Gewässerqualität Chemie

Die bayerischen Fließgewässer werden regelmäßig an ausgewählten Messstellen auf die biologische, chemische und chemisch-physikalische Gewässerqualität hin nach den Vorgaben der Oberflächengewässerverordnung (OGewV) untersucht. Neben diesen Daueraufgaben werden im Rahmen der Qualitätssicherung auch fachliche und methodische Grundlagen überprüft und weiterentwickelt.

Das chemische Monitoring nach Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) umfasst alle für Fließgewässer relevanten Stoffgruppen. Um den chemischen Zustand eines Gewässers zu ermitteln, werden Daten zu den sogenannten prioritären Stoffen (OGewV, Anlage 8) erhoben. Die ebenfalls flächenhaft ermittelten allgemeinen physikalisch-chemischen Qualitätskomponenten (zum Beispiel Sauerstoffhaushalt und Nährstoffverhältnisse – OGewV, Anlage 7), aber auch die sogenannten flussgebietsspezifischen Schadstoffe (OGewV, Anlage 6) fließen in die Bewertung des ökologischen Zustands nach Wasserrahmenrichtlinie mit ein.

Für die Fließgewässerüberwachung wurden verschiedene Messnetze, wie beispielsweise das Überblicksüberwachungsmessnetz, angelegt. Ziel dieses Messnetzes ist es, großräumig natürliche Entwicklungen sowie vom Menschen verursachte Veränderungen in der Gewässerqualität zu erfassen. Bei der Überblicksüberwachung werden vor allem bedeutende Gewässer regelmäßig untersucht. Die WRRL definiert diese Gewässer durch ein Einzugsgebiet von mindestens 2.500 Quadratkilometer und einen für die gesamte Flussgebietseinheit bedeutenden Abfluss. Auch größere Gewässer, die die Landesgrenze überschreiten, werden im Rahmen der Überblicksüberwachung regelmäßig untersucht.

In Bayern gibt es insgesamt 38 Überblicksmessstellen an Fließgewässern. Das Monitoring findet an diesen seit vielen Jahren kontinuierlich und regelmäßig statt. Die zeitliche Entwicklung der Qualitätskomponenten Sauerstoffhaushalt und Nährstoffverhältnisse ist in den nachfolgenden Abbildungen für diese Messstellen dargestellt. Beide Qualitätskomponenten setzen sich aus jeweils mehreren Parametern zusammen. Dargestellt ist die jeweilige Anzahl an Messstellen, an denen im jeweiligen Jahr ein oder mehrere Parameter den "Anforderungswert für den guten ökologischen Zustand" (genannt Orientierungswert) nicht einhalten.

Abbildung 1: Zeitliche Entwicklung der Anzahl an Überblicksmessstellen, an denen nicht alle Parameter der Qualitätskomponenten Sauerstoffhaushalt und Nährstoffverhältnisse die Orientierungswerte einhalten

In Abbildung 1 ist die Entwicklung seit dem Jahr 2004 dargestellt. Allgemein ist festzuhalten, dass an grob zwei Drittel der Überblicksmessstellen alle Orientierungswerte für beide Qualitätskomponenten eingehalten werden. Die Anzahl an Messstellen mit mindestens einer Nichteinhaltung schwankt für beide Qualitätskomponenten deutlich über die Jahre. Eine zeitliche Entwicklung lässt sich jedoch nicht belastbar feststellen, selbst wenn in den letzten Jahren leichte Tendenzen zu erkennen sind.

Die Qualitätskomponente Sauerstoffhaushalt beinhaltet die drei Parameter "gelöster Sauerstoff", "organischer Kohlenstoff" und "biologischer Sauerstoffbedarf".

Abbildung 2: Zeitliche Entwicklung der Anzahl an Orientierungswerten, welche für die Qualitätskomponente Sauerstoffhaushalt an den Überblicksmessstellen nicht eingehalten wurden

Die zeitliche Entwicklung der Anzahl an Orientierungswerten, welche für die Qualitätskomponente Sauerstoffhaushalt an den Überblicksmessstellen nicht eingehalten wurden, ist über die Jahre 2004 bis 2023 deutlichen Schwankungen unterworfen (Abbildung 2). Dadurch lässt sich eine klare Tendenz in den Daten nicht belastbar feststellen. Eine Abnahme an Nichteinhaltungen für die beiden Parameter "gelöster Sauerstoff" und "biologischer Sauerstoffbedarf" deutet sich in den letzten Jahren an.

Die Qualitätskomponente Nährstoffverhältnisse beinhaltet die vier Parameter "Gesamt-Phosphor", "ortho-Phosphat", "Ammonium" und "Nitrit".

Abbildung 3: Zeitliche Entwicklung der Anzahl an Orientierungswerten, welche für die Qualitätskomponente Nährstoffverhältnisse an den Überblicksmessstellen nicht eingehalten wurden

Bei der zeitlichen Entwicklung der Qualitätskomponente Nährstoffverhältnisse zeigt sich ein anderes Bild. Dort ist die Anzahl an Orientierungswerten, welche an den Überblicksmessstellen nicht eingehalten wurden, ebenfalls über die Jahre 2004 bis 2014 deutlichen Schwankungen unterworfen (Abbildung 3). Allerdings lässt sich im Zeitraum danach ein kontinuierlicher Rückgang beobachten. Den größten Anteil an dieser Entwicklung haben die Parameter Ammonium und ortho-Phosphat.

Die nachstehenden Abbildungen zeigen beispielhaft den Jahresverlauf für die Parameter Wassertemperatur und Sauerstoff an der Messstation Donau/Ingolstadt sowie Ortho-Phosphat als Monatsmittel an der Messstelle Donau/Bittenbrunn.

Abbildung 4: Jahresverlauf der Tagesmittelwerte für die Parameter Sauerstoff und Wassertemperatur an der Messstation Donau/Ingolstadt

Die Wassertemperatur stieg ab Mitte März in verschiedenen Phasen an. Mitte August wurde mit 23,7 Grad der Jahreshöchststand in der Donau gemessen. Nach einem Kälteeinbruch am 30.08.2023 fiel die Temperatur kurzfristig auf 16 Grad ab. Nach einer kurzen Erwärmung auf 20 Grad sank die Temperatur bis zum Jahresende kontinuierlich auf ein winterliches Niveau von 6 Grad Celsius ab.

Der Sauerstoffgehalt zeigte 2023 einen verhältnismäßig gleichmäßigen Jahresverlauf mit rund 12 Milligramm pro Liter zu Jahresbeginn und einem kontinuierlichen Abfall bis Ende August auf 6,9 Milligramm pro Liter. Ab Mitte September nahm der Sauerstoffgehalt bis zum Jahresende wieder zu auf winterliche Werte von rund 12 Milligramm pro Liter.

Abbildung 5: Monatsmittelwerte des Parameters Ortho-Phosphat-Phosphor für das Berichtsjahr 2023 und die Vergleichswerte der Jahre 2000 bis 2022. Die Messwerte stammen von der etwa 20km flussaufwärts gelegenen Messstelle Donau/Bittenbrunn

Im Jahresverlauf ist der typische Rückgang der Phosphatkonzentration im Frühjahr festzustellen, der durch das starke Wachstum von Phytoplankton verursacht wird.

Die Ortho-Phosphat-Werte von 2023 überschritten jedoch im April, Mai, August und September das langjährige Mittel, bedingt durch mehr Niederschlag. Trotz des relativ nassen Herbstes und Winters lagen die Orthophosphat-Konzentrationen dennoch unterhalb des langjährigen Mittels von 2000 bis 2022.