Inhalt

Inhalt....................................................................................................................   1

Einleitung.   8

Geologische  , geographische und morphologische Rahmenbedingungen.  8

Abelweiher   9

Beg  ütenweiher  10

Gehlenweiher.   10

Gro  ßparthweiher  11

Melmbad   12

Weiher  am Harschweg.  13

Methoden.   14

Beprobungszeitraum.   14

Physikalisch  - chemische in-situ-Messungen  15

Chemische  Analytik  17

Ergebnisse  der in situ - Messungen  20

Sauerstoff.   20

CO  2  21

Wassertemperatur   22

PH  -Wert  23

Leitf  ähigkeit.  23

Sichttiefe   24

Tr  übe.  25

Chlorophyll  a  26

UV  -Absorption.  27

Ergebnisse  der Laboranalysen  27

Stickstoff  - Verbindungen  27

Ammonium   28

Nitrit   29

Nitrat.   30

Schwefel  - Verbindungen  31

Sulfat   31

Sulfid   32

Thiosulfat.   33

Phosphor  - Verbindungen  34

Phosphat   34

Anorganische  Kohlenstoff - Verbindungen  35

Carbonat.   36

Hydrogencarbonat   36

Erdalkalimetalle.   37

Calcium   37

Magnesium.   38

Alkalimetalle.   39

Kalium   39

Natrium.   40

Sonstige  Metalle  41

Eisen   41

Mangan   42

Sonstige  Elemente.  43

Brom   43

Bor.   44

Chlorid   45

Diskussion  der Ergebnisse  47

In-situ  Messungen.  48

Sauerstoff   48

CO  2  48

Wassertemperatur   49

PH  -Wert.  50

Leitf  ähigkeit  50

Sichttiefe.   51

Tr  übe  52

Chlorophyll  a  52

UV  -Absorption  53

Laboranalysen   53

Stickstoff  -Verbindungen  53

Schwefel  - Verbindungen.  56

Phosphor  -Verbindungen.  58

Phosphat.   58

Anorganische  Kohlenstoff-Verbindungen  59

Erdalkalimetalle   60

Alkalimetalle   61

Sonstige  Metalle  61

Sonstige  Elemente  63

Schlussbetrachtungen   65

Internetquellen:   70

sonstige  Quellen:  71

Anhang   72

Auskunft  über Ludwigshafener Gewässer im Rahmen der Diplomarbeit  73

Untersuchungsergebnisse   76

Ergebnisse  der in-situ Messungen.  77

Sauerstoff   77

CO  2  78

Temperatur.   79

PH  -Wert.  80

Leitf  ähigkeit  81

Sichttiefe.   82

Tr  übe  82

Chlorophyll  a  83

UV   84

Ergebnisse  der Laboranalysen  85

Gesamtstickstoff.   85

Ammonium   85

Nitrit   86

Nitrat.   86

Sulfat   87

Sulfid   87

Thiosulfat.   88

Phosphat   88

p  -Wert.  89

m  -Wert.  89

Carbonat   91

Hydrogencarbonat   91

Calcium   92

Magnesium.   92

Kalium   93

Natrium.   93

Eisen   94

Mangan   94

Brom.   95

Bor.   95

Chlorid   96

Einleitung

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1................................................................................................................. 8 Abbildung 2................................................................................................................. 9

Einleitung

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Verwendete Abkürzungen

AAS Atom - Absorptions - Spektrometer

WGK Wassergefährdungsklasse TE Trübeeinheit

Alle weiteren Abkürzungen sind entweder im Text erläutert, oder es handelt sich um allgemein übliche Kurzformen für z.B. chemische Elemente oder physikalische Einheiten.

Einleitung

___________________________________________________________________ Einleitung

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit den limnologischen Charakteristika von sechs ausgewählten Baggerseen im Ludwigshafener Stadtgebiet. Es stellte sich die Frage, wie ähnlich sich diese sechs Seen aufgrund ihrer gleichen Entstehungsgeschichte und fast gleichen geographischen Lage in limnologischer Hinsicht sind. Alle Ergebnisse dieser Untersuchungen fließen in die Seendatenbank des Labors für Geomorphologie und Geoökologie, den Seenatlas Ludwigshafen ein.

Geologische, geographische und morphologische

Rahmenbedingungen

Die untersuchten Baggerseen befinden sich alle in den Sand- und Kieslagerstätten der Oberrheinischen Tiefebene am nördlichen Stadtrand von Ludwigshafen am

Rhein.

Abbildung 1: Die Lage der beprobten Seen im Ludwigshafener Stadtgebiet (Quelle: Landesamt für Vermessung und Geobasisinformation; Topographische Karten 1:25 000 Blatt 6416 (Mannheim-Nordwest) und Blatt 6516 (Mannheim-Südwest), 14. Auflage 2002)

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Geologische, geographische und morphologische Rahmenbedingungen ___________________________________________________________________ Alle beprobten Seen haben keine oberirdischen Zu- und Abflüsse und werden ausschließlich von Grund- und Niederschlagwasser gespeist. Da die Messungen gegen Ende der Herbst- Stagnation stattfanden, wurde die Seen nach ihrer Tiefe ausgewählt. Denn je tiefer ein See, desto später setzt die Winter -Zirkulation ein.

Die nachfolgenden Angaben zu den einzelnen Gewässern beruhen weitgehend auf Angaben des Dezernats für Bau, Umwelt und Verkehr, Bereich Umwelt, untere Wasserbehörde der Stadt Ludwigshafen.

Abelweiher

Oppau und wurde nach der Landesbiotopkartierung als „Schongebiet III“ bewertet. Die steile Uferböschung verhindert eine andere Nutzug außer Angeln. Die angrenzenden Nutzungen sind die der Ackerflächen, die aber durch einen Pufferstreifen in Abstand zum Weiher gehalten werden. Außerdem soll auch in Zukunft ein gewisser Abstand zum Baubereich erhalten bleiben. Der Weiher ist zur Zeit an den TSG Ludwigshafen verpachtet.

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Geologische, geographische und morphologische Rahmenbedingungen ___________________________________________________________________

Begütenweiher

Der Begütenweiher liegt zwischen Friesenheim und dem Neubaugebiet Notwend -Melm. Er ist der zweitgrößte und nordwestlichste Weiher des Naherholungsgebietes „Willersinnweiher“. Er entstand kurz nach dem zweiten Weltkrieg durch Kiesabbau. Seine Größe ist ca. 8,3ha und mit einer Wassertiefe von maximal 23m gehört er zu den tiefsten Weihern im Ludwigshafener Stadtgebiet.

Im südöstlichen Teil des Weihers findet von Zeit zu Zeit immer noch Kiesabbau statt, ansonsten wird er hauptsächlich zum Baden genutzt. Die Taucher der DLRG Ludwigshafen - Oggersheim betauchen den See regelmäßig. Im Flächennutzungsplan ist auch in Zukunft eine Kiesgewinnung vorgesehen, jedoch wird parallel dazu versucht, den Weiher zu naturnah wie möglich zu gestalten, indem z.B. fremde Ziergehölze gegen standortgerechte Arten ausgetauscht werden. Eine Röhrrichtzone fehlt jedoch.

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Geologische, geographische und morphologische Rahmenbedingungen ___________________________________________________________________

Gehlenweiher

Der Gehlenweiher befindet sich östlich von Edigheim neben dem Stricklerweiher und zwischen der Kreisstraße 1 und der Landesstraße 523. Er entstand in den 60er Jahren durch Kiesabbau. Seine Größe ist 2,3ha und seine maximale Tiefe liegt bei 15m.

Der Weiher hat einen sehr naturnahen Charakter, weswegen man versucht, die Flachwasserbereiche zu bewahren und fremde Pflanzen zu entfernen. Der Gehlenweiher wird ausschließlich zum Angeln genutzt, die angrenzenden Nutzungen (bis auf die in der Nähe gelegene Bahnlinie) dienen der Naherholung und sind Wiese, Sportplatz , Parkplätze und der benachbarte Stricklerweiher. Bewirtschaftet und gepflegt wird der Weiher durch den Sportanglerverein SAV "Gut Fang" Oppau, der das Fischereirecht gepachtet hat und die Gewässerpatenschaft übernommen hat.

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Geologische, geographische und morphologische Rahmenbedingungen ___________________________________________________________________

Großparthweiher

Der Großparthweiher entstand zwischen Friesenheim und dem Neubaugebiet Notwende - Melm. Vom Ende der 30er Jahre bis Anfang der 40er Jahre wurde hier Kies abgebaut. Er ist ca. 15ha groß und hat eine maximale Wassertiefe von 20m. Auch der Großparthweiher ist ein Bade- und Angelsee, der das Landschaftsbild aufwertet. Bedingt durch die Nutzung des Sees als Naherholungsgebiet ergeben sich Liegewiesen, Parkplatz und auch ein Acker als angrenzende Nutzungen. Man ist bestrebt, die Gehölzbestände weiter zu vergrößern und eine Flachwasser- / Röhrichtzone anzulegen, um das südwestliche Ufer etwas zu beruhigen. Die Taucher der DLRG Ludwigshafen - Oggersheim reinigen den Weiher zwei Mal im Jahr von Müll und sonstigem Unrat.

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Geologische, geographische und morphologische Rahmenbedingungen ___________________________________________________________________

Melmbad

Im Norden von Oggersheim, innerhalb der Siedlung Notwende liegt das Melmbad, einer der ältesten Weiher im Stadtgebiet Ludwigshafen. Bis 1851 stand an der Stelle des heutigen Melmbades noch Wald. Nach der Rodung wurde die Fläche zunächst als Ackerland genutzt, bis 1912 mit dem Kiesabbau begonnen wurde. 1920 wurde die Kiesgewinnung dort eingestellt und der Weiher wurde ab 1925 zum Angeln genutzt. 1937 wurde der Weiher zum Freibad, als welches er bis heute genutzt wird. Seine Größe von 19600m² ist für diese Nutzung ideal. Die maximale Wassertiefe liegt bei 13m.

Da es sich heute um ein Freibad handelt, fehlt eine naturnahe Wasser- und Ufervegetation völlig und es sind Liegewiesen angelegt worden. In angrenzender Nachbarschaft befinden sich einige Gartengrundstücke. Die DLRG Ludwigshafen - Oggersheim betreut das Freibad, das im Eigentum der Stadt Ludwigshafen ist und führt zweimal jährlich mit Hilfe der Sportangler und der Siedlergemeinde sogenannte „Säuberungsaktionen“ durch, bei denen das Melmbad u.a. von Tauchern von Unrat und Müll befreit wird.

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Weiher am Harschweg

Im Norden des Abelweihers, westlich des Oppauer Siedlungsrandes, liegt der Harschwegweiher an der Ludwig-Wolker-Straße. Bereits in den 50er Jahren entstand an dieser Stelle eine Kiesgrube, jedoch nur mit einer kleinen Wasserfläche. In den 60er Jahren wurde die Grube erweitert und der Weiher erhielt in den 70er Jahren seine heutige Gestalt.

Mit nur 2ha Größe und einer maximalen Wassertiefe von 14,5m gehört er zu den kleineren Weihern im Stadtgebiet Ludwigshafens.

Der Weiher am Harschweg ist zur einen Hälfte in Privateigentum und gehört zur anderen Hälfte der Stadt Ludwigshafen. Auch er wurde, wie der Abelweiher, nach der Landesbiotopkartierung als „Schongebiet III“ bewertet, weil er an der sandigen, südexponierten Nordböschung seltene Pflanzenarten beherbergt. Der Harschwegweiher ist vom „SAC Eisvogel“ gepachtet.

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Methoden

___________________________________________________________________ Methoden

Beprobungszeitraum

Die Beprobungen fanden im November 2002 kurz vor der Herbstzirkulation statt. Die Beprobungstage der einzelnen Seen sind der folgenden Tabelle zu entnehmen:

Physikalisch - chemische in-situ-Messungen Zunächst wurde mittels eines

Echographen vom Schlauchboot aus die tiefste Stelle des beprobten Sees ermittelt. An dieser wurde das Boot an einen Anker gelegt und die Proben zur weiteren Analyse im Labor entnommen, sowie die physikalisch-chemischen in-situ

Messungen direkt durchgeführt. Abbildung 8: Das Schlauchboot mit den Geräten

Methoden

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die Sauerstofflöslichkeit u.a. druckabhängig (eigene Aufnahme)

Die Sichttiefe wurde ermittelt, indem der weiße Ansaugkopf der Pumpe beim Herabsinken in die Tiefe beobachtet wurde. Dort, wo er zuletzt sichtbar war, wurde die Wassertiefe an der am Schlauch angebrachten Skala abgelesen und als Sichttiefe notiert.

Nach Verlassen dieses Meßsystems erfolgte die Probenentnahme für die chemischen Laboruntersuchungen. Dazu wurde jeweils 500ml, bzw. 100ml in PE

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Methoden

___________________________________________________________________ Flaschen abgefüllt und weitere 100ml zur Gesamtphosphor - Bestimmung mit Schwefelsäure konserviert.

Im Labor wurde die 500ml Probe direkt durch einem 0,2µm Filter filtriert und danach kühl gelagert. Die 100ml Proben wurden als Rückstellprobe tiefgefroren.

Je nach Tiefe des Sees und Beschaffenheit des Wassers (z.B. deutlich wahrnehmbarer H 2 S-Geruch) wurde alle 1-2 Meter Wassertiefe eine Probe entnommen. Die Beprobungstiefen und Probennummern sind folgender Tabelle zu entnehmen:

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Methoden

___________________________________________________________________ Tabelle 2: Proben und deren Entnahmetiefen

Die Bezeichnung „0 Meter“ bedeutet, daß die Probe wenige Zentimeter unter der Wasseroberfläche entnommen wurde.

Die Messung der physikalisch- chemischen Parameter wurde jedoch in-situ bei jedem Meter Tiefe vorgenommen.

Chemische Analytik

Die chemischen Analysen wurden gemäß des deutschen Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlamm - Untersuchung durchgeführt.

Nitrat (NO 3 ), Nitrit (NO 2 ), Chlorid (Cl), Sulfat (SO 4 ) und Gesamtstickstoff wurden nach der Norm EN ISO 10304-1 mit dem Ionenchromatograph DX-100 der Firma Dionex mit nachgeschaltetem Leitfähigkeitssensor und UV - Detektor bei einer Wellenlänge von 207nm gemessen.

Die Anionen Nitrat, Nitrit, Chlorid und Sulfat, sowie Brom und Thiosulfat wurden im beprobten Wasser ohne weitere Vorbehandlung gemessen. Zur Messung des Gesamtstickstoffes wurde die Wasserprobe mit dem Oxidationsmittel „Oxisolv“ der Firma Merck in der Mikrowelle aufgeschlossen. Dabei oxidieren die Stickstoffverbindungen zu Nitrat. Die dann verdünnte Probe wurde anschließend wie oben beschrieben mit dem Ionenchromatographen gemessen.

Orthophosphat (PO 4 ), Gesamtphosphor (P), Bor (B) und Ammonium (NH 4 ) wurden mit dem Spektralphotometer PU8730UV/VIS von Philips nach DIN EN 38405 gemessen.

In saurer Lösung bilden Orthophosphationen mit Molybdationen in Gegenwart von Antimonionen einen Komplex, der durch Ascorbinsäure zu Phosphormolybdänblau reduziert wird. 50ml Wasserprobe wurden mit 2ml Molybdatlösung und 1ml Ascorbinsäure versetzt, 10min inkubiert und dann bei einer Wellenlänge von 880nm im Spektralphotometer gemessen.

Gesamtphosphor wurde ebenfalls nach EN 1189 und Ammonium-Stickstoff nach DIN 38406-E5-1 analysiert.

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___________________________________________________________________ Zur Bestimmung von Calcium (Ca), Natrium (Na), Kalium (K) und Magnesium (Mg) wurde nach DIN 38406-E3; DIN 38406-E13 und DIN 38406-E14 das Atomaborsptionsspektrometer (AAS) AA-680-Shimazu benutzt, das mit einer Actylen-Luft-Flamme mißt. Das Spektralabsorptionsmaß für die einzelnen Elemente ist: Ca: 422,7 nm, Mg: 285,2 nm; K: 766,5 nm und Na: 589,0 nm.

Carbonat (CO 3 ) und Hydrogencarbonat (HCO 3 ) wurden durch acidimetrische Titration bestimmt. Zu 100ml Probe wurden 4 Tropfen Phenolphtalein hinzu gegeben. Färbte sich die Lösung rot, wurde tropfenweise 0,1N Salzsäure hinzugefügt bis die Lösung wieder farblos war. Anschließend wurden 4 Tropfen Mischindikator - Lösung (Methylenblau) dazu gegeben und erneut 0,1N Salzsäure Tropfen für Tropfen in die Lösung titriert, bis ein Farbumschlag von grün über grau auf violett feststellbar wurde. Die Menge der hinzugefügten Säure entspricht dem Zahlenwert des p-Wertes (Säurekapazität/ Alkalinität) in mmol/l Eq. Die von Beginn der ersten Titration bis zum Farbumschlag des Mischindikators insgesamt verbrauchten ml Säure entsprechen dem Zahlenwert des m-Wertes (Basekapazität/ Azidität) mmol/l Eq. Aus dem p- und m- Wert kann dann der Carbonat- und Hydrogencarbonat-Gehalt berechnet werden.

Im Laufe der Analysen können mehrere Fehlerquellen (z.B. Pipettierfehler, Messfehler, Eichfehler,...) auftreten. Aus diesem Grund ist bei den verwendeten Ergebnissen mit einem zufälligen Fehler von ± 5% zu rechnen.

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Ergebnisse der in situ - Messungen

___________________________________________________________________ Ergebnisse der in situ - Messungen

Sauerstoff

Die Sauerstoff-Messungen erfolgten direkt bei Probenentnahme auf den Seen und ergab die im Anhang auf S. X aufgeführten Ergebnisse. Eine graphische Zusammenfassung aller Ergebnisse ist in Diagramm 1 zu sehen. Alle sechs beprobten Seen zeigen einen ähnlichen Verlauf der Sauerstoff-Verteilung, mit hohen Werten bis zu 9,5mg/l, bzw. 88% (Gehlenweiher) in Tiefen zwischen 0 und 11 Meter Tiefe und einer sprunghaften Abnahme im Durchschnitt bei 10m Tiefe zu anaeroben Bedingungen in den untersten Wasserschichten.