Ökosystem See - Eutrophierung

Eutrophierung eines Sees

Unter der Eutrophierung versteht man ein ungebremstes Wasserpflanzenwachstum (vorallem Algen, später auch tierisches Plankton) aufgrund eines Überangebots von Nährstoffen.

Für Wachstum und Vermehrung benötigt Phytoplankton eine Reihe anorganischer Stoffe: Wasser und Kohlenstoffdioxid, sowie die Nährstoffe Phosphat, Nitrat und Kalium. H₂O aus dem See und CO₂ aus der Luft sind nahezu unbegrenzt vorhanden. Wachstumslimitierenden Faktoren sind demnach die Nährsalze.

Gelangen nun von Außen Nährstoffe in den See, kann sich das Phytoplankton ungebremst vermehren. Infolgedessen kommt es zu einer sogenannten Algenblüte, die den See grünlich färbt (siehe Abbildung; Algenblüte in einem Kanal). Irgendwann sterben die Algen (Lebensdauer einer Alge etwa 1-5 Tage) ab und werden von den Destruenten (Bakterien) unter Sauerstoffverbrauch abgebaut. Bei dem Abbau organischer Substanzen entstehen Ammonium-Ionen (NH₄⁺).

Jetzt unterscheidet man zwischen zwei Prozessen:

1. Unter aeroben Verhältnissen, also solange noch genügend Sauerstoff vorhanden ist, oxidieren zunächst Nitritbakterien das NH₄⁺ zu N0₂-(Nitrit). Daraufhin wird das Nitrit von Nitratbakterien zu N0₃- oxidiert. Das Nitrat wirkt wieder zusätzlich als Nährstoff und verstärkt die Biomasseproduktion des Phytoplanktons. Dadurch wird dem See immer mehr Sauerstoff entzogen.
2. Unter anaeroben Verhältnissen, also wenn kein Sauerstoff mehr vorhanden ist, werden die Ammonium-Ionen zu giftigen Stoffen abgebaut. Das ist in den meißten Fällen Methan (CH₄), Schwefelwasserstoff (H₂S) und Ammoniak (NH₃). Fische die zu diesem Zeitpunkt noch nicht durch den Sauerstoffmangel gestorben sind, sterben nun an einer Ammoniakvergiftung.

Ursachen einer Eutrophierung / Algenblüte

• Ungeklärte Abwasser: Abwasser enthält extrem viele Phosphate und sorgt so für einen starken Überfluss an Nährstoffen.
• Dünger: Durch Überschwemmungen von landwirtschaftlich genutzten und gedüngten Flächen gelangen nährstoffreiche Nitrate in den See.
• Fütterung von Fischen und Wasservögeln: Fischfutter und auch andere Lebensmittel sind nährstoffreich und werden unter Sauerstoffverbrauch von Bakterien wieder abgebaut.
• Urin: Besonders an vielgenutzten Badeseen kommt es durch die Besucher zu einem hohen "Eintrag" an Urin und damit zu einer Steigerung der natürlichen Nährstoffkonzentration.
• Außerkraftsetzen der Phosphatfalle: Unter aeroben Bedinungen wird Phosphat zu Eisen-III-Phosphat in das Sediment des Sees eingelagert. Es ist damit dem natürlichen Kreislauf vorübergehend entzogen und kann von Phytoplankton nicht mehr als Nährstoff genutzt werden. Auf diese Weise können sich beträchtliche Mengen von Phosphat auf dem Grund des Sees ablagern. Fehlt es an Sauerstoff, wird das Eisen-III-Phosphat wieder zu Phosphat reduziert und gelangt so in Großen Mengen zurück in den Nährstoffkreislauf des Sees. Dementsprechend folgt eine Algenblüte.

Folgen einer Eutrophierung / Algenblüte

• Extreme Vermehrung von Algen und anderen Wasserpflanzen (z.B. Wasserpest)
• Grünfärbung des Wassers durch das Phytoplankton
• Vergiftung des Wassers mit Ammoniak, Methan und Schwefelwasserstoff
• Massensterben fast aller Organismen im See. Entweder durch Ersticken oder Vergiftung

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