Isar - Belastung und Belastbarkeit

Inhaltsverzeichnis

I. Die Isar als Naherholungsgebiet

II. Gewässerbelastungen
1. Punktuelle Einträge
2. Diffuse / flächenhafte Einträge
3. Abwärme

III. Selbstreinigung

IV. Messung der Gewässerbelastung
1. Chemisch-physikalische Beschaffenheit
2. Biologische Zustandserhebung
3. Gewässergütekarte
4. Hygienisch-bakteriologischer Belastungszustand

V. Maßnahmen zur Verminderung der Belastung der Isar
1. Sonderprogramm Badegewässerqualität „Obere Isar“
2. Erhöhung des Mindestwasserabflusses der Isar

VI. Verringerung der diffusen Belastungen der Isar

Literaturverzeichnis

I. Die Isar als Naherholungsgebiet

Die Isar gilt als ein wichtiges Naherholungsgebiet, nicht nur für den Stadtbereich München. Mit ihren weiten Uferbereichen und einem großen Waldbestand bietet sie Raum für zahlreiche Freizeitaktivitäten und Erholung.

Gerade in den Sommermonaten ist das Gebiet der Isar ein vielbesuchtes Ausflugsziel und wird in vielen Bereichen zum Baden genutzt, auch wenn aufgrund der erhöhten Keimzahlen immer wieder Warnungen ausgesprochen wurden.

Aus diesem Grund wurde vermehrt nach Möglichkeiten gesucht, die Wasserqualität der Isar zu verbessern, um ihre Bedeutung sowohl als Naherholungsgebiet als auch als Ökosystem wieder zu steigern.

Dazu ist es zunächst einmal nötig, vorhandene Belastungsquellen zu erkennen und das Ausmaß der Belastung zu erfassen, um zu wissen an welcher Stelle angesetzt werden muss, um bestmögliche Erfolge erzielen zu können.

II. Gewässerbelastungen

Definition: Belastung eines Gewässers:

„Menge der einem Gewässer zugeführten Verschmutzungsstoffe oder thermische Energie innerhalb eines Zeitabschnittes; Kriterium bei organischen Stoffen ist der biochemische Sauerstoffbedarf¹ “.

Um den Grad der Belastung eines Gewässers messen zu können, ist es zunächst notwendig herauszufinden, welchen Ursachen solche Belastungen zugrunde liegen. Erst dann ist es möglich mit Maßnahmen zur Verminderung der Verschmutzung an richtiger Stelle ansetzen zu können.

1. Punktuelle Einträge

² Zu den punktuellen Einträgen in ein Gewässer zählen zum Beispiel Einleitungen aus kommunalen Kläranlagen, Regenentlastungen aus Mischkanalisationen und Regenentwässerungskanäle.

Diese Art von Einträgen ist relativ klar definierbar, da räumlich beschränkt und somit auch durch Sanierungsmaßnahmen eingrenzbar.

2. Diffuse / flächenhafte Einträge

³ Zu den diffusen Einträgen gehören vor allem Belastungen aus der Landwirtschaft wie zum Beispiel Abschwemmungen aus Gülle und Festmist, des weiteren Abläufe von Hofflächen, Straßenabschwemmungen oder auch Ausscheidungen von Wasservögeln.

Da diese Belastungen von allen Seiten des Gewässers eingetragen werden können, sind sie eher schwierig zu definieren und aus diesem Grund auch schwer einzugrenzen.

Die Isar selbst ist eher von Belastungen durch punktuelle Einträge betroffen, diffuse Belastungen kommen aufgrund des weitläufigen Uferbereiches und des vorhandenen Auwaldbestandes kaum zum Tragen.⁴

3. Abwärme

⁵ Mit der Einleitung von Kühlwasser tragen auch Kraftwerke sowie verschiedene Industriebetriebe erheblich zur Belastung von Fließgewässern bei.

Das Kühlwasser führt zur Aufwärmung des Flusses und beschleunigt so den Abbau organischer Stoffe, was aufgrund des erhöhten Stoffwechsels der Organismen den Sauerstoffverbrauch steigen lässt. Gleichzeitig sinkt durch die Erhöhung der Temperatur auch die Sauerstoffsättigung. Die verringerte Menge an Sauerstoff führt dann zu einer Beeinträchtigung der Selbstreinigungskraft (siehe III.) Des Fließgewässers.

Dies gefährdet möglicherweise den Fischbestand und kann zur Ablagerung von Faulschlamm führen.

Aufgrund der erheblichen Belastung der Fließgewässer durch Abwärme sollte deshalb die maximale Mischtemperatur nicht höher als 28°C liegen.

III. Selbstreinigung

⁶ Gewässer sind in der Lage „im Falle geringer Belastung ihren ursprünglichen Zustand durch Selbstregulation wiederherzustellen⁷ “. Bei dieser Selbstreinigung werden mit Hilfe von Mikroorganismen, den sogenannten Destruenten, die organischen Verschmutzungen abgebaut. Dabei wird Sauerstoff verbraucht.

Das Selbstreinigungspotential der Isar ist in Folge ihrer großen Wasserfracht, der guten Durchmischung und gelegentlich auftretender Hochwässer eigentlich sehr hoch, wurde aber zum Beispiel durch Flussregulierung stark geschwächt. Durch das Einwirken in den Verlauf des Flusses wird zum einen der für die Selbstreinigungsprozesse notwendigen Sauerstoffeintrag verringert, auch die Zahl der ökologischen Nischen geht zurück. Da aus diesem Grund die Anzahl der Destruenten abnimmt, ist die Selbstreinigungskraft stark beeinträchtigt.

Die Nutzung des Flusses durch die Wasserkraft erweist sich als eine weitere Belastungsquelle für die Isar. Durch den Aufstau des Wassers wird die Fließgeschwindigkeit herabgesetzt und der Geschiebetransport geringer, was zu einer Eintiefung der Flusssohle führt. Die geringere Fließgeschwindigkeit und der Rückgang der Turbulenzen im Gewässer bedingen schließlich eine Verminderung der Sauerstoffzufuhr⁸.

IV. Messung der Gewässerbelastung

⁹ Um die Verunreinigungen eines Gewässers beseitigen zu können, ist zunächst eine Erfassung des Grades der Belastung notwendig. Dies ist mit Hilfe verschiedener Vorgehensweisen möglich:

1. Chemisch-physikalische Beschaffenheit

Um die chemisch-physikalische Beschaffenheit eines Gewässers bestimmen zu können, wird in regelmäßigen Anständen (14-tägig) eine Untersuchung vorgenommen, bei der verschiedene Messgrößen erhoben werden.

Wichtige Parameter der Erhebung sind die Wassertemperatur, der pH-Wert, die Leitfähigkeit, der Gehalt an Sauerstoff oder die Sauerstoffsättigung, der biochemische Sauerstoffbedarf, der gesamte organisch gebundene Kohlenstoff, der Permanganat-Index, der Gehalt an Ammonium-Stickstoff, an Nitrat-Stickstoff, an Ortho-Phosphat-Phosphor, an Gesamtphosphor, an Chlorid und an Chlorophyll.

Die für ein Fließgewässer bedeutendsten Messgrößen sind hierbei die Sauerstoffsättigung und der biochemische Sauerstoffbedarf (BSB5).

Der BSB5 (mg/l O2) gibt den Sauerstoffbedarf an, der zum Abbau einer organischen Verschmutzung in 5 Tagen nötig ist. Er zeigt also die organische Belastung an und umfasst dabei alle organisch abbaubaren Schmutzstoffe und Partikel. Um zu vermeiden, dass mit Hilfe von Photosynthese Sauerstoff produziert wird, sollte nach der Entnahme der Wasserprobe der Einfluss von Licht unterbunden werden.

Da die Isar in den Bereich der Güteklasse II (siehe IV, 2) fällt, sollte der Wert ihres BSB5 zwischen 2,0 und 6,0 mg/l liegen. Dieser kann auch an den meisten Messstellen eingehalten werden (siehe „Messstelle Baierbrunn“, S. 10).

„Diese Art der Zustandserfassung eines Gewässers ist allerdings nur Momentaufnahme einer einzigen Probenstelle zum Zeitpunkt der Probenentnahme¹⁰ “. Für eine gesicherte Aussage sind also viele verschiedene Messungen im Jahresverlauf notwendig.

2. Biologische Zustandserhebung

Bei der biologischen Zustandserhebung wird der Fluss nach Gewässerorganismen untersucht. Dies können sowohl Mikroorganismen wie auch größeren Lebensformen sein.

Grundlage der Untersuchung ist die Annahme, dass verschiedene Arten von Lebewesen auch unterschiedlich belastete Gewässer bevorzugen. Zur Bewertung werden dann sowohl die gefundenen Arten wie auch deren Häufigkeitsverteilung an der Probenstelle herangezogen.

Generell kann man sagen dass das Vorkommen vieler verschiedener Arten in geringer Dichte auf eine eher bessere Gewässergüte hindeutet, während das Vorkommen weniger Arten in hoher Dichte auf eine schlechte Gewässergüte hindeutet.

Typische Indikatororganismen im Bereich der Isar (Güteklasse II) sind die gemeine Eintagsfliege, die Köcherfliegenlarve, der Flohkrebs und die Köcherfliegenlarve (siehe „Auswahl einiger typischer Indikatorarten“, S.11).

Die biologische Zustandserhebung ist mehr als eine bloße Momentaufnahme des Gewässers. „Die untersuchten Tier- oder auch Pflanzenarten passen sich langfristig den Umweltbedingungen an¹¹ “, so dass auch Rückschlüsse in die Vergangenheit möglich sind.

3. Gewässergütekarte

Die Gewässergütekarte zeigt das biologische Zustandsbild eines Gewässers an. Im Gegensatz zu stehenden Gewässern werden Fließgewässer nicht nach der Trophie (Nährstoffproduktion) sondern nach der Saprobie (Abbau organischer Stoffe) beurteilt.

Die Gewässergütekarte wird also nach dem Saprobiensystem erstellt, dem als Grundlage der unterschiedliche Sauerstoffbedarf der Indikatororganismen dient und das „die Intensität der abbauenden, sauerstoffzehrenden Vorgänge (Saprobie) organischer, fäulnisfähiger Verunreinigungen anzeigt¹² “.

Aus der Art der Besiedelung ergibt sich die Einteilung der Gewässergüte in 7 Stufen von „unbelastet bis sehr gering belastet“ (Güteklasse I) bis „übermäßig verschmutzt“ (Güteklasse IV). Sie werden farbig dargestellt.

Die Isar erreicht das im Landesentwicklungsplan festgelegte Ziel der Gewässergüte II (mäßig belastet).

Definition der Gewässergüte II:

„Gewässerabschnitte mit mäßiger Verunreinigung und guter Sauerstoffversorgung; sehr große Artenvielfalt und Individuendichte von Algen, Schnecken, Kleinkrebsen und Insektenlarven; Wasserpflanzenbestände und Algen können größere Flächen bedecken; gehören zu den ertragreichen Fischgewässern. Steinig-kiesiger bis sandiger Untergrund in Mittel- und Unterläufen von Fließgewässern¹³ “.

Die Gewässergüte II wurde aber erst mit der Erweiterung der Ortskanalisationen und der Reinigung der Abwässer in zentralen Kläranlagen erreicht. Davor (bis 1925) wurden die Abwässer noch ungereinigt in die Isar entlassen und führten zu einer starken Belastung des Gewässers¹⁴.

4. Hygienisch-bakteriologischer Belastungszustand

¹⁵Obwohl die Isar mit der Gewässergüte II das im Landesentwicklungsplan festgesetzte Ziel erreicht hat, gibt diese Erhebung noch keine Auskunft über den hygienisch-bakteriologischen Zustand des Flusses.

Kläranlagen alleine sind nicht ausreichend, um die vor allem durch kommunale Abwässer in den Fluss gelangenden Mikroorganismen ausreichend beseitigen zu können. „So entspricht die Gewässergüteklasse II nur in seltenen Fällen auch der Badegewässerqualität¹⁶ “.

Aus diesem Grund werden in Abständen von 14 Tagen Untersuchungen durch das Gesundheitsamt vorgenommen, die im Gewässer vorhandene Indikator-Organismen wie zum Beispiel Escherichia coli, gesamtcoliforme Bakterien und Fakälstreptokokken nachweisen sollen.

Nach der EG-Badegewässerverordnung sind für eine ausreichende Badegewässerqualität folgende Werte einzuhalten¹⁷:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Ziffern in Klammern geben die Probenzahl an, bei denen die Werte nicht überschritten werden dürfen

* Diese Parameter müssen nicht routinemäßig untersucht werden

1pfu = plaque forming units

Bei Überschreitung des Leitwertes sind Maßnahmen zur Verbesserung der Wasserqualität zu ergreifen, bei Überschreitung der Grenzwerte muss ein Badeverbot ausgesprochen werden.

V. Maßnahmen zur Verminderung der Belastung der Isar

1. Sonderprogramm Badegewässerqualität „Obere Isar“

¹⁸ Der Bereich der Oberen Isar umfasst die Isar zwischen dem Sylvensteinspeicher und dem Stadtgebiet von München, außerdem die Loisach vom Kochelsee bis zur Einmündung in die Isar.

Da in diesem Bereich die diffusen Belastungen aus der Landwirtschaft eher gering und Verschmutzungen des Gewässers vor allem durch Kläranlageneinleitungen bedingt sind, wurde die „Obere Isar“, zunächst vom Sylvensteinspeicher bis nach Wolfratshausen, als Pilotprojekt für die „Verbesserung der Gewässergüte bayerischer Gewässer in Hinblick auf die Badewasserqualität“ ausgewählt.

Zu Beginn des Sonderprogramms wurden umfassende bakteriologische Untersuchungen vorgenommen. Diese ergaben, dass die Grenzwerte der EG-Badegewässerrichtlinie für gesamt- und fäkalcoliforme Bakterien sowie die Leitwerte für Fäkalstreptokokken im Ablauf der Kläranlagen immer überschritten waren.

Da der Ablauf der Kläranlage Bad Tölz den ersten wesentlichen bakteriologisch-hygienischen Belastungsschwerpunkt der Isar darstellt, wurde beschlossen dort erste umfassende Maßnahmen zu ergreifen.

Als vorteilhafteste Vorgehensweise erschien die Nachschaltung von UV-Bestrahlungsanlagen an den Klärwerken. Dies konnte im Jahr 2000 auch umgesetzt werden.

Die Vorteile der UV-Bestrahlungsanlagen ergeben sich aus der hohen Desinfektionswirkung sowie Umweltverträglichkeit, einer ausgereifte Technik mit ausreichender Betriebserfahrung sowie den geringen Betriebskosten (unter 0,05 Euro pro Kubikmeter Wasser).

Bei einer UV-Bestrahlungsanlage dringt UV-Licht im Wasser durch die Zellwand in den Mikroorganismus ein und verursacht dort eine Reaktion mit der DNA. Dies führt zu einem Zelltod des Organismus und verhindert so ein weiteres Wachsen oder Fortpflanzen¹⁹.

Ziel des Sonderprogramms „Obere Isar“ war die Unterschreitung der Leitwerte um eine Zehnerpotenz. Im Sommerhalbjahr 2001 (Betrieb von 15. April bis 30. September) wurde die Wasserqualität der Isar bis nach Wolfratshausen, teilweise sogar bis ins Stadtgebiet München deutlich verbessert. Die gesamt- und fäkalcoliformen Bakterien wurden von 4x10,5 bzw. 1x10,4 Bakterien/100ml um ca. 5 bzw. 4 Zehnerpotenzen reduziert, die Fäkalstreptokokken waren überhaupt nicht mehr nachweisbar.

Ausnahme bildeten kleinere Betriebsstörungen oder auch Starkregenereignisse, die dazu führen können, dass die Abwässer ohne Reinigung direkt in die Isar entlassen werden.

Aufgrund der deutlichen Verbesserung der Wasserqualität nach dem Klärwerk Bad Tölz wurden 2003 auch alle weiteren Kläranlagen der „Oberen Isar“ also Lenggries und Schäftlarn sowie Wolfratshausen, Benediktbeuern und Penzberg an der Loisach mit UV-Bestrahlungsanlagen ausgestattet.

In Planung für 2005 ist nun die Ausdehnung der Maßnahmen auf den Bereich der mittlere Isar bis zur Einmündung der Amper, der das Klärwerk München II / Gut Marienhof, außerdem Garching, Ismaning und Freising umfasst.

Ziel ist es im nächsten Jahr das Baden bis nach Moosburg möglich werden zu lassen.

2. Erhöhung des Mindestwasserabflusses der Isar

²⁰ Als weitere Maßnahme zur Verbesserung der ökologischen Situation der Isar wurde die Erhöhung des Mindestwasserabflusses beschlossen. Der Wasserstand des Gewässers war durch die Entnahme von Wasser zur Wasserkraftnutzung stark zurückgegangen.

Den ersten Schritt dieses Vorhabens bildete eine Kosten-Nutzwert-Analyse, die darauf ausgelegt war einen Weg zu finden der eine ausreichende Wassermenge für die Isar vorsah ohne gleichzeitig ökonomische Schwierigkeiten für die Kraftwerksnutzung mit sich zu bringen.

Das Resultat führte zu einer Erhöhung der Wasserführung der Isar von 5m3 / Sekunde auf 12m3 / Sekunde.

Nach der Renaturierung der Isar ist eine weitere Erhöhung auf 17m3 / Sekunde geplant.

VI. Verringerung der diffusen Belastungen der Isar

²¹ Nachdem bereits zahlreiche Maßnahmen ergriffen wurden, den punktuellen Belastungen der Isar entgegenzuwirken stellt sich nun die Frage, in welchen Bereichen man als nächstes ansetzen könnte, um die Wasserqualität der Isar zu verbessern.

Eine Verminderung der diffusen Einträge wäre, trotz der im Vergleich eher geringen Belastung, ein nächster wichtiger Schritt. „Die Möglichkeiten dazu sind allerdings (bei realistischer Betrachtung) begrenzt²² “.

Nötig ist der Anschluss noch eigenständiger Ortsteile und Anwesen an eine zentrale Kläranlage, was aber auf Grund des Kosten-/Nutzenverhältnisses nicht überall durchgeführt werden kann.

Wichtig wären auch Maßnahmen im landwirtschaftlichen Bereich wie ein stringenter Vollzug der Düngeverordnung, die Extensivierung der landwirtschaftlichen Nutzung sowie die Schaffung von Uferrandstreifen zum Schutz gegen den unmittelbaren Stoffeintrag aus Oberflächenabschwemmungen²³.

Die Umsetzung dieser Maßnahmen könnte der weiteren Verbesserung der bakteriellen Belastung und Gewässergüte der Isar dienen, wird allerdings voraussichtlich noch einige Zeit und Mühe in Anspruch nehmen.

Literaturverzeichnis

Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft (o.A.): Gewässergütekarte Bayern 2002. URL: www.bayern.de (abgerufen am 05.12.2004)

Bayerisches Staatsministerium des Inneren – Oberste Baubehörde (Hg.) 1987: Gewässergüte in Bayern. München

Landeshauptstadt München – Referat für Gesundheit und Umwelt (o.A.): Biologischer und hygienischer Zustand ausgewählter Gewässer. URL: www.muenchen.de (abgerufen am 02.12.2004)

Lenhart, B. 2003: Bedeutung und Verminderung diffuser Belastungen im Einzugsbereich der Oberen Isar. In: Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft (Hg.) 2003: Hygienische Aspekte von Oberflächengewässern aus wasserwirtschaftlicher Sicht. München

Moos, S.; Schleypen, P. 2003: Sonderprogramm Badegewässerqualität „Obere Isar“. In: Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft (Hg.) 2003: Hygienische Aspekte von Oberflächengewässern aus wasserwirtschaftlicher Sicht. München

Odzuck, W. 1982: Umweltbelastungen. Belastete Umweltsysteme. Stuttgart

Popp, W.; Schertler, C. 2003: Bakteriologisch-hygienisches Untersuchungsprogramm „Obere Isar“ zur Wiederherstellung der Badegewässerqualität. In: Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft (Hg.) 2003: Hygienische Aspekte von Oberflächengewässern aus wasserwirtschaftlicher Sicht. München

Regierung von Oberbayern (Hg.) 1996: Gewässergüte in Oberbayern 1996. München

Sommerhoff, G. 1987: Stadtökologie und Umweltprobleme in München. In: Geipel, R. , Heinritz, G. 1987: Münchner geographische Hefte 55/56. München. Ein geographischer Exkursionsführer. Kallmünz (u.a.)

Umweltdatenbank (o.A.): Lexikon. Belastung. URL: www.umweltdatenbank.de

Wasserwirtschaftsamt München (o.A.): Neues Leben für die Isar / Wir/ Mehr Wasser für die Isar. URL: www.wasserwirtschaftsamt-muenchen.de (abgerufen am 02.12.2004)

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¹ Umweltdatenbank (o.A.)

² Lenhart 2003

³ Lenhart 2003

⁴ Popp; Schertler 2003

⁵ Odzuck 1982 Sommerhoff 1987

⁶ Odzuck 1982 Sommerhoff 1987

⁷ Odzuck 1982, S. 207

⁸ Bayerisches Staatsministerium des Inneren 1987

⁹ Regierung von Oberbayern 1996

¹⁰ Regierung von Oberbayern 1996, S. 16

¹¹ Regierung von Oberbayern 1996, S.17

¹² Regierung von Oberbayern 1996, S. 18

¹³ Regierung von Oberbayern 1996, S.20

¹⁴ Popp; Schertler 2003 Sommerhoff 1987

¹⁵ Popp; Schertler 2003

¹⁶ Popp; Schertler 2003, S. 62

¹⁷ Popp; Schertler 2003, S.68

¹⁸ Popp, Schertler 2003 Moos; Schleypen 2003

¹⁹ Wasserwirtschaftsamt München (o.A.)

²⁰ Wasserwirtschaftsamt München (o.A.)

²¹ Lenhart 2003

²² Popp, Schertler 2003, S.173

²³ Popp, Schertler 2003, S. 174