingplätzen - Teil 2: Probleme mit der Wasserqualtiät. In Campingwirtschaft Heute Fachmagazin für Camping-, Freizeit-, und Wassersportunternehmer in Deutschland. 4/2007. Dipl.-Biol. Holger Göring und, KLS-Gewässerschutz, Hamburg (2007): Badeseen auf Campingplätzen - Teil 3: Verbesserung der Wasserqualität. In Campingwirtschaft Heute Fachmagazin für Camping-, Freizeit-, und Wassersportunternehmer in Deutschland. 5/ Internationaler Schwimmteich-Kongress, 24. Oktober2013 Folie 39 von 30