Departement Bau, Verkehr und Umwelt Abteilung für Umwelt
Erfolgskontrolle an den Gewässern im Einzugsgebiet der Abwasserreinigungsanlagen im Surbtal ARA-Ausbauprogramm 1997-2010
Ambio GmbH, Februar 2011
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Herausgeber Departement Bau, Verkehr und Umwelt Abteilung für Umwelt
Projektleitung Arno Stöckli, Abteilung für Umwelt, Sektion Boden und Wasser
Autor Markus Haberthür, Ambio GmbH, Zürich
Mitarbeit Guido Erni, Untersiggenthal
Titelblatt: ARA Unterehrendingen
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal
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!
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH 4
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal 5 Zusammenfassung
Zur Erfolgskontrolle des ARA-Ausbaupro- von sichtbaren, tierischen Einzellerkolonien stark grammes 1997-2010 im Surbtal wurde der zurückgegangen. Heute tritt er noch an 2 von biologische Zustand der Surb im Einflussbe- 15 Stellen mit einer Häufigkeit von maximal reich der Abwasserreinigungsanlagen zu 13% auf. verschieden Zeitpunkten untersucht. Der Die Sauerstoffversorgung in der Gewässersohle, vorliegende Bericht fasst die Ergebnisse zu- eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung sammen. Durch die Sanierungsmassnahmen einer natürlichen, tierischen Lebensgemein- ist die Gewässerbelastung in der Surb deut- schaft, ist 2010 in der Surb kaum, im Binnenka- lich zurückgegangen. Im Binnenkanal ist sie nal jedoch massiv eingeschränkt. praktisch gleich geblieben. Die geprüften Anforderungen und ökologischen Ziele der Das ARA-Ausbauprogramm reduzierte sowohl Gewässerschutzverordnung werden heute die Gesamtbelastung (DI-CH) als auch die orga- bezüglich des äusseren Aspektes und der nische Belastung (Saprobie) der Surb. Vor Beginn Zeigerwerte der Kieselalgen insgesamt bes- der Sanierungsmassnahmen erreichte der Ge- ser erfüllt. wässerzustand der Surb in den meisten Stre- ckenabschnitten die ökologischen Ziele der Ge- wässerschutzverordnung zum Teil bei weitem Massnahmen nicht mehr. Bezüglich der Gesamtbelastung (DI- Im Surbtal wurden die Abwasserreinigungsanla- CH) musste vor den Sanierungen noch bei 8 der gen Oberes Surbtal und Surbtal ausgebaut. Die 15 Stellen der Zustand als „mässig“ bis „unbe- ARA Lengnau und ARA Tegerfelden sind aufge- friedigend“ bezeichnet werden. Heute, nach hoben worden. Die Verlegung der Ableitung aus Abschluss der Sanierungen im Surbtal und der der ARA Klingnau vom Binnenkanal in die Aare noch ausstehenden Sanierung der ARA ist vorgesehen. Das Abwasser von Lengnau wird Klingnau, ist die durch Kieselalgen angezeigte in der ARA Endingen und dasjenige aus Teger- Gewässerqualität an 13 der 15 untersuchten felden in der ARA Klingnau gereinigt. Alle noch Stellen „gut“ bis „sehr gut.“ Damit sind die bestehenden Anlagen sind mit einer Phosphor- wichtigsten gesetzlichen Anforderungen mehr- elimination, die ARA Oberes Surbtal zusätzlich heitlich erreicht. mit einer biologischen Nitrifikati- Der Eintrag anorganischer Nährstoffe, insbeson- on/Teildenitrifikation ausgerüstet. dere von Phosphor und Stickstoff, hat sich durch die Massnahmen nicht wesentlich verändert. Verbesserung des Gewässerzustands Insgesamt gilt die Surb infolge der flächenhaften Nährstoffabschwemmung immer noch als „kri- In Bezug auf die äusserlich sichtbaren Beurtei- tisch“ bis „auffallend“ mit Phosphor und Stick- lungskriterien wie Verschlammung, Trübung, stoff belastet. Verfärbung, Schaumbildung und Geruch hat sich die Situation in der Surb verbessert. Bei den Erstuntersuchungen vor der Sanierung entsprach Was bleibt zu tun? die Surb in verschiedenen Abschnitten bezüglich Noch unbefriedigend sind die verbleibende, Ge- mehrerer dieser Merkmale nicht mehr den An- samtbelastung unterhalb der ARA Klingnau, die forderungen der Gewässerschutzverordnung. organische Belastung im Abschnitt Lengnau- Einzelne Belastungsmerkmale treten zwar immer Endingen und sowie die dort auftretenden noch auf, jedoch weniger häufig und in geringe- Schaumbildungen. rem Ausmass. Im Binnenkanal hat sich der äus- sere Aspekt, insbesondere durch massives Auf- Sauerstoffhaushalt im Binnenkanal verbessern treten von Eisensulfid eher noch verschlechtert. Eisensulfidflecken treten vor allem unterhalb der Mit den Massnahmen ist der früher an allen 15 ARA Klingnau auf. Die erhöhte organische Ab- Stellen auftretende, unerwünschte Aufwuchs bautätigkeit führt an diesen Stellen zu massiven
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH Zusammenfassung 6
Sauerstoffdefiziten in den Kleinlebensräumen der Binnenkanalsohle. Zusätzlich erschwert das feinkörnige Sohlenmaterial die Sauerstoffversor- gung. Inwieweit hier mit Revitalisierungsmass- nahmen die Sauerstoffverhältnisse in der Sohle verbessert werden können, ist zu prüfen. In je- dem Fall muss aber die Fracht an organischen Stoffen aus der ARA Klingnau im Binnenkanal reduziert werden.
Ursachen der Schaumbildung in der Surb abklä- ren Die leichte Schaumbildung in der Surb wurde bereits in der Vergangenheit festgestellt. 2010 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 Re- duktion 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 ste- hen bekannte Defizite bei der Regenwasserbe- handlung.
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal
7 Warum eine Erfolgskontrolle
1. Anlass der biologischen serschutzfachstellen die Wirkung der Gewässer- Erfolgskontrolle schutzmassnahmen zu prüfen und die Öffent- lichkeit über deren Erfolg zu informieren. Dies Veränderte Rahmenbedingungen der Ab- verlangt auch Art. 50 des Gewässerschutzgeset- wasserbehandlung zes (GSchG). Die Erfolgskontrollen sind dabei als Die Infrastruktur zur Siedlungsentwässerung und Teil eines umfassenden Systems zum Qualitäts- Abwasserreinigung ist nicht für die Ewigkeit ge- management der öffentlichen Umweltpolitik zu baut. Die Kanalisationssysteme und Abwasser- sehen. reinigungsanlagen müssen laufend unterhalten Prüfung der Gesetzeskonformität und im gleichen Zuge den sich verändernden Die ökologischen Ziele und Anforderungen an Anforderungen angepasst werden. Jährlich die Wasserqualität für Fliessgewässer sind in der wächst die Siedlungsfläche in der Schweiz um Gewässerschutzverordnung vom 28. Oktober rund zwei Prozent und erfordert eine laufende 1998 formuliert. Neben den Grenz- und Richt- Erweiterung der Entwässerungssysteme. Die werten für chemische und physikalische Quali- Problematik von Mikroverunreinigungen durch tätskriterien umschreibt die Verordnung auch toxische und hormonaktive Spurenstoffe hat sich Anforderungen für den äusseren Aspekt (Farbe, im letzten Jahrzehnt akzentuiert. Sie zeigt sich in Geruch, Trübung etc.) sowie den heterotrophen schwindenden Fischpopulationen und Missbil- und pflanzlichen Bewuchs der Gewässersohle dungen bei Fischen. (Anhang A3). Die ökologischen Ziele streben be- Das Fernhalten von Fremdwasser aus der Ab- züglich der organischen Belastungen (Saprobie) wasserkanalisation – gegenwärtig rund 33% der und des anorganischen Nährstoffeintrags schweizerischen Abwassermenge – ist immer (Trophie) einen biologischen Zustand an, der für noch ein vorrangiges Ziel zur Steigerung der nicht oder nur schwach belastete Gewässer ty- Reinigungseffizienz der Abwasserreinigungsan- pisch ist (Anhang A3). lagen. Der flächendeckende Verbund der Kanali- Integrative Erfassung der Gewässerbelas- sationsnetze ermöglicht eine Optimierung des tung Abwassermanagements und ein effizientere Be- In methodischer Hinsicht ergänzen sich die che- wirtschaftung der Abwasserreinigung. In diesem mischen und biologischen Qualitätskriterien ge- Zusammenhang ist auch der Ersatz der früher genseitig. Während chemische Untersuchungen einzeln betriebenen, kleineren Abwasserreini- in der Regel Momentaufnahmen der stoffspezifi- gungsanlagen durch zentrale Grossanlagen mit schen Wasserqualität darstellen, widerspiegeln wirkungsvolleren Reinigungstechnologien und die biologischen Erhebungen die längerfristige besseren betriebswirtschaftlichen Eckwerten zu Wirkung der Belastungsfaktoren auf die Lebens- sehen. prozesse im Gewässer. So können z. B. aus der Ende einer intensiven Investitionsphase Zusammensetzung der Wasserorganismen Rück- Die Rahmenbedingungen der Abwasserbehand- schlüsse auf die Belastungsvorgänge im Gewäs- lung haben sich auch im Surbtal verändert. In ser gezogen werden. Diese können nicht nur auf der Folge wurden in den letzten 13 Jahren im stoffliche Aspekte, sondern auch auf hydrologi- Surbtal grössere Investitionen in die Siedlungs- sche und gewässermorphologische Stressfakto- entwässerung und Abwasserreinigung getätigt. ren ausgedehnt werden. Biologische Methoden Dabei wurden die ARA Oberes Surbtal und die eignen sich besonders für Erstaufnahmen der ARA Surbtal saniert, die ARA Lengnau und ARA Wasserqualität und um generelle Qualitätsände- Tegerfelden aufgehoben. Deren Abwasser wird rungen im Laufe eines Sanierungsvorhabens heute in Endingen bzw. Klingnau gereinigt. festzustellen. Bestandteil des Qualitätsmanagements Allein schon die beträchtlichen öffentlichen In- vestitionen verpflichten die kantonalen Gewäs-
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH Warum eine Erfolgskontrolle 8
Teil des aargauischen Überwachungskon- zeptes für die Gewässer Gestützt auf dem Grobkonzept für den Gewäs- serschutz der 90er Jahre [13] und den Folgerun- gen eines Berichtes der Abteilung für Umwelt vom Juni 1993 zum Zustand der aargauischen Fliessgewässer [14] wurden die Ziele für die bio- logische Überwachung des Gewässerzustandes im Kanton Aargau neu definiert. Diese sind: 1. Erweiterung der Beurteilung der Wasserqua- lität auf die biologischen Qualitätsziele (Langzeitkontrolle) 2. Erfolgskontrolle der weitergehenden Ab- wasserreinigung (ARA-Ausbauphase der 90er Jahre) bezüglich der biologischen Ge- wässergüte 3. Flächendeckender Überblick über die biolo- gische Wasserqualität (Optimierung des Mit- teleinsatzes zur Feststellung von Abwasser- verunreinigungen) 4. Nachweis von akuten Gewässerverschmut- zungen (Schadenfälle)
Der vorliegende Bericht betrifft Punkt 2 des Un- tersuchungsprogrammes. Wirkungsprüfung der Massnahmen bei den einzelnen Kläranlagen Zur Erfolgskontrolle wurde anhand der Kieselal- gen und des „Äusseren Aspektes“ untersucht wie sich die Belastungsverminderung hinsichtlich absetzbarer Stoffe, organisch abbaubarer Stoffe, Phosphor und Stickstoff in den Gewässern aus- wirkte. Zu diesem Zweck wurden die von den ARA-Abwässern betroffenen Gewässerabschnit- te vor und nach Ausführung der Sanierungspro- jekte 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 erneu- ten Erfolgskontrolle unterzogen.
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal
9 Die Erfolgskriterien
2. Gewässerbeurteilung 2.1 Ausgewählte Kriterien für die nach Modulstufenkonzept Erfolgskontrollen Zur Erfolgskontrolle des ARA-Ausbauprogram- Das Gewässerschutzgesetz (GSchG) verlangt mes erwies sich eine Bewertung nach den Mo- nicht nur die Erhaltung einer guten Wasserqua- dulen Kieselalgen, Stufen F und A und Äus- lität und der vielfältigen Funktionen der Gewäs- serer Aspekt am zweckmässigsten und kosten- ser als Lebensraum für Pflanzen und Tiere, son- günstigsten. dern auch eine nachhaltige Nutzung durch den Modul Äusserer Aspekt Menschen. Für die Überwachung von Fliessge- Der äussere Aspekt eines Gewässers wurde ge- wässern ergeben sich daraus unterschiedlichste mäss dem entsprechenden Modul [12] nach 7 Anforderungen und Qualitätskriterien, welche in Kriterien geprüft und bewertet (siehe Figur 2). der Gewässerschutzverordnung (GSchV) und im Die Kriterien „Kolmation“ und „Feststoffe“ sind „Modul-Stufen-Konzept zur Untersuchung der nicht berücksichtigt. Fliessgewässer“[11] beschrieben sind.
Figur 2: Bewertungskriterien und Bewertungs- skala des Moduls „äusserer Aspekt“. Figur 1: Bei den ARA-Erfolgskontrollen zur An- wendung gelangte Bewertungsmodule des Mo- Modul Kieselalgen, Stufe F dul-Stufen-Konzeptes. Im Modul „Kieselalgen“ [10] wird die aus den Proben ermittelte Indexzahl nach einer fünfstufi- Das Modul-Stufen-Konzept wird der Notwen- gen Skala bewertet. Der schweizerische Diato- digkeit gerecht, dass die Bewertung von Fliess- meenindex (DI-CH) erlaubt die Bewertung der gewässern entsprechend der Problemstellung Wasserqualität auf Stufe F (generelle Indikation mit unterschiedlichen und differenzierten Ansät- der chemischen Belastung). zen erfolgen muss. Es unterscheidet zwischen den drei Fliessgewässerbereichen „Abflussver- halten und Gewässerform,“ „Gewässerorga- nismen“ und „Wasserinhaltsstoffe.“ Dazu bie- tet es gegenwärtig 10 Bewertungsmodule, mit denen sich die Gewässer flächendeckend (Stufe F), systembezogen (Stufe S) und abschnittswei- se (Stufe A) bewerten lassen (Figur 1). Dabei ist Figur 3: Bewertungskriterien und Bewertungs- festzuhalten, dass die Bewertung je nach Modul skala des Moduls „Kieselalgen“ auf der Stufe F. und Stufe eine unterschiedliche zeitliche Gültig- Bei den Stufen „sehr gut“ und „gut“ sind die keit hat. Anforderungen der Gewässerschutzverordnung (GSchV) erfüllt, bei den Stufen „mässig“, „unbe-
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH Die Erfolgskriterien 10
friedigend“ und „schlecht“ hingegen nicht (sie- zung die Nährstoffumsetzung (Trophie) in einem he Figur 3). Fliessgewässer anhand eines Trophieindexes ab- zuschätzen. Dabei wird nach 7 Trophiestufen Modul Kieselalgen, Stufe A unterschieden (siehe Figur 5). Die Zusammensetzung der Kieselalgen wurde zudem nach weiteren Zeigereigenschaften un- tersucht, die eine differenzierte Beurteilung hin- sichtlich der Saprobie und der Trophie ermög- licht. Die Methode von Lange-Bertalot [4], Hofmann [7] und Reichardt [8] nutzt vor allem die sapro- biologischen Eigenschaften (= Wirkung der or- ganischen Belastung auf die Kieselalgenzusam- mensetzung) der Kieselalgen. Sie bewertet die organische Belastung nach folgenden 7 Stufen (siehe Figur 4) Gewässergütestufe
I oligosaprob - r e
t l V I - II oligo – -mesosaprob l
! h ü f c S
II !-mesosaprob G
II - III !-mesosaprob – "-mesosaprob t h c
i t
III -mesosaprob l n
" l
ü V f r h e
III - IV "-mesosaprob – polysaprob c S IV polysaprob G Figur 4: Bewertungsskala der Saprobie nach Lange-Bertalot, Hofmann und Reichardt.
Tropiestufen Indexbereiche
unbelastet (oligotroph) 1.0 – 1.4
schwach belastet (oligotroph– 1.5 – 1.8 mesotroph)
deutlich belastet (mesotroph) 1.9 – 2.2
kritisch belastet (mesotroph – 2.3 – 2.7 eutroph
auffallend belastet (eutroph) 2.8 – 3.1
stark belastet (eutroph – hyper- 3.2 – 3.5 troph
sehr stark belastet (hypertroph) 3.6 – 4.0 Figur 5: Bewertungsskala der Trophie nach Schiefele und Kohmann.
Die Methode von Schiefele und Kohmann [6] er- laubt es, anhand der Kieselalgenzusammenset-
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal
11 Übersicht der Ergebnisse
3. Entwicklung des Gewäs- bachtet. Im Einflussbereich der ARA’s von En- serzustandes in der Über- dingen und Klingnau sowie im früheren Ein- sicht flussbereich der aufgehobenen ARA’s von Lengnau und Tegerfelden ist er vollständig ver- 3.1 Äusserer Aspekt schwunden. Der Befund zeigt, dass deutlich we- niger partikuläre organische Stoffe in die Surb Die Zusammenlegung von Abwasserreinigungs- und in den Binnenkanal gelangen. anlagen und der Ausbau gesamten Infrastruktur für die Abwasserbehandlung haben den äusse- Eisensulfid, Geruch, Schaum und Schlamm ren Aspekt der Surb insgesamt verbessert. Vor Bei den andern äusseren Merkmalen wie Ver- Beginn der Sanierungsphase war die Surb im ge- schlammung, Schaum, Geruch und Eisensulfid samten Surbtal hinsichtlich mehrerer Merkmale ist der Erfolg geringer. Eisensulfidflecken treten durchgehend zu beanstanden. Dies ist nun nach 2010 in der Surb an 5 der 11 Stellen immer Abschluss der Sanierungen nicht mehr der Fall. noch auf, allerdings mit geringen Häufigkeiten, Äussere Belastungsmerkmale treten vereinzelt welche zwischen 3% und 10% liegen. Im Bin- und in zeitlich beschränktem Masse auf. Am nenkanal hat sich die Situation diesbezüglich Binnenkanal (ARA Klingnau) haben sich die äus- stark verschlechtert. Zwischen 1997 und 2010 seren Belastungsmerkmale verlagert und weisen ist die Eisensulfid-Häufigkeit von 1-11% auf eher auf eine Verschlechterung der Belastungssi- 50% gestiegen. (Figur 7). Auch ist das Feinsedi- tuation hin. ment der Sohle über weite Strecken unter einer dünnen Deckschicht schwarz gefärbt. Die Sauer- Deutlich weniger heterotropher Bewuchs stoffversorgung ist in der Sohle des Binnenka- Der Sanierungserfolg zeigt sich vor allem im fast nals unterhalb der ARA Klingnau über weite vollständigen Verschwinden des sichtbaren, he- Strecken stark beeinträchtigt. terotrophen Bewuchses. Dieser entsteht vor al- lem unter dem Einfluss von partikulären, orga- nisch abbaubaren Stoffen. Vor der Sanierung wurde an allen 15 Stellen sichtbarer, hete- rotropher Bewuchs festgestellt (Figur 6). Die Häufigkeit der Steine mit sichtbaren Ciliaten- belägen lag zwischen 3% und 90%, wobei Be- wuchsdichten über 50% überwiegten.
Figur 7: Grosse Eisensulfidflecken an den Stei- nen aus dem Binnenkanal unterhalb der ARA Klingnau. Die übrigen Merkmale des äusseren Aspektes zeigen insgesamt eine Verbesserung des Zustan- Figur 6: Prozentualer Anteil der Steine mit he- des. Allerdings tritt in der Surb an 6 von 11 Stel- terotrophem Bewuchs. Rot vor Beginn der Sanie- len immer noch eine leichte Schaumbildungs- rung (Untersuchung 1997), blau nach der Sanie- rung (Untersuchung 2010). tendenz auf und im Binnenkanal, unmittelbar unterhalb der ARA, besteht ein leichter Abwas- Nach Abschluss des Sanierungsprogramms wur- sergeruch. Die Anforderungen sind folglich noch den 2010 nur noch an den 2 Stellen direkt un- nicht vollumfänglich erfüllt. terhalb der ARA Oberes Surbtal Anzeichen (13% Häufigkeit) von heterotrophem Bewuchs beo-
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH Übersicht der Ergebnisse 12
Abbildung 1 : Entwicklung des äusseren Aspektes der Gewässer im Einzugsgebiet der Surb zwischen 1997 und 2010. Die Merkmale 8 (Kolmation) und 9 (Feststoffe) wurden nicht untersucht.
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal 13 Übersicht der Ergebnisse
0 1 0 2
0 7 1 9 0 9 2
1
0 7 1 9 0 9 2 1
7 9 9 1
0
1 0 2
0 7 1 9 0 9
2 1
7 9 9 1
0 1 0 2
7 9 9 1
< < < <
0 0 < < < < 0 1 1 < < < < < 0 0 2 < < < < < 2
7 7
9 9 9 9 1 1 0 1 0
2
7 0 9 1 9 0 1
2
7 9 9 1
0
1 0 2
7 9
9 1
0 1 0
2 0
1 7 0 9 2 9
1 7
9 0 9 1 1 0 2
7 9 9 1
0 1 0 2
7 9 9 1
Abbildung 2: Entwicklung der Gesamtbelastung (DI-CH) der Gewässer im Einzugsgebiet der Surb zwischen 1997 und 2010.
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH Übersicht der Ergebnisse 14
3.2 Gewässerzustand gemäss der war auch 1997 der Fall. Gemäss DI-CH war der Kieselalgenindikation Belastungszustand an allen drei Stellen unter- halb der ARA Klingnau „mässig“. Der Einfluss Die stoffliche Belastung der Surb und des Bin- des Abwassers aus der ARA war dabei klar er- nenkanals wurde durch das ARA Ausbaupro- sichtlich. In diesem Abschnitt konnte inzwischen gramm deutlich reduziert. Vor Beginn der Sanie- noch keine Verbesserung erreicht werden, so rungsphase erfüllten im Jahr 1997 nur 4 der 15 dass heute noch zwei der drei Stellen die Anfor- untersuchten Stellen die diesbezüglichen Anfor- derungen der GSchV nicht erfüllen. Mit der Ü- derungen der Gewässerschutzverordnung bernahme des Abwassers von Tegerfelden durch (GSchV). Dabei fielen sowohl die hohe Belastung die ARA Klingnau ist die Stofffracht im abgelei- durch biologisch wirksame, organische Stoffe als teten Abwasser eher noch gestiegen (Abbildung auch die Gesamtbelastung gemäss Diatomeen– 2). Index–Schweiz (DI-CH) ins Gewicht. Nicht immer waren die Abwasserreinigungsanlagen die Eine differenzierte Betrachtung hinsichtlich der Hauptbelastungsquellen. Nach Abschluss der Belastung durch biologisch abbaubare, organi- Sanierungen im Jahr 2010 sind die Anforderun- sche Stoffe und anorganische Nährstoffe nach gen an 9 der 15 Stellen erfüllt. Bezüglich der der Methode der Stufe A zeigt, dass der vom DI- Gesamtbelastung kann der Zustand an einer CH angezeigte Gewässerzustand die Belastung Stelle als „sehr gut“, an 12 Stellen als „gut“, an durch organische Stoffe nur teilweise wieder- je einer Stelle als „mässig“ bzw. „unbefriedi- gibt. So sind heute vor allem noch zwischen Un- gend“ bezeichnet werden. Hinsichtlich der or- terehrendingen und Endingen organische Belas- ganischen Belastung sind die Anforderungen in tungsquellen wirksam. der Surb und im Binnenkanal an 5 Stellen nicht Bei der Erstuntersuchung der Kieselalgen vor erfüllt. Beginn der Sanierungen lag der Anteil der belas- Abnahme der Gesamtbelastung der Surb tungssensiblen Kieselalgen bei 11 von 15 Stellen Der sichtbare Erfolg bei der Reduktion der stoff- unterhalb 50%. In hinreichend sauberen Gewäs- lichen Gesamtbelastung (DI-CH) ist im Surbtal sern sollte er mindestens über 50% liegen. Heu- auf den Ausbau der ARA Oberes Surbtal und te (2010) ist dies bei 10 (51%-82%) von 15 Stel- Endingen, die Aufhebung der ARA von Lengnau len der Fall. Bei 5 Stellen liegt er deutlich darun- und Tegerfelden sowie auf die Verbesserung der ter (39%-45%). In Bezug auf die organische Be- Regenwasserbehandlung im Kanalisationsnetz lastung zeigten die Massnahmen (Aufhebung zurückzuführen. Anlässlich der Erstuntersuchung der ARA, Regenwasserbehandlung) im Bereich 1997 wurde die Surb vor allem zwischen von Tegerfelden die grösste Wirkung. Bei den Lengnau und Endingen organisch belastet. Da- verbleibenden, erhöhten organischen Belastun- bei mussten neben den Abwasserreinigungsan- gen im Bereich Lengnau und eingangs Endingen lagen noch andere Belastungsquellen eine Rolle ist abzuklären, ob noch unbekannte Abwasser- gespielt haben. Auch die Gesamtbelastung (inkl. einleitungen oder zu häufig anspringende Re- anorganische Stoffe) verfehlte in diesem Ab- genentlassungen der Siedlungsentwässerung schnitt wie der DI-CH zeigte, die Anforderungen bestehen. der GSchV. Diese Belastungsquellen sind inzwi- Der Eintrag von Phosphor und Stickstoff, hat schen alle eliminiert worden. Im weiteren Verlauf sich durch die Massnahmen nicht wesentlich der Surb war 1997 nur noch die Stelle eingangs verändert. Der Düngungsgrad (gemäss dem Döttingen zu beanstanden. Auch diese erfüllt Nährstoffindex der Kieselalgen) liegt heute im- heute die gesetzlichen Qualitätsanfordeungen. mer noch im Bereich früherer Werte. Insgesamt Der Binnenkanal wird heute durch die ARA gilt die Surb und der Binnenkanal 2010 als „kri- Klingnau in einem Masse belastet, das den An- tisch“ bis „auffallend“ mit Phosphor und Stick- forderungen der GSchV nicht entspricht. Dies stoff belastet.
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal 15 Ausbaustand der ARA’s
4. Wirkung der Massnahmen bei einzelnen Abwasserreini- Kläranlage Massnahmen gungsanlagen Oberes Surb- 2003 biol. Nitrifikation/Teildenitrifikation, tal chem. P-Elimination, Filtration Lengnau ARA aufgehoben Gegenwärtiger Ausbaustand der ARA’s 2007 biologische Nitrifikati- Im Einzugsgebiet der Surb sind gegenwärtig Surbtal on/Teildenitrifikation, chemische P- noch drei Abwasserreinigungsanlagen mit einer Elimination Reinigungskapazität 21’900 Einwohner in Be- Tegerfelden ARA aufgehoben trieb (Tabelle 1). Der gesamte Abwasseranfall Klingnau P-Elimination betrug bei den letzten Erhebungen im Mittel 4,48 Mio m3. Dabei wurden 5’555 m3 Klär- Tabelle 2: Seit 1996 im Surbtal sanierte Abwas- schlamm entsorgt. serreinigungsanlagen.
Kläranlage Einw. Ausbau Ausbau Baujahr Geplante Änderungen angeschl. hydr. EW biol. EW Ausbau Die ARA Surbtal entspricht dem heutigen Stand Oberes 1975 der Technik. Für die ARA Oberes Surbtal ist eine 10’700 11’400 11’400 Surbtal 2003 Leistungssteigerung der biologischen Reinigung 1981 Surbtal 5’700 9’000 9’000 in Planung. Bei der ARA Klingnau ist eine Direkt- 2007 1964 einleitung des gereinigten Abwassers in die Aare Klingnau 7’750 10’000 10’000 1991 vorgesehen.
Tabelle 1: Belastung und Kapazitäten der beste- henden Abwasserreinigungsanlagen im Surbtal.
Die Surb ist gemäss der Gewässerschutzverord- nung als empfindliches Gewässer eingestuft. Die daraus sich ergebenden, verschärften Einlei- tungsbedingungen für die ARA Abwässer mach- ten verschiedene Ausbaumassnahmen notwen- dig. Änderungen seit 1994 Im Zuge des Ausbauprogrammes 1996-2010 wurde die Abwasserreinigungsanlage Oberes Surbtal erweitert (Tabelle 2). Sie erhielt eine bio- logische Nitrifikation/Teildenitrifikation und eine chemische Phosphorelimination. Zur Sanierung der übrigen Abwasserreinigungsanlagen wurde die ARA Endingen ausgebaut, mit Nitrifikati- on/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.
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH ARA Oberes Surbtal 16
4.1 ARA Oberes Surbtal
Stelle Oberes Surbtal 2, 0.30 km unterhalb der ARA mit Blickrichtung bachabwärts (Koord. ARA Oberes Subtal 2010. 667.825/262.600). Ausbaustand der ARA Die Anlage wurde 1975 erbaut und 2003 letzt- mals 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. 667.550/262.775).
Stelle Oberes Surbtal 1, 0.15 km oberhalb der ARA mit Blickrichtung bachabwärts (Koord. 667.925/ 262.400). Die Surb weist im untersuchten Abschnitt über weite Strecken naturnahe bis natürliche Sohle und Ufer auf. Punktuell sind die Ufer mit Block- wurf oder Blockelementen gegen weitere Erosi- on gesichert. Die Sohle besteht durchgehend Stelle Oberes Surbtal 4 (Lengnau.1), 3.00 km un- aus natürlichem Sohlenmaterial (Kies) und ist nur terhalb der ARA mit Blickrichtung bachabwärts an wenigen Stellen durch Querbauten befestigt. (Koord. 666.200/264.400). Der meist dichte Gehölzgürtel sorgt für eine gu- te Beschattung der Sohle und verhindert dichten Zustand im äusseren Aspekt Algenbewuchs. Die Sohle ist an allen Stellen Die rein äusserlich sichtbaren Qualitätsmerkmale nicht bis leicht kolmatiert und daher noch als der Surb erfüllen die Anforderungen der GSchV durchlässig zu bezeichnen. grösstenteils. Im Gegensatz zur früheren Unter-
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal 17 ARA Oberes Surbtal
suchung ist 2010 an den unteren beiden Stellen che Belastung der Surb seit 1997 abgenommen Schaum sichtbar und an den 3 Stellen unterhalb hat (Fig.1 und 2). Hinsichtlich der Gesamtbelas- der ARA Oberes Surbtal besteht neu eine leichte tung (DI-CH) sind Anforderungen der GSchV er- Tendenz (max. 10% der Steine zeigen schwarze füllt. Die organische Belastung erfüllt die Anfor- Flecken) zu Eisensulfidbildung was auf eine derungen unmittelbar unterhalb der ARA nur zeitweise eingeschränkte Sauerstoffversorgung knapp, an den beiden Stellen weiter unten je- in den Zwischenräumen der Sohle hinweist. doch knapp nicht mehr (sensible Kieselal- gen<50%).
Figur 1: Entwicklung (1997-2010) der organischen Belastung der Surb im Bereich der ARA Oberes Entwicklung bezüglich Schlamm, Trübung, Ver- Surbtal. Die GSchV-Anforderung ist erfüllt, wenn färbung, Schaum, Geruch und Eisensulfid (FeS). 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 Einzellerkolo- nien 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 zurück- gegangen. Heute kommen nur noch an den beiden Stellen unterhalb der ARA bei 13% der Figur 2: Entwicklung der Gewässerbelastung der Steine kleine Einzellerkolonien vor. Der pflanzli- Surb nach DI-CH zwischen 1997–2010. che Bewuchs der Sohle ist bescheiden und mit dem der Untersuchung 1997 vergleichbar.
Abnahme der stofflichen Belastung Die Kieselalgenindikation zeigt, dass die stoffli-
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH ARA Lengnau 18
4.2 ARA Lengnau
Stelle Lengnau 2, unterhalb der aufgehobenen ARA Lengnau mit Blickrichtung bachaufwärts Aufgehobene ARA Lengnau 2010. (Koord. 665.775/264.500). Ausbaustand Die ARA Lengnau wurde 2007 aufgehoben. Das Abwasser aus Lengnau wird in der ARA Endin- gen (heute ARA Surbtal) behandelt.
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 beschat- Stelle Lengnau 3, 0.75 km unterhalb der aufge- tet wird. Die Sohle besteht aus natürlichem Ma- hobenen ARA Lengnau mit Blickrichtung bach- terial mit einer breiten Korngrössenverteilung. aufwärts (Koord. 665.475/ 264.675). Sie ist jedoch leicht kolmatiert. Im Vergleich zur früheren Untersuchung (1997) ist der Bachlauf in diesem Abschnitt morphologisch unverändert geblieben. Die Ufergehölze sind insgesamt dich- ter als früher.
Stelle Lengnau 4 (Endingen 1), 3.50 km unterhalb der aufgehobenen ARA Lengnau mit Blickrich- tung bachaufwärts (Koord. 664.025/ 266.100).
Äusserer Aspekt Stelle Lengnau 1 (Oberes Surbtal.4), oberhalb der Der Äussere Aspekt der Surb ist nach der Auf- ehemaligen ARA Lengnau mit Blickrichtung ba- hebung der ARA Lengnau wesentlich besser chaufwärts (Koord. 666.200/264.400). geworden. Zwar sind 2010 an der Stelle vor der
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal 19 ARA Lengnau
ehemaligen ARA am linken Uferbereich deutli- sind mögliche Ursachen dafür. che Schaumansammlungen feststellbar. 1997 war eine leichte Schaumbildung erst unterhalb der ARA Lengnau bis kurz vor die ARA Endingen vorhanden. Jedoch ist heute im Abschnitt unter- halb der aufgehobenen ARA der damals deutli- che Abwassergeruch verschwunden.
Figur 1: Entwicklung (1997-2010) der organischen Belastung der Surb im Bereich der aufgehobenen ARA Lengnau. Die GSchV-Anforderung ist erfüllt, wenn die hellgrauen Säulenanteile >50% sind.
Hinsichtlich der stofflichen Gesamtbelastung (DI- CH) hat sich die Situation zwischen 1997 und Entwicklung bezüglich Schlamm, Trübung, Ver- 2010 deutlich verbessert (Figur 2). Der DI-CH färbung, Schaum, Geruch und Eisensulfid. sank an allen drei Stellen, vor allem aber an den Völlig verschwunden ist an allen 4 Stellen der beiden Stellen unterhalb der ehemaligen ARA früher starke Bewuchs mit Einzellerkolonien. Der Lengnau. Heute erfüllen alle drei Stellen die Algenbewuchs der Sohle ist 2010 ebenfalls ge- diesbezüglichen Anforderungen der GSchV. ringer.
Entwicklung bezüglich sichtbarer Einzellerkolo- nien 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 An- Figur 2: Entwicklung der Gewässerbelastung der forderung der Gewässerschutzverordnung ist Surb nach DI-CH von 1997-2010. 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
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH ARA Endingen 20
4.3 ARA Endingen
Stelle Endingen 2, 0.20 km unterhalb der ARA Endingen mit Blickrichtung bachaufwärts. Koor- ARA Endingen (heute ARA Surbtal) 2010. dinaten: 663.965/266.475
Ausbaustand Die Anlage wurde 1981 in Betrieb genommen und 2007 weiter ausgebaut. Sie verfügt heute über Nitrifikation/Teildenitrifikation und chemi- sche P-Elimination.
Die Probenahmestellen Wie schon in den oberhalb gelegenen Gewäs- serabschnitten ist das Bachbett der Surb auch im Bereich der ARA Endingen grösstenteils natur- Stelle Endingen 3 (Tegerfelden 1), 2.80 km un- nah. Der geschlossene Gehölzgürtel sorgt für ei- terhalb der ARA Endingen mit Blickrichtung ba- ne gute Beschattung der Bachsohle. Auch bieten chaufwärts. Koordinaten: 663.160/268.200 die manchmal bis zur Wasserlinie bestockten U- fer gute Fischunterstände. Die Sohle besteht aus Verbesserung im Äusseren Aspekt natürlichem Sohlenmaterial mit einer breiten Der Äussere Aspekt hat sich seit der Untersu- Korngrössenverteilung. Sie ist punktuell leicht chung 1997 deutlich verbessert und erfüllt die kolmatiert. Anforderungen der GSchV weitgehend. Ver- schwunden sind insbesondere die Schaumbil- dungstendenz sowie der früher unterhalb der ARA-Einleitung feststellbare Abwassergeruch, der sich über 2.8 km Fliessstrecke bis unmittel- bar vor die heute aufgehobene ARA Tegerfelden erstreckte. Der gesamte Abschnitt ist auch 2010 frei von Verschlammungen, Trübungen und Ver- färbungen. 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 bachauf- wärts. Koordinaten: 664.025/266.100
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal 21 ARA Endingen
bachabwärts, sind diese infolge der Selbstreini- gung des Gewässers behoben.
Entwicklung bezüglich Schlamm, Trübung, Ver- färbung, Schaum, Geruch und Eisensulfid.
Hinsichtlich des heterotrophen Bewuchses hat sich die Situation massiv verbessert. 2010 sind an keiner Stelle mehr Einzellerkolonien sichtbar. Figur 1: Entwicklung bezüglich der organischen Der pflanzliche Bewuchs ist wie schon bei der Belastung der Surb im Bereich der ARA Endingen früheren Untersuchung gering. 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 Einzugsge- bietes überwogen.
Entwicklung bezüglich sichtbarer Einzellerkolo- nien und Pflanzenbewuchs. Der pflanzliche Be- wuchs wird nicht bewertet.
Geringer Rückgang der stofflichen Belastung Gemäss der Kieselalgenindikation hat die stoff- lich Belastung im unmittelbaren Bereich der ARA Endingen nur geringfügig abgenommen. In Be- zug auf die organischen Stoffe hat sich die Situ- ation seit 1997 praktisch nicht verändert. Vor der ARA sind die diesbezüglichen Anforderun- gen wie schon 1997 nicht erfüllt, unterhalb der ARA-Einleitung sind sie interessanterweise gera- de noch eingehalten. Da der Abfluss der Surb Figur 2: Entwicklung der Gewässerbelastung zwischen beiden Stellen nahezu gleich bleibt, nach DI-CH in der Surb zwischen 1997 und 2010 können veränderte Verdünnungsverhältnisse (siehe Text). ausgeschlossen werden. Vielmehr stehen be- kannte Defizite der Siedlungsentwässerung als Ursache für die verbleibende organische Belas- tung im Vordergrund. Bis Tegerfelden, 2.8 km
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH ARA Tegerfelden 22
4.4 ARA Tegerfelden breitem Korngrössenspektrum. Vereinzelt ist sie durch Schwellen gesichert, welche jedoch fisch- gängig sind.
Aufgehobene ARA Tegerfelden 2010.
Ausbaustand Stelle Tegerfelden 2, unterhalb der ARA Teger- felden mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordi- Die Anlage wurde aufgehoben. Das Abwasser naten: 662.990/268.300 aus Tegerfelden wird heute in der ARA Klingnau gereinigt. Die Becken werden teilweise zu Re- genwasserbehandlung verwendet. Technische Verbesserungen sind geplant.
Die Probenahmestellen
Stelle Tegerfelden 3, 0.65 km unterhalb der ARA Tegerfelden mit Blickrichtung bachaufwärts. Ko- ordinaten: 662.300/268.500
Verbesserung im Äusseren Aspekt Der Äussere Aspekt hat sich seit der Untersu- Stelle Tegerfelden 1 (Endingen 3), oberhalb der chung 1997 und vor der Aufhebung der ARA ARA Tegerfelden mit Blickrichtung bachauf- wesentlich verbessert. wärts. Koordinaten: 663.160/268.200 Verschwunden sind der Abwassergeruch an den Im Bereich der ARA Tegerfelden ist die Surb über beiden Stellen unterhalb der ehemaligen ARA- weite Strecken naturnah. Die Ufer sind an der Ableitung sowie die Schlammdepots oberhalb Wasserlinie punktuell mit Blöcken gesichert. der ARA. Nach wie vor besteht an allen Stellen Dichtes Bachgehölz sorgt an den Stellen vor und unterhalb der ARA eine leichte Schaumbildungs- nach der aufgehobenen ARA für eine ausrei- tendenz. Spuren von Eisensulfidflecken treten chende Beschattung der Bachsohle. An der Stel- heute nur noch an der Stelle vor der ARA auf. le bei der kantonalen Abflussmessstation fehlen die Gehölze. Die Sohle besteht aber durchge- hend aus natürlichem Material (Kies, Sand) mit
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal 23 ARA Tegerfelden
Entwicklung bezüglich Schlamm, Trübung, Ver- Figur 1: Entwicklung bezüglich der organischen färbung, Schaum, Geruch und Eisensulfid. Belastung der Surb zwischen 1997 und 2010 (sie- he Text). Die früher häufig vorkommenden, sichtbaren Einzellerkolonien sind bei der Untersuchung Hinsichtlich der Gesamtbelastung (DI-CH) sind 2010 völlig verschwunden, dies insbesondere die Verbesserungen nicht so ausgeprägt. Ober- auch oberhalb der früheren ARA-Ableitung. halb der aufgehobenen ARA ist gegenüber 1997 kein Unterschied festzustellen. Hier ist die An- forderung der GSchV wie schon 1997 erfüllt. (Fig. 2). Auch unterhalb der ehemaligen ARA er- füllt 2010 die Gesamtbelastung die Anforde- rung.
Entwicklung bezüglich sichtbarer Einzellerkolo- 10 nien und Pflanzenbewuchs. Der pflanzliche Be- 97 10 wuchs wird nicht bewertet. 97 10
97 Wesentliche Verbesserung der stoff- lichen Belastung Die Belastung der Surb mit organischen Stoffen ist im Bereich der aufgehobenen ARA Tegerfel- den seit 1997 massiv zurückgegangen. Aller- dings ist dieser Trend bei allen drei Stellen, also auch oberhalb der ARA eingetreten.
Er führte dazu, dass heute die diesbezüglichen Figur 2: Entwicklung der Gewässerbelastung Anforderungen im gesamten Abschnitt ein- nach DI-CH in der Surb zwischen 1997 und gehalten sind. Es scheint, dass nicht nur die 2010(siehe Text). Aufhebung der ARA-Einleitung, sondern auch Insgesamt ist festzustellen, dass die Aufhebung die teilweise verbesserte Regenwasserbehand- der ARA Tegerfelden sowie die begleitenden Sa- lung zu einer geringeren organischen Belastung nierungsmassnahmen bei den bachaufwärts lie- der Surb beitrug. genden ARA’s in der Surb zu einer wesentlichen Reduktion der stofflichen Belastung führten.
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH ARA Klingnau 24
4.5 ARA Klingnau
Stelle Klingnau 2, unterhalb der ARA Klingnau mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: ARA Klingnau 2010. 660.425/271.000
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 werfen- Stelle Klingnau 3, 0.70 km unterhalb der ARA de Gehölze auf. Die Sohle besteht aber gröss- Klingnau mit Blickrichtung bachaufwärts. Koor- tenteils aus Feinkies, Sand und siltigem Material. dinaten: 660.000/271.410 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 4, 1.80 km unterhalb der ARA Klingnau mit Blickrichtung bachabwärts. Koordi- naten: 659.385/271.950
Äusserer Aspekt
Stelle Klingnau 1, oberhalb der ARA Klingnau Der Äussere Aspekt hat sich seit der Untersu- mit Blickrichtung bachaufwärts. Koordinaten: chung 1997 nicht verbessert. Begünstigt durch 660.460/270.785 den häufigen Rückstau bildeten sich an den un-
Ambio GmbH ARA Erfolgskontrolle Surbtal 25 ARA Klingnau
teren beiden Stellen dicke Schlammdepots. Im Zu hohe stoffliche Belastung Gegensatz zu früher sind an allen 3 Stellen un- Die organische Belastung ist auch gemäss der terhalb der ARA Klingnau Eisensulfidflecken Kieselalgenindikation immer noch zu hoch. Un- häufig. Teilweise ist die gesamte Unterseite der mittelbar unterhalb der ARA Klingnau ist die An- Steine schwarz. Auch der Feinsand ist in den tie- forderung der GSchV nicht eingehalten. Dies ist feren Schichten geschwärzt. Dies weist auf star- erst weiter unten als Folge der Selbstreinigung ke Sauerstoffdefizite in der Sohle hin. Zudem und der Grundwasserinfiltration der Fall. tritt unterhalb der ARA-Ableitung leichter Ab- wassergeruch auf.
Figur 1: Entwicklung bezüglich der organischen Belastung der Surb zwischen 1997 und 2010 (sie- he Text). Auch in Bezug auf die Gesamtbelastung (DI-CH) Entwicklung bezüglich Schlamm, Trübung, Ver- ist die Situation unterhalb der ARA Klingnau färbung, Schaum, Geruch und Eisensulfid. immer noch unbefriedigend (Fig. 2). Die betref- Gänzlich verschwunden sind die früher vor allem fende Anforderung der GSchV ist an zwei der unterhalb der ARA-Ableitung sichtbaren Einzel- drei Stellen nicht erfüllt. Der nachteilige Einfluss lerkolonien. Hingegen hat der Algenbewuchs der Kläranlage wird durch lokale Grundwasserin- deutlich zugenommen. Im gesamten Binnenka- filtrationen verbessert (Stelle 0.70 km). nalabschnitt kommen Egel vor, verstärkt unter- halb der ARA Klingnau.
10 10 97 97 97 10 10 97
Entwicklung bezüglich sichtbarer Einzellerkolo- nien und Pflanzenbewuchs. Der pflanzliche Be- wuchs wird nicht bewertet. Figur 2: Entwicklung der Gewässerbelastung nach DI-CH in der Surb 1997-2010.
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH 26 Literatur
5. Literatur gische Untersuchungen am Unterlauf der Thur (Kanton Zürich, Schweiz). Algen. [1] Chaix, O.; Ochsenbein, U.; Elber, F. Vierteljahresschrift der Natf. Ges. Zürich (1995): Prioritäten für technisch-bauliche 139, Heft 2, 71-78. Gewässerschutzmassnahmen. Gas Wasser [10] Hürlimann, J.; Niederhauser, P. (2006): Abwasser 75, Heft 9, 703-713. Methoden zur Untersuchung und Beurtei- [2] Thomas, E. A.; Schanz, F. (1976): Bezie- lung der Fliessgewässer: Kieselalgen Stufe hungen zwischen Wasserchemismus und F. Primärproduktion in Fliessgewässern, ein [11] BUWAL (1998): Methoden zur Untersu- limnologisches Problem. Vierteljahres- chung und Beurteilung der Fliessgewäs- schrift Natf. Ges. Zürich, 121, 309-317. ser: Modul-Stufen-Konzept. Mitteilungen [3] Uehlinger, U. (1994): Sauerstoff in der zum Gewässerschutz Nr. 26, Bern. Glatt: Photosynthese, Respiration und [12] Binderheim E., Göggel W. 2007: Metho- Sauerstoffhaushalt in einem anthropogen den zur Untersuchung und Beurteilung stark beeinflussten Mittellandfluss (Glatt, der Fliessgewässer. Äusserer Aspekt. Kt. Zürich). Gas Wasser Abwasser 74, Umwelt-Vollzug Nr. 0701. Bundesamt für Heft 2, 123-128. Umwelt, Bern. 43 S. [4] Lange-Bertalot, H. (1978): Diatomeen- [13] Kanton Aargau, Regierungsrat (1990): Differentialarten anstelle von Leitformen: Stand und Entwicklung des Gewässer- ein geeignetes Kriterium der Gewässerbe- schutzes im Aargau – Grobkonzept der lastung. Arch. Hydrobiol./Suppl. 51, 393- 90er Jahre, Aarau 1990. 427. [14] Kanton Aargau, Abteilung Umweltschutz [5] Kramer, K.; Lange-Bertalot, H. (1988): In (1993). Bericht zum Zustand der aargaui- Ettl, H.; Gerloff, J.; Heynig, H.; Molen- schen Fliessgewässer – Untersuchung hauer, D. (Hrsg.): Süsswasserflora von 1990/91. Aarau, Juni 1993. Mitteleuropa Bd 2/2, Gustav Fischer Ver-
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[6] Schiefele, S.; Kohmann F. (1993): Bioindi- kation der Trophie in Fliessgewässern. Bayrisches Landesamt für Wasserwirt- schaft, Forschungsbericht Nr. 102 01 504, 211 S. mit Anhang. [7] Hofmann, G. (1987): Diatomeengesell- schaften saurer Gewässer des Odenwal- des und ihre Veränderungen durch anthropogene Faktoren. Diplomarbeit im Fachbereich Biologie der Johann Wolf- gang Goethe-Universität, Frankfurt am Main, 264 S. [8] Reichardt E. (1991): Beiträge zur Diato- meenflora der Altmühl. 3. Teil: Wasser- qualität und Diatomeenbesatz. Algologi- cal Studies 62, 107-132. [9] Erni, G.; Preisig, H.R., (1994): Hydrobiolo-
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27 Anhänge
Anhang A1: Daten der Kieselalgen (Untersuchung 2010)
Unte.4 Leng.4 Endi.3 Unte.1 Unte.2 Unte.3 Leng.2 Leng.3 Endi.2 Taxa Leng.1 Endi.1 Tege.1 Achnanthes atomus (HUSTEDT) 2 18 48 6 Achnanthes biasoletiana GRUNOW 4 7 Achnanthes biasolettiana var. biasolettiana (GRUNOW) 12 14 18 12 7 Achnanthes biasolettiana var. subatomus (LANGE-B.) 1 8 6 3 Achnanthes conspicua (A.MAYER)) 2 2 Achnanthes eutrophila LANGE-B. 6 11 33 6 7 12 7 9 36 Achnanthes exilis KÜTZING Achnanthes hungarica Achnanthes lanceolata (BREBISSON) GRUNOW ssp. lanceolata 1 1 Achnanthes lanceolata ssp. frequentissima (LANGE-B.) 2 4 2 4 2 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. 4 1 4 Achnanthes minutissima var. minutissima (KÜTZING) 24 27 58 30 28 43 10 90 93 Achnanthes minutissima var. saprophila (KOBYASI-MAYA.) 1 2 4 5 6 4 Achnanthes ploenensis HUSTEDT 2 Achnanthes straubiana LANGE-B. 4 2 Amphora inariensis KRAMMER 61 20 36 87 46 44 92 120 28 Amphora libyca (EHRENBERG) Amphora pediculus (GRUNOW) 54 64 151 193 269 148 178 154 29 Caloneis bacillum (CLEVE) 5 4 2 5 24 6 2 8 17 Cocconeis pediculus (EHRENBERG) 2 13 14 19 1 4 Cocconeis placentula (EHRENBERG) 1 2 Cocconeis placentula var. lineata (EHRENBERG) VAN HEURCK 2 3 34 1 Cocconeis placentula var. pseudolineata GEITLER Cocconeis placentula var.euglypta 77 66 82 33 51 131 13 6 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) 4 11 21 22 37 11 48 6 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.) 7 6 1 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) 2 7 3 20 Gomphonema parvulum (KÜTZING) 4 Gomphonema parvulum var. Parvulum f. saprophilum (LANGE-B. & REICHARDT) Gomphonema pumilum 47 50 19 13 11 35 4 47 Gomphonema tergestinum (FRICKE) Gyrosigma accuminatum (RABENHORST) 3 Melosira varians (AGARDH) 11 2 1 Navicula accomoda (HUSTED) 2 Navicula atomus var. atomus (KÜTZING) 2 2 4 Navicula atomus var. permitis (LANGE-B.) 2 12 6 16 23 11 Navicula capitatoradiata (GERMAIN) 1 Navicula cryptotenella aff. menisculus (Arbeitsname) 84 12 Navicula cryptotenella LANGE-B. 56 23 23 16 5 23 51 Navicula cryptotenelloides LANGE-B. Navicula graciloides MAYER sensu HUSTEDT Navicula gregaria (DONKIN) 46 9 1 1 2 1 7 10 Navicula lanceolata (EHRENBERG) 2 5 5 2 7 Navicula menisculus var. grunowii LANGE-B. 5 6 1 3 Navicula minima (GRUNOW in VAN HEURCK) 7 18 33 9 2 22 4 1 8 Navicula minuscula var grunovii 18 Navicula minuscula var minuscula
ARA Erfolgskontrolle Surbtal Ambio GmbH Anhänge 28
Unte.4 Leng.4 Endi.3 Unte.1 Unte.2 Unte.3 Leng.2 Leng.3 Endi.2 Taxa Leng.1 Endi.1 Tege.1
Navicula minuscula var. muralis (LANGE-B.) Navicula molestiformes HUSTEDT Navicula reichardtiana var. reichardtiana (LANGE-B.) 20 24 13 7 10 4 71 Navicula saprophila (LANGE-B.) 2 4 4 15 Navicula schönfeldii HUSTEDT Navicula seminulum (GRUNOW) Navicula subhamulata 2 1 Navicula sublucidula HUSTEDT 5 2 Navicula subminuscula (MANGUIN) 4 1 3 Navicula tripunctata (BORY) 46 42 21 6 6 10 6 12 10 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) 12 9 7 13 14 1 64 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.) 13 30 9 13 1 6 Surirella angusta 1 Surirella brevisonii var. kuetzingii (KRAMMER&L.-B.) 3.0 1.0 1.0 Surirella crumena BR'EBISSON ex KÜTZING 1.0
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29 Anhänge
Endi.3 Taxa Tege.2 Tege.3 Klin.1 Klin.2 Klin.3 Klin.4 Tege.1 Achnanthes atomus (HUSTEDT) 1 10 43 6 2 Achnanthes biasoletiana GRUNOW 7 9 13 2 15 Achnanthes biasolettiana var. biasolettiana (GRUNOW) 30 Achnanthes biasolettiana var. subatomus (LANGE-B.) 4 6 Achnanthes conspicua (A.MAYER)) 49 129 6 Achnanthes eutrophila LANGE-B. 36 32 21 25 4 6 73 Achnanthes exilis KÜTZING 2 Achnanthes hungarica 5 Achnanthes lanceolata (BREBISSON) GRUNOW ssp. lanceolata 1 1 11 3 12 Achnanthes lanceolata ssp. frequentissima (LANGE-B.) 12 2 2 34 14 61 Achnantheslanceolata ssp. rostrata (OESTRUP) LANGE-B. 2 Achnanthes lanceolata var. dubia (LANGE-B.) Achnanthes lanceolata var. rostrata (HUSTED) 3 Achnanthes lauenburgiana (HUSTED) 8 55 3 Achnanthes minutissima var. inconspicua OESTRUP 4 Anchanthes minutissima var. jackii (RABENHORST) LANGE-B. 8 6 Achnanthes minutissima var. minutissima (KÜTZING) 93 49 61 194 26 15 95 Achnanthes minutissima var. saprophila (KOBYASI-MAYA.) 4 10 11 12 2 6 8 Achnanthes ploenensis HUSTEDT 7 Achnanthes straubiana LANGE-B. Amphora inariensis KRAMMER 28 90 17 74 8 37 12 Amphora libyca (EHRENBERG) 2 Amphora pediculus (GRUNOW) 29 33 25 78 88 91 14 Caloneis bacillum (CLEVE) 17 23 8 Cocconeis pediculus (EHRENBERG) 4 2 13 Cocconeis placentula (EHRENBERG) 5 7 1 Cocconeis placentula var. lineata (EHRENBERG) VAN HEURCK 2 19 Cocconeis placentula var. pseudolineata GEITLER 3 3 Cocconeis placentula var.euglypta 6 12 10 7 2 17 9 Cyclotella meneghiniana KÜTZING 6 Cymbella affinis (KÜTZING) Cymbella minuta (HILSE ex RABENHORST) 2 1 5 1 4 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) 11 1 18 Gomphonema parvulum (KÜTZING) 25 Gomphonema parvulum var. Parvulum f. saprophilum (LANGE-B. & 58 REICHARDT) Gomphonema pumilum 47 46 63 9 2 50 4 Gomphonema tergestinum (FRICKE) 2 2 Gyrosigma accuminatum (RABENHORST) Melosira varians (AGARDH) 1 Navicula accomoda (HUSTED) Navicula atomus var. atomus (KÜTZING) 2 6 4 Navicula atomus var. permitis (LANGE-B.) 11 8 6 12 2 Navicula capitatoradiata (GERMAIN) Navicula cryptotenella aff. menisculus (Arbeitsname) Navicula cryptotenella LANGE-B. 51 60 79 1 1 Navicula cryptotenelloides LANGE-B. 5 Navicula graciloides MAYER sensu HUSTEDT 4 Navicula gregaria (DONKIN) 10 2 1 7 6 31 Navicula lanceolata (EHRENBERG) Navicula menisculus var. grunowii LANGE-B. 9 8 2 1 5 Navicula minima (GRUNOW in VAN HEURCK) 8 22 4 12 183 30 Navicula minuscula var grunovii 18 Navicula minuscula var minuscula 2 Navicula minuscula var. muralis (LANGE-B.) 2 2
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Endi.3 Tege.2 Tege.3 Klin.1 Klin.2 Klin.3 Klin.4 Taxa Tege.1 Navicula molestiformes HUSTEDT 2 Navicula reichardtiana var. reichardtiana (LANGE-B.) 71 38 25 2 2 14 Navicula saprophila (LANGE-B.) 15 16 8 Navicula schönfeldii HUSTEDT 48 Navicula seminulum (GRUNOW) 14 6 Navicula subhamulata Navicula sublucidula HUSTEDT Navicula subminuscula (MANGUIN) 3 6 Navicula tripunctata (BORY) 10 7 11 Navicula veneta (KÜTZING) 2 Nitzschia amphibia 1 3 9 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) 64 34 58 1 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.) 2 1 2 85 30 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
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Anhang A2: Daten des äusseren Aspektes (Untersuchung 2010)
Gewässer Surb Surb Surb Surb Surb Surb Surb Surb Surb Unte4 Leng4 Endi.3 Unte.1 Unte.2 Unte.3 Leng.2 Leng.3 Endi.2 Stelle Leng1 Endi1 Tege.1 Datum 14.07.10 14.07.10 14.07.10 14.07.10 14.07.10 14.07.10 14.07.10 14.07.10 14.07.10 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 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 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 1 2 1 1 1.5 1 1 1 1 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 1 1.5 1 1 2 1 1 1 1 Egel 0 5 3 1 1 2 0 2 0 Asellus 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Gam 7 0 0 0 0 0 0 0 0 Bae 2 2 1 0 2 3 0 1 1 Ecd 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Rhy 3 0 0 0 0 0 0 0 0 Trich- 0 4 8 11 9 11 4 6 5 Trich+ 2 1 1 0 0 0 0 1 0 Plec 0 0 0 0 1 0 0 0 0 Chir 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Sim 0 2 1 0 0 0 0 0 0 Olig 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Col 1 1 0 0 0 0 0 0 1
Die Daten der Untersuchungen 1997 finden sich in den Berichten der einzelnen Kläranlagen
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Binnen- Binnen- Binnen- Binnen- Gewässer Surb Surb Surb kanal kanal kanal kanal Endi.3 Tege.2 Tege.3 Klin.1 Klin.2 Klin.3 Klin.4 Stelle Tege.1 Datum 14.07.10 14.07.10 14.07.10 14.07.10 14.07.10 14.07.10 14.07.10 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 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Stabw 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Häufigkeit heterotropher Bewuchs 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Algenbewuchsdichte T&S 1 1 2.5 3.5 4 4 3.5 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 1 1 2 4 3.5 4 4 Egel Asellus 0 0 0 4 5 8 2 Gam 1 0 0 0 0 4 1 Bae 0 1 0 2 0 0 0 Ecd 1 2 0 0 0 0 0 Rhy 0 0 0 0 0 0 0 Trich- 0 0 0 0 0 0 0 Trich+ 5 8 2 3 0 1 0 Plec 0 0 1 0 0 0 0 Chir 0 0 0 0 0 0 0 Sim 0 0 0 0 0 0 0 Olig 0 0 0 0 0 0 0 Col 1 0 0 0 0 0 0
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Anhang A3: Methoden sowie die Wasserqualität so beschaffen sein (Zif- 1. Beurteilung des „Äusseren As- fer 12): pektes“ • dass keine von blossem Auge sichtbaren Schlamm, Trübung, Verfärbung, Schaumbil- Eisensulfidflecken (Absatz 1a) vorhanden sind. dung, Geruch, Eisensulfidflecken Aus diesen Anforderungen wurden 6 direkt im Diese Merkmale beziehen sich auf Anforderun- Feld anwendbare Beurteilungskriterien (Kriterien gen, die in Anhang 2, Ziffer 11, Absatz 2 und 2-7 nach dem Modul Äusserer Aspekt [1]) abge- Ziffer 12, Absatz 1 der Gewässerschutzverord- leitet (siehe Tabelle A1). Für jedes Beurteilungs- nung umschrieben werden. Gemäss der Verord- kriterium sind 3 Bewertungsstufen festgelegt. nung soll sich als Folge von Abwassereinleitun- gen in Fliessgewässern (Ziffer 11): Verschlammung, Trübung, Verfärbung, Schaum, Geruch sind direkt am Gewässer wahrnehmbar. • kein Schlamm bilden (Absatz 2a), Eisensulfidflecken können nur an der Gewässer- • keine Trübung), keine Verfärbung und sohle auf der Unterseite der Steine oder, falls keine Schaumbildung zeigen (Absatz 2b), nur Feinsediment vorhanden ist, mit Schlamm- • der Geruch gegenüber dem natürlichen stichen erkannt werden. Zustand nicht verändern (Absatz 2c),
Tab. A1 Beurteilung der Merkmale 2-8 nach Modul „Äusserer Aspekt“ (Erläuterungen siehe Text).
Eisensulfidflecken wurden der Gewässersohle in einem Bepro- bungsabschnitt 30 Steine entnommen und bei Unter anaeroben Bedingungen bilden sich in der jedem Stein an der Unterseite der prozentuale Bachsohle an Steinen schwarze Eisensulfidfle- Flächenanteil der Eisensulfidflecken geschätzt. cken. Dabei wird durch Mikroorganismen Sulfat Die Fundhäufigkeit je Probenahmestelle wurde zu Sulfid reduziert, das mit eisenhaltigen Ver- aus dem arithmetischen Mittel bestimmt. bindungen Eisensulfid bildet und sich an den Steinen ablagert. Der beschriebene mikrobiolo- Heterotropher und pflanzlicher Bewuchs gische Prozess setzt ein, wenn Schlammablage- Die Anforderungen an heterotrophen und rungen einerseits den Sauerstofftransport in die pflanzlichen Bewuchs werden in Anhang 2, Zif- Sohle hemmen und andererseits durch den Ab- fer 11, Absatz 1 der Gewässerschutzverordnung bau von organischen Substanzen eine starke umschrieben. Als Folge von Abwassereinleitun- Sauerstoffzehrung eintritt. gen sollen sich: Die Intensität des Reduktionsprozesses wird • keine mit blossem Auge sichtbare Kolo- durch Angabe der Häufigkeit von Steinen mit nien von Bakterien, Pilzen oder Proto- sichtbaren Eisensulfidflecken beurteilt. Dabei zoen und keine lästigen Wucherungen
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von Algen und höheren Wasserpflanzen Geisseln (= Cilien, daher der Name Ciliaten) an bilden (Absatz 1a). der Zelloberfläche gekennzeichnet sind. Ihre Nahrung besteht aus Bakterien und kleinsten Diesen Anforderungen wurden 5 Beurteilungs- organischen Partikeln, die sie sich durch Erzeu- kriterien zugeordnet, die in 3 Bewertungsstufen gen eines Wasserstromes mittels Cilienbewe- eingeteilt sind (siehe Tabelle A2), wobei man gung zufächeln. Die festsitzenden Ciliaten bilden den pflanzlichen Bewuchs im Rahmen der ARA- bei grossem Nahrungsangebot auf der Stein- Erfolgskontrollen nicht weiter bewertet. oberfläche dichte, von Auge sichtbare Kolonien.
Heterotropher Bewuchs Sphaerotilus natans, im Volksmund Abwasserpilz genannt, ist ein kolonienbildendes Bakterium, Der heterotrophe Bewuchs wurde gleichzeitig das sich von gelösten organischen Substanzen mit den Eisensulfidflecken bestimmt. Die im Pro- (Zucker, Aminosäuren, Fettsäuren usw.) ernährt. benahmesektor der Bachsohle entnommenen 30 Bei hohen Konzentrationen solcher Substanzen Steine sind zusätzlich auf sichtbare Kolonien von entwickelt sich Sphaerotilus natans zu dichten, festsitzenden Ciliaten und des Bakteriums Spha- von Auge sichtbaren Kolonien. erotilus natans untersucht worden. Aus den Daten von 30 Steinen wurde die Häu- Ciliaten sind mikroskopisch kleine, einzellige Or- figkeit der Steine mit sichtbaren Kolonien be- ganismen, die durch Reihen und Kränze von stimmt.
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 tuale Deckungsgrad der Korngrössen 1–3 (Steine >20 mm Durchmesser) mit Fadenalgen. In die Der pflanzliche Bewuchs wurde anhand der Al- Bewertung der Fadenalgen sind die Grünalgen gen, Moose und Makrophyten innerhalb der ge- (z.B. Cladophora glomerata), Gelbgrünalgen samten Bachsohlenfläche des jeweiligen Probe- (v.a. Vaucheria sp.) und Kieselalgen einbezogen nahmesektors beurteilt. Als Beurteilungskriterien worden, dagegen ist die Zellschläuche bildende dienten die Bewuchsdichteskalen für Fadenal- Goldalge Hydrurus foetidus nicht berücksichtigt gen, Moose und Makrophyten nach THOMAS worden. und SCHANZ [3], der prozentuale Deckungsgrad der Bachsohle mit Fadenalgen und der prozen- Lästige Wucherungen von Algen und höheren
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Wasserpflanzen sind nicht notwendigerweise ei- weiterverarbeitet. Zuerst wurden die Proben von ne Folge des Nährstoffeintrags ins Gewässer. grösseren Bestandteilen getrennt, dann mit Salz- Vielmehr sind sie das Resultat aus dem Zusam- säure entkalkt und durch eine Heissoxidation menwirken von Nährstoffeintrag, fehlender Be- mittels Schwefelsäure und Kaliumnitrat von or- schattung, fester resp. kolmatierter Gewässer- ganischen Bestandteilen gereinigt. Anschliessend sohle, ausbleibenden Hochwasserereignissen sind die Proben gewaschen und die suspendier- und fehlenden Herbivoren. Gewässer mit perio- ten Silikatschalen auf 3 Konzentrationen ver- dischem Geschiebetrieb, ausreichender Beschat- dünnt worden. Die Suspensionen wurden auf tung und einer normalen Besiedlung mit pflan- Deckgläser aufgetragen und getrocknet. Die zenfressenden Makrobenthos weisen auch bei Deckgläser mit den präparierten Schalen wurden stärkerer Nährstoffbelastung keine Pflanzenwu- auf einen Objektträger gebracht und in das bre- cherungen auf, dagegen können in schwach chungsintensive Kunstharz Naphrax (d = 1.73) gedüngten Fliessgewässern mit unbeweglicher, eingebettet. kolmatierter Sohle, fehlender Beschattung und fehlenden Herbivoren dicke Pflanzenteppiche Bestimmung und Auszählung auftreten. Starkes Pflanzenwachstum hat u. a. Aus je einem der Präparate wurden ca. 500 nachteilige Auswirkungen auf den Sauerstoff- Schalen bis zur Art und wo erforderlich, bis zur haushalt. Wie UEHLINGER [10] gezeigt hat, kann Unterart bestimmt. Von jeder taxonomischen in Gewässern mit starkem Algenbewuchs durch Einheit zählte man die einzelnen Individuen und den Abbau der Pflanzenbiomasse und der ver- ermittelte die relative Häufigkeit nach der For- stärkten Respiration in der Nacht der Sauerstoff- mel: gehalt im freien Wasser bis auf 1 mg/l absinken. Relative Häufigkeit [%] = (Ni /N) * 100% Solche Sauerstoffkonzentrationen sind für viele Wirbellose und Edelfische lebensbedrohlich. wobei Ni die Anzahl gezählte Schalen der Art i und N die Gesamtzahl der gezählten Schalen ei- 2. Beurteilung der Wasserqualität ner Probe sind. Die erhaltenen Daten konnten anhand der Kieselalgen zur Bestimmung des Kieselalgenindex DI-CH, der Differentialartengruppen nach Lange-Bertalot [4] Zur Beurteilung der Wasserqualität im Bereich des Trophieindex nach Schiefele und Kohmann der Kläranlagen wurden als Bioindikatoren Kie- [6] weiter ausgewertet werden. selalgen verwendet, die unabhängig von öko- morphologischen Faktoren die Gewässergüte Ermittlung des DI-CH anzeigen. Bestimmt wurde die Gewässergüte Der Kieselalgenindex DI-CH wurde aus einer ge- hinsichtlich der stofflichen Gesamtbelastung samtschweizerischen Auswertung chemisch- nach dem Modul Kieselalgen (DI-CH) [2], der physikalischer, hydrografischer und Kieselalgen- Saprobie nach LANGE-BERTALOT [4, 5] und der Daten von Niederhauser und Hürlimann [2] für Trophie nach SCHIEFELE und KOHMANN [6]. die Beurteilung der Gewässerqualität auf Stufe F Probenahme entwickelt. Von mindestens 10 über den Bachquerschnitt Er berechnet sich nach folgender Formel: 2 verteilten Steinen wurden je ca. 10 cm Algen- n aufwuchs abgeschabt. Das Algenmaterial wurde # Di*Gi*Hi i=1 in ein kleines Platikgefäss gegeben und mit Fol- DI-CH = ––––––––––– maldehyd (3-4%) fixiert. n # Gi*Hi Verarbeitung der Kieselalgenproben i=1 Der Indexwert kann zwischen 1 und 8 variieren. Die im Feld mit Lugol fixierten Proben wurden im Für die Bewertung wird der Skalenbereich ge- Labor zu mikroskopisch untersuchten Präparaten mäss Tabelle A3 in 5 Zustandsklassen unterteilt.
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schaft in 3 Gruppen mit sensiblen, mässig tole- ranten 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 Tab. A3 Bewertung des Kieselalgenindexes (DI- von Lange-Bertalot revidiert und um eine hoch- CH) anhand von 5 Zustandsklassen des Modul- sensible Differenzialartengruppe erweitert. Die stufen-Konzeptes. revidierte Zuordnung der Gewässergüteklassen zu den Häufigkeitsverteilungen der 4 Differenti- Ermittlung der Saprobie alartengruppen wird in Tabelle A4 gezeigt. Sie Nach Lange-Bertalot [4] treten bei guter Was- wurde für diese Untersuchung übernommen. serqualität grundsätzlich alle Kieselalgenarten auf. Hingegen bestehen artspezifische Toleran- zen gegenüber zunehmender Belastung mit or- Ermittlung der Trophie ganischen Substanzen. Zur Indikation des Nährstoffgehaltes (Trophie) in Prozentualer Anteil der Fliessgewässern haben Schiefele und Kohmann Gewässergütestufe Differenzialartengruppen [6] anhand einer chemischen Untersuchung und I oligosprob der Zusammensetzung der Kieselalgengemein- schaft an 31 verschiedenen Fliessgewässern in Unbelastet bis sehr hs ! 90% s + t + r " 10% gering belastet Deutschland die artspezifischen Nährstoffpräfe- renzen von 105 Kieselalgenarten festgelegt. I-II oligosprob – !- mesosaprob hs ! 10% gering belastet 50% " s " 90%
II !- mesosaprob hs " 10% oder hs + s > 50% ; s ! 50% mässig belastet t + r < 50% II-III !-"- meso- saprob 10% < hs + s < 50% 50% " t + r < 90% kritisch belastet III - mesosaprob " hs + s " 10% ; t ! 50% stark verschmutzt r < 50%
III-IV "- mesosprob- polysaprob 10% < hs + s + t < 50% r ! 50% sehr stark ver- schmutzt IV polysaprob hs + s + t " 10% ; r ! 90% Tab. A5 Trophiestufen mit den zugeordneten übermässig verschmutzt Bereichen des Trophical Diatom Index (Erläute- Tab. A4 Häufigkeiten der 4 Differentialarten- rungen siehe Text). gruppen mit der Zuordnung der Gewässergüte- klassen (hs = hochsensibel, s = sensibel, t = tole- Analog zum Saprobienindex von Zelinka und rant, r = resistent; Erläuterungen siehe Text). Marvan wird ein Trophieindex nach der folgen- den Formel bestimmt. Aus diesem Grund wird die Kieselalgengesell-
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-1 TDIPS = (wi * yi * TDI i) * (wi * yi)
TDIPS ist der Trophical Diatom Index der jeweili- gen Probenahmestelle, TDIi der Trophical Diatom Index der Art i, wi der Wichtungsfaktor der Art i, yi die relative Häufigkeit der Art i der jeweiligen Probe und n die Anzahl Arten in der Probe. Schiefele und Kohmann [6] haben einen Index für die Phosphorbelastung (mit den Fraktionen 3- P +PO ) und einen kombinierten Index für tot 4 Phosphor- und Stickstoffbelastung (mit den + - Fraktionen NH und NO ) erstellt. Die 4 3 Trophiestufen der Probenahmestellen wurden in dieser Untersuchung mit dem kombinierten In- dex ermittelt. Die Bandbreite des Trophical Dia- tom Index wurde nach Tabelle A5 in 7 Trophiestufen unterteilt.
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