EIDG. TECHNISCHE HOCHSCHULEN Eidg. Anstalt für ...

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EIDG. TECHNISCHE HOCHSCHULEN

Eidg. Anstalt für Wasserversorgung

Abwasserreinigung und Gewässerschutz


Zum Titelbild: Modell einer Oberfläche

(Foto: B. Wehrli, Vorbereitung der Probe: G. Furrer)

Alle wichtigen Prozesse in natürlichen Gewässern

spielen sich an der Grenzfläche Mineral-Wasser oder

Biota-Wasser ab. Die Oberflächen sind viel weniger

homogen, als man sich das gemeinhin vorstellt. Es

gibt verschiedene Stufen, Schraubenversetzungen und

andere Defekte, die Reaktionsabläufe massgeblich beeinflussen.

Bei diesem Bild sind die spiralig angeordneten

Oberflächenversetzungen im grossen und im

kleinen besonders gut ausgebildet. Das hier vorgestellte

Oberflächenmodell wurde das Epitome einer

im Januar 1986 durchgeführten internationalen Arbeitskonferenz

über aquatische Grenzflächenchemie.

Um welche Grenzfläche handelt es sich ?

(W. Stumm)

Einige in die Texte eingestreute "Auflockerungs-

Fotos" zeigen Strukturen an der Grenzfläche zwischen

flüssigem bzw. gefrorenem Wasser und der

Luft. Es handelt sich durchwegs um Gebilde, die

mit blossem Auge sichtbar sind.


irsbericht

EIDG. TECHNISCHE HOCHSCHULEN

Eidg. Anstalt für Wasserversorgung

Abwasserreinigung und Gewässerschutz

Überlandstrasse 133, CH-8600 Dübendorf

Tel.: 01/8235511, Telex: 56 287 EAWA CH


INHALT

1. EINLEITUNG 5

1. INTRODUCTION 9

2. LEITARTIKEL 16

Seite

2.1 Ueber das Doktorieren und die Rolle der Doktorand(inn)en

an der EAWAG 16

2.2 Zur Revision des Gewässerschutzgesetzes 19

3. FORSCHUNGSSCHWERPUNKTE DER EAWAG 22

3.1 Fliessgewässerforschung 22

3.2 Oekotoxikologie Aquatischer Systeme 28

3.3 Wasserhaushalt in Siedlungen 31

3.4 Anthropogene Stoffflüsse 35

3.5 Wasser-Boden-Luft 40

4. KURZBESCHREIBUNGEN AUS DEM BEREICH FORSCHUNG UND BERATUNG 48

4.1 Siedlungswasserbau 48

4.2 Technische Prozesse 51

4.3 Entsorgung 59

4.4 Prozesse in Seen 63

4.5 Prozesse in natürlichen Gewässern und Oekosystemen 71

4.6 Methoden 81

5. LEHRE UND AUSBILDUNG 86

5.1 Lehrveranstaltungen an der ETH Zürich 86

5.2 Lehrveranstaltungen an anderen Lehrinstituten 88

5.3 Kurse und Fachtagungen 89

5.4 Seminare und Kolloquien 91

5.5 Gastwissenschafter 93

6. PERSONAL 94

7. RECHNUNGSWESEN 95

B. ANHANG 97

8.1 Abgeschlossene Diplomarbeiten und Dissertationen (ETHZ) 97

8.2 Wissenschaftliche Fachpublikationen 97

8.3 Kommissionstätigkeit 102

8.4 Wichtigere Vorträge 104


1, EINLEITUNG

Saubere Hemden u n d saubere Gewässer

5

Jeder Schweizer, ob klein oder gross, verbraucht im Jahresmittel 25 kg Haushaltwaschmittel.

Dadurch werden jedem Kubikmeter Abwasser einige hundert Gramm Schadstoffe

zugeführt. Dieses Beispiel illustriert, dass sich im Lauf der Jahrzehnte die

Art der Gewässerbelastung signifikant geändert hat. Waren es früher vor allem Exkremente

von Mensch und Tier, so sind es heute zu einem guten Teil Chemikalien, die in

Haushalt, Kleingewerbe und Landwirtschaft gebraucht werden.

Es ist verständlich, dass besonders scharfe Anforderungen an die ökologische Verträglichkeit

solcher Substanzen, insbesondere an die Waschmittelchemikalien, gestellt

werden müssen. Man soll verlangen, dass sämtliche, in einem Waschmittel ent-

haltenen organischen Verbindungen biologisch abbaubar sind. Wir haben in dieser

Hinsicht Fortschritte zu verzeichnen, aber noch sind nicht alle organischen Wasch-

mittelbestandteile voll abbaubar; wie die Arbeiten der EAWAG zeigen, werden unsere

Gewässer und der Klärschlamm immer noch mit zum Teil schlecht abbaubaren Detergentien,

vor allem aber mit Abbauzwischenprodukten, belastet.

Wir sind dem Bundesrat und den Bundesbehörden dankbar, dass. sie die Verwendung von

Phosphaten in Haushaltwaschmitteln ab Sommer 1986 verbieten werden. Obschon die

Phosphatelimination in Kläranlagen grosse Fortschritte gemacht hat, stellt diese

Verordnung einen wichtigen Schritt dar, indem die Ursachenbekämpfung an der Quelle

Priorität hat gegenüber der Therapie in Kläranlagen.

Die Schweiz steht bezüglich Phosphatverbot keineswegs allein da. Seit einiger Zeit

haben mehrere Staaten der USA den Einsatz der Phosphate in den Haushaltwaschmitteln

verboten. In Kanada besteht eine Beschränkung auf 2.2% Phosphor. In Japan haben die

Produzenten von Detergentien aus eigener Initiative umgestellt. Innert einer Zeitspanne

von weniger als zwei Jahren sind mehr als 90% der in Japan verkauften Haushaltdetergentien

phosphatfrei geworden.

Es scheint also technisch und wirtschaftlich möglich zu sein, phosphatfreie Waschmittel

zu produzieren, deren waschaktive Substanzen biologisch voll abbaubar sind.

Erfolge beim Gewässerschutz

Die Phosphatelimination bei Waschmitteln wird mithelfen, den Erfolg der Gewässerschutzmassnahmen,

der bereits in mehreren Seen registriert wurde, aufrecht zu erhalten.

Wie Prof. H. Ambühl in 4.4 beschreibt, ist der Phosphatgehalt im Vierwaldstättersee

seit 1979 signifikant zurückgegangen; er erreicht jetzt wieder Werte, die

denen der späten sechziger Jahre entsprechen. Dem Rückgang der Phosporgehalte im See

entspricht eine Zunahme des gelösten Sauerstoffes (siehe Abb. 4.19).


50 Jahre EAWAG

6

Am 1. Januar 1936 nahm die "Beratungsstelle der ETH für Abwasserreinigung und Trinkwasserversorgung"

ihren Betrieb auf. Aus ihr wurde 1946 die Eidgenössische Anstalt

für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz (EAWAG). Ein kleiner

Festakt wird im August 1986 auf dieses fünfzigjährige Jubiläum aufmerksam machen.

Die Mitarbeiter der EAWAG werden zusammen mit geladenen Gästen eine Standortbestimmung

im Gewässerschutz vornehmen und dabei einerseits an die bisherige Entwicklung

erinnern, anderseits aber auch den Blick auf die Bewältigung der zukünftigen Probleme

richten.

Viele der EAWAG-Mitarbeiter, die "Anstaltsinsassen", haben einen Wunsch zum 50.

Geburtstag der EAWAG: Sie möchten den Namen ändern. Zwar ist das Akronym EAWAG vor

allem im Ausland bekannt und berühmt; andererseits ist dieser Name ein Anachronismus.

Das Wort Anstalt erinnert an Besserungs-, Erziehungs- und Heilanstalten und

erweckt den Eindruck, dass es sich hier um eine amtliche, regulierende Institution

handelt. Selbst die Aemter haben das schwere, im Ausland häufig falsch verstandene

Adjektiv "Eidgenössisch" durch "Schweizerisch" ersetzt. Wasserversorgung und Abwas-

serreinigung sind implizit im Begriff Gewässerschutz enthalten. Die Abfallbewirtschaftung

und die Stoffhaushalte dagegen werden vom heutigen Namen nicht berücksich-

tigt. Mein Vorschlag: "Schweizerisches Institut für Gewässerschutz und Umweltwissenschaften",

SIGU. Dieser kühne Vorschlag möge als Aufforderung an meine Mitarbeiter

und an die Leser gelten, geeignete Namen vorzuschlagen, die die fruchtbare Tätigkeit

der EAWAG in den nächsten 50 Jahren umschreiben.

Personelles und Verdankungen

Ende Juli 1985 hat Herr Prof. Kurt Grob die EAWAG altershalber verlassen. 1949-1981

als Hauptlehrer für Chemie an der Kantonsschule Zürich tätig, engagierte sich Kurt

Grob in der Freizeit für die Aufklärung der Zusammensetzung des Zigarettenrauches.

Prof. Dr. Kurt Grob Frau Gertrud Grob


7

Seit 1959 befasste er sich intensiv mit der Gaschromatographie, vor allem auch mit

der Weiterentwicklung hochauflösender Glaskapillarsäulen. In den Siebzigerjahren

dehnte Kurt Grob sein Arbeitsgebiet auch auf umweltanalytische Problemstellungen

aus. 1974 stiess er zur EAWAG und installierte hier sein Forschungslaboratorium. In

Vorlesungen und zahlreichen Kursen im In- und Ausland gab er zusammen mit seiner

Frau Gertud Grob sein Fachwissen und sein manuelles Können an die Praktiker weiter.

Dazu kamen insgesamt über 150 Veröffentlichungen in Fachzeitschriften.

Ich möchte die grosse Leistung von Frau und Herrn Grob in aller Form anerkennen und

verdanken und mit meinen besten Wünschen für den Ruhestand verbinden.

1985 sind auch zwei langjährige Mitarbeiter der Abteilung für Ingenieurwissenschaf-

ten in den Ruhestand getreten: Herr Leo Dauber, Ende Februar, und Herr Walter Munz..

Ende Oktober. Leo Dauber kam als studierter Bauingenieur an die EAWAG. Er ist vor

allem durch seine experimentellen Untersuchungen von Schmutzstofffrachten als Folge

von Regenereignissen bekannt geworden. Walter Munz, ebenfalls Bauingenieur, trat

1961 in die "Technische Abteilung" der EAWAG ein, wo er sich mit der Dimensionierung

von Kanalsystemen in Abhängigkeit der Niederschläge befasste. In den Jahren 1970-74

leitete er interimsweise die Abteilung.

Ich danke auch den Herren Dauber und Munz für ihre zuverlässige Arbeit und wünsche

ihnen einen schönen Ruhestand.

Prof. Karl Wuhrmann

Am 16. September starb Herr Prof. Karl Wuhrmann

im Alter von 73 Jahren. Karl Wuhrmann gehörte

zu den Pionieren der EAWAG. Er trat am 1. Januar

1946 in die EAWAG ein, als eben die "Beratungsstelle

der ETH für Abwasserreinigung und

Trinkwasserversorgung" den Namen EAWAG erhielt.

Er leitete von Anfang an die Abteilung Biologie.

1958 habilitierte er sich als Privatdozent

an der ETH. Sein Lehr- und Forschungsgebiet war

die Mikrobiologie der Abwasserreinigung. Bis zu

seiner Pensionierung im Jahre 1980 war Karl

Wuhrmann ein unermüdlicher Forscher und Lehrer

auf dem Gebiete des Gewässer- und Umweltschut-

zes. Sein Urteil und seine Argumentationen

waren von den verschiedensten Gremien gesucht.

Er konnte den Inhalt vieler Gesetze und Verord-

nungen massgeblich beeinflussen. Als Forscher

gelang es ihm, die angewandte Mikrobiologie der

Abwasserreinigung zu einer anerkannten Wissen-

schaft zu erheben. Die EAWAG hat Karl Wuhrmann

viel zu verdanken.


Am 10. November verstarb im Alter von 65 Jahren Herr

Dr. Alfons Zehnder. Seit Jahren hatte Alfons Zehnder,

neben seinem Beruf als Seminarlehrer an der Kantonsschule

Wettingen, die algologische Sammlung der Abtei-

lung Hydrobiologie/Limnologie betreut. Seiner Liebe zu

den Algen verdankt die EAWAG die weit und breit einzigartige

Einrichtung einer Algothek.

Wir werden beide Verstorbenen in ehrender Erinnerung

behalten.

8

Dr. Alfons Zehnder

Am 27. Februar hat der Bundesrat Herrn Dr. Jürg Hoigné, Privatdozent für aquatische

Chemie an der ETH Zürich und stellvertretender Leiter der Abteilung Chemie der

EAWAG, in Würdigung seiner Verdienste den Professorentitel verliehen.

Seit 1. Oktober ist Frau Dr. Joan Davis halbzeitlich als Gastprofessorin am Institut

für Technischen Umweltschutz an der TU Berlin tätig. Sie hält während des Winterhalbjahres

eine Vorlesung über "Ganzheitlichen Umweltschutz".

Herr Dr. Johannes Staehelin wurde am 23. April anlässlich des Kongresses "Wasser

Berlin '85" von der Internationalen Ozon-Vereinigung der Prix Jacques Hallopeau

zugesprochen. Der ehemalige Doktorand von Prof. Hoigné erhielt diesen nur alle zwei

Jahre vergebenen Preis für seine Doktorarbeit.

"The World Cultural Council" hat den diesjährigen Albert-Einstein-Preis für Wissenschaften

Herrn Prof. Werner Stumm für seine Verdienste auf dem Gebiete der interdis-

ziplinären Umweltforschung zugesprochen. Der Preis wurde am 21. November in Stockholm

übergeben.

Herr Dr. Hansruedi Siegrist erhielt den Otto-Jaag-Gewässerschutzpreis 1985 zugesprochen,

in Würdigung seiner hervorragenden Dissertation "Stofftransportprozesse in

festsitzender Biomasse".

Im Juli 1985 ging der fünfte Kurs des Nachdiplomstudiums für Siedlungswasserbau und

Gewässerschutz der ETHZ (NDS), der von Dozenten der EAWAG und der ETHZ gemeinsam

gegeben wurde, zu Ende. Die erfolgreichen Absolventen heissen: Steven Banwart, Heinz

Böni, Thomas Burg, Georg Cassimatis, Dorrit Marti, Margareth Meyer, Heinz Mutzner,

Asterios Podas, Jean -Claude Pulver, Dieter Raab, Sieglinde Schiele, Lorenz Tschudi.

Wir danken dem Schweizerischen Schulrat und insbesondere seinem Präsidenten, Prof.

Maurice Cosandey, für die ständige, tatkräftige und wohlwollende Unterstützung all

unserer Belange.

Die Beratende Kommission der EAWAG trat am 28. Februar und am 12. Juni je zu einer

Sitzung zusammen. Einzelne Kommissionsmitglieder führten ausserdem Patenbesuche in

verschiedenen Abteilungen durch. Wir danken allen Mitgliedern der Beratenden Kommis-

sion für ihren grossen Einsatz.


9

Ich danke dem stellvertretenden Direktor, Herrn H.R. Wasmer, und den Leitern der

Fachabteilungen und Fachbereiche für die Uebernahme der immer grösseren Arbeitslast,

und auch allen anderen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern für ihre fleissige und

erfolgreiche Tätigkeit.

Besonders danken möchte ich auch dem Personalausschuss für die gute Zusammenarbeit

und dem Vorstand und den Angestellten der Interessengemeinschaft Personalrestaurant

EAWAG für die gute und flexible Führung des Personalrestaurants.

Die Redaktion des vorliegenden Jahresberichtes besorgte Herr Dr. R. Koblet. Frau B.

Hauser führte die heikle Reinschrift aus. Die graphischen Darstellungen zeichnete

Frau H. Bolliger, die photographischen Arbeiten und insbesondere die Erstellung der

Reprofilme besorgte Herr P. Schlup. Das Einleitungskapitel wurde von Frau A.-C.

Hochstrasser, Collonge-Bellerive, ins Französische übersetzt.

Dübendorf, März 1986

1, INTRODUCTION

Chemises propres e t eaux propres

`! , (-I-, J i

Werner Stumm

Chaque citoyen suisse, qu'il soit petit ou grand, emploie en moyenne 25 kg de produit

de lessive par année. Ceci amène à ajouter quelques centaines de grammes de

substances toxiques dans chaque mètre cube d'eau. Cet exemple illustre à quel point,

au cours des décennies, le type de pollution déversé dans les eaux s'est modifié.

Auparavant, il s'agissait avant tout d'excréments humains et animaux, alors qu'au-

jourd'hui il s'agit de produits chimiques largement utilisés dans les ménages, les

petites entreprises et l'agriculture.

De ce fait, on comprend qu'il faille à tout prix prendre des mesures rigoureuses,

surtout en ce qui concerne les détergents chimiques. Il faut exiger que les liaisons

chimiques d'un produit de lessive soient biodégradables. Il nous faut toutefois

relever les progrès réalisés dans cette voie; mais tous les composants d'un détergent

ne sont pas encore entièrement biodégradables; comme le montrent les travaux de

1'EAWAG, nos eaux et les boues de décantation sont toujours et encore chargées de

détergents difficilement dégradables, et plus particulèrement de produits de dégra-

dation intermédiaires.


10

Nous sommes reconnaissants au Conseil fédéral et aux autorités fédérales d'interdire

l'utilisation des phosphates dans les lessives à partir de l'été 1986. Bien que

l'élimination des phosphates dans les stations d'épuration ait fait de grands progrès,

cette ordonnance fédérale représente un pas en avant remarquable puisque le

mal est pris à sa racine par opposition aux méthodes de "thérapie" appliquées dans

les stations d'épuration.

La Suisse ne fait en aucun cas cavalier seul en matière d'interdiction sur l'emploi

des phosphates. Depuis quelques temps, plusieurs états des Etats-Unis d'Amérique ont

interdit l'adjonction de phosphates dans les produits de lessive. Au Canada, le taux

de phosphore est limité à 2.2%. Au Japon, les producteurs de détergents se sont

convertis de leur propre chef. En moins de 2 ans, plus de 90% des produits de lessive

ne contiennent plus de phosphates.

Il semble donc que ce soit technologiquement et économiquement possible de fabriquer

des produits de lessive sans phosphates, dont les substances actives soient entièrement

biodégradables.

Succès en matière de protection des eaux

L'élimination des phosphates dans les lessives contribuera à maintenir les résultats

déjà obtenus suite aux mesures prises pour la protection des eaux, résultats que

l'on peut observer dans plusieurs lacs.

Comme le dit le Professeur H. Ambühl, la teneur en phosphates du lac des Quatre

Cantons a diminué de façon significative depuis 1979; elle atteint à nouveau des

valeurs correspondant à ce qu'elles étaient à la fin des années 60. A la diminution

de la teneur en phosphates correspond une augmentation de la teneur en oxygène (voir

fig. 4.19).

L'EAWAG a 50 ans

Le premier janvier 1936, le "Bureau de consultation de l'EPF pour l'épuration et

l'aménagement des eaux" ouvrit ses portes. En 1946, ce bureau devint l'"Institut

fédéral pour l'aménagement, l'épuration et la protection des eaux". Une petite célébration

sera organisée en août 86 pour fêter ce cinquantenaire. Les collaborateurs

de l'EAWAG et leurs hôtes feront ensemble le point sur la protection des eaux; ils

retraceront ensemble les développements réalisés jusqu'à ce jour, et jetteront un

regard sur la façon d'aborder les problèmes futurs.

Bien des collaborateurs de L'EAWAG désireraient, pour ce 50ème anniversaire de

L'EAWAG, en modifier le nom. Il est vrai que l'acronyme EAWAG est connue et renommé,

en particulier à l'étranger; pourtant ce nom relève d'un anachronisme. Le terme "Anstalt"

en allemand fait penser aux instituts de redressement, d'éducation ou encore

aux maisons de santé ... et donne l'impression qu'il s'agit d'une institution de

contrôle officielle. Les services publiques eux-mêmes ont remplacé l'adjectif "fédéral",

souvent mal interprété à l'étranger, par "suisse". Le terme de protection des

eaux comprend implicitement les notions d'aménagement et d'épuration des eaux. En


11

revanche, la gestion des déchets et les cycles de matières (interdépendance eau, air

et sol) ne sont pas mentionnés dans le nom actuel. Ma proposition est donc la suivante:

"Institut Suisse pour la protection des eaux et les sciences de l'environnement"

(SIGU en allemand). Que cette suggestion audacieuse invite mes collaborateurs

et les lecteurs de ce rapport à proposer des noms appropriés qui englobent les activités

fructueuses de l'EAWAG durant les 50 prochaines années.

Communications personnelles et remerciements

A la fin du mois de juillet 85, le Professeur Kurt Grob a quitté 1'EAWAG en raison

de son âge. Actif de 1949-1981 comme maitre principal de chimie à l'école cantonale

de Zurich, Kurt Grob s'engagea pendant son temps libre dans la description de la

composition des fumées de cigarettes. Dès 1959, il s'occupa activement de chromatographie

en phase gazeuse, mais aussi, et avant tout, du développement de colonnes

à haute résolution dans des capillaires en verre. Dans les années 70, il étendit son

activité aux problèmes de l'environnement. En 1974, il se tourna vers 1'EAWAG et y

installa son laboratoire de recherche. Lors des nombreux cours et conférences qu'il

donna avec son épouse Gertrud Grob à l'étranger et en Suisse, il sut transmettre ses

connaissances pratiques et théoriques aux "praticiens" de l'environnement. De plus,

il publia plus de 150 articles dans des revues scientifiques.

Je félicite et je remercie encore chaleureusement Monsieur et Madame Grob de leur

remarquable travail et je formule mes voeux les meilleurs pour leur retraite.

Deux autres collaborateurs de longue date, travaillant dans le département du génie

civil, ont pris leur retraite en 1985. Il s'agit de Monsieur Leo Dauber, à fin

février, et de Monsieur Walter Munz, à fin octobre.

Leo Dauber entra à l'EAWAG en tant qu'ingénieur civil diplômé. Il doit sa notoriété

plus spécialement à ses recherches expérimentales sur les charges polluantes consécutives

aux fortes pluies.

Walter Munz, également ingénieur civil, entra en 1961 au "département technique" de

1'EAWAG, oû il s'occupa du dimensionnement des systèmes de canaux en fonction des

précipitations. Pendant les années 1970-73, il assuma le poste de chef de départe-

ment intérimaire.

Je remercie Monsieur Dauber et Monsieur Munz de leurs excellents travaux et leur

souhaite une agréable retraite.

Le Professeur Karl Wuhrmann est décédé le 16 septembre à l'âge de 73 ans. Karl Wuhrmann

était l'un des pionniers de l'EAWAG. Il entra à l'EAWAG le 1er janvier 1946,

alors même que le "Bureau de consultation de l'EPF pour l'épuration et l'aménagement

des eaux" était rebaptisé EAWAG. Dès le début, il dirigea le département de biologie.

En 1958, il fut nommé privat-docent à l'EPF. Son enseignement et ses recherches

portaient sur la microbiologie en matière d'épuration des eaux. Jusqu'à sa retraite

en 1980, Karl Wuhrmann fut un chercheur et un enseignant infatigable dans le domaine

de la protection des eaux et de la nature. L'on écoutait ses opinions et ses arguments

dans les assemblées les plus diverses. Il fut en mesure d'influencer de


12

manière déterminante le contenu de bien des articles de loi et d'ordonnances. En

tant que chercheur, il réussit ä faire élever la microbiologie pour l'épuration des

eaux au rang des sciences reconnues. L'EAWAG doit beaucoup à Karl Wuhrmann.

Le Docteur Alfons Zehnder est décédé le 10 novembre à l'âge de 65 ans. Depuis plusieurs

années, en plus de son poste d'enseignant à l'école normale cantonale de

Wettingen, Alfons Zehnder s'occupait de la collection d'algues du département

d'hydrobiologie/limnologie. L'EAWAG doit à son amour des algues la collection unique

que représente son algothèque.

Nous garderons les deux disparus dans notre mémoire.

Le 27 février, le Conseil fédéral a octroyé le titre de professeur au Docteur Jürg

Hoigné, privat-docent en chimie aquatique à l'EPF de Zurich et chef adjoint du é

partement de chimie à L'EAWAG.

Depuis le 1er octobre, le Docteur Joan Davis est professeur invitée à l'"Institut

für Technischen Umweltschutz" à l'Université technique (TU) de Berlin, ceci à mitemps.

Pendant le semestre d'hiver, elle donne un cours intitulé "Protection globale

de l'environnement".

L'Association Internationale de l'Ozone attribua le 23 avril dernier, à l'occasion

du Congrès "Wasser Berlin '85", le prix Jacques Hallopeau au Docteur Johannes

Staehelin. L'ancien doctorant du Prof. Hoigné obtint ce prix, qui n'est attribué que

tous les deux ans, pour son travail de doctorat.

"The World Cultural Council" a attribué le prix Albert Einstein pour les sciences au

Professeur Werner Stumm pour ses travaux dans le domaine de la recherche interdisciplinaire

en science de l'environnement. Le prix lui fut remis à Stockholm, le 21

novembre.

Le Docteur Hansruedi Siegrist obtint le prix Otto Jaag 1985 pour la protection des

eaux pour son excellente thèse de doctorat intitulée "Transport de matière dans une

biomasse fixe".

Le cinquième cours post-grade en matière de génie hydraulique dans les agglomérations

et de protection des eaux, donné par des professeurs et des chargés de cours

de l'EAWAG et de l'EPFZ, s'est terminé en juillet 85. Les étudiants diplomés sont:

Steven Banwart, Heinz Böni, Thomas Burg, Georg Cassimatis, Dorrit Marti, Margareth

Meyer, Heinz Mutzner, Asterios Podas, Jean -Claude Pulver, Dieter Raab, Sieglinde

Schiele, Lorenz Tschudi.

Nous remercions le Conseil des écoles polytechniques fédérales, et tout particulièrement

son président, le Professeur Maurice Cosandey, du soutient permanent, efficace

et bienveillant qu'il apporte à toutes nos activités.

La Commission consultative de l'EAWAG s'est réunie les 28 février et 12 juin. Quelques-uns

de ses membres rendirent des visites de parrainage dans différents départements.

Nous remercions tous les membres de la Commission consultative du précieux

travail qu'ils accomplissent.


13

Je remercie le directeur-adjoint, Monsieur H.R. Wasmer, les chefs de département et

les chefs de section d'avoir accepté de prendre en charge une quantité croissante de

travail. Je remercie également toutes les collaboratrices et tous les collaborateurs

pour leur assiduité et les résultats obtenus.

J'aimerais remercier tout particulièrement la commission du personnel de sa bonne

collaboration, ainsi que le comité directif et les employés de la communauté d'intérets

du restaurant du personnel de l'EAWAG pour leur gérance souple et efficace.

La rédaction du présent rapport fut confiée à Monsieur R. Koblet. Madame B. Hauser

s'acquitta de la délicate tâche de le mettre au net. Les représentations graphiques

furent exécutées par Madame H. Bolliger et Monsieur P. Schlup réalisa les travaux

photographiques, en particulier les pellicules d'impression. L'introduction fut

traduite en français par Madame A.-C. Hochstrasser, Collonge-Bellerive.

Dübendorf, mars 1986

Werner Stumm

Abb. 1.1 "Vulkane" auf dem Eis des Lenzerheid-Sees im Februar

1971. Wahrscheinlich führten aufsteigende Gase zu

diesen Gebilden.

(Foto: R. Koblet)


14

Mitglieder Beratende Kommission - Membres de la Commission consultative de 1'EAWAG

Prof. Dr. A. Burger, Präsident, Centre d'Hydrogéologie, Université de Neuchâtel

(bis 31.12.85)

- Dipl.Ing. P. Baumann, Präsident (ab. 1.1.86),Vorsteher des Kantonalen Gewässerschutzamtes

Luzern

- Dr. B. Böhlen, Direktor, Bundesamt für Umweltschutz, Bern

- Dr. H. Bretscher, Direktor, Ciba-Geigy AG, Basel (bis 31.12.85)

- P. Brulhart, Vizedirektor, Gebrüder Sulzer AG, Winterthur

- Dr. H. Chardonnens, Direktor, Ciba-Geigy AG, Basel (ab 1.1.86)

- Prof. R. Heierli, Stadtingenieur, Zürich

- Prof. Y. Maystre, Institut du génie de l'environnement, EPF Lausanne

- Dr. A. Menth, Direktor, Brown Boveri & Cie AG, Geschäftsbereich Industrieanlagen,

Baden

- Prof. Dr. J. Nüesch, Stellvertretender Direktor, Ciba-Geigy AG, Basel

- Dr. M. Schalekamp, Direktor der Wasserversorgung, Zürich

- Prof. Dr. W. Schneider, Abteilung für Chemie der ETH Zürich

- Prof. Dr. E.U. Trüeb, Institut für Hydromechanik und Siedlungswasserwirtschaft,

ETH Zürich

- Prof. P.A. Tschumi, Zoologisches Institut der Universität Bern

- Prof. P. Vogel, Institut de zoologie et d'écologie animale, Université de

Lausanne

- Prof. Dr. J. von Ah, Direktor, Forschungsanstalt für Agrikulturchemie und

Umwelthygiene, Liebefeld-Bern

Abb. 1.2 Kopfstehende Landschaft im Wellenspiel der Glatt

in Dübendorf

(Foto: R. Koblet)


Organigramm der E A W A G Fachabteilungen Fachbereiche und Organisationseinheiten

Direktion

Stab

Direktor

I

Stumm Werner, Dr., Prof.

Vizedirektor

Wasmer H.R., dipl Ing.

Bundi U., dipl. Ing.

Perret P., Dr. phil.

Technische Biologie

I

I

Hamer G., Dr., Prof.

Ingenieurwissenschaften

Gujer W., Dr., Ing.

Hydrobiologie / Limnologie

Ambuhl H., Dr., Prof.

Stumm W., Dr., Prof.

Abfallwirtschaft und Stoffhaushalt

Baccini P., Dr., Prof.

Multidisziplinäre

Limnologische Forschung /

Erdwissenschaften (MLF)

Wissenschaftliche, technische

und administrative Dienste

Wasmer H.R., dipl. Ing.,

Vizedirektor

* Die Abteilungsleitung rotiert im zweijährigen Turnus unter Gächter R., Dr. sc. nat.,

(Biologie), Imboden D., Dr. sc. nat.,(Physik) und Schwarzenbach R., Dr. sc. nat. (Chemie).

* La direction du département change par roulement de deux ans entre Gächter R.,

Dr. sc. nat. (Biologie), Imboden D., Dr. sc. nat. (Physique) et Schwarzenbach R.,

Dr. sc. nat. (Chimie).

Fischereiwissenschaften

I

Geiger W., Dr. phil.

Chemische Analytik

Sigg L., Frau, Dr. sc. nat.

Radiologie

Geologie

Santschi P., Dr. phil.

Kelts, K. Dr. sc. nat

Informatik

Ruchti J., Dr. sc. techn.

Versuchsstation Tüffenwies •

und Werkstätte

Burkhalter H. dipl Ing.

WHO-International Reference

Centre for Wastes Disposal (IRCWD)

Schertenleib R., dipl. Ing.

Administration

Kern R., Kfm.

H Bibliothek


2, LEITARTIKEL

2.1 ÜBER DAS DOKTORIEREN UND DIE ROLLE DER DOKTORAND(INN)EN AN DER EAWAG

16

Wird man im schweizerischen Bildungssystem als Jugendliche(r) auf die "Rolltreppe

zur akademischen Ausbildung" gesetzt, kommt man meist gegen 25-jährig, manche schon

eher gegen 30-jährig, am oberen Ende einer solchen "Rolltreppe" mit dem Diplom oder

Lizenziat in einer Fachrichtung an. In den Naturwissenschaften ist es üblich, die

"Rolltreppe Dissertation" anzuschliessen. Die Zeit des Doktorierens ist für den(die)

junge(n) Wissenschafter(in) meist eine wichtige Zeit, war man doch bis anhin vor

allem damit beschäftigt, sich Wissen anzueignen, das von Generationen vor uns angehäuft

wurde. Jetzt ist man erstmals in der Lage, eine wissenschaftliche Fragestellung

während längerer Zeit mehr oder weniger selbständig zu bearbeiten.

Dissertationen haben sehr unterschiedliche Verläufe, weil die Lehrer, die Doktorand(inn)en

sowie die zu bearbeitenden Fragen sehr verschieden sind. Das fachliche

und menschliche Zusammenspiel zwischen Doktorand und "Doktorvater" muss erst eingeübt

werden, und es ergeben sich viele Ueberraschungen, weil Forschung im guten Sinne

nicht eigentlich planbar ist.

Das Doktorieren an der EAWAG stellt einen Spezialfall dar: Bei den Naturwissenschaftern

in der Schweiz hat es sich eingebürgert, dass der Doktorand seine Dissertation

üblicherweise in der . Hochschulgruppe macht, wo er bereits diplomiert hat. Da es im

Falle der Chemie nicht möglich ist, ein Diplom an der EAWAG zu machen, ist die Dissertation

als Chemiker an der EAWAG ein Sonderfall. Oft liegt diesem Weg primär eine

negative Wahl zugrunde, einige der ehemaligen EAWAG-Doktoranden wollten ursprünglich

gar keine Doktorarbeit machen. Positiv gesehen kann man einwenden, das Dissertieren

an der EAWAG setze eine besondere Motivation voraus. Im folgenden soll versucht

werden, anhand der Entwicklung einer Dissertation auch die Besonderheiten und Möglichkeiten

des Doktorierens an der EAWAG aufzuzeigen. Zugrunde liegt an der EAWAG

Gesehenes und persönlich Erlebtes, was somit auch Subjektives umfasst.

In der ersten Zeit an der EAWAG ist der(die) Doktorand(in) damit beschäftigt, sehr

viele neue Eindrücke zu verarbeiten, man beginnt nochmals ganz unten: Einerseits ist

man damit beschäftigt, eine oder gar mehrere Problemstellungen, die vom "Doktorva-

ter" zur Dissertation vorgeschlagen wurden, zu verstehen. Gleichzeitig versucht man,

sich in der komplizierten Struktur der EAWAG zurechtzufinden, das "Who is who" an

der EAWAG zu lernen, sich Namen einzuprägen und die EAWAG-üblichen Umgangsformen

einzuüben - häufiger EAWAG-Kantinenbesuch ist dazu sehr empfehlenswert, da die

EAWAG-Kantine ein sehr reiches und vielschichtiges Begegnungs- und Kommunikationsfeld

ist. Kommt man von einem klassischen Hochschulinstitut, lernt man das Berufs-

bild der Laboranten und Techniker, die einen ganz anderen beruflichen Werdegang

haben, und die an der EAWAG viel zahlreicher als an den meisten Hochschulen vertre-

ten sind, erstmals genauer kennen. Bald besucht man auch die ersten Seminarien und

hat das Gefühl, man verstehe überhaupt nichts, ganz abgesehen von den Sprachschwie-

rigkeiten, da die Seminarien an der EAWAG ja oft auf englisch bzw. amerikanisch

vorgetragen werden - erst mit der Zeit akzeptiert man, dass das Verstehen von Semi-

narien in allen amerikanischen Dialekten langjährige EAWAG-Seminarpraxis erfordert.

Sehr beeindruckt ist man natürlich auch von den gelehrten Kommentaren und Fragen des

akademischen Publikums am Ende der Seminarveranstaltungen.


17

Während des Dissertierens an der EAWAG stösst man wahrscheinlich auch einmal auf die

komplementären Begriffe "Wissenschaftlichkeit" und "Praxisrelevanz". Viele EAWAG-

Doktoranden müssen sich früher oder später mit dem Vorwurf auseinandersetzen, dass

das, was die Doktoranden betreiben, ein "esoterisches Glasperlenspiel" sei, das

niemandem etwas nütze - Vorhaltungen übrigens, denen man später, gerichtet an die

Adresse der Gesamt-EAWAG, hin und wieder begegnen wird. Zudem kann man auch hören,

man habe es schön, sei privilegiert und müsse nichts leisten, das sehe man schon

daran, dass gewisse EAWAG-Doktoranden erst zur morgendlichen Kaffeepause erscheinen

würden - tatsächlich ein in die Augen springender. Gegensatz zu anderen EAWAG-Mitarbeitern,

nach deren morgendlichem Erscheinen und abendlichem EAWAG-Abgang man die

Uhren richten könnte. Das Verweisen auf ihre zum Teil privilegierte Sonderstellung

hilft den Doktoranden aber auch nicht weiter: Viele haben sich entschlossen, an der

EAWAG zu doktorieren, weil sie etwas "Nützliches" forschen wollten, man versucht,

sich in eine wissenschaftliche Fragestellung einzuarbeiten und ist beeindruckt von

den Büchern, die ehemalige EAWAG-Doktoranden abgeliefert haben und die man in der

Bibliothek beziehen kann; man ist unsicher, wie das ganze Abenteuer enden werde.

Unterstützung findet man oft vor allem bei den anderen Doktoranden.

Diese erste Zeit an der EAWAG ist aber auch sehr anregend: Etwa das breite Angebot

an Lehrveranstaltungen - anders als füher, wo dieses Wissen nur in Einzelvorlesungen

an der ETHZ erarbeitet werden konnte, ist es heute im Rahmen des Nachdiplomstudiums

als Multipack konsumierbar. Man kann sich über das Funktionieren von Seen,

Fliessgewässern, Grundwassern, Klär- und Trinkwasseraufbereitungsanlagen informie-

ren, sich in die Kinetik des Wachstums von Mikroben und in steady-state-Modelle von

Kläranlagen einarbeiten; oder man vertieft sich ins Studium der Lebewesen der Gewäs-

ser, man beschäftigt sich mit der fast nicht mehr enden wollenden Vielfalt der Erscheinungsformen

von Algen; man befasst sich mit Trinkwasseraufbereitung, mit Chlor

und Ozon; oder man hört von der Speziierung der Metalle in Seen und der weltweiten

Bedeutung der Kohlensäure und des CO 2 . Schliesslich schwingt man sich auf und be-

trachtet alles aus einer globalen Perspektive, Chemie nicht mehr im Reagenzglas oder

im Synthesekolben, wie man es an der Hochschule gelernt hat, sondern in globalen

Zyklen, saurer Regen als Folge der Störung hydrogeochemischer Kreisläufe. Daneben

versucht man, sich in die Literatur einzuarbeiten, sich das Wissen aus Büchern anzu-

eignen und hofft, wenn man das alles verstanden hätte - etwa die "Aquatic Chemistry"

- könne es mit der Dissertation auch nicht mehr fehl gehen.

Bald versucht man auch, erste Experimente zu planen und durchzuführen; dabei ist

man, wie während der ganzen Dissertation, für methodische Ratschläge von erfahrenen

und hilfsbereiten Laboranten sehr dankbar. So vergeht die Zeit der ersten Monate,

des ersten halben, ganzen Jahres sehr rasch, man hat das Gefühl, man stehe noch ganz

am Anfang und komme viel zu langsam vorwärts.

Früher oder später kommen meist auch die Rückschläge, man erreicht das Ziel nicht,

die Ergebnisse monatlicher oder gar jährlicher Bemühungen landen als Makulatur im

Abfalleimer, man muss nochmals von vorne beginnen - bittere Erfahrungen, die es zu

verarbeiten gilt, die auch zum Beruf des Forschers gehören. Aber auch gewisse Resultate

werden sichtbar, zum Teil solche, die man nicht erwartet hat, man ist unsi-

cher, ob das Gemessene auch richtig sei. Man entwickelt seine eigenen Ideen und

versucht, diese dem "Doktorvater", vorerst vorsichtig, zu präsentieren. In dieser

Phase werden Diskussionen wieder sehr wichtig, der Doktorand wird langsam zum vollwertigen

Diskussionspartner des Leiters der Doktorarbeit, lernt, seine Gedanken

vorzutragen, auf Einwände einzugehen und zu überzeugen.


18

So vergeht die Zeit einer Dissertation an der EAWAG meist sehr rasch, bald schon

kommt die Mahnung, man müsse ans Abschliessen denken, man hat immer weniger Zeit und

fragt sich bisweilen, ob man sich die Zeit noch nehmen kann, um dieses oder jenes

Seminar zu besuchen. Man beginnt, das Erarbeitete zu ordnen, setzt sich mit dem

"Doktorvater" zusammen und überlegt, welche Experimente unbedingt noch durchzuführen

seien.

Schliesslich muss das Erreichte noch "verpackt" werden, man beginnt, die Doktorarbeit

zu schreiben, stellt Konzepte auf, verwirft sie wieder, macht neue, bemüht sich

um (meist) deutsche Grammatik. Dann zeigt man den Text dem "Doktorvater"; nochmals

wird "umkristallisiert", bis schliesslich die methodischen Probleme, mit welchen man

monate- oder gar jahrelang gekämpft hat, in einem lapidaren Nebensatz im experimentellen

Teil abgehandelt werden. Schliesslich ist man ein bisschen erstaunt, was man

alles anhand der wenigen gemachten Messungen aussagen kann, wenn man die Sache unter

fachkundiger Anleitung richtig dreht und wendet. Zum Schluss kommt noch die Zusammenfassung

und das Formulieren des Titels der "Abhandlung zur Erlangung des Titels

eines Doktors". Am Ende der Dissertationszeit angelangt - manche mussten sich aus

finanziellen Gründen bereits einer anderen Tätigkeit zuwenden - steht ein Seminar an

der EAWAG und das Schreiben von Veröffentlichungen in Fachzeitschriften; die meisten

dürfen das Gefundene auch noch an wissenschaftlichen Kongressen vortragen.

Nach der Dissertation schliessen viele einen Auslandaufenthalt an, ebenfalls eine

wertvolle Erfahrung, und lernen dabei EAWAG-ähnliche Institute im Ausland kennen.

Man sieht, dass die Führungsstile der "Doktorväter" nicht nur an der EAWAG, sondern

in der ganzen westlichen Welt sehr unterschiedlich sind: Innerhalb der Extreme von

Leitern, die die Präsenzzeit der Doktoranden kontrollieren und Handgriffe instruieren,

bis zu Professoren, die fast erst beim Schreiben der Veröffentlichungen in

Erscheinung treten, sind überall alle Abstufungen zu finden. Daneben erkennt man

auch die speziellen Ausbildungsmöglichkeiten der EAWAG, was man alles an der EAWAG

lernen konnte. Man kann dies wahrscheinlich erst dann richtig würdigen, wenn man

sich mit einer neuen Fragestellung im Rahmen des Gewässer- und Umweltschutzes zu

beschäftigen hat. Es sind dies meines Erachtens die in ihrer Thematik sehr breit

gestreuten Seminarveranstaltungen mit zum Teil sehr guten und international anerkannten

Referenten. In diesen Seminarien kann man sich sehr viel Wissen über Umweltund

Gewässerschutzprobleme aneignen, ohne dass man sich dessen im Moment bewusst

würde. Aus dieser Auseinandersetzung und Beleuchtung aus verschiedenen Berufsper-

spektiven kann man lernen, Gewässerschutz- und Umweltprobleme zu beurteilen und zu

gewichten. Man kann sich so interdisziplinäres Denken und Wissen aus der offenen

Diskussion von Umweltproblemen an der EAWAG aneignen, vorausgesetzt, man öffnet sich

solchen Fragestellungen und nimmt sich die Zeit, an Diskussionen und Seminarien

teilzunehmen. Meines Wissens gibt es weltweit nur sehr wenige Institute, wo sich

Doktoranden neben der Bearbeitung einer wissenschaftlichen Fragestellung zusätzlich

noch so viel breit gestreutes Wissen über Umweltprobleme aneignen können.

Weil die Doktoranden nicht zu den permanenten Mitarbeitern der EAWAG gehören und

teilweise zur Ausbildung an der EAWAG sind, haben sie innerhalb der EAWAG eine Sonderstellung.

Viele Doktorand(inn)en machen an der EAWAG eine intensive Entwicklung

durch, viele Fragen werden immer wieder gestellt. Immer wieder neue Doktoranden

müssen an bestimmten Geräten instruiert und in Methoden eingearbeitet werden, was

eine Belastung für die für die betreffenden Apparaturen zuständigen EAWAG-Mitarbeiter

darstellt. Andererseits ist die Doktorandengruppe so etwas wie ein "Risikokapi-

tal" der Forschung der EAWAG: Für die Lehrer der Doktoranden ergibt sich nicht nur

die Möglichkeit, berufliches Wissen weiterzugeben, sondern es können durch Doktoran-

den gewisse Themen schwerpunktmässig behandelt werden, die nicht Hauptaufgaben der


19

jeweiligen Gruppe sind. Es ist auch möglich, innerhalb einzelner Fragestellungen

Grundlagen zu erarbeiten, was in dieser Art nicht Aufgabe der EAWAG ist. Solche

Grundlagen können sich für das Verständnis des natürlichen Systems oder der wassertechnologischen

Anwendung als fruchtbar erweisen, auch wenn die Arbeit während der

Durchführung keineswegs "praxisrelevant" erscheint. Auch sind für die EAWAG von am

Hause gemachten Doktorarbeiten neue Impulse ausgegangen. Dissertationen sind nicht

nur deshalb ein Risiko, weil es oft schwierig ist, die Entwicklung einer wissenschaftlichen

Fragestellung vorauszusehen; der Doktorand ahnt zu Beginn der Dissertation

meist kaum, was auf ihn zukommt, und für den "Doktorvater" ist es auch unmöglich,

vorauszusagen, wie sich der Doktorand entwickeln wird. Deshalb ist es auch

nicht möglich, dass alle Dissertationen dieselben Qualitätsziele erreichen können,

und somit ist jede Dissertation ein Einzelfall.

Es sei ausdrücklich noch auf einen wesentlichen Vorteil des schweizerischen akademischen

Ausbildungssystems im Vergleich zum amerikanischen hingewiesen: In den USA ist

es an vielen Universitäten üblich, dass Doktorarbeiten in Aufträgen von aussen fi-

nanziert werden; viele solcher "Grants" sind lediglich auf ein Jahr befristet und

werden manchmal schon nach dieser Zeit nicht mehr erneuert. Deshalb kann es vorkommen,

dass mitten in der Doktorarbeit das Thema gewechselt werden muss, was sich

meistens sehr nachteilig auf die Qualität der Arbeit auswirkt. Wie oft in der Forschung

stellen sich die Erfolge in Dissertationen meist erst nach längerer Zeit ein,

weshalb es unbedingt notwendig ist, dass genügend Zeit für eine Doktorarbeit vorhanden

ist. Zudem sollten die EAWAG-Doktoranden die Zeit haben, nicht nur ein Einzel-

thema zu bearbeiten, sondern auch die Möglichkeit einer breiten Ausbildung in Umweltproblemen

und Gewässerschutz wahrnehmen.

(J. Staehelin, c/o Ciba-Geigy AG; von 1978-82 Doktorand an der EAWAG)

2.2 ZUR REVISION DES GEWASSERSCHUTZGESETZES

In der letzten Zeit konnte sich die EAWAG im Rahmen von Vernehmlassungs- und Mitberichtsverfahren

verschiedentlich zu Gesetzes- und Verordnungsentwürfen äussern.

Diese Gelegenheiten bieten willkommenen Anlass, mit der Gesetzesmaterie vertraut zu

bleiben und zu ihrer Ausgestaltung nach bestem Wissen beizutragen. So setzten wir

uns 1985 intensiv mit dem Entwurf zur Revision des Gewässerschutzgesetzes auseinander.

Die daraus resultierenden wichtigsten Ueberlegungen, denen unsere fachlichen

Einsichten und unser Verständnis als Anwalt für die Gewässer zugrunde liegen, sollen

kurz dargestellt werden.

Vorab möchten wir unsere Genugtuung äussern ob der im Revisionsentwurf zum Ausdruck

kommenden Fortsetzung der Anstrengungen für einen wirksamen Gewässerschutz. Die

vorgeschlagenen Ergänzungen und Aenderungen zielen allesamt auf einen Ausbau und

eine Verbesserung des Schutzes unserer Gewässer.

Das Konzept der allgemein gültigen, strengen Anforderungen an die Reinhaltung der

Gewässer soll richtigerweise weiterhin gültig sein. Mit Ausnahme der Gewässerschutzmassnahmen

in der Landwirtschaft, stellen die Vorschläge in diesem Bereich die

seit 1971 erfolgten Entwicklungen und gewonnenen Erkenntnisse angemessen in Rechnung.

Die Vorschläge zur Vermeidung und Milderung von Eingriffen in die Wasserführung

und in die Gewässerbette ("Quantitativer Gewässerschutz") stellen einen we-

sentlichen Fortschritt gegenüber der bestehenden Situation dar. Trotzdem sind wir


20

zur Auffassung gelangt, dass im Kompromiss zwischen Schutz und Nutzung der Gewässer

die Interessen des Gewässerschutzes noch eindeutig zu kurz kommen.

Einer der aus unserer Sicht wichtigen Mängel liegt im Fehlen von wirksamen Sanierungsbestimmungen

für Gewässer, deren Wasserführung durch Wasserentnahmen gestört

oder gar unterbunden ist und im gänzlichen Verzicht auf eine Sanierungspflicht

für baulich verunstaltete Gewässer. Für die grosse Anzahl Gewässer, die wegen

massiver Verbauung oder Wasserentnahmen ihre Funktionen als naturnahe Lebensräume,

Landschaftselemente und Erholungsobjekte nicht mehr erfüllen, sind generelle, innert

zweckmässigen Fristen zu realisierende Sanierungsmassnahmen erforderlich. Dies

umso mehr, als man mit grossen Investitionen (gesamtschweizerisch etwa 30 Milliarden

Franken) dafür gesorgt hat, dass heute in vielen dieser Gewässer wieder sauberes

Wasser fliesst.

Es stellt sich auch die Frage, ob es nicht angebracht wäre, die noch weitgehend

unberührten Gewässer im Rahmen des Gewässerschutzgesetzes besonders zu schützen.

Diese Gewässer verkörpern heute ein ökologisches und landschaftliches Gut, dass

knapp geworden ist und unter keinen Umständen noch weiter geschmälert werden darf.

Das vorgeschlagene Restwasserkonzept mit generellen Mindestanforderungen des

Bundes und fallweisen weitergehenden Anforderungen durch die Kantone ist an sich

einleuchtend, ob es aber in der Praxis die für den Gewässerschutz erforderlichen

Resultate tatsächlich erbringen kann, muss doch in Frage gestellt werden. Zum einen

bieten die Mindestanforderungen nur einen marginalen Schutz; sie werden zudem für

bestimmte Kategorien von Gewässern ("Nicht-Fischgewässer"; oberhalb 1700 m.ü.M.

liegende Bäche mit einer Niederwasserführung Q 34 , von weniger als 50 1/sec) noch

erleichtert, und die Nutzung der Bäche mit sogenannt nichständiger Wasserführung

unterliegt sogar keinerlei Einschränkungen. Zum andern scheinen uns Zweifel angebracht,

ob es angesichts des grossen Interesses an der Wasserkraftnutzung in allen

Fällen gelingen werde, aus gewässerschützerischer Sicht nötige Verschärfungen der

Mindestanforderungen zu bewirken. Insgesamt muss davon ausgegangen werden, dass

viele Gewässer nur ungenügend oder gar nicht geschützt würden. Die EAWAG tritt deshalb

dafür ein, alle Gewässer analogen Anforderungen zu unterstellen, wobei

begründete, aber restriktiv zu handhabende Ausnahmen möglich sein sollen. Diese

Anforderungen wären aus ökologischer Sicht so anzusetzen, dass die wesentlichen

Strukturen und Funktionen der Lebensgemeinschaften in den Gewässern erhalten blei-

ben.

Wir vermissen sodann eine Regelung der Bodenentwässerung im Interesse des Gewässerschutzes

und der Naturerhaltung. Durch die in den vergangenen Jahrzehnten erfolg-

te systematische Ausmerzung der Feuchtgebiete gingen viele wertvolle Lebensräume für

vielfältige Organismengemeinschaften verloren. Der Verlust der Feuchtgebiete hat

auch wesentlich zum verbreiteten Anwachsen der Hochwasserabflüsse, welches einen

Ausbau vieler Fliessgewässer erforderlich machte, beigetragen. Wir erachten es deshalb

für nötig, die Problematik der Bodenentwässerungen im Rahmen des Gewässerschutzgesetzes

systematisch anzugehen. Dabei sollte vor allem angestrebt werden, die

noch verbliebenen Feuchtgebiete zu bewahren und ehemalige soweit sinnvoll und mög-

lich wieder herzustellen.

Die Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion und der zunehmende Anschluss

der Abwässer an Kläranlagen haben dazu geführt, dass die landwirtschaftlich

verursachte Belastung des Grund- und Oberflächenwassers absolut und relativ immer

wichtiger geworden ist. Eine Gewässersanierung gemäss den gesetzlichen Vorschriften

ist heute ohne wirksame Massnahmen in der Landwirtschaft in vielen Fällen nicht mehr


21

möglich. Der Gesetzesentwurf trägt diesem Umstand zu wenig Rechnung. Nachdem trotz

der allgemeinen Sorgfaltspflicht gemäss Art. 13 GSchG (Revisionsvorschlag: Art. 3)

ein andauerndes Anwachsen der landwirtschaftlichen Gewässerbelastung nicht verhindert

werden konnte, sollten nun für die Landwirtschaft spezielle Bestimmungen geschaffen

werden. Dabei müsste vom Grundsatz ausgegangen werden, dass die landwirtschaftlichen

Aktivitäten keine nachteiligen Folgen für das Grund- und Oberflächenwasser

haben dürfen.

Schliesslich fällt auf, dass der Revisionsentwurf im Vergleich zum bestehenden Gesetz

das mögliche Engagement des Bundes zur Förderung der Forschung, Ausbildung

und Aufklärung sehr eng fasst. Die Gewässer- und Umweltbelastungen unterliegen

einer rasanten Entwicklung. Für das Erkennen neuer Probleme, das Entwickeln und

Realisieren von Abhilfemassnahmen - alles aufwendige Prozesse - steht immer weniger

Zeit zur Verfügung. Fundiertes und bewegliches Handeln wird wichtiger denn je. Es

braucht grosse Forschungsanstrengungen, gute Ausbildungsmöglichkeiten auf allen

Stufen sowie gut ausgebaute Beziehungen zwischen Forschung, Ausbildung und Praxis.

Die Förderung von Forschung, Ausbildung und Aufklärung ist deshalb für den Gewässerschutz

von zentraler Bedeutung.

(U. Bundi)

Zürcher Seegfrörni

1. März 1963

Abb. 2.1

Durch Erwärmung hat

sich das Eis entlang

alter Risse aufgestellt,

während links

und rechts das Wasser

von unten durch andere

Risse durchdrückt.

Abb. 2.2

"Minigletscherspalte"

im Zürichsee -Eis.

Abscherstrukturen

deuten auf Horizontal-

bewegung entlang des

Risses hin.

(Fotos: R. Koblet)


22

3. FORSCHUNGSSCHWERPUNKTE DER EAWAG

Im Rahmen der Planung 1986-90 wurden neue Forschungsschwerpunkte in eingehenden Diskussionen

erarbeitet und konkretisiert. Diese Schwerpunkte werden im folgenden kurz

vorgestellt.

3.1 FLIESSGEWÄSSERFORSCHUNG

Dank der grossen Arbeit, die von den Behörden, von Forschung und Praxis auf dem

Gebiet der Abwasserreinigung und des Gewässerschutzes bisher geleistet worden ist,

und dank den Jahr für Jahr aufgewendeten beträchtlichen finanziellen Mitteln hat

sich der Zustand der schweizerischen Fliessgewässer in den letzten Jahrzehnten insgesamt

wesentlich verbessert. Mehr als 80% der Bevölkerung sind heute an Kläranlagen

angeschlossen. Damit ist das ursprünglich im Vordergrund stehende Problem der grossen

Belastung der Gewässer mit abbaubaren organischen Kohlenstoffverbindungen weit-

gehend entschärft. Stinkende, verschlammte oder trübe Bäche und Flüsse sind hierzulande

eine Ausnahmeerscheinung geworden.

Abb. 3.1 Die Glatt bei Hochfelden. Dieser kleine, stark belastete

Mittellandfluss spielt im neuen Arbeitsprogramm der EAWAG

eine wichtige Rolle.

Welches sind die Probleme, die uns heute beschäftigen? Da wäre einmal noch immer die

chemische Belastung der Fliessgewässer zu nennen. Trotz der Bemühungen um eine Emis-

sionsbegrenzung ist diese Belastung noch immer gross, vor allem wegen der anhalten-


2 00

23

den Zunahme der Produktion und des Verbrauchs materieller Güter in stark besiedelten

und genutzten Gebieten. Bekannte Beispiele hierfür sind die Phosphate und die Stickstoffverbindungen

mit ihren von der Wachstumsförderung bis zur akuten Toxizität

(Ammoniak, Nitrit) reichenden Wirkungen auf die aquatische Lebewelt. Ein Problem,

dessen Bedeutung immer mehr zunimmt, stellen die in grosser Menge und Vielfalt er-

zeugten synthetischen organischen Substanzen dar. Ihre Wirkungen können von chronisch

toxischen Effekten auf den Stoffwechsel von Einzelorganismen bis zur Störung

des Systems reichen, mit dem sich Organismen untereinander verständigen (Lockstoffe)

und in ihrer Umwelt orientieren. Das Hauptproblem ist jedoch, dass die Auswirkungen

vieler synthetischer Stoffe auf die Biosphäre überhaupt nicht bekannt sind und sich

deren Unbedenklichkeit auch nur schwer nachweisen lässt.

Ein anderer aktueller Problemkreis ist die Beeinträchtigung des Zustandes der

Fliessgewässer durch physikalische Belastungen wie Eingriffe auf den Temperaturhaushalt,

das Wasserregime oder die Gestalt der Gewässerbette. Als Beispiel kann hier

die durch Ueberbauungen in Siedlungsgebieten veränderte Abflusscharakteristik bei

Regenereignissen angeführt werden: Es ist wenig Bodenfläche vorhanden, in der das

Regenwasser versickert und vorübergehend zurückgehalten wird. So gelangt das Wasser

direkt in die Kanalisation, wo es sich mit dem häuslichen und industriellen Abwasser

mischt und sehr rasch zur Kläranlage fliesst. Diese muss nun kurzfristig einen viel

grösseren Anfall an Abwasser bewältigen, dessen Belastung mit Schmutzstoffen sich

zudem rasch und massiv ändern kann (Abb. 3.2). Es kann zu einer Ueberbelastung der

Kläranlage kommen, sodass das Abwasser unvollständig gereinigt in den Vorfluter

eingeleitet werden muss. Die Bette der Vorfluter müssen so gestaltet werden, dass

sie die kurzzeitig anfallenden grossen Wassermengen rasch abzuführen vermögen; mit

dem Ausbau von Vorflutern zu schnurgeraden, mit Betonplatten ausgelegten Kanälen

werden jedoch die Kleinlebensräume vieler im Wasser lebender Organismen vernichtet.

10—Abflussmenge Bleifracht

m 3Is gis

01700

1O.Juli 1981 Tageszeit

Abb. 3.2

Zeitlicher Verlauf von Abflussmenge und

Bleifracht im Ablauf der Kläranlage

Zürich-Glatt. Quelle des Bleis ist vom

Regen abgeschwemmter Strassenstaub. Die

Daten stammen aus der grossangelegten

Untersuchung des Regenereignisses vom 10.

Juli 1981 im Glattal (EAWAG-Jahresbericht

1981).

Es sind hier ein paar der Probleme aufgeführt worden, die für unsere Fliessgewässer

von Bedeutung sind. Die Aufzählung ist indessen keinesfalls umfassend und will auch

nicht gewichten. Die aktuelle Situation ist nämlich gerade dadurch charakterisiert,

dass es kein zentrales Problem mehr gibt, das praktisch überall auftritt. Vielmehr

geht es heute um eine Vielfalt von Problemen, von denen immer wieder andere im Vordergrund

stehen.


24

Die Realisierung weiterer Gewässerschutzmassnahmen und der optimale Einsatz der

begrenzten finanziellen Mittel bedingen deshalb eine sehr differenzierte Beurteilung

der Probleme und der notwendigen Verbesserungen. Voraussetzung für eine derartige

Beurteilung ist die ganzheitliche Betrachtung des Gewässers und seines Zustandes,

die zuerst einmal alle möglichen Problemursachen einbezieht. Damit ist jedoch der

einzelne spezialisierte Wissenschafter und auch der auf die Verwirklichung der Sanierungsmassnahmen

ausgerichtete Praktiker überfordert. Im neuen Forschungsprogramm

der EAWAG liegt daher der Akzent auf der interdisziplinären Zusammenarbeit und der

ganzheitlichen Untersuchung der Fliessgewässer. Neben der weiteren Erforschung der

einzelnen Prozesse sollen jetzt vor allem die Zusammenhänge zwischen der Qualität

der Gewässer als Lebensraum für Pflanze und Tier und den verschiedenen Belastungsgrössen

näher untersucht werden.

Vier derartige Untersuchungen, die im Arbeitsprogramm der EAWAG vorgesehen sind,

sollen hier kurz skizziert werden:

1. Chemische Dynamik von Verunreinigungssubstanzen

Die Beurteilung ökologischer und hygienischer Effekte von Umweltchemikalien setzt

ein Verständnis für qualitative und quantitative Zusammenhänge zwischen der Verunreinigung,

der Verbreitung und der Umsetzung der Schadstoffe im Gewässer voraus. Die

Konzentrationen (oder Aktivitäten) der chemischen Bestandteile und andere Intensitätsfaktoren

(Temperatur, Geschwindigkeitsgradienten, Lichtintensität etc.) beein-

flussen primär und kausal die Art der Lebensgemeinschaft im aquatischen Oekosystem.

Zur Bewertung des Einflusses auf die Organismen und den Gewässerzustand muss man das

Schicksal der Verunreinigungssubstanzen im Gewässer, d.h. die Restkonzentrationen

der potentiellen Schadstoffe (Einzelsubstanzen) kennen. Für einige ausgewählte orga-

nische wie auch anorganische Verunreinigungssubstanzen (insbesondere Schwermetalle)

sollen zwei Möglichkeiten verfolgt werden:

1. Die effektiv wirksamen Konzentrationen (Aktivitäten) werden an repräsentativen

Stellen des Flusses analytisch bestimmt. Dazu müssen noch zusätzliche

Methoden zur Einzelstoffbestimmung entwickelt werden. Bei den Schwermetal-

len braucht es innovative, neue analytische Techniken, um die Erscheinungsform

der Metalle (Species) zu erfassen und um zwischen gelösten und partikulären

Konzentrationen zu unterscheiden.

2. Die voraussichtlich zu erwartenden Konzentrationen werden aus Modellrechnungen

abgeschätzt. Dazu muss für jede Verbindung die Emissionsstärke und

die Geschwindigkeit der verschiedenen Prozesse, die die Substanz umwandeln

oder aus dem Wasser entfernen, berücksichtigt werden. Bei organischen Verbindungen

sind der biologische Abbau, die Hydrolyse, die photochemisch

beeinflusste Oxidation und die Inkorporation in Biota und suspendierte

Stoffe, bei den Schwermetallen die Adsorption an Schwebestoffe, Biota und

Sedimente, von besonderer Bedeutung. Substanzspezifische Parameter ermöglichen,

das Verhaltensprofil abzuschätzen. Die Feldmessungen sollen mit den

modellmässig berechneten Konzentrationen verglichen werden.


1.Feb. 1984

25

12 00

Tageszeit

Abb. 3.3 Veränderung der Konzentration von Nitrilotriacetat (NTA)

in der Glatt zwischen Rümlang und Rheinsfelden: Vergleich

des gemessenen Konzentrationsverlaufs ( ) mit der Vorhersage

(---) durch das Strömungs-Zustands-Modell der

Glatt, das für Modellrechnungen und Auswertungen im Rahmen

des Forschungsschwerpunktes an der EAWAG erarbeitet worden

ist.

2. Integrale oekologische Zustandsbeurteilung

Der oekologische Zustand eines Fliessgewässers wird beeinflusst durch die externen

Belastungen, die physiographischen Gegebenheiten und die im Gewässer ablaufenden

chemischen, biologischen und physikalischen Prozesse. Eine quantitative Beziehung

zwischen dem Gewässerzustand und allen seinen Bestimmungsgrössen herzustellen, ist

wegen der grossen Zahl der möglichen Einflussfaktoren, die sich zudem überlagern und

gegenseitig beeinflussen können, praktisch nicht möglich. Deshalb soll es hier vor

allem darum gehen, diejenigen Bestimmungsgrössen zu identifizieren, durch die der

Gewässerzustand in einer gegebenen Situation am stärksten geprägt wird. Daneben

sollen einfache, aber aussagekräftige Kriterien erarbeitet werden, mit denen sich

dieser Zustand in der Praxis charakterisieren lässt.

Von den Mechanismen, Ursachen und Auswirkungen der einzelnen Prozesse und Belastungen

sind heute zum Teil bereits recht detaillierte Kenntnisse vorhanden. Ausgehend

davon sollen jetzt die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Kriterien und Be-

stimmungsgrössen untersucht werden. Dabei steht jedoch nicht die Quantifizierung

dieser Zusammenhänge, wie sie in den anderen hier skizzierten Projekten angestrebt

wird, im Vordergrund, sondern die Abschätzung der relativen Bedeutung der einzelnen

Bestimmungsgrössen.

Mit diesem Projekt sollen Grundlagen erarbeitet werden für die praktische Durchführung

einer oekologischen Zustandsbeurteilung und für die Abgabe von Prognosen über

zu erwartende Auswirkungen von Belastungsänderungen und Sanierungsmassnahmen.

24°°


3. Erforschung des Benthals

26

Viele physikalische, chemische und biologische Vorgänge, die für ein Fliessgewässer

von Bedeutung sind, spielen sich im Benthal, das heisst im Lebensraum am Gewässergrund

ab:

Die turbulente Durchmischung des strömenden Wassers führt zu einem ständigen Austausch

von festen und gelösten, organischen und anorganischen Stoffen zwischen

fliessender Welle und Benthal. Bei schwacher Strömung findet eine Ablagerung von

Partikeln an der Gewässersohle statt. Bei einem Hochwasser werden diese Partikel

wieder aufgewirbelt und weggespült; wenn die Strömung stark genug wird, geraten auch

die gröberen Teile der Gewässersohle in Bewegung (Geschiebe).

An den Oberflächen der Partikel finden wichtige chemische Reaktionen statt. Organische

Partikel werden durch spezialisierte Kleintiere aus dem Wasser herausfiltriert

und dienen diesen als Nahrung. Organische Stoffe werden von den am Gewässergrund

sitzenden Mikroorganismen abgebaut oder umgewandelt. Es wird in diesem Zusammenhang

von "Selbstreinigung" des Fliessgewässers gesprochen, einem Vorgang, der für die

Qualität des Wassers von grosser Bedeutung ist. Die Gewässersohle hat auch auf die

Qualität des in den Untergrund infiltrierenden Wassers einen grossen Einfluss, spielen

sich doch wesentliche Reinigungsvorgänge oft auf den ersten Zentimetern der

Infiltrationsstrecke ab.

Von den einzelnen, hier herausgegriffenen Prozessen sind heute mehr oder weniger

detaillierte Kenntnisse vorhanden, über ihr Zusammenspiel ist jedoch wenig bekannt.

Deshalb soll die Wechselwirkung zwischen den verschiedenen, im Benthal ablaufenden

Prozessen näher untersucht werden. Dabei soll von der konkreten Frage nach dem Verhalten

der Partikel und deren Bedeutung für die Chemie und Biologie des Benthals

ausgegangen werden. Die wichtigsten Prozesse sollen in einem mathematischen Modell

beschrieben und mit gezielten Experimenten untersucht werden.

Das Projekt hat zwei Zielsetzungen: Erstens sollen die wichtigsten Wechselwirkungen

zwischen den einzelnen Prozessen identifiziert und quantifiziert werden. Zweitens

soll die Abschwemmung von partikulärem organischem Material aus Kläranlagen untersucht

werden, und es sollen Unterlagen erarbeitet werden, mit denen sich die Auswirkungen

der Abschwemmung auf den Gewässerzustand abschätzen lassen. Solche Unterlagen

sind im Zusammenhang mit der vielerorts zur Debatte stehenden Erweiterung der Kläranlagen

um eine Filtrationsstufe von besonderem praktischen Interesse.

4. Oekologie des Glatt-Oberlaufs

Benthal, fliessende Welle und Uferzone bilden zusammen das "Oekosystem Fliessgewässer"

mit seiner ganzen Vielfalt an Pflanzen und Tieren. Viele der einzelnen Arten

sind bis heute bereits eingehend untersucht worden. Die Beschreibung von Fliessgewässer-Oekosystemen

durch Artenlisten liefert jedoch noch kein Verständnis für ihren

Aufbau und ihr Verhalten. Einblick in diese Vorgänge kann nur eine sorgfältige Untersuchung

der jeweiligen Synökologie, das heisst, der Beziehungen der einzelnen

Arten untereinander und der Wechselwirkungen zwischen den Organismen und ihrer Umwelt,

vermitteln.


ZUFLUSS

Gelöste

organische

Stoffe (GOS)

Mikroorganismen

27

Primärproduzenten

Funktionelle

Typen (Sammler,

Filtrierer,.... )

Grosse

Räuber

Kleine

Räuber

Abb. 3.4 Schematische Darstellung des Nahrungsnetzes in einem Fliessgewässer-Oekosystem.

Für eine derartige Untersuchung, die in dieser Art in Mitteleuropa noch kaum durchgeführt

worden ist, bot sich die Glatt an, vor allem deshalb, weil über sie und ihr

Einzugsgebiet bereits sehr viele Kenntnisse und Daten vorhanden sind. Zudem haben

biologische Einzeluntersuchungen am Glatt-Oberlauf bereits Indizien für interessante

Zusammenhänge zwischen dem Auftreten einzelner Arten und den physiographischen Gege-

benheiten geliefert.

Geplant ist die Erforschung der ökologischen Beziehungen im Glatt-Oberlauf (Räuber/-

Beute-Beziehungen, Zusammenhänge zwischen Primärproduktion und Primärkonsumation,

zwischen Filtrierern und Partikeldrift etc.), die sich als Folge von Hydraulik, che-

mischen und physikalischen Vorgängen, Partikeltransport, Sedimentation, Stoff- und

Energietransport, Artensukzession der Biozönose, usw. in diesem Fliessgewässer erge-

ben. In einzelnen Untersuchungen sollen das Schicksal des Seeplanktons im Verlauf

der Fliessstrecke verfolgt, die Struktur und Funktion der Benthosbiozönose und der

chemische Zustand untersucht, die Hydraulik modelliert und der Glatt-Oberlauf fi-

schereibiologisch bearbeitet werden.


28

Das Ziel des Projektes ist, basierend auf den Ergebnissen der Einzeluntersuchungen,

das Oekosystem Glatt-Oberlauf modellmässig zu beschreiben, eine allgemeine Methodik

für die Durchführung ökologischer Untersuchungen von Fliessgewässern zu erarbeiten

und die aus dem Projekt "Integrale Zustandsbeurteilung" resultierenden Aussagen an

einem natürlichen Oekosystem zu überprüfen.

(0. Wanner)

3.2 OEKOTOXIKOLOGIE AQUATISCHER SYSTEME

1. Motivation

Die Umwelt wird in zunehmendem Masse durch den anthropogenen Eintrag von Schadstoffen

belastet. Beispiele für Schadstoffe sind insbesondere Pestizide, Abgase, Schwermetalle

und Phosphate. Das Verhalten und die Wirkungen dieser Stoffe in der Umwelt

sind jedoch noch weitgehend unbekannt. In der Praxis ergeben sich vor allem zwei

Arten von Fragestellungen:

- Ausgehend von einem bestimmten Phänomen in einem Oekosystem (z.B. Fischsterben

im Sempachersee, Waldsterben) will man wissen, welche Stoffe und Prozesse

für den beobachteten Effekt verantwortlich sind.

- Ausgehend von einem bestimmten Stoff will man wissen, welchen Effekt diese

Chemikalie in der Umwelt haben könnte. Bewilligungsbehörden sind insbesondere

seit der Einführung der Umweltverträglichkeitsprüfung häufig mit Fragen die-

ser Art konfrontiert.

Diese Problemstellungen verlangen sogenannte ökotoxikologische Studien. Oekotoxikologische

Arbeiten müssen einerseits die chemischen, physikalischen und biologischen

Prozesse berücksichtigen, denen die Chemikalien in der Umwelt unterworfen sind.

Andererseits bedingen sie aber auch genaue Kenntnisse der Oekologie und der Toxikologie,

um die schädigenden Effekte und die dabei auftretenden Rückkoppelungsmecha-

nismen im Oekosystem erfassen zu können. Oekotoxikologie kann nur interdisziplinär

betrieben werden, und die EAWAG bietet folglich gute Voraussetzungen für eine erfolgreiche

Bewältigung dieses Themas.

2. Forschungslücken und Zielsetzungen

Im Rahmen von Diskussionen und Seminarien wurde im Verlaufe der letzten Jahre an

der EAWAG versucht, das Thema "Oekotoxikologie Aquatischer Systeme" zu konkretisieren.

Dabei zeigte sich, dass dieses komplexe Gebiet sinnvollerweise in vier Problem-

kreise unterteilt wird. Zwei Problemkreise (2.1, 2.2) sind prinzipieller und zwei

weitere (2.3, 2.4) eher methodischer Art.

2.1 Effekte des Oekosystems auf Chemikalien

Schadstoffe sind in aquatischen Oekosystemen physikalischen (z.B. Transport, Phasentransferprozesse),

chemischen (z.B. Hydrolyse, Photoabbau) und biologischen Prozessen

(z.B. enzymatischer Abbau) unterworfen. Bereits wurden verschiedene Konzepte zur


29

quantitativen Erfassung physikalischer und chemischer Prozesse entwickelt (z.B. an

der EAWAG: Transportmodelle in Seen, Sorptionsmodelle). Biologische Prozesse wurden

bisher jedoch häufig nur qualitativ beschrieben, was deren Modellierung erschwerte.

Im Rahmen des Schwerpunktes "Oekotoxikologie Aquatischer Systeme" soll versucht

werden, nebst physikalischen und chemischen, vor allem auch biologische Prozesse in

Abhängigkeit von stoffspezifischen (z.B. Hydrophobie) und umweltspezifischen Parametern(

z.B. pH-Wert, Redoxpotential) zu beschreiben und zu quantifizieren.

2.2 Effekte der Chemikalie auf das Oekosystem

Die klassische Toxikologie beschäftigt sich mit der Wirkung von Schadstoffen auf der

Stufe der Zellkomponenten (z.B. Membrane, Enzyme, Gene) und der Organismen. In der

Oekotoxikologie sind aber auch die Effekte auf der Stufe der Populationen und Le-

bensgemeinschaften (z.B. Biozönose eines Sees) von grosser Bedeutung. Solche Beschreibungen

beschränkten sich jedoch bisher meistens auf die Veränderung der Mor-

phologie und die Verschiebung der Organismenverteilung. Prospektive Aussagen lassen

sich damit kaum machen. Im Rahmen des Schwerpunktes "Oekotoxikologie Aquatischer

Systeme" soll versucht werden, die Dynamik einer Biozönose nicht nur auf Grund der

Organismenverteilung, sondern auch auf Grund der Stoff- und Energieflüsse zu erfas-

sen und die Störung dieser Dynamik durch eingetragene Schadstoffe zu modellieren.

2.3 Konzipierung von Modellökosystemen

Toxikologische Laborstudien mit Einzelorganismen berücksichtigen die Verflechtungen

der Lebensgemeinschaften nicht, und sie sind deshalb ökologisch wenig relevant.

Freilandstudien wiederum können wohl die gesamte ökologische Komplexität berücksichtigen,

sie sind aber sehr aufwendig und die Parameter sind nur beschränkt manipu-

lierbar. Im Rahmen des Schwerpunktes "Oekotoxikologie Aquatischer Systeme" soll

versucht werden, Modellökosysteme zu konzipieren, die experimentelle Manipulationen

erlauben, die ökologisch relevant und dennoch wissenschaftlich erfassbar sind und

die Modellierungen erlauben. An der EAWAG wurden bereits Erfahrungen mit Modellöko-

systemen (z.B. Flussrinnen, Limnocorrals) gesammelt.

2.4 Identifikation relevanter Messgrössen

Oekotoxikologische Studien werden durch die Tatsache erschwert, dass die relevanten

Parameter, die das Schicksal eines Oekosystems primär bestimmen, vielfach unbekannt

sind. Signifikante Effekte, wie beispielsweise Algenblüten, sind oft bloss Sekundärerscheinungen

und somit als Messgrössen ungeeignet. Im weiteren werden die Studien

auch durch die Schwankungen erschwert, denen ein Oekosystem natürlicherweise unter-

liegt (z.B. Primärproduktion in Seen in Abhängigkeit der Tages- und Jahreszeit).

Diese Schwankungen können oft kaum von ökotoxikologischen Effekten unterschieden

werden. Im Rahmen des Schwerpunktes "Oekotoxikologie Aquatischer Systeme" soll ver-

sucht werden, relevante Messgrössen und deren natürliche Schwankungen zu charakteri-

sieren, um ökotoxikologische Effekte präzis erfassen zu können.

3. Forschungsplan

Die Diskussionen und Seminarien, die an der EAWAG zum Thema "Oekotoxikologie" organisiert

wurden, führten bei den Mitarbeitern zu einer Sensibilisierung und Bewusst-


30

seinsbildung. Oekotoxikologische Fragestellungen sind bereits in die Projekte

"Fliessgewässer" und "Wabolu" eingeflossen. Im Verlaufe der Zeitperiode 1986-90 soll

an der EAWAG für den Schwerpunkt "Oekotoxikologie Aquatischer Systeme" eine solide

Basis gelegt werden. Die gegenwärtigen Aktivitäten beziehen sich vor allem auf drei

Bereiche:

Zum Thema Oekotoxikologie existiert eine umfassende Literatur, die nun systematisch

studiert und diskutiert wird. Zudem wird das "ökotoxikologische know how" an der

EAWAG durch einschlägige Seminarien und Workshops gefördert.

Kontakte mit verschiedenen in- und ausländischen Laboratorien, die ökotoxikologische

Arbeiten durchführen, werden ausgebaut. Im Frühjahr 1987 wird an der EAWAG eine

internationale Konferenz zum Thema Oekotoxikologie durchgeführt.

Experimente: Im Rahmen des Schwerpunktes "Oekotoxikologie Aquatischer Systeme" sind

bereits vier experimentelle Arbeiten angelaufen:

3.1 Toxische Einwirkungen von Schadstoffen auf Fliesswasserbiozönosen

Toxische Einwirkungen auf Organismengemeinschaften erfolgen in zwei Stufen. Primär

sind die einzelnen Organismen einem direkten toxischen Effekt ausgesetzt. Sekundär

folgen Reaktionen, die sich z.B. aus den veränderten Konkurrenzbedingungen in der

Gemeinschaft ergeben. In einem Fliessgewässer stehen Pflanzen und Tiere in einer

engen Wechselwirkung, und die verschiedenen Organismenarten reagieren Schadstoffen

gegenüber sehr unterschiedlich. Giftige Substanzen, die nur Weider (Tiere), nicht

aber Pflanzen schädigen, können daher zu einer Ausbreitung der Pflanzen führen und

den generellen Aspekt des Gewässers wesentlich verändern. In einzelnen Fällen tritt

sogar ein eigentliches Massenwachstum von Algen auf, wie es auch bei Eutrophierungen

beobachtet wird. Im vorliegenden Projekt wird versucht, Lebensgemeinschaften von

Fliessgewässern gezielt zu stören. Vorderhand sind zwei Typen des toxischen Stresses

vorgesehen, der eine, der nur auf einzelne Weider wirkt (ein Insektizid), der andere,

der sowohl Pflanzen als auch Weider trifft (Kupferionen). Die Auswirkungen des

toxischen Stresses werden quantitativ und qualitativ erfasst. Gemessen werden vor

allem physiologische (Produktivität und Stoffelimination) und soziologische Parame-

ter (Zusammensetzung der Algenbiozönosen, Wachstum der Weider). Dieses Projekt wird

in den Flussrinnen der Versuchsstation Tüffenwies durchgeführt, da die Organismengemeinschaften

in diesen Rinnen relativ leicht manipuliert werden können.

3.2 Ausbreitung und Abbau von Xenobiotika in Grundwasserleitern

Die Ausbreitung von Schadstoffen in Grundwasserleitern wird durch den Transport sowie

durch den chemischen und biologischen Abbau bestimmt. Der Transport lässt sich

gut abschätzen, da er vor allem durch die Hydrophobizität der Verbindung und den

organischen Gehalt des Grundwasserleiters dominiert wird. Der biologische Abbau in

stark belasteten Grundwasserleitern kann zu einem tiefen Redoxpotential (starke

Sauerstoffzehrung) und folglich zu einer komplexen Veränderung der Organismenpopulationen

und der metabolischen Aktivitäten führen. Im vorliegenden Projekt wird versucht,

den Transport und den biologischen Abbau von Phenolen, Anilinen und aromatischen

Kohlenwasserstoffen in Grundwasserleitern zu bestimmen. Die Experimente

werden mit Hilfe von Laboratoriums-Grundwasserkolonnen durchgeführt, in denen sich

die stoff- und umweltspezifischen Parameter leicht kontrollieren lassen. Die Arbeiten

sind zum Teil eine Fortsetzung und Weiterentwicklung der bereits publizierten

Studien (siehe Kurzbericht im vorliegenden Jahresbericht) über den Abbau von Xylol

in Abwesenheit von molekularem Sauerstoff.


3.3 ATP als Schlüsselgrösse der Energiekreisläufe

31

Alle lebenden Zellen, ob Bakterien, Pflanzen oder Tiere, verwenden das genau gleiche

Prinzip zur Uebertragung von chemisch gebundener Energie, nämlich das ADP-ATP-System

(siehe Jahresbericht 1984). Im vorliegenden Projekt wird untersucht, ob sich die

Rate des intrazellulären ATP-Umsatzes als relevante Messgrösse für die Vitalität

einer Biozönose eignet. Momentan zielen die Arbeiten darauf ab, die Analyse des

ATP-Umsatzes zu verfeinern und eine universell anwendbare Methodik zu entwickeln.

Anschliessend soll überprüft werden, wie sich die biologischen Energieflüsse in

gestörten und ungestörten Planktonbiozönosen verhalten und ob sie sich als "Früh-

warnsystem" bei Schadstoffwirkungen eignen.

3.4 Diffusionsraten von Schadstoffen durch Zellmembranen

Xenobiotika wie Phenole oder Aniline werden von den Mikroorganismen meistens nicht

aktiv (mit Transportenzymen) aufgenommen, sondern sie diffundieren passiv durch die

Zellmembranen. Die Diffusionsrate ist abhängig von der Art der Zellmembran, der Art

der Verbindung (z.B. Hydrophobie, Acidität) und den Umweltfaktoren (z.B. pH-Wert,

Ionenstärke). Die Diffusion kann die Toxizität und die Abbaurate des Schadstoffs

weitgehend bestimmen. Beispielsweise sind Chlorphenole bei tiefen pH-Werten ungeladen,

und somit diffundieren sie in einer sauren Umgebung leicht durch die hydrophoben

Zellmembranen. Die toxische Wirkung von Chlorphenolen wiederum ist abhängig von

der intrazellulären Konzentration, und sie steigt folglich mit sinkendem pH-Wert. Im

vorliegenden Projekt wird versucht, die Diffusionsrate und damit womöglich die Toxizität

und Abbaurate von Phenolen in Abhängigkeit von umwelt- und stoffspezifischen

Parametern zu quantifizieren.

(J. Zeyer)

3.3 WASSERHAUSHALT IN SIEDLUNGEN

Die Entwässerung von Siedlungen beruht in der Schweiz, wie auch in vielen anderen

industrialisierten Ländern, auf dem Konzept, das Meteorwasser sowie das Abwasser aus

Haushalt, Gewerbe und Industrie nach einer allfälligen Behandlung möglichst rasch

einem nahen Oberflächengewässer zuzuführen. Mit der zunehmenden Erschliessung unserer

Siedlungen haben sich die negativen Folgen dieser raschen Entwässerung immer

deutlicher gezeigt. Die Versiegelung der Oberflächen führt zur Entlastung von unbehandeltem

Mischwasser und extremen Hochwasserspitzen, was wiederum Begradigungen von

Fliessgewässern erfordert und die Infiltration von Grundwasser vermindert. Noch

immer nimmt die erschlossene Siedlungsfläche pro Jahr um mehr als 2 % zu (Abb. 3.5),

und bereits setzt der Bedarf an Erneuerungen der Entwässerungssysteme ein, so dass

mehr als ein Drittel der Siedlungsentwässerungsanlagen, die im Jahr 2000 bestehen,

nach 1985 gebaut oder erneuert werden. Nach der Erkenntnis der negativen Folgen

einer möglichst raschen Entwässerung, ist es daher an der Zeit, die Ziele, Methoden

und Aufgaben der Siedlungsentwässerung neu zu überdenken. Aenderungen in den Konzepten

könnten sehr rasch positive Auswirkungen haben.


ha

1200-

STADT ZÜRICH (1936-1982)

32

103 h

1100ab^ebyet

1000 + ß

`^e^

900. Strasse

J^ati

800

220

200

180

160

700

^Qb^Uae^

600

140

120

500- 100

400- 80

(Statist. Amt der Stadt Zürich)

300- 60

200 - 40

100 - 20

0 I 0

1936 40 1950 1960 1970 1980

SCHWEIZ (1950-2000)

Abb. 3.5 Zunahme der Siedlungsflächen in der Schweiz.

In den industrialisierten Ländern wird die Versorgung mit Wasser und die Entsorgung

der Abwässer als zwei weitgehend getrennte Aufgaben betrachtet. Die Wasserversorgung

deckt die Bedürfnisse des zunehmenden Wasserkomfortes - die Entsorgung leitet die

anfallenden Abwässer mit grossem Aufwand über eine allfällige Behandlung den Oberflächengewässern

zu. Die Siedlungswasserwirtschaft in Entwicklungsländern (ein Thema

mit dem sich das International Reference Center, IRCWD der EAWAG befasst) geht von

anderen Randbedingungen aus, - fehlende Vorinvestitionen, häufige Wasserknappheit

und Mangel an Kapital. Hier ist es sinnvoll, aus den Fehlern der Industrieländer zu

lernen und von allem Anfang an Ver- und Entsorgung des Wassers als gegenseitig ab-

hängige Bereiche zu betrachten.

Nachdem an der EAWAG über viele Jahre eher die Details der Gestaltung von Entwässerungsanlagen

im Vordergrund standen, hat sie sich im Rahmen der Planung 86-90 dazu

entschlossen, vermehrt die Konzepte der Entwässerung zu bearbeiten.

Zielsetzungen für den Forschungsschwerpunkt Wasserhaushalt in Siedlungen

"Wasserhaushalt in Siedlungen" soll als neuer Forschungsschwerpunkt an der EAWAG

bearbeitet werden. Zwei Themen stehen im Vordergrund:

1. Für Siedlungen in der Schweiz sollen, ausgehend von den bestehenden Entwässerungssystemen

und im Hinblick auf die absehbaren Erweiterungen und Erneuerungen,

- Konzepte und Zielvorstellungen für die Entwässerung erarbeitet werden, die

neben der Wirtschaftlichkeit und der Sicherheit von Mensch und Eigentum vermehrt

die Belange der Umwelt und hier insbesondere die Oekologie der oberund

unterirdischen Gewässer ins Zentrum rücken.

- Für die Verwirklichung dieser Konzepte sollen die erforderlichen Arbeitsmethoden

und technischen Lösungen entwickelt und in der Schweiz bekannt gemacht

werden.


33

2. Für städtische und halbstädtische Siedlungsgebiete in Entwicklungsländern sollen,

mit den z.T. negativen Erfahrungen aus den Industrieländern und unter Berücksichtigung

der spezifischen Randbedingungen

- Wasserhaushaltsstrategien erarbeitet werden, die den soziokulturellen Gegebenheiten

und den Wechselwirkungen zwischen Siedlungsform, Wasserversorgung,

Entsorgung, Oberflächenentwässerung, Oekologie und Oekonomie Rechnung tra-

gen

- Neben "Ideal Systemen" der Ver- und Entsorgung von Wasser sollen auch technische

Systeme erarbeitet werden, die, bei Minimierung der Zielkonflikte, in

Entwicklungsländern praktische Anwendung finden können.

Diese Zielsetzungen sind multidisziplinär und bedingen die enge Zusammenarbeit von

Ingenieuren, Oekologen, Chemikern und Hydrogeologen sowie in bezug auf Entwicklungsländer

auch Oekonomen und allenfalls Soziologen.

Beispiele von geplanten Projekten

Um die gesteckten Ziele zu erreichen, sind unter anderem die folgenden Projekte

geplant:

1. Einführung von siedlungshydrologischen Modellen in der Schweiz

Weltweit sind in den letzten Jahren eine Reihe von Modellen entwickelt worden, die

erlauben, den Wasser- und Stofftransport in ganzen Entwässerungssystemen zu simulieren.

Solche Modelle und die dazugehörenden Rechenprogramme sind eine Voraussetzung

für das Aufzeigen der . Konsequenzen von neuen technischen Möglichkeiten und geänderten

Zielsetzungen der Entwässerung. Sie erleichtern die planerische Gestaltung von

Entwässerungssystemen und unterstützen die Dimensionierung von neuen Elementen sowie

den Betrieb der Anlagen.

Ziel dieses Projektes ist es, das Fachpublikum eingehend über die Möglichkeiten zu

informieren, und mitzuhelfen, ein gesamtschweizerisch möglichst einheitliches Kon-

zept solcher Modelle zu erarbeiten.

Da bei der Anwendung solcher Modelle die Beschaffung der Hard- und Software relativ

billig, die Erhebung der erforderlichen Daten aber ausserordentlich teuer ist, soll

versucht werden, durch Schaffung von einheitlichen Datenbanksystemen z.B. für Infor-

mationen über Niederschläge, Abflussdaten, Charakterisierung von Einzugsgebieten,

etc. ein teures und unproduktives individuelles Vorgehen zu vermeiden. Das bedingt

die Erarbeitung eines "Schweizerischen Modell-Paketes" für das vorerst eine Trägerschaft

geschaffen werden muss (Abb. 3.6).

2. Integriertes Entwässerungskonzept einer Siedlung

Neue, ökologisch orientierte Zielsetzungen für die Siedlungentwässerung können am

besten anhand eines Fallbeispieles erarbeitet und erläutert werden. In enger Zusammenarbeit

zwischen Ingenieuren, Hydrogeologen, Oekologen und Chemikern soll daher

für eine Gemeinde ein generelles Entwässerungskonzept erarbeitet werden, das neben

der Optimierung der Transportsysteme die ökologischen Auswirkungen der Siedlungsent-

wässerung auf Vorflut und Grundwasser ins Zentrum stellt.


34

p

Anforderungen an die Daten

0

ä m

c

g

DATEN

V

MODELLE RESULTATE

Kompatibilität Erfolgskontrolle

Rohdaten Datenbank Modell- Paket Massnahmen Gewässerschutz-

Ziele

-Regen

-Gewässer

-Einzugsgebiet

-Anlagen

-Kosten

- Struktur

-Organisation

-Zugang

-Unterhalt

-Kosten

-Simulationen für technische

+Gewässerschutz-

Konzepte

-Dimensionierungs -

aufgaben/ Sanierungen

-Steuerung / Optimierung/

Unterhalt und Betrieb

- Pläne/ Konzepte

- Projekte

-Betriebshinweise

Betriebspläne

Unterhaltspläne

-Fliessgewässer

-Grundwasser

-Seen

meist

vorhanden

existiert

nicht

teilweise

vorhanden

Spektrum

klein

nur teilweise

formuliert

Abb. 3.6 Schema der möglichen Anwendung siedlungshydrologischer Modelle

in der Schweiz.

In Zusammenarbeit mit einer Gemeinde und einem privaten Ingenieurbüro sollen generelle

Projekte für die Belange der Planung, der Projektierung und des Betriebes der

Entwässerungsanlagen erarbeitet werden.

3. Versickerung von gereinigtem Abwasser und Meteorwasser

Mit der geplanten Revision des Schweizerischen Gewässerschutzgesetzes zeichnet sich

ab, dass in Zukunft die Versickerung der Ableitung von Abwasser gleichgestellt

wird.

In Zusammenarbeit mit verschiedenen Instituten der ETHZ soll daher versucht werden,

Unterlagen zur umweltgerechten Gestaltung von Versickerungsanlagen zu erarbeiten.

4. Siedlungswasserwirtschaft in Entwicklungsländern

Nach einem Ueberblick über die heutige Situation und die Probleme der Siedlungswasserwirtschaft

in Entwicklungsländern sollen realisierte oder geplante Alternativ-

Systeme im Detail diskutiert werden. In Zusammenarbeit mit lokalen Institutionen in

Entwicklungsländern soll dann versucht werden, angepasste Strategien in die Anwendung

zu übertragen. Die Erfahrungen und Verbindungen des IRC bieten für dieses Vor-

gehen eine gute Voraussetzung.

Schlussbemerkung

Wenn hier von neuen Zielen, Konzepten und Strategien der Siedlungswasserwirtschaft

die Rede ist, so heisst das nicht, dass die EAWAG vergisst, dass hier ein Gebiet der


i

L

I Luft

LSystemgrenze "Volkswirtschaft"

Boden B

Wasser

35

öffentlichen Ver- und Entsorgung zur Diskussion steht, in dem grosse Erfahrungen und

lange Traditionen bestehen. Im Gegenteil, diese Erfahrungen sollen genutzt werden

und dazu führen, dass in Zukunft haushälterisch mit lebenswichtigen Resourcen umgegangen

wird. Dies trägt der zunehmend ökologisch orientierten Denkweise der Bevölke-

rung Rechnung.

(W. Gujer)

3.4 ANTHROPOGENE STOFFFLÜSSE

1. Wie erkennt und verhindert man rechtzeitig schädliche Belastungen der Umwelt?

Das 1985 in Kraft gesetzte Umweltschutzgesetz verlangt im Zweckartikel (Absatz 2),

dass "im Sinne der Vorsorge Einwirkungen, die schädlich oder lästig werden könnten,

frühzeitig zu begrenzen" sind. Es gehört zur Aufgabe der human- und ökotoxikologischen

Forschung, schädliche oder lästige Einwirkungen beim Menschen und in Oekosystemen

zu erfassen (die naturwissenschaftliche Beschreibung des Phänomens) und die

mögliche Wirkung eines Stoffes in der Umwelt vorauszusagen. Dieser wesentliche Forschungsbeitrag

genügt aber noch nicht, um dem "Vorsorgeprinzip" mit den notwendigen

Grundlagen zum Durchbruch zu verhelfen. In dicht besiedelten und kochindustrialisierten

Ländern ist die Bewirtschaftung der Anthroposphäre auch massgebend für den

Stoffhaushalt der Oekosysteme geworden. Die Umwelt (Luft, Wasser, Boden) ist hier

integrierter Teil der. Volkswirtschaft, welche man vereinfacht mit fünf Prozessbereichen

darstellen kann (Abb. 3.7). Durch diese Bereiche fliessen Stoffe, werden darin

erzeugt, transformiert und gelagert. Gewässer- und Umweltschutzgesetz definieren

"Qualitätsziele" und operieren sowohl mit Emissions- wie Immissionsgrenzwerten,

damit die Restflüsse (indiziert mit breiten Pfeilen) umweltverträglich bleiben. Bei

genügend grossen externen und internen stofflichen Ressourcen dieser Volkswirtschaft

Abb. 3.7

Schematische Darstellung

wichtiger Wechselbeziehungen

im Stoffhaushalt einer

Volkswirtschaft, indiziert

mit Pfeilen. Umweltschutzund

Gewässerschutz sollen

Qualität und Quantität der

breiten Pfeile festlegen. Es

sind dies Qualitätsziele,

Emissions- und Immissionsgrenzwerte

für Luft, Wasser

und Boden. Die dünnen Pfeile

(anthropogene Stoffflüsse)

werden durch den Markt gesteuert.

Die geschweiften

Pfeile (geogene Stoffflüsse)

symbolisieren die natürlichen

Beiträge am gesamten

Stofffluss einer Region.


36

werden die Entscheidungen zur qualitativen und quantitativen Aenderung der Stoffflüsse

nicht primär durch die Bedingungen des Prozessbereiches "Umwelt" gefällt,

sondern durch die Wechselwirkungen der Bereiche "Industrie/Gewerbe/Handel" und

"Haushalte". Gesteuert werden diese Flüsse durch den Markt. Wird nun ein ökotoxikologisches

Ereignis erkannt oder werden Grenzwerte überschritten, so werden zuerst

bessere Filterleistungen im Prozessbereich "Abfallwirtschaft" erbracht (z.B. Phänomen:

steigende Phosphorbelastung der Gewässer; Reaktion: erhöhter Anschlussgrad an

Kläranlagen mit höherem Phosphorrückhalt).

Dieser Rückkopplungsmechanismus basiert auf dem Konzept "Umweltschutz durch Sanierungsprogramme"

von Anlagen in den anderen Prozessbereichen ("Späterkennung"). Der

"Abfallwirtschaft" kommt dabei eine Schlüsselrolle zu, weil sie sämtliche "Filter-

rückstände" aus den anderen Bereichen auch noch entsorgen soll.

Die Erfahrung der letzten Jahrzehnte

hat gezeigt, dass dieser

Rückkopplungsmechanismus sicher

für Gewässer und Luft zu langsam

funktioniert, mit grosser Wahr-

scheinlichkeit auch für die

Böden. Vorsorge im Sinne des Um-

weltschutzgesetzes benötigt

nicht nur Forschungsergebnisse

aus den Oekosystemen und aus dem

Grenzbereich Abfallwirtschaft/

Umwelt. Dazu zwei Illustrationen:

Ein kurzlebiges Konsumprodukt

(z.B. ein Waschmittel mit Aufenthaltszeiten

von Tagen bis

Wochen) wird sich in der Anthro-

posphäre praktisch nicht anreichern.

Führt man einen neuen

Inhaltsstoff in diesem Konsumgut

ein (z.B. Komplexbildner NTA),

so werden der NTA-Verkauf und

der NTA-Fluss im Abwasser praktisch

gleich verlaufen (Abb.

3.8A). Die "Filterleistung der

Abfallwirtschaft" muss sofort

funktionieren (Abbau oder Rückhalt

in der Abwasserreinigungsanlage).

Der Restfluss in Flüs-

se, Seen und Grundwässer kann

ebenfalls sofort verfolgt werden

(Grenzwerte-Ueberwachung-Rückmeldung).

Menge

Stückzahl

1985

A

Gut mit kurzer

Aufenthaltsdauer

(Tage-Wochen)

B

Gut mit mittlerer

Aufenthaltsdauer

(Jahre)

1985 1995 2005

Abb. 3.8 Die Entwicklung des Abfallflusses eines Gutes und seines Bestandes

in der Anthroposphäre in Abhängigkeit des Verlaufs und der mittleren

Aufenthaltsdauer.

A) "kurzlebiges" Konsumprodukt (z.B. NTA-haltiges Waschmittel)

B) "mittellebiges" Gut (z.B. Katalysatorauto)

Jedes Gut verliert irgendwann seine Bedeutung, sei es aus Gründen

der "technischen Ueberalterung" oder der Wertordnung (Mode). In

diesen Beispielen wird willkürlich je eine Periode von etwa 15 Jahren

angenommen.


37

Im Falle von mittel- (Jahre) und langlebigen (Jahrzehnte) Gütern wird ein Bestand in

der Anthroposphäre aufgebaut (z.B. Einführung des Katalysatorautos). Der Güterfluss

in die Entsorgung erfolgt gegenüber jenem im Verkauf zeitverschoben (Abb. 3.8B).

Wird nun in diesem Fall das Entsorgungsproblem erst beim Anstieg dieses Gutes in der

Abfallwirtschaft erkannt, so kommt die viel zitierte "Vermeidungsstrategie" zu spät,

denn der Bestand ist bereits vorhanden und muss noch während eines Jahrzehntes abge-

baut werden.

Vorsorge im Sinne einer Früherkennung verlangt also die Erforschung der Stoffflüsse

von den Rohstoffen bis zur Rückführung in die Oekosysteme, d.h. durch alle vier

Prozessbereiche der Anthroposphäre (Abb. 3.7). Der Schwerpunkt "Anthropogene Stoff-

flüsse" soll dieser Forderung Rechnung tragen.

2. Wie werden anthropogene Stoffflüsse erfasst?

Bis heute beschränkte man sich auf Stoffflussuntersuchungen auf betrieblicher Stufe

(z.B. Stickstoffbilanz in einem Landwirtschaftsbetrieb, Eisenfluss in einem Stahlwerk).

Für Studien, in welchen verschiedene Güter und Prozesse in der Anthroposphäre

miteinander verknüpft werden, fehlen noch die methodischen Grundlagen. Die Zielsetzung

des Forschungsschwerpunktes "Anthropogene Stoffflüsse" lautet deshalb:

Erarbeitung einer multidisziplinären Methodik zur Erfassung der Stoffflasse in der

ganzen Anthroposphäre, ausgehend von den Rohstoffen aber verschiedene Funktionsstufen

bis zur Abgabe an die Umfielt bis Abfallstoffe.

Die Stoffflüsse werden nicht nur mit naturwissenschaftlichen und verfahrenstechnischen

Methoden charakterisiert, sondern auch nach ökonomischen Kriterien bewertet

(Tabelle). Die Anthroposphäre ist eine derart komplexe Verknüpfung von Gütern und

Prozessen, dass ohne eine Unterstützung der Informatik für die Datenverarbeitung und

Tab. Terminologie, Disziplinen und Methoden

in der Untersuchung "anthropogener Stoffflüsse"

Begriffe Definition Disziplinen Methoden

Stoffe Elemente und ihre

chem.Verbindungen

Chemie Chem.-phys.

Analyse

Güter bestehen aus Stoffen

bzw. Stoffeemischen

und erfüllen

Funktionen,

die vom Menschen

bewertet werden.

Oekonomie

Marktanalysen

Oekonometrie

Prozesse Transport, Trans- Verfahrensformation

und technik Stoff- und

Wertänderung von Biologie Güterbilanzen

Stoffen u.,Gütern Oekonomie

Stoffhaus- System aus Stof- Informatik ökonomischhalt

fen, Gütern und Mathematik ökologische

Prozessen Input/Output-

Analyse


38

Modellierung jeder disziplinäre Beitrag nur Stückwerk bliebe. Die obgenannte Zielsetzung

soll in einem ersten Schritt mit zwei Projekten angegangen werden. Das erste

Projekt arbeitet mit einem definierten Siedlungsraum, betreibt also eine regionale

Stoffhaushaltsstudie. Das zweite Projekt untersucht die Stoffflüsse, welche aus der

menschlichen Aktivität "Reinigen" resultieren.

2.1 Regionale Stoffhaushaltsstudie RESUB

Das Projekt RESUB untersucht im Unteren Bünztal (eine Region im Kt. Aargau mit

27'000 Einwohnern auf einer Fläche von 66 km 2 ) die anthropogenen Stoffflüsse und die

daraus entstehenden Restflüsse in Luft, Wasser und Boden. Das Schwergewicht der

Forschungsarbeiten liegt auf der Erfassung und Beschreibung des menschlichen Bereichs,

der Anthroposphäre. Diese wird unterteilt in die Bereiche "Landwirtschaft",

"Industrie, Gewerbe und Handel", "Haushalte" und "Abfallwirtschaft", in

welchen die Flüsse ausgewählter Elemente in den wichtigsten Prozessen gemessen werden

(Abb. 3.7). In analoger Weise werden in dieser Region die Umweltbereiche "Luft",

"Boden" und "Wasser" untersucht mit dem Ziel, den anthropogenen Beitrag zu quantifizieren.

Mit Hilfe eines Datenbankmanagement-Systems sollen die Messwerte in einem

ökonomisch -ökologischen INPUT/OUTPUT-Modell eingesetzt werden, welches den Zusammenhang

zwischen menschlichen Aktivitäten, Prozessen, Stoffflüssen und Endlagerungen

aufzeigen soll (Abb. 3.8). Das Minimalziel dieses Forschungsprojektes besteht

also darin, eine Methodik der regionalen Stoffflussanalyse zu entwickeln. Als Maxi-

malziel wird ein regionales Stoffhaushaltsmodell anvisiert, mit dessen Hilfe regionalpolitische

Entscheidungen vorbereitet werden können. Das Projekt wird in der

Abteilung "Abfallwirtschaft und Stoffhaushalt" durchgeführt, unterstützt durch den

Fachbereich Informatik. Folgende externe Forschungsgruppen sind beteiligt: Institut

für Wald- und Holzforschung der ETHZ (Anteil "Boden") und Institut für Informatik

der ETHZ (Datenverarbeitung).

Finanzielle Unterstützung leisten der Kanton Aargau und der Schweizerische Nationalfonds.

2.2 Reinigen und Waschmittel

Reinigen in Haushalt, Gewerbe und Industrie führt zu massiven Emissionen von organischen

Verbindungen in die Abwässer. Das Projekt will die mit der Aktivität "Reinigen"

verknüpften Stoffflüsse (Transfer der Inhaltstoffe der Wasch- und Reinigungsmittel)

von der Herstellung bis ins Gewässer verfolgen. Aus dieser Stoffflussanalyse

sollen Kriterien für die Beurteilung der Umweltverträglichkeit dieser Inhaltsstoffe

erarbeitet werden. Damit sollen nicht nur im Handel sich befindliche Produkte geprüft

werden können.

Auch neu entwickelte Inhaltsstoffe können rechtzeitig in einer naturwissenschaftlich

fundierten Stoffflusstudie untersucht werden. Damit würde eine Lücke in der Wasch-

mittelbeurteilung gestopft, welche sich bisher zu einseitig auf Waschleistung und

Hygiene konzentrierte.

Das Ziel dieses Projektes besteht also darin, eine Kombination von Untersuchungsmethoden

zu entwickeln, respektive einzusetzen, damit die Aktivität "Reinigen"

gesamtökologisch beurteilt werden kann (in Kombination mit den Projekten "Fliessgewässer"

und "Oekotoxikologie"). Das Projekt umfasst Laborstudien des chemisch-physikalischen

Verhaltens und der mikrobiellen Transformationen. Feldmessungen sind in


39

den Bereichen Produktion, Konsum (beide durch Betriebs- und Marktanalysen) und in

Abwässern und Gewässern vorgesehen. Das Projekt wird in der Abt. Chemie durchge-

führt, unterstützt durch die Abt. Technische Biologie (biologischer Abbau), Abt.

Ingenieurwissenschaften (Verfahrenstechnik) und Abt. Abfallwirtschaft und Stoff-

haushalt (Oekonomie).

gereinigtes

Abwasser

Gewässer

Abb. 3.9 Ausschnitt aus einem Stoffflussdiagramm zur Untersuchung des Phosphorflusses.

Die ovalen Teile symbolisieren Prozesse, die rechteckigen die

Güter. Die Pfeile indizieren den Stofffluss (z.B. Phosphor). Jeder Prozess

wird bezüglich eines Stoffes mit einer Transferfunktion charakterisiert

(z.B. Verteilung von Phosphor auf die verschiedenen Güter). Jedes

Gut ist chemisch und ökonomisch charakterisiert (z.B. Phosphorkonzentration

[Mol/kg], Wert [Fr./kg].

3. Welchen Nutzen kann die Praxis aus solchen Untersuchungen ziehen?

Die Adressaten solcher Forschungsergebnisse sind sowohl regionale und kommunale

Behörden als auch Privatunternehmungen im Bereich Industrie, Gewerbe und Handel,

welche vor Strukturpolitischen (Wirtschafts-, Raum- und Umweltschutzplanung) bzw.

unternehmerischen Entscheiden stehen. Stoffhaushaltsmodelle, entwickelt aus Studien

"anthropogener Stoffflüsse", sind

(P. Baccini)

- nützlich zur Simulation von Steuerungsinstrumenten (z.B. technische Vorschriften,

rechtliche Massnahmen, materielle Anreize)

- anwendbar zur Abschätzung der Emissionen bestehender und neuer Aktivitäten

des Menschen (z.B. Wohnen, Bekleiden, Reinigen)

- notwendig zur Prüfung der Umweltverträglichkeit von Stoffen, Gütern und

Prozessen.

-


3.5 WASSER-BODEN-LUFT

40

Der Schweizerische Schulrat hat in seinen Ausführungen zur Wissenschaftspolitik

(1984) der Forschung in Umweltwissenschaften oberste Priorität zugewiesen und die

EAWAG beauftragt, sich um die Kreisläufe zu kümmern, die Wasser, Boden und Luft

koppeln. Eine Beschleunigung und Entkoppelung einzelner dieser interdependenten

Kreisläufe, wie sie heute durch die industrielle Entwicklung, durch den Fluss der

Energie, durch unsere Zivilisation bewirkt werden, führt zur Veränderung unserer

Umwelt, zur Gefährdung von Wald, Wasser und Luft. Die Atmosphäre reagiert bezüglich

ihrer Zusammensetzung auf anthropogene Einflüsse empfindlicher als Land und Gewässer

(Ozeane), weil sie mengenmässig gegenüber den anderen Reservoiren viel kleiner ist.

Ferner sind die Zeitkonstanten für atmosphärische Veränderungen relativ klein. Land,

Wasser und Luft sind interdependente "organische" Systeme. Die Beeinträchtigung des

einen führt zur Beeinträchtigung des andern (vgl. Abb. 3.10).

Abb. 3.10 Die EAWAG bleibt ein "Gewässerinstitut". Sie sitzt gewissermassen

im Wasser, muss aber die Immissionen aus Atmosphäre

und Land in ihren Aufgabenkreis einbeziehen.

Abbildung 3.11 illustriert schematisch einige Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre,

Land und Wasser. Die Reaktionspartner der Atmosphäre, potentielle Säuren und Photo-

oxidantien, stammen aus der Oxidation fossiler Brennstoffe und der Fixierung des

Stickstoffs. Synergistische, photochemische Reaktionen, eingeleitet vor allem durch

Autoabgase (Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide), führen zur Bildung

von Ozon und von Photooxidantien. Direkt und indirekt bewirken die atmosphärischen

Schadstoffe ökologische Wirkungen auf Vegetation und Gewässer. Ein Absterben der


41

Bäume führt zu weitreichenden Konsequenzen im hydrologischen Kreislauf und bei der

Auswaschung von Nährstoffen.

Die EAWAG hat schon immer versucht, den Gewässerschutz im Zusammenhang grösserer

Kreisläufe zu betrachten. Viele Schadstoffe, z.B. synthetische, organische Chemikalien

und Schwermetalle können via Atmosphäre in unsere Gewässer gelangen.

Abb. 3.11 Die Wechselbeziehungen zwischen Boden, Wasser und

Luft. Jede Substanz, die in die Umwelt gelangt,

wird je nach substanzspezifischen Eigenschaften

(Dampfdruck, Löslichkeit, Henry Verteilungs-Koeffizient,

Lipophilität, Abbaubarkeit) in den verschiedenen

Reservoiren der Umwelt (Boden, Wasser,

Grundwasser, Sedimente, Biota, Atmosphäre) angereichert,

umgewandelt oder abgebaut.

Die EAWAG berücksichtigt den Auftrag des Schweizerischen Schulrates in folgender

Weise:

1. Sie erfasst analytisch relevante atmosphärische Schadstoffe und beurteilt ihre

potentielle Auswirkung auf aquatische und terrestrische Oekosysteme.

2. Sie wirkt mit beim disziplinübergreifenden Forschungsprojekt.WaBoLu der ETHZ.


42

1. Die spezifische chemische Analyse atmosphärischer Schadstoffe; Beurteilung der

Reaktionsabläufe bei ihrer Bildung und bei ihrer Auswirkung auf Oekosysteme

1.1 Allgemeine Zielsetzung

Zur Untersuchung und Abklärung der Auswirkungen atmosphärischer Spurenstoffe auf

meteorologische Prozesse und bei der Einwirkung auf Böden, auf terrestrische und

aquatische Oekosysteme ist man auf zuverlässige, quantitative und praktikable Verfahren

zur Bestimmung atmosphärischer Schadstoffe, insbesondere von potentiellen

Säuren, von Säuren, Basen, säurebildenden Anionen, von Schwermetallen und ausgewähl-

ten organischen Verbindungen angewiesen.

Wohl werden an vielen Orten Regenanalysen und Messungen über atmosphärische (Trokken-)Depositionen

durchgeführt. Häufig weiss man aber bei diesen Messungen nicht

genau, was die Messresultate bedeuten und welche Einzelverbindungen in den Deposi-

tionen vorkommen. Die spezifische und sensitive analytische Erfassung wichtiger

Schadstoffkomponenten in der Luft, im Wasser (Regen, Schnee, Nebel) und in Partikeln

ist eine wesentliche Voraussetzung für (1) eine verbesserte Kenntnis der atmosphärischen

Reaktionsabläufe und der chemischen Prozesse bei der Bildung von Regen und

Nebel und der Verteilung der Schadstoffe zwischen Gas-Wasser- (Regen, Schnee, Nebel)

und Aerosolphasen; (2) für eine quantitativere Interpretation der Depositionsprozesse

("trocken" und "nass") der Schadstoffe an verschiedenen Rezeptoroberflächen (Was-

ser, Land, Wald); und (3) ein besseres Verständnis der ökologischen Auswirkungen

atmosphärischer Depositionen auf terrestrische und aquatische Oekosysteme.

Ferner ist das Ziel der vorgeschlagenen Studie, die Kenntnisse über die Strukturen,

Mengen, Herkunft und die Art des Auftretens von organischen Schadstoffen in den

atmosphärischen Depositionen zu vertiefen. Nachdem für ausgewählte Substanzgruppen

zuverlässige quantitative Probenahme- und Bestimmungsverfahren entwickelt worden

sind, soll das Verhalten solcher Stoffe genauer untersucht werden. Insbesondere soll

die Verteilung von organischen Verbindungen zwischen der Gas-, Aerosol- und Wasserphase

der Atmosphäre artefakt-frei bestimmt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse

sollen es ermöglichen, Einträge aus der Atmosphäre in die aquatischen und terrestrischen

Oekosysteme quantitativ abzuschätzen.

1.21 Chemische Analytik anorganischer Schadstoffkomponenten in Luft, Wasser und in

Partikeln

Bei der Analytik wird insbesondere Wert gelegt auf die Erscheinungsform der Elemente

(Speziierung), da die atmosphärischen Prozesse und die Auswirkungen auf Rezeptoren

und Oekosysteme stark von der Speziierung der Einzelsubstanzen abhängig ist, z.B.

wird die Oxidationskinetik des SO 2 oder des HS0 3 - im Nebel beeinflusst durch die

Gegenwart von Cu(I) oder Fe(II) (Wechselwirkung mit H 2 0 2 ) und von Fe(III)oxid; die

Auswirkung von Schwermetallen auf Oekosysteme hängt davon ab, ob diese gelöst (als

freies Metall oder als organischer Komplex) oder partikulär vorliegen. Blei kommt

vor allem in Partikeln mit d < 1 µm vor, während Fe und Al eher in Partikeln mit

d > 1 oder 4 µm vorkommen. Aus dem Verhältnis HS0 3 - / SO 4 - ergeben sich Anhaltspunkte

über das Ausmass der schon stattgefundenen Oxidationsprozesse; eine Weiterverfolgung

der S(IV)/S(VI)-Verhältnisse gibt Einsicht in die in dieser Probe vorherrschende

Oxidationskinetik.


43

Mit Hilfe der analytischen Daten in Gas- und Lösungsphase können bessere Vorstellungen

über die funktionellen Zusammenhänge zwischen Gaskonzentration und der Konzentration

in Lösung (Nebel, Regen, Schnee) und der Konzentration in Aerosolpartikeln,

gewonnen werden, insbesondere können Modelle über Gastransferkinetik und verschiedene

Szenarios bei der Aufnahme von SO 2 und NH 3 entwickelt werden und Ereignisse

bei der Bildung und Auflösung des Nebels besser interpretiert werden. Die Löslichkeiten

von SO 2 und NH 3 stark pH-abhängig sind. Dementsprechend ist auch die

Kinetik der Absorption dieser Gase in die Wasserphase (Regen, Nebel, Oberflächenwas-

ser) stark pH-abhängig.

Bei der Trockendeposition (= durch Niederschläge unbeeinflusste Entfernung von Partikeln

und Gasaustausch mit der Atmosphäre und subsequente chemische Wechselwirkungen

oder physikalische Anlagerungen an Pflanzen, Böden oder Bauten) sind bessere

Konzepte nötig. Wie die durch den Illinois Water Survey durchgeführten Ringtests

(Artikelserie im J. Geophysical Research 90, 1985) illustrieren, sind die Ergebnisse

für Depositionsraten sehr verschieden (Faktor . 10 oder mehr) je nachdem, ob die Messungen

auf Teflonoberflächen, wasserbenetzten Oberflächen oder in Bergerhoffgefässen

vorgenommen wurden. Die "Trocken"-Depositionsfrachten hängen stark von der Erscheinungsform,

bei partikulären Stoffen von der Partikelgrössenverteilung, von der jeweiligen

Depositionsrate (Länge pro Zeit) der abzuscheidenden Stoffe und der Art

(Chemie, Morphologie und Geometrie) der Rezeptoren und von der Turbulenz ab. Je nach

der Definition und der Empfindlichkeit des verwendeten Feuchtigkeits sensors ist die

Deposition des Nebels der "trockenen" oder "nassen" Deposition zuzurechnen. Die

"trockene" Depositionsfracht ist für einen Wald, für ein Feld oder eine Wasserober-

fläche vollständig verschieden (Faktor 3-10).

1.22 Anorganisch-chemische Zusammensetzung von Regen, Nebel, Schnee und der

Trockendeposition

Ziel der Untersuchungen von Regenereignissen wird sein, ein besseres Verständnis für

die ablaufenden chemischen Reaktionen und für die Entstehung der Zusammensetzung des

Regenwassers zu entwickeln. Insbesondere interessieren Transfermechanismen aus der

Gasphase, Neutralisationsreaktionen der starken Säuren, Redoxreaktionen (z.B.

S(IV)/S(VI)). Dazu werden Einzelereignisse regelmässig analytisch verfolgt. Nach

Möglichkeit werden dabei auch einzelne Substanzen in der Luft mit Hilfe von Diffusionsabscheidern

gemessen (z.B. vor und nach einem Regen- oder Nebelereignis). Aus

dem zeitlichen Verlauf solcher Regenereignisse lassen sich Rückschlüsse auf Mechanismen

der Scavenging- Prozesse, des Gas-Wasser-Transfers usw. ziehen.

Aehnliche Fragestellungen stehen auch beim Nebel im Vordergrund, d.h. die Entstehung

der Zusammensetzung im Zusammenhang mit der Gasphase, Oxidationsprozesse (z.B. von

SO2 ), Neutralisationsreaktionen. Da die lokalen Einflüsse sich stärker auf den Nebel

auswirken, sollte hier besonders Wert auf Gasphasenuntersuchungen im Zusammenhang

mit Nebelereignissen gelegt werden. Die Vorgänge bei der Bildung und der Auflösung

von Nebel (während einzelner Nebelereignisse) sollen verfolgt werden.

1.23 Die Chemie der Azidifizierung der Tessiner Bergseen

Diese Seen in kristallinem Gebiet im oberen Maggiatal (Cristallina, Laghetto, etc.)

stellen natürliche Regen- und Schneesammler dar, die gestatten, weit weg von der

Zivilisation und oberhalb der Baumgrenze die atmosphärischen Schwermetall- und

Säuredepositionen integriert messen zu können. Diese Untersuchungen im Schnee und in

den Seen sind für die Beurteilung der diffusen (nicht durch unmittelbare Punktquel-

len verursachte) Depositionsbelastung von grossem Wert.


1.24 Querverbindung zu den Metall-Untersuchungen im Zürichsee und Bodensee

44

Die Untersuchungen über Transfermechanismen der Metalle in diesen Seen liefern Information

über die Absetzfrachten der an sedimentierende Partikel gebundenen Schwermetalle.

Der See kann als Depositionssammler eingesetzt werden, d.h. die modellmässige

Interpretation dieser Daten kann Angaben über die in den Seen via Atmosphäre

eingetragene (Nass- und Trockendeposition Schwermetallfracht ermitteln. Aus Konzentrationsbestimmungen

in der Atmosphäre und atomaren Verhältnissen verschiedener

Elemente lassen sich Depositionsraten für verschiedene Elemente abschätzen. Aus dem

gespeicherten "Gedächtnis" der Seesedimente kann dann die historische Entwicklung

der Depositionsfrachten abgeschätzt werden. In diesem Zusammenhang soll auch untersucht

werden, ob geeignete isotopen-chemische Messungen zum Verständnis der atmosphärischen

Depositionen beitragen können.

1.31 Chemische Analytik organischer Komponenten in Luft, Wasser und in

Partikeln

Das Ziel der vorgeschlagenen Studie ist es, die Kenntnisse über die Strukturen,

Mengen, Herkunft und die Art des Auftretens von organischen Schadstoffen in den

atmosphärischen Depositionen zu vertiefen. Nachdem für ausgewählte Substanzgruppen

zuverlässige quantitative Probenahme- und Bestimmungsverfahren entwickelt worden

sind, soll das Verhalten solcher Stoffe genauer untersucht werden. Insbesondere soll

die Verteilung von organischen Verbindungen zwischen der Gas-, Aerosol- und Wasserphase

der Atmosphäre artefakt-frei bestimmt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sol-

len es ermöglichen, Einträge aus der Atmosphäre in die aquatischen und terrestrischen

Oekosysteme quantitativ abzuschätzen.

1.32 Fragestellungen

A) Welches sind die Strukturen und Mengen der organischen Schadstoffe in der Luft.

Welches ist deren Verteilung zwischen der Gas- und der Aerosolphase. Wie kann

diese Verteilung artefakt-frei gemessen werden?

B) Welches ist die trockene Deposition organischer Schadstoffe. Mit welchen Methoden

kann diese reproduzierbar gemessen werden? Inwiefern kann der gemessene Eintrag

als Mass für den Eintrag in ein Oekosystem (z.B. See, Wald, Vegetation) dienen?

C) Welches sind die gesamten atmosphärischen Einträge ausgewählter Schadstoffe in

typische Oekosysteme (z.B. Gewässer)?

D) Welches ist die Herkunft dieser Stoffe?

Folgende Verbindungsklassen sollen in 1. Priorität quantitativ bestimmt werden:

Alkane, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, polychlorierte Biphenyle,

chlorierte Kohlenwasserstoffe, Phenole.

Bestimmung der trockenen Deposition von organischen Schadstoffen.

Zuerst soll eine geeignete Sammelmethode evaluiert werden. Die Materialfrage (Unterlage,

Flüssigkeitsfilm) soll den Erfordernissen einer organischen Probenahme angepasst

werden. Die Rolle von Wasser als Rezeptor soll dabei besonders berücksichtigt

werden. Nachher soll untersucht werden, ob die trockene Deposition unabhängig von

einer Rezeptoroberfläche bestimmt werden kann. Dazu soll eine Methode ausgetestet

werden, die ebenfalls im Rahmen des bereits erwähnten WaBoLu-Projektes eingesetzt


45

wird (photoelektr. Effekt kleiner Partikel). Schliesslich soll untersucht werden,

inwiefern die gemessene trockene Deposition als Mass für den Eintrag in ein Oekosystem

(z.B. See, Wald, Vegetation) dienen kann.

Abschätzung der atmosphärischen Einträge ausgewählter Schadstoffe in typische Oekosysteme

(Gewässer, Böden, Wald) anhand der Luftbelastung.

Der Eintrag organischer Schadstoffe aus der Atmosphäre via trockene und nasse Niederschläge

in die terrestrischen Oekosysteme soll abgeschätzt werden. Frühere Arbeiten

der EAWAG über die Belastung der Gewässer mit organischen Schadstoffen (Zürich-

see, Fliessgewässer, Sedimente) sollen unter Berücksichtigung der atmosphärischen

Niederschläge ergänzt werden. Zu diesem Zweck können auch vereinfachte Probenahmen

durchgeführt werden..

1.4 Organisation des Projekts

Durchführung primär in der Abteilung für Chemie und im Fachbereich Chemische Analy-

tik.

Zusammenarbeit mit und teilweise Finanzierung durch den Schweiz. Nationalfonds

(Nationales Forschungsprogramm NFP-14 Lufthaushalt).

2. Mitwirkung bei WaBoLu der ETHZ

WaBoLu ist ein Kollektiv von Forschungsprojekten, die gemeinsam mit Angehörigen der

ETHZ Zürich bearbeitet werden:

- Laboratorium für Atmosphärenphysik: Prof. H.C. Davies,

Prof. A. Waldvogel

- Laboratorium für Festkörperphysik: Prof. H.C. Siegmann

- Institut für Gewässerschutz und Prof. W. Stumm,

Wassertechnologie: Dr. W. Giger

- Laboratorium für Bodenchemie,

Institut für Lebensmittelwissenschaft: Prof. H. Sticher

- Institut für Wald- und Holzforschung,

Bodenphysik: Prof. H. Flühler

2.2 Zielsetzung

Allgemeines Ziel dieses disziplinübergreifenden, aber mindestens teilweise kohärenten

Forschungsprojektes ist, einige der vielseitigen Wechselwirkungen zwischen der

Belastung der Atmosphäre und der Einwirkung atmosphärischer Schadstoffe auf aquatische

und terrestrische Oekosysteme zu untersuchen, aufzuzeigen wie wichtige hydrogeochemische

Kreisläufe, die Land, Wasser und Luft koppeln, ge stört sind und zu

dokumentieren, wie Schäden in der Umwelt in Beziehung zum anthropogenen Einfluss

stehen.


46

Die mitwirkenden Physiker, Chemiker, Biologen und Forstwissenschaftler haben eine -

spontan aus der Wechselwirkung von Hochschulangehörigen entstandene - fachbereichsübergreifende

komplementäre Arbeitsgemeinschaft zur Erforschung einiger wichtiger

Gegenwartsprobleme auf dem Gebiete der Umweltwissenschaften aufgebaut; sie gehen

davon aus, dass es an der ETHZ notwendig ist, zusätzlich zur Grundlagenforschung und

weiterwachsenden Spezialisierung jene heute meist fehlenden Methoden zur Behandlung

von Systemen mit komplexen Wechselwirkungen - wie dies interdependente, rückgekoppelte

Wasser-Boden-Luftsysteme darstellen - zu entwickeln und mit Hilfe der vorgelegten

Projekte eine disziplinübergreifende Verständigung zu suchen. Diese Forschung

wird von der Schulleitung der ETHZ finanziert.

2.3 Koordination durch das IGW

Das Institut für Gewässerschutz und Wassertechnologie (IGW) an der EAWAG koordiniert

die disziplinübergreifende Zusammenarbeit. Dementsprechend versucht das IGW als

Kristallisationskeim für die geplante Zusammenarbeit zu funktionieren; es koordiniert

die eingereichten Projekte im Sinne eines "projet d'école", fördert insbesondere

die Gespräche zwischen den Instituten und Disziplinen durch periodische Seminarien

und ist bei der Valorisierung der Resultate behilflich.

Koordinationsmodell:

Institut für

Lebensmittelwissenschaft

Bodenchemie

Prof. H. Sticher

Institut für Wald- und

Holzforschung

Bodenphysik

Prof. H. Flühler

Institut für Gewässerschutz

und Wassertechnologie, IGW

Wasserchemie

3. Ausweitung des Schwerpunktprojektes

Prof. W. Stumm, Dr. W. Giger

Laboratorium für

Festkörperphysik

Prof. H.C. Siegmann

Laboratorium für

Atmosphärenphysik

Prof. H.C. Davies

Prof. A. Waldvogel

Das Projekt - insbesondere auch durch Mitarbeiter anderer Abteilungen - kann in

einer späteren Phase (ca. 1987) erweitert werden. In Erwägung gezogen werden folgende

Möglichkeiten:


47

3.1 Physikalisch-mathematische Modelle über die Deposition von Partikeln und Gas

an geeigneter Oberfläche

Es ist vor allem notwendig, die Absetzgeschwindigkeit von Aerosolen in Abhängigkeit

der Partikelgrösse vorauszusagen. Ebenso müsste die chemische- Zusammensetzung in

Abhängigkeit der Partikelgrösse bekannt sein, um die Depositionsrate verschiedener

Verbindungen abzuschätzen und um die Relevanz verschiedener Schadstoffträger (z.B.

Nebel vs. Dunstpartikel) vergleichen zu können.

3.2 Bildung von Oxidantien und Oxidationsprozessen in atmosphärischem Wasser

Atmosphärisches Wasser kann H 2 0 2 und Ozon und andere reaktive Oxidantien aus der

Luft aufnehmen. Im wässerigen Kompartiment erfolgen komplexe sekundäre Transformationen,

die z.T. zur Oxidation von anderen Stoffen wie Sulfit und organischen Ver-

bindungen führen können. Es soll nun abgeklärt werden, wie diese Oxidantien die

Speziierung der organischen Inhaltsstoffe beeinflussen und welche Rolle Kupferver-

bindungen als allfällige Katalysatoren spielen können.

(W. Stumm)

Abb. 3.12 Rauhreif verwandelt manchmal über Nacht unsere prosaische

Alltagswelt in einen fantastischen Zaubergarten. Mit dem

Wasser entziehen solche Gebilde der Luft zweifellos auch

Schadstoffe. Wie gross mag der Schadstoffgehalt dieses

verzauberten Gitters sein?

(Foto: R. Koblet)


4. KURZBESCHREIBUNGEN AUS DEM BEREICH FORSCHUNG UND BERATUNG

4.1 SIEDLUNGSWASSERBAU

Probleme der Anwendung von siedlungshydrologischen Modellen

300

200

Abb. 4.1

rJ

Beispiel einer bestmöglichen "Eichung" (a)

und der Verifikation der geeichten Modelle

(b). Die beiden Modelle sind für die Simulation

des untersuchten Falles nicht geeignet.

48

Der Wasser- und Stofftransport in einem Oberflächenabfluss bei Regenwetter ist ein

so komplexer Prozess, dass es nicht möglich ist, die einzelnen physikalischen Mechanismen

in einem Modell mathematisch genau zu umschreiben. Eine Idealisierung der

einzelnen Prozesse, des Einzugsgebietes sowie der entsprechenden Inputdaten ist

deswegen je nach der Modell- und Problemart nötig. Die Modelleichung sorgt für ein

400

100- ►

ausgewogenes Verhältnis zwischen

dem angestrebten Resultat und dem

nötigen Modellierungsaufwand und

zusammen mit der Verifikation

stellt sie den entscheidenden

Schritt einer Modellanwendung dar.

Nicht jede Eichung wird jedoch

richtig durchgeführt: ungenügende

Transparenz, "Probieren" statt

systematisches Vorgehen und grund-

sätzliche Fehler aus ungenügenden

Kenntnissen von Programm und Modell

sind keine Seltenheiten. Häufig

gilt, dass eine Abweichung von

‹ 15% zwischen drei gemessenen und

gerechneten Kriterien (Maximalwert,

Zeit des Maximalwertes und das

Volumen eines Hydrographs oder

lis

Pollutographs) für eine gute Ueber-

150- einstimmung und damit für die Modellanwendung

spricht. Dies genügt

jedoch nicht immer, wie das Beispiel

in Abb. 4.1 zeigt: Zwei pro-

10o minente und bewährte Modelle (SWMM

50

L

CD

und HEC-1) wurden für eine Regen-

Abfluss-Simulation in einem experimentell

untersuchten Gebiet von

10 ha getestet. Durch die Variation

von Verlusten und Fliessgeschwindigkeiten

konnte für das Ereignis

a) hinsichtlich der drei oben erwähnten

Kriterien eine akzeptable

Uebereinstimmung zwischen Messungen

und Berechnungen erzielt werden.

Dies war jedoch keine richtige

Eichung, wie die Anwendung des

"geeichten" Modells für das Ereignis

b) zeigt. Der Grund liegt v.a.

in den Modellen selbst: die für das

untersuchte Gebiet bedeutende Art


49

der Wasserspeicherung und Retention an Kiesklebedächern (41% der befestigten Fläche)

wird in den beiden Modellen nicht berücksichtigt. Dies ist jedoch nur aus genauer

Kenntnis der modellierten Prozesse und nicht z.B. aus der Gebrauchsanweisung der

Programme ersichtlich.

Die richtige Anwendung dieser Simulationsmodelle verlangt deswegen wesentlich mehr

als eine Handhabung des Computer-Programmes.

(V. Krejci, B. Huber)

Anwendung eines EAWAG-Modells in der Siedlungshydrologie

Das von W. Munz entwickelte Modell zur Regen-Abfluss Simulation in den städtischen

Gebieten wurde anhand einiger praktischen Aufgaben getestet:

- In der Gemeinde Hergiswil/NW und in einem Teilgebiet der Stadt Biel konnte

die Konzeption der Regenentlastungen untersucht werden und mit Variationen

von verschiedenen baulichen und betrieblichen Massnahmen die Vorfluterbela-

stung bei Regenwetter geschätzt werden.

- Im Zusammenhang mit verschiedenen Dimensionierungsaufgaben wurde in Wil/SG

der Einfluss mehrerer Regenüberläufe aus der Mischkanalisation auf das Abflussregime

eines natürlichen Baches untersucht.

Bei diesen Aufgaben handelte es sich um Probleme, die in der Praxis häufig vorkommen

und meist mit stark vereinfachten Methoden gelöst werden. Die existierenden Simulationsmodelle

sind für die Anwendung in den meisten Ingenieurbüros in der Schweiz

vorläufig nicht geeignet. Das EAWAG-Modell, das für den Einsatz auf einem Personal

Computer bestimmt ist, kann deswegen eine wichtige Hilfe für die Ingenieurpraxis

darstellen. Die Testresultate sowie das Interesse des Fachpublikums haben unsere

Erwartungen bestätigt. Allerdings wurden auch einige bedeutende Mängel entdeckt: die

Rechenzeiten sind vorläufig zu lang und die Handhabung des Programmes zu umständlich.

Bevor das Modell dem Fachpublikum zur Verfügung gestellt wird, müssen die

erwähnten Mängel durch bessere Strukturierung des Programms sowie Anwendung einer

anderen Programmierungs-Sprache (PASCAL) behoben werden.

(B. Huber, V. Krejci, W. Munz)

Ein Beitrag zum Schutze der Vorfluter von Regenwasserentlastungen

Bei überlasteten Abwasserreinigungsanlagen kommt es infolge von Regenwasserabflüssen

oft zur unerwünschten Verschmutzung des Vorfluters mit grobdispersen Abfallstoffen,

insbesondere beim ersten Schmutzstoss nach dem Anspringen der Regenentlastung. Mit

Hilfe eines Stau- und Wirbelschachtes wurde an Hand von Modellversuchen gezeigt,

dass die Zulaufkanäle als Retentionsvolumina genutzt werden können. Anschliessend,

vor der Abwasserreinigungsanlage, können die Feststoffe in einem Wirbelschacht vom

Ueberfallwasser getrennt und in die Anlage abgeleitet werden.

Durch Stauwirkung des Wirbelschachtes (Abb. 4.2) können auch Schwankungen des

Trockenwetterabflusses gedämpft zur ARA abgeleitet werden, so dass auch hier die

Vorteile einer gleichmässigen Belastung der Anlage genutzt werden können.


Die Vorteile des untersuchten Stau-Wirbelschachtes sind:

50

- Durch die Nutzung des gesamten Volumens des Zulaufkanals kann sich die

Erstellung eines Regenrückhaltebeckens erübrigen.

- Die partikulären Schmutzstoffe werden aufkonzentriert zur ARA abgeleitet, so

dass beim Anspringen des Ueberlaufs nicht die gesamte Feststofffracht des

Spülstosses in den Vorfluter gelangen kann.

- Die Erstellung der Stau-Wirbelschächte kann auch an bestehenden Anlagen

vorgenommen werden.

- Der untersuchte Stau-Wirbelschacht hat keine beweglichen Teile und kann dank

selbstreinigender Wirkung der spiralförmigen Wendelbewegung des tangential

einströmenden Abwassers ablagerungsfrei funktionieren.

Die Untersuchungen werden im technischen Massstab fortgesetzt.

(B.M. Novak)

Abb. 4.2 Schematische Darstellung des Stau-Wirbelschachtes

ABFLUSS

(zur Abwasserreinigungsanlage)

Die Höhe des Ueberfalls A entspricht der zulässigen Stauhöhe

im Zulaufkanal und ermöglicht dank der Drehbewegung

des Wassers die Aufkonzentrierung der partikulären

Schmutzstoffe im Bodenablauf zur ARA. Erst bei mehrfachem

Trockenwetterabfluss tritt der Ueberlauf B in Funktion,

um das flussaufwärts liegende Kanalnetz vor der Ueberflutung

zu schützen.


4.2 TECHNISCHE PROZESSE

Mikrobieller Abbau organischer Lösungsmittel

51

Organische Lösungsmittel sind eine wichtige Komponente in den Abwasserreinigungsanlagen

von chemischen und petrochemischen Industrien. Neben aromatischen Verbindungen

fallen verschiedene Alkohole und Ketone wie Methanol, Methylenchlorid, Aethanol,

Propanol, Azeton und Butanol an. Viele Methanol- und Methylenchlorid-verwertende

Organismen sind isoliert worden und die Stoffwechselwege sind gut untersucht. Die

Fähigkeit, Azeton, C 3 _ und C 4 -Alkohole zu metabolisieren, wurde für niedere Pilze

und einige Mikroorganismen beschrieben. Welche Stoffwechselwege beim Wachstum auf

Isopropanol und Azeton durchlaufen werden, wie die verantwortlichen Enzyme reguliert

werden und weshalb es schwer ist, auf Azeton Kulturen anzureichern, konnte bisher

jedoch nicht befriedigend beantwortet werden.

Auf den 4 Kohlenstoffquellen Methanol, Methylenchlorid, Azeton und Isopropanol wur-

den, mit Belebtschlamm beimpft, durchwachsene Kulturen erhalten. Diese dienten als

Inokulum für Chemostatexperimente mit denselben Substraten. Bei der Verdünnungsrate

D = 0.14 h -1 dominierte auf dem Substratgemisch der Organismus IP. Er ist fähig, in

Batchkultur Isopropanol, Azeton, Aetanol und Butanol als alleinige C-Quelle zu ver-

werten. Im Chemostaten werden diese Substrate simultan verbraucht.

Für das Wachstum auf Isopropanol wurde die Oxidationssequenz:

METABOLISMUS DES AZETON

Isopropanol Azeton Azetol Methylglyoxal

CH3 Isopropanol- CH 3Azeton- CH2OH Azetol- CHO Methylglyoxal- COOH

dehydrogenase e J mono-oxygenase I dehydrogenase I dehydrogenase

H-Ç-OH C=0 C-0

Nad

NâdH^ C=0 Nâd C 0 ( Nad

CH3

CH3 CH3

NadH2

02 Nad CH3 NadH2 CH3 H2 0 NadH2

+H20

7-2Nad H2

Nad

CH 3 OH Methanol

CH 3 CH 2 OH Aethanol

gefunden. Die Regulation dieser Enzyme wird durch die Wachstumsgeschwindigkeit und

durch die Substratzusammensetzung beeinflusst. Abb. 4.3 zeigt ein Wachstumsexperi-

ment von IP 1 auf Isopropanol.

Pyruvat

Die sofortige Bildung von Azeton stellt die Energie zum Anwachsen bereit. Wird Azeton

als Ausgangssubstrat angeboten, so läuft die Rückreaktion ab und entzieht dem

Organismus Reduktionsäquivalente; als Folge wächst IP 1 auf Azeton nur sehr schwer

an. Die Akkumulation von Methanol deutet darauf hin, dass Azetol auch in Methanol

und Aethanol gespalten werden kann. In Chemostatexerpimenten erscheint Restmethanol

unter Stressbedingungen wie hohen Verdünnungsraten und Transient-Zuständen. Entsprechend

werden auch die Enzyme des C 1 - und C 2 -Stoffwechsels reguliert.


Abb. 4.3 Batch-Wachstumskurve auf Isopropanol

Biomas

(mg/1)

25o

2oo

15o

loo

13oo

125o

12oo

115o

lloo

lo5o

l000

950

52

Charakteristisch für das Batchwachstums auf Isopropanol ist die Bildung

von Azeton. Die freiwerdenden Reduktionsaquivalente (NADH 2 ) ermöglichen ein

rasches Anwachsen. Dient Azeton als Substrat, so läuft die Rückrekation ab,

es entstehen extrem lange lag-Phasen. Methanol entsteht durch die Spaltung

des Intermediärproduktes Azetol in Methanol und Aethanol.

5o

700 900 lloo 13oo

Isopropanol

Azeton (mg/1)

906

8on

zoo

6oa

Methanol(mg/1)

In Gegenwart einer anderen Kohlenstoffquelle wie Azeton, Propanol, Aethanol, Butanol

oder Glukose kann Methanol als zusätzliche Energiequelle gebraucht werden. Experimente

mit 14 C-markiertem Methanol zeigten, dass aller metabolisierte Methanolkohlenstoff

zu CO 2 oxidiert wird. Die entstehenden Reduktionsäquivalente aus Methanol

werden verwendet, um Kohlenstoff aus dem Wachstumssubstrat zu assimilieren (Abb.

4.4). Die Restmethanolkonzentration bleibt niedrig, solange ein bestimmter Methanol-

2oo -

15o -

loo

Restsubstrate

Methanol(mg/1)

35o

3oo

25o

2oo Azeton

(mg/1)

15o

loo -50

3o

50 -

lo

Abb. 4.4 Wachstum von IP 1 auf Gemischen von Isopropanol und Methanol

Bei der fixen Verdünnungsrate D = 0.12(h-1) und der konstanten Menge von

1200 mg


53

anteil im zufliessenden Medium nicht überschritten wird. Hohe Restmethanolkonzentrationen

scheinen auf den Organismus toxisch zu wirken, sie führen zu Flockenwachstum,

Wandwachstum und Auswaschen der Kultur.

(U. Bitzi, T. Egli, G. Hamer)

Kiesvorfilter für Entwicklungsländer in der praktischen Demonstrationsphase

Horizontal durchflossene Kiesvorfilter, in Europa vor allem in der Grundwasseranreicherung

eingesetzt, können sich dank ihrer Einfachheit auch für die Wasseraufbereitung

in Entwicklungsländern eignen. Allerdings ist dort die Bevölkerung oft gezwungen,

beim Fehlen eines geeigneten Grundwasserleiters Oberflächenwasser für die

Trinkwasserversorgung direkt zu nutzen. Das vielfach stark trübe, bakteriologisch

belastete Wasser, wird häufig durch Langsamsandfilter aufbereitet. Hohe Schwebstoffkonzentrationen

verursachen erhebliche betriebliche Schwierigkeiten, was oft zur

Aufgabe solcher Sandfilter-Anlagen führt.

Abb. 4.5 Bau der Trinkwasseraufbereitungsanlage

im Flüchtlingslager im Sudan

(Foto: Hr. Lejeune, SKH)

Laborversuche, durchgeführt an der Universität Dar es Salaam/Tansania und in der

Versuchsstation Tüffenwies der EAWAG, ergänzt durch praktische Feldversuche in Tansania,

haben gezeigt, dass die erwähnten horizontal durchflossenen Kiesvorfilter

sich auch als Vorbehandlungsverfahren für die Langsamsandfilter eignen. Die Kiesvorfilter

bewirken als physikalische Filter vor allem eine Reduktion der Schwebstoffkonzentration,

während die Langsamsandfilter in chemo-biologischen Prozessen bekanntlich

organische Verbindungen oxidieren und die Keimzahl reduzieren. Damit steht

mit dieser Filterkombination ein einfaches Reinigungsverfahren zur Verfügung, um mit

lokalen Mitteln auch aus einem stark trüben Oberflächenwasser ein hygienisch einwandfreies

Trinkwasser aufzubereiten.

Mit dem Bau von Demonstrationsanlagen in Afrika, Asien und Südamerika soll das untersuchte

Aufbereitungsverfahren in verschiedenen Entwicklungsländern eingeführt und


54

weitere praktische Felderfahrungen gesammelt werden. Das Projekt steht unter der

Leitung des zur EAWAG gehörenden "International Reference Centre for Wastes Disposal"

(IRCWD) und wird massgeblich durch die Direktion für Entwicklungszusammenarbeit

und humanitäre Hilfe des Bundes (DEH) finanziert. In der angelaufenen Demonstrationsphase

werden Kiesvorfilter nach Möglichkeit bestehenden Langsamsandfilteranlagen

vorgeschaltet, welche wegen hohen Trübstoffkonzentrationen im Rohwasser bereits

zeitweise oder dauernd ausser Betrieb genommen werden mussten.

Kiesvorfilter eignen sich vor allem für ländliche Wasserversorgungssysteme, könnten

aber auch in der Notstandswasserversorgung Verwendung finden, wie das folgende Beispiel

zeigt. In Zusammenarbeit mit dem Schweizerischen Katastrophenhilfskorp (SKH)

wurde im Sudan die Wasserversorgung für ein Flüchtlingslager von 20'000 Leuten erstellt.

Das Rohwasser wird aus einem Bewässerungskanal gepumpt, welcher vom Blauen

Nil gespiesen wird. Das Wasser weist in der Regenzeit sehr hohe Trübungswerte (1000-

2000 Einheiten) auf. Die Wasseraufbereitungsanlage besteht aus 2 Absetzbecken, 4

Kiesvorfiltern und einem Reinwasserbehälter, zu dessen aufbereitetem Wasser noch

eine Chlorkalklösung zur Desinfektion zudosiert wird. Um den Materialbedarf und die

Bauzeit zu reduzieren, wurden die Absetzecken und Kiesvorfilter als Erdbecken konzipiert.

Das in Säcke abgefüllte Aushubmaterial wurde für die Erstellung von Erdwällen

verwendet und die Becken mit einer Kunststoffolie abgedichtet. Die ersten Betriebsergebnisse

zeigen, dass die Trübung im Auslauf der Absetzbecken auf 1000 und nach

den Kiesvorfiltern auf 10-30 Trübungseinheiten verringert werden kann. Gleichzeitig

wurde die Chlorzehrung von 20-40 auf 2-3 mg/1 reduziert. Diese vorläufige Betriebs-

erfahrung lässt darauf schliessen, dass Kiesvorfilter erfolgreich auch mit sehr

hohen Schwebstoffkonzentrationen belastet werden können.

(M. Wegelin, R. Schertenleib, M. Bolier)

Abb. 4.6 Einfüllen des Filtermaterials in die horizontal

durchflossenen Kiesfilter

(Foto. Hr. Lejeune, SKH)


Ultrafiltration von Garageabwässern

50

E 40

30

ro 20

Spülung

der Module

55

Zur Abtrennung von Kohlenwasserstoffen aus der Motoren- und Chassisreinigung stehen

in Garagen unterschiedliche Vorreinigungsvefahren wie chemische Emulsionsspaltung,

Aktivkohleadsorption, Koaleszenzabscheider, Elektrolyseverfahren und die Ultrafiltration

im Einsatz. Verschiedenenorts hat sich die Ultrafiltration als sehr effizientes

Abtrennungsverfahren herausgestellt und präsentiert sich als wartungsarmer und

betriebssicherer Prozess.

In der Versuchsstation Tüffenwies wurde über eine Betriebszeit von bisher 320 Stunden

eine Rohrmodul-Ultrafilteranlage mit unterschiedlichen Membranen mit Garagenabwasser

betrieben. Die bisherigen Ergebnisse zeigen deutlich, dass der störungsfreie

Betrieb nur bei ausschliesslicher Verwendung von Tensidreinigern gewährleistet ist.

Der Gebrauch von Lösungsmittelreinigern oder das Beimischen von Abwässern aus der

Neuwagenentwachsung oder der Hohlraumbehandlung können zu nicht regenierbarem Absinken

des Membranfluxes oder zu Membranschäden führen. Unter Dauerbetrieb wurden in

einer grosstechnischen Anlage die in Abb. 4.7 aufgezeichneten Membranfluxe gemessen.

In qualitativer Hinsicht können die apolaren Kohlenwasserstoffe (nach Alox-Filtra-

tion) unabhängig von der Oelkonzentration im Arbeitstank, die bisher bis auf über 5%

aufkonzentriert wurde, bei durchschnittlich 1,6 mg Kohlenwasserstoff/1 im Permeat

gehalten werden. Im Ablauf der UF-Anlage entfallen ca. 60% der Kohlenwasserstoffe

auf Aromaten und 40% auf Aliphaten und Alicyclen. Zusätzlich enthielt das Permeat

ca. 3,6 mg/1 Fette und Tenside.

E

60

1 0

Pein 4.2 atm.

_ Paus 1.2 atm.

Temperatur 33-38°C

10 20 30 40

Betriebszeit in Tagen

Abb. 4.7

Permeatflux einer Ultrafiltrationsanlage

mit Rohrmodulen zur Abtrennung

von Kohlenwasserstoffen aus einem

Abwasser aus der Carosserie-, Chassisund

Motorenreinigung einer Garage.

Erstaunlich hohe Mengen an Kohlenwasserstoffen (bis 90%) werden in Oelabscheidern

und Stapeltanks im Schlamm oder an den Wänden adsorbiert, so dass die Ultrafiltra-

tion in vielen Fällen lediglich als Feinreinigungsstufe zu bezeichnen ist. Dem Betrieb

von Oelabscheidern ist deshalb auch bei Einbau einer weiteren Reinigungsstufe

hohe Aufmerksamkeit zu schenken. Interessante Beobachtungen werden auch im Zusammen-

hang mit der biologischen Zersetzung des gestapelten Abwassers gemacht. Bei Uebergang

in saure Gärung wurden durch den Abbau erhöhte Mengen an gelösten organischen

Komponenten produziert, die von der UF-Membrane nicht zurückgehalten werden.

(M. Bolier, J. Eugster, A. Weber)


Nitrifikation im Tauchkörperverfahren

E

rn

d

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

N 1.0

o

tQ

4= 0.5

z

56

Eine nachgeschaltete biologische Stufe als Verfahren mit fixierter Biomasse (Biofilm)

hat sich als wirtschaftliche Möglichkeit zur Realisierung der Nitrifikation in

bestehenden Kläranlagen erwiesen. Durch langzeitige Versuche, die in diesem Jahr

abgeschlossen wurden, konnte die hohe Wirksamkeit bezüglich Ammonium-Oxydation in

rotierenden Tauchkörpern nachgewiesen werden. Im Vergleich zu den früher untersuchten

Plastiktropfkörpern wurden rund doppelt so hohe Nitrifikationsraten gemessen,

was die wirtschaftliche Anwendung derartiger Anlagen auf Kläranlagen bis ca. 10'000

EWG gestatten dürfte.

Im Laufe der Versuche konnte der Einfluss verschiedener Betriebsgrössen wie Drehgeschwindigkeit,

kurzzeitige Temperaturänderungen, Umkehr der Fliessrichtung, Säurebindungsvermögen

und pH auf die Geschwindigkeit des NH 4 + -Umsatzes und die dabei

produzierten NO2 --Konzentrationen ermittelt werden. Erstaunlich hohe Nitrifikationsraten

konnten bei Zuschalten eines Vorfilters zur Abtrennung der Feststoffe aus dem

Nachklärbecken der ersten biologischen Stufe erzielt werden. Die Resultate zeigen

deutlich, dass ohne Vorfilter ein Teil der vorhandenen Festkörperfläche durch nicht

nitrifizierende Organismen und Adsorption eisenhaltiger Feststoffe aus der Simultanfällung

besetzt wird und dadurch die Dichte an nitrifizierenden Organismen im Biofilm

herabsetzt.

10 20 1130 40 50 60 100 110

Versuchszeit in Tagen

vorgeklärtes Abwasser

Abb. 4.8 Verlauf der Nitrifikationsraten in einem nachgeschalteten rotierenden

Tauchkörper bei Beschickung mit unterschiedlichen Mengen von

organischem Substrat durch Zudosierung von vorgeklärtem Abwasser.

Zum Abschluss der Versuche wurde durch stufenweise zunehmende Beschickung mit vorgeklärtem

Abasser das Einwachsen heterotropher Organismen und damit das Ueberwachsen

und Verdrängen der autotrophen Nitrifikanten erzwungen. Die bei unterschiedlichen


Eck,

57

organischen Belastungsverhältnissen erzielten Nitrifikationsraten sind aus Abb. 4.8

ersichtlich. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass bei kurzzeitiger hoher organischer

Belastung (5 Tage) die Nitrifikation behindert wird, die Nitrifikanten sich

aber halten können, während eine längerdauernde, auch geringere organische Bela-

stung, zum völligen Erliegen der Nitrifikation führt.

(M. Boller, W. Gujer, J. Eugster, A. Weber, T. Steffen)

Langfristige Entwicklung der Emissionen einer Siedlungsabfall-Deponie

Eine mit modernster Technik geführte Siedlungsabfall-Deponie ist ein biologischer

Reaktor, dessen Emissionen (Gase und Sickerwässer) während Jahrzehnten bzw. Jahrhunderten

behandelt werden müssten, damit umweltverträgliche Restabflüsse in Luft,

Wasser und Boden erreicht werden (Abb. 4.9). Die ältesten solcher Deponien sind erst

etwa 10-15 Jahre alt, also noch in der "Reaktorphase".

Abb. 4.9

[clx

Konzentration des Elementes x

x

(c )x

mg/I

(c)u

mg/l

DOC 500 - 1500 2

P 4 - 12

Zeit in Jahren

[ log t l

Schematische Darstellung der stofflichen Entwicklung einer geordneten

Siedlungsabfall-Deponie in Funktion der Zeit (als Beispiel für x :

Kohlenstoff). Entscheidend für die Endlagerqualität ist die resultierende

Sickerwasserqualität. In der Tabelle sind an schweizerischen

Siedlungsafall-Deponien gemessene Sickerwasserkonzentrationen den

Verordnungswerten (cu = Qualitätsziele für Fliessgewässer) gegenüber

gestellt. Es zeigt sich, dass cx p c u für Cu, Cd und Pb ist,

so dass nicht 10 3 bis 10 4 Jahre bis zur Endlagerphase vergehen (Abb.

4.10). Für Kohlenstoff hingegen ist cx »cu, so dass mindestens

mehrere Jahrzehnte eine Nachbehandlung notwendig wäre.


g/kg SA

LXC

Ce

58

Stoffflussuntersuchungen an schweizerischen Deponien dieser Art erlauben für einige

Elemente erste Abschätzungen der Zeitspanne bis zur "Endlagerphase" (Abb. 4.10). Die

Grundlage dafür bilden geschätzte Mobilisierungsanteile und gemessene Ausgangskonzentrationen

im Siedlungsabfall sowie Auswaschraten. Die Endlagerphase würde erst zu

einem Zeitpunkt erreicht, wo mit grösster Wahrscheinlichkeit die ursprünglichen

Installationen zur Sickerwasserfassung nicht mehr funktionieren. Daraus ergeben sich

folgende Zielsetzungen für den Anlagenbau und -betrieb:

1) Die Reaktorphase sollte verfahrenstechnisch so entwickelt und geführt

werden, dass sie möglichst kurz verläuft. Der "mobilisierbare Anteil"

der Inhaltsstoffe sollte dabei vollständig entfernt werden. Als

Alternative oder Ergänzung bietet sich eine strengere Triage des Inputs

oder/und eine Vorbehandlung an, welche diesen Anteil stark reduzieren.

2) Die konsequente Stoffflusskontrolle und -bilanzierung solcher Anlagen

erlauben sowohl eine angemessene Dimensionierung der Wasserflüsse in

der Uebergangs- und Endlagerphase wie auch die physikalisch-chemische

Dimensionierung der "Basisabdichtung", welche die Restfrachten während

der Uebergangsphase zurückhalten soll.

(G. Henseler, R. Figi, P. Baccini)

Abb. 4.10

Co AC k (10 -4 )

oC 200 4 200

P 1 1 2

CI 7 40 200

Cu 0,3 10 0,04

Cd 0,01 10 0/0004

Pb 1 1 0,02

Kupfer,

Cadmium,

Blei

10 100 1000 10000 Jahre

Abschätzung der Zeitspanne bis zur Endlagerphase einer Siedlungsabfall-Deponie

mit Hilfe von sechs Parametern.

Co: Anfangskonzentration des Elementes im Siedlungsabfall

(in g/kg SA)

AC: relativer Anteil der mobilisierbaren Fraktion eines Elementes

(in % von Co)

C e : Konzentration des Elementes im Deponierückstand bei Endlagerqualität

(in g/kg SA)

k: jährliche Auswaschrate (in g/kg SA)


4.3 ENTSORGUNG

59

Hydrogeologische Konsequenzen des Tritium-Zwischenfalls im unteren Glattal vom Jahre

1983.

(Vergleiche EAWAG-News 16/17, 7-11, und EAWAG-Mitteilungen 18, 8-15)

Als nützlicher Nebeneffekt der unbeabsichtigten Abgabe von tritiiertem Wasser durch

einen isotopenverarbeitenden Betrieb im oberen Glattal konnte die Infiltration von

Flusswasser ins Grund- und Trinkwasser des unteren Glattals, 20-30 km unterhalb des

Abgabepunktes, über einen Zeitbereich von 2 Jahren genauer verfolgt werden. Die

vorläufigen Erkenntnisse, die aus dieser Studie gewonnen werden konnten, haben sich

als sehr wertvoll für den Schutz des Trinkwassers und somit für den Umweltschutz

erwiesen. Im folgenden soll dargelegt werden, warum wir zu dieser etwas häretischen

Schlussfolgerung gelangt sind:

Massenbilanzen, basierend auf Abfluss- und Tritiummessungen in der Glatt und im

Rhein, bestätigen die vom Betrieb gemachten Angaben über die Totalabgabe von 500 Ci

Tritium ins Oberflächengewässer. Modellrechnungen der aus dem Flusswasser ins Grund-

X103

4.40

4.00

3.60

:i3 3.20

—2.80

:â 2.40

2.00

() 1.60

1.20

2 0.80

E-

E- 0.40

0.00

Abb. 4.11

Background 200pCi/L

DIJIFIMIAIMIJIJ IA 1 5 10 I N IDIJ I F IM IA IM I J I J IA 15 10

1983 1984 1985

Beobachtete Durchbruchkurven des Tritiums in ausgewählten Trinkwasserfassungen sind

verglichen mit denjenigen, die aus unserem statistischen Modell vorausgesagt wurden.

Die Durchbruchkurven geben direkt die Verteilung der Verweilzeiten wieder.

(1) Hofstetten (Oberglatt), (3) Saali (Höri), (5) Hirslen II (Bülach) (7) Herrenwies

(Bülach), (8) Rüteli II (Glattfelden). Das frühere Erscheinen von Tritium in der

Fassung Rüteli II ist wohl auf Inhomogenitäten im Grundwasserleiter zurückzuführen.


60

wasser infiltrierenden Menge an Tritium zeigten, dass von den 5-30 Ci, die ins

Grundwasser infiltrierten, bis zu 1 Ci in einzelnen Trinkwasserfassungen vorgefunden

wurden. Jede unreaktive Substanz, die kontinuierlich oder sporadisch in das Grundwasser

eindringt, wird sich unter denselben Bedingungen ebenfalls etwa im selben

Verhältnis wie das Tritium in die verschiedenen Trinkwasserfassungen aufteilen. Da

sonst kein guter natürlicher Tracer existiert, um die Flusswasserinfiltration ins

Grundwasser zu quantifizieren, wurde der künstliche Tritium-Tracer in den letzten 2

Jahren sehr genau untersucht. Die Frage wurde geprüft, inwieweit man das Infiltrationsverhalten

von Tritium auf Grund von früheren hydrogeologischen Untersuchungen

hätte voraussagen können. Es zeigte sich, dass eine Voraussage bezüglich Menge,

resultierenden Konzentrationen und Infiltrations- resp. Verweilzeiten nur innerhalb

einer Grössenordnung möglich gewesen wäre.

Andererseits bewies das auf Grund dieser Tritiumstudien im hydrogeologisch genau

untersuchten Versuchsfeld der EAWAG angewandte statistische Modell, dass die Durchbruchkurven

in den hydrogeologisch schlechter bekannten Trinkwasserfassungen heute

simuliert und somit hätten vorausgesagt werden können (siehe Abb. 4.11).

Die Konsequenzen für die Bevölkerung erwiesen sich vom radiologischen und radiotoxikologischen

Standpunkt aus als vernachlässigbar gering, trotz der respektablen Mengen

von Tritium, die als Schub in die Umwelt gelangten: Weniger als 1 %o der na-

türlichen Strahlenbelastung wurde durch das Trinken dieses leicht tritiumhaltigen

Wassers der betroffenen Bevölkerung im Infiltrationsgebiet verursacht. Dabei ist zu

bedenken, dass die natürliche und künstliche Strahlenbelastung. der Schweizer Bevölkerung

zu etwa 40% durch das natürliche Radon in den Häusern, zu 20% durch terrestrische

und kosmische. Strahlung, zu etwa 10% durch die natürlichen Isotope im

menschlichen Körper und der Rest durch medizinische Anwendungen und weitere Quellen

verursacht wird. In Anbetracht der geringen radiologischen Konsequenzen des Zwischenfalls

und der wesentlich verbesserten Kenntnisse der hydrogeologischen Verhältnisse

von Trinkwasserfassungen, die grosse Mengen an infiltriertem und mit potentiell

schädlichen Spurenstoffen kontaminiertem Flusswasser enthalten, wäre es angebracht,

die Lizenzierungen von wissenschaftlichen Versuchen mit geringsten Mengen

von Radioisotopen in Zukunft positiver zu beurteilen.

(E. Hoehn (Eidg. Institut für Reaktorforschung), P.H. Santschi,.A. Lack,

K. Farrenkothen, S. Bollhalder, C. Weber)

Stoffbilanz und Transferfunktionen einer Müllsortierung

Die EAWAG hatte Gelegenheit, an einer Pilotanlage zur Müllsortierung einige Versuche

durchzuführen. Ziel der Untersuchungen war es, für eine Reihe von Elementen (Nichtmetalle:

C, N, F, P, S, Cl; Metalle: Fe, Cu, Zn, Cd, Hg, Pb) deren Verteilung in den

aufbereiteten Müllfraktionen zu verfolgen und daraus die Transferfunktionen zu bestimmen.

In der Pilotanlage wird der Müll zerkleinert, getrocknet und mechanisch/ballistisch

separiert. Dabei entstehen die Hauptfraktionen: Mangetabscheidung, Schwerteile und

leichte Fasern. Im Hinblick auf eine Weiterverwendung der Leichtfraktionen bzw.

Enddeponie der Reststoffe interessieren folgende Resultate: Ueber 90% des Eisens

werden durch die Magnetabscheidung erfasst. Etwa die Hälfte der Nichtmetalle (C, N,

F, P, S, Cl) wird in den leichten Fasern wiedergefunden. Von den übrigen Metallen

gelangt etwa ein Fünftel des Kupfers und etwa ein Drittel von Zink, Cadmium, Queck-

silber und Blei in die Leichtfraktion.


Autowracks

250'000

Metallische Gegenstände aus

Industrie, Gewerbe

und Haushalt

100000

61

Der für den Versuch verwendete kommunale Müll war relativ feucht und hatte einen

eher unterdurchschnittlichen Gehalt an Schwermetallen. Die Frage bleibt deshalb

offen, ob bei höherem Gehalt an Schwermetallen im Rohmüll eine differenziertere

Fraktionierung erreicht werden kann, die wiederum eine problemlose Weiterverwendung

der Produkte der Sortieranlage ermöglichen würde.

(P. Baccini, H. Hämmerli, Mirjam Krähenbühl, H.R. Wasmer)

Stoffflüsse bei der Entsorgung von Automobilen in der Schweiz

Autowracks und andere metallische Gegenstände aus Industrie, Gewerbe und Haushalt

werden in Shredderanlagen durch Zerkleinerung und Sortierung so aufgearbeitet, dass

gegenwärtig etwa 80% der in die Anlagen eingeführten Masse wiederverwertet werden

können. Etwa 20% (gegenwärtig etwa 70'000 Tonnen pro Jahr) müssen entsorgt werden

(Abb. 4.12).

Eisenschrott

260'000

übrige

verwertb.Stoffe t ) 20000

nicht

verwertbare Stoffe

,,RESH"2) 70000

Abb. 4.12 Geschätzter Massenfluss durch Shredderanlagen in der

Schweiz - in Tonnen pro Jahr

(Hochrechnung auf der Basis von Messungen 1985)

1) Buntmetalle, Glas usw.

2) Reststoffe aus Shredderanlagen

In repräsentativen Proben aus einem Tagesumsatz einer Anlage von ca. 200 Tonnen

wurden die chemische Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften dieser

Reststoffe aus Shredderanlagen, kurz RESH genannt, untersucht. RESH enthält etwa 50

Gewichtsprozent organisches Material, welches hauptsächlich aus Kunststoffen besteht.

Die Konzentrationen einiger Schwermetalle (Kupfer, Zink, Cadmium und Blei)

liegen um eine Grössenordnung höher als in den Siedlungsabfällen. Obwohl der Massenfluss

von RESH mehr als dreissigmal kleiner ist als jener des Siedlungsabfalls,

setzte er sich in der Rangliste der Schwermetallträger in der Entsorgung von Konsumprodukten

auf Platz 2 (s. Tabelle). RESH könnte in Zukunft noch an Bedeutung gewin-

nen.

U

w


62

Tabelle: Vergleich jährlicher Elementflüsse von Siedlungsabfall,

Reststoffen aus ShredderaDlagen RESH und Klärschlamm

für die Schweiz [Tonnen pro Jahr]

Parameter Siedlungsabfall 1) RESH 2) Klärschlamm 3)

Masse 2'400'000 70'000 2'800'000

F 400 35 nicht bestimmt

Cl 15'000 1'800 300

Fe 130'000 5'300 2'500

Cu 1'000 900 70

Zn 4'000 900 300

Cd 30 6 2

Hg 5 0,2 1,5

Pb 1'000 300 70

Quellen: 1) und 2): Interne EAWAG-Berichte (1984/85)

3) FAC Liebefeld (1980-84)

Siedlungsabfälle werden geprägt von kurzlebigen Produkten (Tage bis mehrere Monate),

deren Metallgehalte herabgesetzt (Stoff-V0) oder die künftig von ihnen ferngehalten

werden sollen (separate Einsammlung). RESH ist aber ein Abfall aus mittellebigen

Produkten (ca. 10 Jahre), deren Aenderung in der chemischen Zusammensetzung sich

erst um diese Zeitspanne später auswirken wird.

(R. Zimmerli, Mirjam Krähenbühl, P. Baccini)

Gefährdung von Grundwasser durch kostengünstige sanitäre Einrichtungen

in Entwicklungsländern: Felduntersuchungen in Indien und Bangladesh

Der Bau und Betrieb von Abortgruben mit Versickerung des allfälligen Spülwassers ist

die einfachste und für weite Gebiete in Entwicklungsländern oft einzige finanziell

tragbare Methode zur hygienischen Beseitigung der menschlichen Abgänge. Andererseits

führt dies besonders in Gebieten mit relativ hoher Bevölkerungsdichte und hohem

Grundwasserspiegel zu einer hygienischen Gefährdung von Trinkwasserinstallationen

(Brunnen, Handpumpen, Wasserleitungen). Die Erforschung und Quantifizierung der

Verschmutzungsgefahr des Grundwassers bei unterschiedlichen hydro-geologischen Verhältnissen

ist daher von grösster Bedeutung für die Planung und Dimensionierung von

Wasserversorgungs- und Entsorgungsanlagen in Entwicklungsländern.

Aus diesem Grund beteiligt sich das IRC aktiv an Forschungsprojekten, die durch

örtliche Hochschulen und Laboratorien in Indien und Bangladesh durchgeführt werden

zum Studium des Schicksals von fäkalen Verunreinigungen im Untergrund. In West Bengalen

und Kerala wurden in Schwemmlandebenen mit ungünstigen hydrogeologischen Bedingungen

(hoher Grundwasserstand und relativ grobkörnige Bodenschichten) Versickerungslatrinen

erstellt und in verschiedenen Distanzen dazu Beobachtungsrohre versenkt,

welche in die gesättigte Grundwasserzone reichen. Die Versuchsanlagen wurden

über ein hydrologisches Jahr (1984/85) hinweg regelmässig mit Fäkalien belastet und

Proben aus den Piezometern wurden periodisch auf bakteriologische und chemische

Parameter untersucht. Für die Probenahme wurde ein einfaches, energieunabhängiges

Verfahren gewählt, das sich ganz auf lokal erhältliches Material abstützt (Absenken

einer Glasflasche in das Beobachtungsrohr). Die Untersuchungen in Kerala konnten

erfolgreich durchgeführt werden. Das umfangreiche Datenmaterial wird zur Zeit ausgewertet.

Demgegenüber hat eine erste Analyse der Resultate von West Bengalen ergeben,


63

dass die erhaltenen Zahlenwerte nicht repräsentativ sind für die effektive Qualität

des Grundwassers. Das von den örtlichen Institutionen gewählte Probenahmeverfahren

(Glasflasche) erwies sich bei den vorherrschenden (hydrogeologischen) Bedingungen

als ungeeignet, da damit eine Wasserprobe der (stehenden) Wassersäule im Piezometer

entnommen wurde, welche aber nicht die Grundwasserqualität als solche widerspiegelt.

Eine Neuentwicklung des Probenahmeverfahrens wurde dadurch notwendig. In der Folge

hat das IRC eine relativ einfache Methode aufgegriffen und weiterentwickelt. Mit

Hilfe einer manuellen Vakuumpumpe und einer im Piezometer fest installierten

Schlauchgarnitur ist es möglich, eine repräsentative Grundwasserprobe zu nehmen,

indem durch Pumpen vor der Probenahme die stehende Wassersäule im Beobachtungsrohr

durch effektives Grundwasser ersetzt wird.

Parallel zu den Untersuchungen in Indien läuft in Bangladesh ein WHO-Programm zur

Untersuchung der Grundwasserqualität in einem dicht bevölkerten Gebiet wo Latrinen

mit Sickergruben seit längerer Zeit in Betrieb stehen. In diesem Projekt wirkte sich

die Verwendung eines ungeigneten Probenahmeverfahrens (mittels "mobiler" Handpumpe)

besonders nachteilig aus, da wegen äusserer Kontamination während der aufwendigen

Einrichtung der Handpumpe praktisch überall fäkalische Verunreinigungen im Grundwasser

"nachgewiesen" wurden, sogar in Situationen, wo aufgrund der hydrogeologischen

Verhältnisse eine Verschmutzung des Grundwassers durch oberflächennahe Verunreinigungsquellen

praktisch ausgeschlossen werden konnte. Dies führte zwangsläufig zu

einer starken Verunsicherung bei allen beteiligten Stellen und zu einer Verzögerung

und Gefährdung von laufenden Entwicklungsprojekten zur Verbesserung der sanitären

Einrichtungen in Bangladesh. Dank der erfolgreichen Einführung des erwähnten Probe-

nahmeverfahrens durch das IRC konnte schliesslich das Probenahme-Problem gelöst und

die Weiterführung des.WHO-Programmes gesichert werden. Auch von diesen Untersuchun-

gen können nun zuverlässige und wertvolle Informationen erwartet werden über die

Verschmutzungsgefahr von Grundwasser durch fäkale Verunreinigungen. Die Untersuchun-

gen in Indien und Bangladesh haben deutlich gezeigt, dass bei Felduntersuchungen

über die Grundwasserqualität in Entwicklungsländern die Hauptschwierigkeit darin

besteht, ein den örtlichen Verhältnissen angepasstes und trotzdem korrektes und

zuverlässiges Probenahmeverfahren zu finden. Mit dem in Indien und Bangladesh eingeführten

Verfahren scheint dies gelungen zu sein. Demgegenüber stellt bei den laufenden

Untersuchungen die korrekte und reproduzierbare Analyse der Grundwasserproben

durch die örtlichen Laboratorien kein Problem dar.

(P. Morand, R. Schertenleib)

4.4 PROZESSE IN SEEN

Das dynamische Verhalten von Tetrachlorethylen im Greifensee: Modellrechnungen und

Feldmessungen

Für kleinere Seen kann angenommen werden, dass die horizontale Durchmischung rasch

ist, verglichen mit allen anderen Prozessen, welche auf eine persistente organische

Verunreinigungssubstanz wie Tetrachlorethylen (Perchlorethylen, PER) wirken. Ein

vertikales Konzentrationsprofil (z.B. an der tiefsten Stelle des Sees gemessen) gibt

deshalb die "momentane" Verteilung einer solchen Verbindung im See recht gut wieder.

Um Einblick in die Dynamik der "Modellsubstanz" PER in einem See zu erhalten, wurden

an der tiefsten Stelle des Greifensees während 2 Jahren in regelmässigen Abständen

vertikale Konzentrationsprofile für diese Substanz gemessen. Die Daten wurden mit

Hilfe eines einfachen, 1-dimensionalen vertikalen Transportmodells interpretiert.


Abb. 4.13 Gemessene (•) und berechnete (ausgezogene Linie) vertikale

Profile von PER-Konzentrationen im Greifensee

64

0 200 400 0 200 400 0 200 400

21. 11.83 12. 12.83 6. 5.85

KONZENTRATION

i

massiver

Eintrag

andere

Input-

Verteilung

1

0 200 400 0 200 400 [ng/I]

3.6.85 1.7.85

Abbildung 4.13 zeigt anhand einiger ausgewählter Profile, dass die experimentellen

Daten durch das Modell,. welches als einzige Eliminationsprozesse für PER Austausch

in die Atmosphäre und Export durch den Abfluss zulässt (was aufgrund der

Eigenschaften von PER angenommen werden darf), sehr schön simuliert werden. Aufgrund

der Modellrechnungen können auch Aussagen über Grösse und Ort (Tiefe) des Eintrags

von PER in den Greifensee gemacht werden. So ergaben die Rechnungen zum Beispiel,

dass der mittlere Eintrag in den See ca. 0.2 kg pro Tag betrug (was mit den

gemessenen Werten aus Stichproben gut übereinstimmt), der Eintrag während der

Stagnationsphase praktisch fast ausschliesslich ins Epilimnion erfolgte und zwischen

dem 6. Mai und dem 3. Juni 1985 eine grössere Menge PER (30-50 kg) in den See

gelangt sein musste.

Die Untersuchung im Greifensee zeigte am Beispiel von Tetrachlorethylen, dass durch

den Einsatz von relativ einfachen mathematischen Modellen zur Interpretation von

Felddaten wichtige quantitative Informationen über den Eintrag und die Dynamik

(Prozessraten) von xenobiotischen Verbindungen in natürlichen Gewässern gewonnen

werden können.

(Jürg Schneider, A. Wüest, D. Imboden, Ruth Stierli, R. Schwarzenbach, C. Schaffner,

W. Giger)

Abbildung

Rauhreifbildung auf dem gefro-

renen Greifensee, 2. Feb. 1981

(Foto: R. Koblet)


In situ Stoffflussmessungen an der Sediment/Wasser-Grenzfläche

65

Der Stoffhaushalt von Seen wird nicht nur durch die Zuflüsse und den Abfluss, sondern

in entscheidender Weise auch durch den Stofftransfer durch die beiden Grenzflächen

"Luft/Wasser" und "Sediment/Wasser" beeinflusst. Kenntnisse dieser Stoffflüsse

und der sie steuernden Prozesse sind daher notwendige Voraussetzungen zum Verständ-

nis des Stoffhaushalts von Seen.

Flusskammern isolieren über der Sediment/Wasser-Grenzfläche ein kleines Wasservolumen

vom übrigen See ab und erlauben es deshalb, durch einfache Massenbilanzen den

Stofffluss durch diese Grenzfläche zu messen. Vergleichsmessungen mit den beiden

Flusskammern LANDER (beprobte Fläche 0.04 m 2 ) und FLUKA (beprobte Fläche 1.8 m2)

ergaben in der Horwerbucht im Zeitraum August bis November 1985 ähnliche Resultate:

Eine Phosphatfreisetzung von 1 bis 3 mg P m- 2 Tag- 1 , eine Nitratzehrung von 10 bis 20

mg N m- 2 Tag- 1 und eine Ammoniumfreisetzung von 1 bis 14 mg N m- 2Tag- 1 . Im See wird

dagegen über den Sedimenten eine Nitratakkumulierung beobachtet, und ein Anstieg der

Ammoniumkonzentration kann nicht nachgewiesen werden. Die über Monate gemittelte

Sauerstoffzehrung über dem Sediment beträgt im ungestörten See rund 0.01 mg/1 Tag.

In den abgeschlossenen Flusskammersystemen wurde eine bis zu 350 mal höhere Zehrung

registriert. Das in den Flusskammerexperimenten bei Sauerstoffkonzentrationen von 7

bis 8 mg/1 beobachtete spontane Umschlagen von Nettonitrifikation auf Nitratzehrung

deutet darauf hin, dass die im Sediment vorhandenen Mikroorganismen äusserst empfindlich

und überraschend schnell auf sich ändernde chemisch-physikalische Umweltbe-

dingungen, z.B. eine stark beschleunigte Abnahme der Sauerstoffkonzentration, reagieren.

Messungen im Sempachersee zeigen, dass während des Sommers über den Sedimenten

kurzfristige Konzentrationsschwankungen von über 2 mg 0 2 /1 Tag auftreten können.

Es erhebt sich daher die Frage, ob und wie weit solche Einzelereignisse den Stoff-

fluss durch die Sediment/Wasser-Grenzfläche beeinflussen.

(R. Gächter, A. Mares, A. Steffen, M. Schurter, P. Santschi)

Blasenschleier - Modell zur Dimensionierung interner Seesanierungsanlagen

Seit einiger Zeit sind im Baldegger-, Sempacher- und Hallwilersee seeinterne Diffusoranlagen

(System: Tanytarsus) zur Bekämpfung der Eutrophierung im Betrieb. Die

Mischungsverhältnisse in einem intern sanierten See werden je nach Betriebs- und

Umweltbedingungen unterschiedlich beeinflusst (Abb. 4.14/4.15). Um die künstlich

induzierte Mischung zu verstehen, wurde ein Modell entwickelt, das den Blasenschlei-

er beschreibt, der durch die Diffusoren erzeugt wird.

Das numerische Modell, das sich zur Dimensionierung künftiger Anlagen eignet, ist

auf Erhaltungssätzen der Hydrodynamik (Impuls, Masse) und der Thermodynamik (Temperatur,

Gasaustausch) aufgebaut. Die Gasblasen werden mit der realen Gasgleichung

beschrieben und dem Gasaustausch unterworfen. Die Dichte des Blasenschleiers wird

als Funktion der Temperatur, Leitfähigkeit und des Gasvolumens der Blasen bestimmt.

Neben Impuls, Masse und Temperatur werden Sauerstoff, Stickstoff und die Leitfähig-

keit bilanziert.

Für eine beliebige Betriebsanordnung der Diffusoren können mit dem Modell alle interessierenden

Grössen des Blasenschleiers wie z.B. Massentransport, Aufstiegs- und

Einschichtungstiefe in Funktion der Schichtungsverhältnisse berechnet werden. Es


zeigt sich, dass das Ergebnis am stärksten von der Blasengrösse, dem Gasdurchsatz

und der Dichteschichtung abhängig ist.

(A. Wüest, D. Imboden in Zusammenarbeit mit N. Brooks, Caltec)

0

5-

10 -

15-{

20

25 -i

30-1

- 35 -

40 -

45

50

55 -

60 -

65 -

70 -

75 1

80-{

85

4.4

Abb. 4.14

SE MPACHERS EE:

SAUERSTOFFBEGASUNG IM SOMMER

Vertikale Temperaturverteilung im

Sempachersee:

Als Folge der Sauerstoffbegasung steigt

die Temperatur zeitlich auch in den

tiefsten Wasserschichten an. Der vertikal

relativ konstante Temperaturverlauf

unterhalb von 60 m deutet darauf hin,

dass die durch die Sauerstoffblasen

induzierte Mischung vor allem in den

untersten 30 Metern des Sees spürbar

wird.

Wärmefluss durch die Seeoberfläche

(am Beispiel von Sempacher- und Baldeggersee)

66

10

w 15 -

LL

- ~- 20 -

25

5 -

30 -

35 -

40

45

I 1 I 1 1 1 1 1 I 1 I 1 1 I 1 I

13.12.85

1 B

4

A

29.11.85

HALLW

ZWANGSZIRKULATION ION IM WINTER

50 IIIIIIIIIIIIIIII

4.3 4.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5 5.7 6

Abb. 4.15

Vertikale Temperaturverteilung im

Hallwilersee:

TEMPERATUR (C)

Durch die natürliche Abkühlung der Seeoberfläche

sank die Temperatur vom

29.11. bis 13.12.85 von 5.9 auf 5.2°C

(Pfeil A). Als Folge der Zwangszirkulation

(ab 4. Dez.) wird sauerstofffreies

Wasser durch den Blasenschleier aus dem

Hypolimnion an die Oberfläche transportiert.

Dadurch senkten sich die Schichten

um ca. 7 m ab (Pfeil B).

Die Dichteschichtung von Seen (und mit ihr die vertikale Mischungsintensität) wird

hauptsächlich durch die zeitliche Veränderung der Wassertemperatur bestimmt. Die

Veränderung des Wärmeinhaltes eines Sees ist in erster Linie eine Folge des Energieflusses

durch die Wasseroberfläche; der Wärmefluss aus dem Sediment und der Beitrag

von Zu- und Abflüssen sind vernachlässigbar klein, zumindest für Seen wie Sempacherund

Baldeggersee.


Abb. 4.16

Aus Meteodaten berechneter

bzw. über

die Wassertemperaturen

gemessener Netto-

Wärmefluss an der

Wasseroberfläche des

Sempachersees. Der

Fluss ist positiv für

den Fall eines thermischen

Energiegewinns

des Sees.

Abb. 4.17

Aus den vertikalen

Wassertemperaturprofi-

len ermittelter Wärmeinhalt

des Sempachersees.

Die maximale

Energie-Amplitude

beträgt 1.1 . 109 J/m2.

Wo die Kurve unterbro-

chen ist, fehlen die

Messdaten. Diese Kurve

diente zur Konstruktion

der gestrichelten

Kurve in Fig. 4.16.

67

I I I I 1 1 I I I I I I I I I I

Nov Dez Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mar Apr

1982 1983

1984

Waermefluss Sempachersee

15 I I I I I I I I I I I I I I I I I

Nov Dez Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mar Apr

1982 1983 1984

Waermeinhalt Sempachersee

Die infrarote Wärmestrahlung von der Atmosphäre ins Wasser bzw. umgekehrt, liefert

zwar absolut den grössten, aber saisonal und wetterbedingt nur wenig schwankenden

Beitrag zum Wärmeaustausch. Die (kurzwellige) Globalstrahlung ist hingegen stark von

der Meteorologie abhängig und kontrolliert hauptsächlich die wetterbedingten Schwan-

kungen des Wärmeflusses.


40— /

/

/

45

68

Ueber eine längere Zeitperiode wurden auf dem Sempacher- und Baldeggersee meteorologische

Daten (Luft- und Oberflächenwassertemperatur, Globalstrahlung, Feuchte und

Windgeschwindigkeit), sowie Wassertemperaturen über die gesamte Seetiefe registriert.

Der anhand eines Modelles aus den Meteodaten berechnete totale Wärmefluss

stimmt gut mit den aus den Wassertemperaturen ermittelten Schwankungen des Wärmeinhaltes

des Sees überein (Abb. 4.16). Obschon einzelne meteorologische Ereignisse den

Netto-Wärmefluss praktisch in jeder Jahreszeit sowohl positiv bzw. negativ werden

lassen können, führt die Integration des Flusses zur klassischen saisonalen Varia-

tion des Wärmeinhaltes, wo besondere Wetterereignisse höchstens noch als kleine

Schwankungen sichtbar sind (Abb. 4.17). Der See ist ein thermisch stark gedämpftes

System, was sich auch in der Persistenz der Schichtung niederschlägt.

Die maximale Aenderung des Wärmeinhaltes im Laufe eines Jahres (bezogen auf die

Seeoberfläche) beträgt etwa 1.1 . 10 9 J/m 2 (Sempachersee) und 0.9 . 10 9 J/m 2 (Baldeggersee)

und liegt damit in derselben Grössenordnung wie beim Zürichsee (1 . 10 9 J/m2).

Seen aus verschiedenen Klimazonen der Erde zeigen maximale thermische Amplituden

zwischen 0.3 . 109 J/m 2 und 2.7 . 10 9 J/m2.

(D. Marti, D. Imboden)

Wie reagiert die Kleinfauna des Hallwilersees auf die Seesanierung ?

Im eutrophen Hallwilersee fehlt während der längsten Zeit des Jahres in Tiefen unter

25 m der gelöste Sauerstoff, wenigstens in jenen Konzentrationen, die für tierisches

Leben nötig sind. Im Herbst 1985 war die Zone von < 1 mg 0 2 /2 auf 9 m angestiegen

(Abb. 4.18). Die technische Sanierung (Herbst bis Frühjahr: Zirkulationsunterstützung

durch bodennahe Zufuhr von Pressluft, Frühjahr bis Herbst: Zufuhr von Beinsauerstoff

in die tiefste Wasserschicht) wird diese Verhältnisse grundlegend verändern.

Durch den ab Winter 1985/86 künstlich erzwungenen und aufrecht erhaltenen

Sauerstoffgehalt werden für die im Wasser und am Seegrund lebenden Organismen neue

Lebensbedingungen geschaffen. Um den Bestand und die Verteilung der Tiere vor Inbe-

triebnahme der Sanierungsmassnahmen festzuhalten (Referenzstatus), wurde seit Ende

März 1985 die tierische Besiedlung des Seegrundes untersucht.

Artenzahl, Sauerstoff [mg/1]

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Tiefe 0 I t t t t t t t

[m]

S

15 /e'- Artenzahl

20

25 /

/

30—

/ /

35— /

50

Sauerstoff

/

e-

-0, ^—__e

Abb. 4.18

Graphische Darstellung der Sauerstoffwerte

der Probenahme vom

30.9.85 durch die Abt. Gewässer der

kantonalen Baudirektion des Kantons

Aargau. Durch die Ringe sind die

Anzahlen der Arten in den verschiedenen

Tiefen dargestellt. In diesen

Anzahlen sind die Einzeller, Rädertiere

und Milben nicht berücksich-

tigt.


69

In Proben aus 2, 5, 10, 20, 30 und 46 m Tiefe, auf 4 Transsekten gewonnen, wurden 60

Tierarten oder höhere systematische Gruppierungen nachgewiesen (Abb. 4.18). Von den

in 30 m Tiefe gefundenen Tierarten waren nur die Larven der Büschelmücke Chaoborus

und der Kleinkrebs Cyclops regelmässig und auch in grossen Häufigkeiten in den Proben.

Beide vermögen über eine längere Zeit ohne Sauerstoff im Wasser auszukommen,

gehören aber zum Plankton. Die 3 anderen Arten (Tubifex, Krebschen der Familie Harpacticidae

und eine Zuckmückenlarve) waren Einzelfunde. In 20 m Tiefe dominierten

Würmer aus der Familie der Tubificidae, und im Uferbereich (2-5 m Tiefe) zeigte sich

eine unerwartet reiche Insekten- und Weichtierfauna.

Die Sanierung soll sicherstellen, dass künftig im gesamten See zunächst keine Nullgehalte

mehr auftreten und in wenigen Jahren ein Sauerstoffgehalt von 4 mg/R nicht

mehr unterschritten wird. Für die Benthosorganismen bedeutet das:

1. Im heute stark lebensfeindlichen Bereich ab etwa 25 m Tiefe bis zum Grund

ist eine Neubesiedlung durch Würmer, Chironomidenlarven und eventuell Erbsenmuscheln

zu erwarten.

2. Unterhalb der Sprungschicht (etwa von 11 m bis 20-25 m) darf in den nächsten

Jahren mit einer Zunahme der Arten gerechnet werden.

3. Die heute schon reichhaltige Fauna im Litoral (Uferbereich, über der Sprungschicht)

wird sich in den nächsten Jahren kaum stark verändern.

Das schon 1941 festgestellte und für den Hallwilersee besonders typische sommerliche

Sauerstoffminimum im Bereich der Sprungschicht (9-11 m) wird durch die Sanierungseingriffe

nicht direkt berührt. Es bleibt daher abzuwarten, wie rasch sich die Tierwelt

dieser Zone ebenfalls verändern wird.

(F. Stössel)

Gewässerschutz auf Erfolgskurs

Was in einer damaligen Auswertung 1980 noch Episode schien, hat sich in der Zwischenzeit

als Tendenz herausgestellt: der mittlere Phosphatgehalt des Vierwaldstättersees

(Kreuztrichter) ist von seinem Maximalstand im Jahre 1978 um rund 65% zurückgegangen.

Die Sauerstoffdynamik hat sich in der gleichen Zeit insofern beruhigt,

als die Minimalgehalte (Stelle Kreuztrichter, 1 m über Seegrund), welche in den

kritischen Jahren 1962, 1967 und 1978 oft unter 4 mg/2 lagen und Tiefstwerte von

2,5 mg// aufwiesen (8. Januar 1976), seit 1979 nie mehr unter 4 mg// gefallen sind.

Unmittelbare Ursache dafür ist, dass der See seit 1978 sich im Winter besser durchmischt

("zirkuliert") als früher und dadurch in den letzten Jahren auch am Grunde

Sauerstoffwerte erreichte, welche man vorher überhaupt nie finden konnte. Die Ursache

für dieses neuartige Verhalten ist noch nicht bekannt. Diesen positiven Veränderungen

steht gegenüber, dass der Nitratgehalt des Sees während der ganzen Messperiode

angestiegen ist, eine Folge der stets intensiveren Bodendüngung.

Diese Beobachtungen stammen aus dem Kreuztrichter. Die östlich und südlich davon

gelegenen Seeteile haben die Entwicklung, wie einige Beobachtungen aus 1985 zeigen,

parallel mitgemacht. Als Ursache ist in erster Linie die Abwasserreinigung im Einzugsgebiet

zu nennen. Sie wird im See unterstützt durch ständige Zufuhren von adsorbierenden

Trübstoffen in den Zuflüssen Reuss, Muota, Engelberger Aa. Dass der See

derart rasch reagierte, ist seinem intensiven Wasseraustausch zuzuschreiben (Füllzeit

des Kreuztrichterbeckens etwa 1,1 Jahre). Die trophische Entwicklung des Vier-


waldstättersees ist der Beweis

dafür, dass die vom Gesetz verlangten

Massnahmen richtig waren. In

diesem Bemühen jetzt wieder nachzu-

lassen, würde vom See ebenso prompt

mit einem Rückfall beantwortet. Der

eingeschlagene Kurs ist richtig, und

er muss, um den erzielten Erfolg

halten zu können, beibehalten wer-

den.

(H. Ambühl, H. Bührer, E. Szabô,

B. Ribi, R. Illi)

Abb. 4.19

Die Entwicklung einiger Messparameter

im Kreuztrichterbecken des Vierwaldstättersees

seit 1963. Punkte:

Aus den jeweiligen Vertikalprofilen

(15 Proben) berechnetes See-Mittel.

Linien: Zeitgewichtetes gleitendes

Jahresmittel.

Phosphat ("Ortho-Phosphat") ist im

See der wichtigste, weil die organi-

sche Produktion bestimmende Stoff.

Die Spitzen 1968, 1972 und 1978 sind

durch Phosphat-Rücklösungsschübe aus

dem Sediment bedingt; sie koinzidieren

zum Teil mit Sauerstoff-Minimalsituationen

in der untersten Proben-

tiefe ("Sauerstoff 110 m"; 1 m über

dem Seeboden). Der in der "Verord-

nung über Abwassereinleitungen" vom

B. Dez. 1975 tolerierte Mindestgehalt

von 4 mg 0 2 /2 ist seit 1979

nicht mehr unterschritten, seit 1980

dafür weit überschritten. Der Ammoniumgehalt,

seit jeher auf niederem

Niveau und an der Grenze der analytischen

Bestimmbarkeit ("Ammonium"),

zeigt sinkende Tendenz, während der

Nitratgehalt ("Nitrat") stetig an-

steigt. Die verschiedenen zeitlichen

Verläufe der beiden Dünger Phosphat

und Nitrat illustrieren ihre verschiedene

Herkunft.

70

IiiiiiiiIIII

60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84


"REDOX": Ein ehemaliges Uebersetzboot der Armee als Forschungsschiff

71

Für die wissenschaftlichen Arbeiten im Zusammenhang mit der Sanierung des Hallwilersees

wurde ein zweckmässiges, für limnologische Arbeiten ausgerüstetes Arbeitsboot

benötigt. Ein 9 m langes Uebersetzboot, das die Armee nach Abschluss technischer

Erprobungen ausser Dienst gestellt hatte und das von unserer Administration beschafft

werden konnte, wurde in der Konstruktionswerkstätte Tüffenwies den neuen

Anforderungen angepasst. Nebst einer achtern angebrachten leichten Kabine zum Schutz

der Messgeräte, zwei Halterungen für elektrische und handbetriebene Probenentnahmekranen,

einem Arbeitstisch und einer leistungsfähigen elektrischen Ankerwinde sind

beidseits Steckdosen für 12 Volt (ab Batterie) und 220 Volt (ab Generator) verlegt.

Angetrieben wird das Boot durch einen 40 PS-Aussenbordmotor, der in Kastanienbaum

erübrigt werden konnte. Das Hauptanliegen der Seesanierung, die Redox-Verhältnisse

im See zu verbessern, fand im Bootsnamen REDOX seinen Niederschlag. Seit März 1985

auf dem See stationiert, trägt die REDOX dank ihrem auffälligen Aeussern schon

längst zum Lokalkolorit bei.

(F. Stössel, H. Ambühl)

Abb. 4.20

Das neue Forschungsschiff

der EAWAG

(Foto: H. Ambühl)

4.5 PROZESSE IN NATÜRLICHEN GEWÄSSERN UND ÖKOSYSTEMEN

Spurenmetalle in Sedimenten aus dem Rhein bei Basel

Um die jetzige und frühere Belastung mit Spurenmetallen im Rhein bei Basel festzustellen,

wurden Sedimentkerne aus der Flussohle untersucht, die aus dem Birsfelder

Stau und aus dem Rhein bei Village-Neuf entnommen wurden. Die Spurenmetallgehalte

sowie einige Hauptelemente (Calcium, Kohlenstoff usw.) wurden in einem Tiefenprofil


a. Zn b. Hg c. Fe

15-

72

dieser Kerne bestimmt. Die Konzentrationen der untersuchten Spurenmetalle (Zink,

Kupfer, Blei, Cadmium, Quecksilber, Chrom) in den obersten (jüngsten) Sedimentschichten

sind an beiden Orten ähnlich; sie sind zwar gegenüber einem natürlichen

anthropogen nicht beeinflussten Zustand etwa 2-3 fach erhöht, aber viel kleiner als

die Metallkonzentrationen in Sedimenten des Rheins in Norddeutschland und Holland.

Im Sedimentkern aus dem Birsfelder Stau nehmen die. Konzentrationen dieser Metalle

von der Sedimentoberfläche bis zu einer Tiefe von ca. 20 cm stark zu und fallen in

tieferen Schichten wieder ab (Abb. 4.21 a,b). Die Konzentrationen der anthropogen

gering beeinflussten Elemente wie Eisen, Mangan, Calcium, verändern sich hingegen

wenig in diesem Tiefenprofil (Abb. 4.21 c). Eine Datierung des Sedimentkerns mit

Hilfe des 137 Cs-Isotops zeigt, dass die Schichten mit den höchsten Schwermetallkonzentrationen

wahrscheinlich aus der Zeit vor 1963 stammen. Diese Befunde deutën

darauf hin, dass die Belastung des Rheins mit Schwermetallen in den letzten Jahren

abgenommen hat (mögliche Ausnahme: Cadmium).

Eine Interpretation solcher Sedimentuntersuchungen aus einer Flussohle ist schwieriger

als bei Seesedimenten, da Erosion und Deposition von rasch wechselnden Abfluss-

verhältnissen bestimmt werden und daher nicht mit konstanten Sedimentationsraten

gerechnet werden kann. Diese ersten Beobachtungen müssen noch durch die Untersuchung

eines weiteren Sedimentkerns aus dem Birsfelder Stau erhärtet werden.

(B. Müller, M. Sturm, Laura Sigg)

3

9

15

21

27

33

cm

0.2 , 0.6 1.0 ,mg/g 2 4 6 8 10 12 pg/g 4 8 12 16 20 24 mg/g

— Birsfelder Stau

Village Neuf

3 ; 3-

cm cm

Abb. 4.21 Tiefenprofile der Konzentrationen von Zink (a), Quecksilber (b)

und Eisen (c) in Sedimentkernen aus dem Rhein im Birsfelder Stau

und bei Village-Neuf. Die horizontale Linie gibt die Tiefe an,

die gemäss der Datierung mit 131 Cäsium den Ablagerungen aus dem

Jahre 1963 entspricht.

'^

1963


Zeitliche Aenderungen der Nebelzusammensetzung

6.0

NH4 Konz.4.0 -

[m mol I-1 1 2.0 -

0 nn-r l H

14.0 —

Anion— 12.0

Konz. 10.0 —

[mmol l -1 1 8 . 0

6.0 —

4.0 —

2 .0 —

4 5 6 7 8 9 10 11 12

ZEIT [hr]

73

Die Untersuchung von zeitlichen Sequenzen während eines Nebelereignisses liefert

Informationen über die Prozesse, die während der Bildung und Auflösung des Nebels

stattfinden. Die chemische Zusammensetzung des Nebelwassers ist das Ergebnis einer

Vielfalt von chemischen und physikalischen Prozessen, dazu gehören:

die teilweise Auflösung fester Aerosole, an denen die Nebeltröpfchen

kondensieren;

die Aufnahme gasförmiger Substanzen aus der Luft (z.B. HC1, HNO 3 , SO2,

NH0 3 ), wobei die Löslichkeit dieser Substanzen von den Bedingungen in der

Wasserphase (pH, Oxidationsreaktionen) abhängt;

Oxidationsreaktionen in der Gas- und in der Wasserphase, bei denen starke

Säuren entstehen.

Der Flüssigwassergehalt der Luft (bei dichterem Nebel im Grössenbereich von

0.05 - 0.2 g/m 3 ) beeinflusst ebenfalls die resultierenden Konzentrationen im

Nebelwasser.

Um die Zusammenhänge zwischen der Zusammensetzung des Nebels und der Gasphase besser

zu verstehen, werden die gasförmigen Konzentrationen von HC1, HNO 3 und NH 3 gemessen.

Vorläufige Messungen ergeben in Dübendorf typischerweise Konzentrationen bis 5 µg

HC1 bzw. HNO 3 pro m3 ; allerdings wurden auch schon Spitzenwerte von 170 µg HC1/m3

und 130 µg HNO 3 /m3 festgestellt.

NEBEL 18.10.85

F^., _..... _„6

LWC 0.1

[mlm310.2

Abb. 4.22 Zeitlicher Verlauf der Konzentrationen von NH 4 + , C1 - , SO42-,

NO -, H + und des Flüssigwassergehalts (LWC) während eines

Nebelereignisses (Dübendorf, 18.10.85).

Ein Beispiel für die zeitlichen Aenderungen der Zusammensetzung des Nebels ist in

Abb. 4.22 dargestellt; bei diesem Bodennebel in Dübendorf (Oktober 1985) wurde allerdings

die anfängliche Bildung des Nebels nicht erfasst. Die Konzentrationen von


74

NO3 - , SO 4 2- , und NH 4 + variieren hauptsächlich entsprechend dem Flüssigwassergehalt,

d.h. dass die Gesamtmenge dieser Substanzen pro Luftvolumen in dieser Zeit

ungefähr konstant bleibt. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn diese Substanzen hauptsächlich

aus der Auflösung von Aerosolen stammen (z.B. (NH 4 ) 2 SO 4 , NH 4 NO 3 ). Das

plötzliche Auftreten sehr hoher Chloridkonzentrationen deutet auf den Einfluss einer

lokalen HC1-Quelle (möglicherweise Kehrichtverbrennungsanlage) bei entsprechender

Windrichtung und auf eine rasche Aufnahme dieser gut löslichen Säure in die Wasserphase

hin. Die pH-Werte sinken bis auf 2.08 infolge des HC1-Eintrags. Die Summe der

H+- und NH4 +-Ionen stellt in diesen Nebelproben 70-90% der Kationen dar.

Dieses Beispiel weist darauf hin, dass lokale Quellen für die Zusammensetzung eines

Bodennebels eine entscheidende Rolle spielen, währenddem sie eine weniger wichtige

Bedeutung für die Zusammensetzung des Regens haben.

(Carola Annette Johnson, C. Jaques, Claudia Mäder, Ursula Michel, Laura Sigg, W.

Stumm, J. Zobrist, F. Zürcher)

Charakterisierung von aeroben, NTA-verwertenden Mikroorganismen

Aus Boden- und Abwasserproben konnten 10 neue NTA-verwertende Bakterien in Reinkultur

isoliert werden (Isolate TE 1-10). Die Isolate wurden auf ihre morphologischen,

physiologischen und biochemischen Eigenschaften hin untersucht und mit den in der

Literatur bereits beschriebenen Referenzstämmen (Pseudomonas sp. ATCC 27109 und ATCC

Tabelle: Vorläufige Gruppierung der NTA-verwertenden Isolate

Stamm

°

o

ô

oi

=

°

i.

I

I

4, C

€ ;

E .r

+ :'

US ai

I

•C C

o

Y

4 Ia

+a

E tu d

E' t o

+ Vô C 5-

m vI

4,


E

Ÿ -1-,

In L

NTA-Mono-

Dxygenase-

Aktiv ität

5o

=

L

co

U'I C

I® •--(11

3 c.) o,

v.-

0--

¢ a

U•- 3 C

ME CO

3 H < >

04,

D=

3m

-FAD +FAD

TE l, 2 l. +

TE 3 /\/ + +

TE 4 + +

TE 10 +

TE 5, 7 + + + + +

TE 6 + + +

TE 8 + + + +

PS 27109 + + + +

PS 29600 + + + +

TE 9 + + + + +


75

29600) verglichen. Auf Grund der getesteten Charakteristika lassen sich die Isolate

in 5 Gruppen unterteilen. Eine Auswahl dieser Eigenschaften ist in der Tabelle gege-

ben.

Alle Isolate, ausser TE 3, sind Gram-negativ. Die Stämme TE 1 und 2 sind unbewegliche

Kurzstäbchen, welche in der Wachstumsphase vorwiegend als Paare auftreten (Abb.

4.23 a). TE 3 ist ein Gram-positives, unbewegliches Bakterium. Teilende Zellen dieses

Stammes zeigen das sog. "Schnappen", welches zu V-Formen führt (Abb. 4.23 b).

Dieser Organismus gehört wahrscheinlich in die Gruppe der coryneformen Bakterien.

Die beiden Stäbchenbakterien TE 4 und 10 sind nicht fähig, mit Methylaminen als

einziger C- und N-Quelle zu wachsen. Beide Stämme sind beweglich, TE 4 zeigt 2-3

polare Geisseln (Abb. 4.23 d), TE 10 ist nur mit einer einzigen polaren Geissel

ausgestattet (Abb. 4.23 e). Die Isolate TE 5, 6, 7 und 8 und die beiden Referenzstämme

Pseudomonas ATCC 27109 und Pseudomonas ATCC 29600 sind in der Tabelle als

C 1 -Verwerter in einer Gruppe zusammengefasst. Alle Stämme dieser Gruppe zeigen ähnliche

morphologische Eigenschaften wie Isolat TE 4. Isolat TE 9 ist ebenfalls fähig,

mit C 1 -Verbindungen zu wachsen, unterscheidet sich jedoch in Zellform und Begeisselung

(1-2 Geisseln lateral) wesentlich von den übrigen Stämmen (Abb. 4.23 c). Ausser

in Pseudonomas ATCC 29600, konnte das Schlüsselenzym des NTA-Stoffwe9selweges,

NTA-Monooxygenase, mit dem in der Literatur beschriebenen Enzymassay l) in zellfreien

Extrakten NTA-gewachsener Zellen nur in Gegenwart des Cofaktors Falvin-

adenin-dinucleotid (FAD) nachgewiesen werden.

Abb. 4.23

Morphologische Eigenschaften NTA-verwertender Bakterien

(Fotos: Ernst Wehrli, Servicelabor Elektronenmikroskopie ETHZ


76

Die Resultate deuten an, dass die Gruppe der NTA-verwertenden Mikroorganismen offenbar

recht heterogen ist, und dass diese anthropogene Verbindung nicht nur, wie bisher

angenommen wurde, von einer beschränkten Anzahl von Spezialisten abgebaut wird.

Die Abwesenheit von Geisseln, Gram-positiver Zellwandaufbau, die Fähigkeit, mit

Methylaminen als Kohlenstoffquellen zu wachsen und aus Pyruvat Acetoin zu bilden

(alles Eigenschaften, welche nach der gebräuchlichen Definition auf Pseudonomaden

nicht zutreffen 2 ' 3 ), weisen darauf hin, dass weder die isolierten Stämme TE 1-10

noch die beiden Referenzstämme ATCC 27109 und ATCC 29600 der Gattung Pseudomonas

angehören.

(Th. Egli, H.U. Weilenmann)

1) Firestone & Tiedje (1978). Appl. Env. Microbiol. 35, 955.

2) The Procaryotes. Vol 1, pp. 655-741, Springer VerTâg (1981).

3) Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Vol 1, pp. 141-198. Williams &

Wilkins (1984).

Tote Bakterien - Tatsache oder Fiktion ?

Nach den heute geltenden mikrobiologischen Theorien nimmt man an, dass in jeder

natürlichen und künstlichen Umwelt nur ein Teil der mikrobiellen Population lebensfähig

ist. Der Begriff "lebensfähig" bedeutet die Fähigkeit einer Zelle, zu wachsen,

sich zu vermehren und biochemische Umwandlungen auszuführen.

Untersuchungen in unserem Labor legen die Vermutung nahe, dass dieses Konzept für

normale Umweltbedingungen nicht unbedingt gültig ist. Eine Methode, die ermöglicht,

die Aktivität des Elektronentransportsystems in einzelnen Mikroorganismen zu messen,

erlaubt es, metabolisch aktive Zellen zu erfassen. Diese Aktivitätsbestimmung wird

unter denselben (oder sehr ähnlichen) Bedingungen durchgeführt, wie sie die Zelle in

ihrer natürlichen Umgebung vorfindet. Im Gegensatz dazu steht die bis heute gebräuchliche

Methode der Lebendkeimzahlbestimmung durch Ausplattieren auf Agarplat-

ten, bei der Zellen aus ihrer natürlichen Umgebung auf ein neues Milieu transferiert

werden, welches sich unter Umständen sehr von den herrschenden natürlichen Umweltbe-

dingungen unterscheidet. Als Folge werden dabei nur Mikroorganismen erfasst, welche

diesen Transfer überleben und sich unter den neuen Bedingungen vermehren können.

Dies hat dazu geführt, dass die Anzahl der aktiven Mikroben in natürlichen Systemen

bisher drastisch unterschätzt wurde.

Die verschiedenen metabolischen Aktivitätsstufen, in welchen mikrobielle Zellen in

einem kontinuierlichen Kultursystem auftreten können und ihre gegenseitige Abhängigkeit,

sind in Abb. 4.24 modellartig dargestellt. Solche kontinuierliche Wachstumssy-

steme sind nicht nur auf Laborreaktoren beschränkt, sondern sind auch für kommunale

und industrielle Abwasserreinigungsanlagen, Klärschlammbehandlungsverfahren und

natürliche Oekosysteme wie Flüsse und Seen gültig. Die in Abb. 4.24 dargestellten

Zusammenhänge wurden in einer Chemostatkultur von Klebsiella pneumoniae überprüft.

Dabei wurde die Anzahl der in der Kultur vorhandenen a) teilungsfähigen, atmenden

Zellen und b) nicht teilungsfähigen, atmenden Zellen mit Hilfe von 2-(p-Iodophenyl)-

3-(p-Nitrophenyl)-5-Phenyltetrazoliumchlorid (INT) als Funktion der Wachstumsrate

bestimmt. Die Resultate zeigen, dass unter allen Kulturbedingungen praktisch 100%

der vorhandenen mikrobiellen Zellen zu diesen beiden Gruppen gehören, und dass nur

sehr wenige tote Zellen zu finden waren. Daraus kann geschlossen werden, dass das

Absterben von Zellen wahrscheinlich primär über den Weg der Zellyse abläuft, dass


S 1 0

77

"Zelleichen" im System kaum vorhanden sind und das Konzept der "toten Zelle" wahrscheinlich

nicht gültig ist. Die Konsequenzen der Lyse von Zellen innerhalb einer

mikrobiellen Kultur und die Fähigkeit des metabolisch aktiven Teils der Population,

die entstehenden Lyseprodukte als Nährstoffe zu brauchen (kryptisches Wachstum),

werden gegenwärtig untersucht.

(C.A. Mason, G. Hamer)

Abb. 4.24

lösliche und particuläre Zelltrümmer

Modell für mikrobielles Wachstum in kontinuierlicher Kultur. Lebende,

atmende Zellen sind Mikroorganismen, die Substrat (S 1 ) als Kohlenstoffund

Energie-Quelle für die Produktion von Biomasse assimilieren können.

Nicht teilungsfähige, atmende Zellen sind Mikroorganismen, die einen

genetischen Defekt aufweisen und nicht mehr teilfähig, aber immer noch

metabolisch (biochemisch) aktiv sind und das Substrat oxidieren. Tote

Zellen weisen überhaupt keine metabolische Aktivität mehr auf. Durch

Lyse werden partikuläre organische Polymere (P) und gelöster organischer

Kohlenstoff (S a ) produziert. Die Möglichkeit besteht, dass die Organismen

diesen zusatzlichen Kohlenstoff als Energie- und/oder C-Quelle benützen

können (kryptisches Wachstum).

Verwendung von stabilen Isotopen beim Studium der Kommunikation von Oberflächen-

wasser und Grundwasser

Eine spezielle Anwendung von Isotopenbestimmungen zur Lösung hydrogeologischer Fragestellungen

ist die Beschreibung der Infiltration von Oberflächenwasser ins Grundwasser.

Das Grundwasser besteht zu einem beträchtlichen Teil aus natürlichem Infil-


-8.5 -8.0 -7.5

78

trat von Oberflächengewässern, die trotz Gewässerschutzmassnahmen oft mehr oder

weniger verschmutzt sind. Um die Auswirkungen von verschmutztem Oberflächenwasser im

Grundwasser abzuschätzen, muss die Kommunikation zwischen den beiden Komponenten

studiert werden.

Mischungsvorgänge zwischen Oberflächenwasser und Grundwasser können auch mit zugegebenen

künstlichen Tracern (z.B. Tritium, fluoreszierende Farbstoffe, Salze usw.),

durch Beobachtung des Verhaltens gelöster Stoffe (z.B. Natrium, Chlorid) und physikalischer

Eigenschaften (z.B. Temperatur, Grundwasserspiegel) untersucht werden. Die

Messung stabiler Isotope hat gegenüber diesen Verfahren den Vorteil, dass die Mar-

kiersubstanz im Wassermolekül selbst eingebaut ist. Deshalb erfährt sie im Gegensatz

zu den oben genannten herkömmlichen Tracern keine Aenderung im Grundwasser.

8p(°/00)

-7.0 -6.5 5180(0/..)

,E

A

SEE

N N

E

-55

-60

e

Lageskizze der

Probeentnahmestellen

rti

Abb. 4.25 Beispiel von 5 18 0- und 8 2 H-Werten aus einer Reihe von Grundwasserentnahmestellen

im Bereich des Testsees "Bad Langenbrücken"

in der Rheinebene (Baden-Württemberg, BRD) nach

Moser, H. (1977) in: IAEA (1979): Isotopes in Lake Studies.

- Panel Proc. Ser., Wien.

Die Quellen im Süden streuen um die Gerade (SD = 8 8180 +7),

die die Isotopengehalte der lokalen Niederschläge charakterisiert.

Ein Einfluss von Seewasser kann deshalb vernachlässigt

werden. Die Quellen östlich des Sees liegen auf einer

"Verdunstungsgeraden", was eine Zumischung von Seewasser

anzeigt. Gleiche Resultate zeigen die Wässer nördlich und

westlich des Sees, wobei der Anteil des Seewassers zunimmt,

je weiter wir uns auf der "Verdunstungsgeraden" gegen die

Isotopenwerte des Seewassers bewegen.

Die meisten Wassermoleküle in der Natur enthalten zwei Wasserstoffatome der Masse 1

und ein Sauerstoffatom der Masse 16. Ein Bruchteil aller Wassermoleküle zeichnet

sich dadurch aus, dass sie ein seltenes (stabiles) Wasserstoffisotop mit der Masse 2

( 2 H oder D) und ein Sauerstoffisotop mit der Masse 18 ( 18 0) eingebaut haben. Bei der

Angabe der Konzentration dieser Isotope wird das Häufigkeitsverhältnis 180/160 (Rp)

oder D/H (Rp) betrachtet, wobei die Werte als relative Abweichung in Promille von

einer Standardsubstanz (R ST ) angegeben werden (Deltanotation):

O

S


S =

Rp

R ST

79

RST 1000 °/°°

Bei allen Phasenübergängen erfolgt eine Isotopenfraktionierung. Für Oberflächengewässer

sind vor allem Verdunstungsvorgänge von Bedeutung. Dabei werden diese Wässer

mit schweren Isotopen angereichert und können somit infolge ihres erhöhten Isotopengehalts

von lokalem Grundwasser unterschieden werden. Die Temperaturabhängigkeit der

Isotopenfraktionierung bei der Kondensation bewirkt, dass sich Oberflächen- und

Grundwasser mit verschiedener geographischer Herkunft oder zeitlicher Genese unter-

scheiden lassen.

Die unterschiedliche natürliche Markierung von Grund- und Oberflächenwasser kann

benutzt werden, um qualitative und quantitative Aussagen über hydraulische Verbindungen

des Grundwassers mit Flüssen, Seen oder anderen Oberflächengewässern zu ge-

winnen (Abb. 4.25).

(G. Furger, K. Kelts)

Hydrogeologische Modellierung

Eine an sich als wenig problematisch erscheinende tägliche Verwendung immer zahlreicher

werdender chemischer Substanzen erhöht das Potential der Verschmutzung unseres

Trinkwassers. Die Ausbreitung von chemischen Schadstoffen im Grundwasser ist gekop-

pelt aber nicht identisch mit dem Fliessen des Grundwassers. Die Voraussagen über

die Sicherheit der Lagerung bestimmter Stoffgruppen betreffen auch teilweise schon

geologische Zeiträume (1'000-100'000 und mehr Jahre). Mit Hilfe von numerischen

Modellen lassen sich das räumlich-zeitliche Verhalten von Grundwasserfliessystemen,

Temperaturverteilungen sowie Ausbreitung und Transport von Substanzen bestimmen.

Obwohl solche Simulationen nur Näherungslösungen darstellen, können sie in der

Planung oder auch als Werkzeug gezielter Feldbeprobung verwendet werden.

Während der letzten zehn Jahre wurden in der hydrogeologischen Modellierung weltweit

grosse Fortschritte erzielt. Wir können jetzt versuchen, vermehrt den Transport von

chemischen Stoffe im Grundwasser in den Fliessmodellen zu berücksichtigen. Deshalb

haben wir ein Projekt begonnen mit dem Ziel, bestehende hydrogeologische Simulations-Programme

an der EAWAG zu installieren und anzuwenden.

In der Natur vorkommende chemische Prozesse dienen als Schlüssel für das Verständnis

des Verhaltens anthropogener Substanzen in der Umwelt. Für eine bestimmte Fragestellung,

z.B. bei der Anreicherung von chemischen Schadstoffen an einer Redox-Grenze,

verwenden wir Modelle, welche für die "Rollfront Lagerstätten" entwickelt wurden.

(P. Huggenberger, K. Kelts)

Oekologische Grundlagenforschung am Thur-Oberlauf

Der Oberlauf der Thur (im Toggenburg) ist eines der letzten noch relativ unberührten

grösseren Fliessgewässer der Schweiz. Neben der Beteiligung am EAWAG-Schwerpunkt

"Fliessgewässer", der sich stark auf die Glatt konzentriert, wird die Fachabteilung


80

Hydrobiologie/Limnologie ihre Grundlagenforschung über Fliessgewässerökologie daher

künftig vor allem auf die obere Thur konzentrieren. Diese eignet sich dank ihrer

naturnahen Tier- und Pflanzenbesiedlung gut als funktionstüchtiges Referenzökosy-

stem.

Neben zwei bereits seit 1984 laufenden fliesswasserbiologischen Dissertationen wurde

im Sommer 1985 ein analytisches Untersuchungsprogramm gestartet, um einen gewissen

chemischen Datenhintergrund zu erhalten. Dieses umfasst (voräufig) eine monatliche

Untersuchung von neun Thur- und zwei Neckerstellen. Dazu wurde im August und November

der Thurabschnitt zwischen Stein und Lütisburg an fünf Stellen während 24 Stunden

12 mal untersucht. Die ersten Resultate zeigen, dass eine Zustandsbeschreibung

nicht einfach sein wird, da der Chemismus des Thurwassers oft in kurzer Zeit massiv

variiert und sich auch im Verlaufe der Fliessstrecke stark verändern kann (vgl. Abb.

4.26).

(A. Frutiger, U. Sieber, S. Eglin, Ruth Beutler, E. Szabö, B. Ribi, R. Illi,

Laura Sigg, Claudia Mäder, Ursula Michel)

Abb. 4.26

Die Ammonium-Konzentration im Thurabschnitt von Stein bis Lütisburg

währen 24 Stunden. Am Vortag der Untersuchung hatte es ziemlich

stark geregnet, so dass während der Probenahmen viel Wasser oberflächlich

in die Thur abfloss. Während des ganzen Tages (11.11.85)

wurden Bauern beobachtet, die entlang der Thur ihre Felder güllten.

Wie kurz die Verweilzeit der Gülle im Boden unter diesen Witterungsund

Vegetationsbedingungen ist, lässt sich aus dem raschen Ansteigen

der NH4 + -Konzentration im Wasser der Thur erkennen.


4.6 METHODEN

Die Erfassung der atmosphärischen Trockendeposition

81

Einen wichtigen Beitrag zum gesamten Stoffeintrag aus der Atmosphäre auf die terrestrischen

Oekosysteme liefert die Deposition von Aerosolen, inklusiv Stäuben und die

Sorption von Gasen (= trockene Deposition).

Heutzutage existieren für die kontaminationsfreie und quantitative Erfassung der

Nassdeposition (Regen, Schnee) gute Probenahmeeinrichtungen (Beispiel s. Jahresbe-

richt 1984, S. 97). Hingegen erfordert die Erfassung der Trockendeposition ein ver-

bessertes Konzept und eine dementsprechende Probenahmeeinrichtung.

Aus theoretischen Ueberlegungen geht hervor, dass bei der Abscheidung von nicht

sedimentierbaren Partikeln und Gasen an Oberflächen dem Stofftransport in der Grenz-

schicht zwischen Atmosphäre und Rezeptoroberfläche sowie den Hafteigenschaften der

Oberfläche eine zentrale Bedeutung zukommt. Ein Rezeptor, der gute reproduzierbare

Eigenschaften bezüglich Stofftransfer aufweist, ist die Wasseroberfläche. Aber auch

in der Natur sind nasse Oberflächen weit verbreitet, z.B. feuchte Pflanzenoberflächen,

Porenwasser in Böden und natürlich die Gewässer.

Die von uns gewählte Probenahmeeinrichtung für die Trockendeposition besteht aus

einer Petrischale, belegt mit einer ungefähr 1 cm dicken Wasserschicht (dest. Wasser),

die bei Regen- und Schneefall automatisch abgedeckt wird. Mit Hilfe einer

Mariotte'schen Flasche lässt sich das Wasserniveau konstant halten.

Depositionsrate

mg/m2d

pH- Wert

Wasser

4.0 — 3

5.0 — 2

Dep.rate

berechnet

1978179

für Bodenstation

TROCKENDEPOSITION DÜBENDORF

pH

so?,--(s)

i \^ / \,/

,/ ',,,___.J j ^^^^ ^` ^^\ NHZ(N)

...d.\\..-- NO3 (N)

0 I Mai I Juni I Juli I Aug. I Sept. I Okt. I Nov. I Dez. 11985

Abb. 4.27 Die Trockendeposition auf eine Wasseroberfläche

1 cm dest. Wasser in Petrischale), Sammelperiode

14 Tage, Dachstation EAWAG

Die ersten Messergebnisse zeigen (s. Abb. 4.27), dass die Depositionsraten für Stoffe

(ausser Nitrat), die zum Teil Umwandlungsprodukte von Gasen in der Atmosphäre


R

rA_

1.5

Probe

NH4- Bestimmung mit FI A

q

nach Membran-

Filtration

direkt

82

sind, deutlich höher liegen als die früher berechnete Differenz zwischen der Gesamtund

der Nassdeposition. Die in den Wintermonaten höheren S0 2 -Konzentrationen reflektieren

sich auch in den höheren Sulfatwerten und niedrigen pH-Werten.

(J. Zobrist, C. Jaques, Claudia Mäder, Ursula Michel)

Spurenbestimmung von Ammonium in Mikroproben atmosphärischer Depositionen

Ammoniak ist sehr gut wasserlöslich und kann deshalb als Neutralisator gegenüber

sauren Bestandteilen in atmosphärischen Depositionen wirksam werden. Durch die Neutralisation

der Säuren in Nebel oder Regentropfen werden aber auch die Voraussetzungen

für eine verstärkte Aufnahme des gewebeschädigenden SO 2 verbessert. Im Zusammenhang

mit der Aufnahme von SO 2 in die Wasserphase von Niederschlägen (Regen, Schnee,

Nebel etc.) sind genaue Kenntnisse über den Gehalt an Ammonium erforderlich. Wegen

den hohen Anforderungen an die Empfindlichkeit für die Ammonium-Bestimmung und der

Tatsache, dass uns in der Regel nur geringe Probenmengen zur Verfügung stehen, war

es notwendig, bekannte Messmethoden zu modifizieren.

Das gewählte Messverfahren stützt sich auf die Fliessinjektionstechnik (FIA) und

arbeitet wie folgt. 20-50 µl -Probe werden in einen alkalischen Kapillarstrom injiziert,

worin Ammonium vollständig in Ammoniak umgewandelt wird. Diese Lösung wird in

eine Mikrozelle mit einer gasdurchlässigen Teflon-Membran geleitet, wobei Ammoniak

an eine pH-Indikatorlösung ausgetauscht wird. Die Farbänderungen der Indikatorlösung

sind zur Ammoniakkonzentration proportional und können photometrisch gemessen werden.

Das Fliessschema für die Ammonium-Messeinheit ist in Abb. 4.28 dargestellt. Die

Empfindlichkeit der Methode liegt bei 1 ag NH 4 -N/1 (< 0.1 µ mol NH 4 /1). Die Spurenbestimmung

von Ammonium in sauren Proben verlangt besondere Vorsicht bei der Aufbereitung,

damit eine Kontamination aus der Laborluft vermieden und allfällige Verluste

durch Kontakt mit Glasoberflächen verhindert werden können.

0 10 20

NH4- N [pg/l]

Abb. 4.28

Anlageschema für die Spurenbestimmung

von Ammonium mit

der Gasdiffusions- FIA -Technik

Abb. 4.29

Kontamination von Schneeproben

durch Membran-Filtration. Die

resultierenden Messwertstreu-

ungen können zu falschen

Schlüssen führen.


83

Die benutzte Methode kommt diesen Bedingungen entgegen, da alle Bauteile aus inertem

Polymer gefertigt sind und die Proben ohne die heikle Filtration direkt und sicher

im System mit der Ammoniak-Gasdiffusionszelle gemessen werden können. Die Gefahr der

Probenkontamination durch die Filtration ist im Spurenbereich unbedingt zu vermeiden

(Abb. 4.29). Zu hohe Werte und grosse Streuungen, bedingt durch Kontaminationen bei

der Filtration oder sonstige Probenaufbereitungen verunmöglichen eine Interpretation

der Messergebnisse im Spurenbereich.

(F. Zürcher, B. Gisler)

Mikrobieller Abbau von m-Xylol und anderen alkyl-substituierten Benzolen in

Abwesenheit von molekularem Sauerstoff

Frühere Laboruntersuchungen mit Bodenkolonnen haben gezeigt, dass Xylole (Dimethylbenzole)

vermutlich auch in Abwesenheit von molekularem Sauerstoff durch nitratredu-

zierende Mikroorganismen abgebaut werden können (siehe Jahresbericht 1983). Da aber

allgemein angenommen wurde, dass ein anaerober Abbau solcher aromatischer Kohlenwasserstoffe

nicht möglich ist, wurden weitere Experimente durchgeführt, um den vermuteten

Abbau zu bestätigen. Es wurde ein spezielles Kolonnensystem konstruiert, welches

erlaubte, auf einfachste Art den Metabolismus einer gegebenen Verbindung (z.B.

m-Xylol) in Abwesenheit von molekularem Sauerstoff bei verschiedenen Konzentrationen

zu studieren (Abbildung 4.30).

Abb. 4.30

Experimentelle Anordnung

zur Untersuchung des biologischen

Abbaus von Alkylbenzolen

unter anaeroben

Bedingungen. a) Das Verhältnis

der zwei Flussraten

bestimmt die Konzentration

des alkylierten

Benzols in der Kolonne.

b) Das Medium wird in Silikonschläuchen

durch ein

Gefäss gepumpt, welches

kontinuierlich mit Stickstoff

gespült wird. Die

Effizienz der Sauerstoff-

elimination ist abhängig

von der Flussrate und von

der Länge des Silikonschlauches

(siehe Figur

im Kasten). c) Gesättigte

Lösung des alkylierten

Benzols.

Mineralsalz-

N2

medium

0.2 0.4 1.0 2.0 5.0 9.9 [ml/min]

FLUSSRATE

^\n)

O a) VA

Pumpen

Silikonschläuche

Alkyliertes

Benzol

oxisch anoxisch

c)

E m

C d

O N

®

c;


20 I I I I I I I I I I I tut

15

10

5

84

Mit Hilfe von [Ring- 14 C]-markiertem m-Xylol (Kohlenstoffbilanz) und aufgrund von

Elektronenbilanzen konnte nun eindeutig gezeigt werden, dass diese Verbindung auch

bei hohen Konzentrationen (0.4 mM) unter gleichzeitiger Reduktion von Nitrat in der

Kolonne rasch und vollständig mineralisiert wurde. In der gleichen Kolonne wurden

auch Toluol (Methylbenzol) und 3-Ethyltoluol, nicht aber Benzol und Ethylbenzol,

abgebaut. Diese Resultate sind von grosser praktischer Bedeutung, da Alkylbenzole

als "wasserlösliche" Benzin- und Oelkomponenten oft bei Verschmutzungsfällen in

anaeroben Grundwasserleitern auftreten.

(E. Kuhn, J. Zeyer, R. Schwarzenbach)

Eichung des Trockenwetter-Glattmodells mit Hilfe eines Färbeversuches

Für die Untersuchung der komplizierten Vorgänge, die in einem Fliessgewässer ablaufen,

ist ein mathematisches Modell ein nützliches Hilfsmittel. Durch Vergleich von

Messungen mit berechneten Werten können die Annahmen überprüft werden, welche der

Modellrechnung zugrunde liegen. Auf diese Weise lassen sich unsere Vorstellungen von

den chemisch-biologischen Vorgängen in einem Fluss überprüfen und verbessern.

c (mg /m3)

Abb. 4.31 a

-5 0 5 r(m)

-5 0

Rhodaminkonzentration c in Funktion des

Abstandes r von der Flussmitte. Die

Messstelle liegt 25 m unterhalb der

Einleitstelle. Die Quadrate stellen die

Messpunkte, die ausgezogene Linie die

angepasste theoretische Kurve dar, für

welche sich ein transversaler Diffusionskoeffizient

von 58 cm 2 /s ergibt.

Abb. 4.31 b

Wie bei a, aber 51 m unterhalb der

Einleitstelle. Die Abbildung zeigt

den zusätzlichen Effekt einer ca.

25 cm hohen Schwelle zwischen den

beiden Messstellen auf die Verbreiterung

der Rhodamin-Verteilung. Die

gestrichelte Linie stellt den aufgrund

der Resultate von Abb. a ohne

Schwelle zu erwartenden Konzentrationsverlauf

dar.


85

Als Werkzeug für die Fliessgewässerforschung wurde ein Strömungs- und Zustandsmodell

für die Glatt erarbeitet. Dieses ist vorderhand auf die Zustandsbeschreibung während

einer Trockenwettersituation ausgelegt, in welcher die Zuflussmengen keinen wesentlichen

zeitlichen Veränderungen unterliegen.

Damit bei den chemisch-biologischen Untersuchungen die vom Strömungsmodell herrührenden

zusätzlichen Unsicherheiten möglichst klein sind, müssen die physikalischen

Abflussbedingungen so gut wie möglich bekannt sein. Neben den bei der Glatt relativ

genau bekannten physikalischen Parametern wie Gefälle und Querprofil gibt es aber

auch problematischere Grössen wie Gerinnerauhigkeit, Diffusions- und Dispersionskoeffizienten.

Die Rauhigkeit beschreibt die Reibung der Wasserströmung am Flussbett

und bestimmt (bei gegebener Geometrie und gegebenem Abfluss) die Strömungsgeschwin-

digkeit und die Wassertiefe. Der transversale Diffusionskoeffizient und der longitudinale

Dispersionskoeffizient charakterisieren die Durchmischung quer zum Fluss

beziehungsweise in Flusslängsrichtung. Diese Mischung führt zum Ausgleich von vorhandenen

Konzentrationsunterschieden gelöster oder suspendierter Substanzen.

Mittels eines Färbeversuches wurden Mischungsverhalten und Rauhigkeit für einige

Teilstrecken der Glatt bestimmt. Dazu wurde an einer ausgewählten Stelle in Flussmitte

über eine gewisse Zeit mit konstanter Rate eine Rhodamin-B-Lösung zudosiert.

Gleichzeitig wurde mit Hilfe eines Fluorimeters unterhalb der Einleitstelle ein

Konzentrationsquerprofil aufgenommen, dessen Form auf das Mass der Querdurchmischung

schliessen lässt. Abbildung 4.31 illustriert die Auswertung eines solchen Versuches

bei Glattfelden. Um Informationen über die Längsdurchmischung und die Rauhigkeit zu

erhalten, wurde im Anschluss an ein ähnliches Experiment bei Rümlang die gesamte

Rhodamin-"Wolke" zweimal an weiter flussabwärts gelegenen Stellen beobachtet. Dabei

waren nach 10 km Fliessstrecke noch ca. 75% der eingeleiteten Rhodamin-B-Menge vorhanden.

(P. Reichert, M. Ahel, Ch. Schaffner, U. Uehlinger, 0. Warmer)

Abb. 4.32

Rosettenförmige Kristallgruppen von Rauhreif

auf dem gefrorenen Greifensee am 2. Feb. 1981.

(Foto: R. Koblet)


5. LEHRE UND AUSBILDUNG

5.1 Lehrveranstaltungen an der ETH Zürich

Sommersemester 1985 Prof. W. S t u m m/ Dr. Laura S i g g

Prof. H. Ambüh l

- BIOLOGIE V, mit Exkursionen

(Mitwirkend: H.R. Bürgi, A. Frutiger,

F. Stössel)

- PRAKTIKUM IN SYSTEMATISCHER UND OEKOLOGI-

SCHER BIOLOGIE II

(Mitwirkend: H.R,Bürgi, A. Frutiger,

P. Bossard, F. Stössel,

E. Szabo)

Wintersemester 1985/86

Prof. H. Ambühl

- LIMNOLOGIE II - LIMNOLOGIE I

- ARBEITSWOCHE IN GEWÄSSERBIOLOGIE

(Mitwirkend: H.R. Bürgi, P. Bossard,

U. Uehlinger, F. Stössel

Prof. R. Brau n*

- ABFALLWIRTSCHAFT

(Mitwirkend: W. Obrist)

Dr. Joan D a v i s

- MENSCH - TECHNIK - UMWELT

Prof. K. Grob

- HOCHAUFLOSENDE GASCHROPIATOGRAPHIE

Prof. G. Hamer/Dr. I. Adl er*/

PD Dr. A. Ei nsel e* /

Prof. A. Fi echter*

- BIOTECHNOLOGIE A: V BIOVERFAHRENSTECHNIK

- PRAKTIKUM II IN BIOTECHNOLOGIE A

Prof. G. Hamer/Prof.J. Hoi gné

- TRINKWASSERHYGIENE UND CHEMIE DER

WASSERVERSORGUNG

Dr. K. Kel ts

- VERGLEICHENDE LIPINOGEOLOGIE

Dipl. Ing. R. Schertenl ei b

- WASSERVERSORGUNG UND ENTSORGUNG IN

ENTWICKLUNGSLÄNDERN

(Mitw. im Rahmen der Vorlesung

"Planung in ländlichen Räumen" des

Nachdiplomstudiums für Entwicklungsländer,

NADEL)

86

- CHEMIE NATÜRLICHER GEWÄSSER

Prof. W. Stumm

- GEWÄSSERSCHUTZ UND UIIWELTOKOLOGIE

- PRAKTIKUM IN SYSTEMATISCHER UND OEKOLOGI-

SCHER BIOLOGIE I

Prof. H. Ambühl / Dr. R. Gäc hter

- ANGEWANDTE LIMNOLOGIE

Dr. M. B o l l e r/ D r. W. G u j e r

- GRUNDLAGEN DER WASSERTECHNOLOGIE

Prof. R. Braun*/Dr. P. Brunner

- ABFALLTECHNIK

Dr. W. G u j e r / Prof. G. Hamer /

Prof. ,). Hoi gné / D r . M . Bol 1 e r

- EINHEITSVERFAHREN DER WASSERAUFBEREITUNG

UND ABWASSERREINIGUNG

Prof. G. Hamer

- BIOLOGICAL WASTEWATER TREATMENT

Prof J. Hoi gné/Prof. G. Hamer

- TRINKWASSER UND ABWASSER

PD Dr. D. Imboden

- EINFÜHRUNG IN DIE PHYSIK NATÜRLICHER

GEWÄSSER

- TECHNIK UND UMWELT

(Mitwirkend: Joan Davis,

R.Schwarzenbach)

mit einem * bezeichnete Dozenten gehören

nicht zur EAWAG


PD Dr. D. Imboden/

PDDr. R. Schwarzenbach

- ANTHROPOGENE SUBSTANZEN IN DER UMWELT:

CHEMISCHE GRUNDLAGEN UND PROZESSE

Dr. K. K e l t s

- GRUNDZÜGE DER SEDIMENTOLOGIE II

(FAZIESBEREICHE)

Dr. R. M ü 1 1 e r

- SCHWEIZERISCHE FISCHEREI UND FISCHZUCHT

PD Dr. P.H. Santschi

- GEOCHEMISCHE OZEANOGRAPHIE

Dipl. Ing. R. S c h e r t e n l e i b/

Dipl. Ing. M. Strauss/

Dipl. Ing. M. W e g e 1 i n

- WASSERVERSORGUNG UND FÄKALIENENTSORGUNG IN

ENTWICKLUNGSLÄNDERN

im Rahmen des Vertiefungsblocks B7 der

Abt. VIII A, Landwirtschaftlicher

Wasserbau, Wasserwirtschaft u.

Melioration

Prof. W. Stumm/PD Dr. B. Bö hl en*

- CHEMIE UND UMWELT

Nachdiplomstudium Siedlungswasserbau

und Gewässerschutz

5. Kurs, 3. Trimester 1985

Dr. M. Bol 1 e r/ Dr. W. G u j e r

- GRUNDLAGEN DER VERFAHRENSTECHNIK DER WAS-

SER-AUFBEREITUNG UND ABWASSERREINIGUNG II

Prof. R. Brau n*/

Dipl. Ing. H. W a s m e r

- ABFALLWIRTSCHAFT

(Mitwirkend: G. Henseler, W. Obrist)

Dipl. Ing. U. Bund i und Gäste

- PLANUNG UND REALISIERUNG DES GEWÄSSER-

SCHUTZES (Ausgewählte Kapitel)

Dr. R. G ä c h t e r/ Prof. H. A m b ü h l

- ANGEWANDTE LIMNOLOGIE

87

Prof. G. H a m e r/ D r. T. E g l i

Dr. K. Mechsner

- GRUNDLAGEN DER MIKROBIOLOGIE DER

GEWÄSSERSCHUTZTECHNIK UND DER

WASSERVERSORGUNGSHYGIENE

Prof. J. Hoi gné/Dr. Laura Si gg/

Prof. W. Stumm

- ALLGEMEINE CHEMIE MIT SPEZIELLER

BERUCKSICHTIGUNG DER WASSERCHEMIE

Prof. M. L e n d i*

UMWELTRECHT

Dipl. Geol. P. Schroeter*

- ALLGEMEINE HYDROGEOLOGIE

6. Kurs, 1. Trimester 1985/86

Ohne Mitwirkung von Dozenten der EAWAG

6. Kurs, 2. Trimester 1985/86

Dr. M. Bol 1 e r/ Dr. W. G u j e r

- GRUNDLAGEN DER VERFAHRENSTECHNIK DER

WASSERAUFBEREITUNG UND ABWASSERREINIGUNG I

Dipl. Ing. U. B und i

- GRUNDLAGEN DES GEWÄSSERSCHUTZES

Dr. H.R. Bürgi /Dr. P. Perret/

Prof. H. A m b ü h 1

- BIOLOGIE UND OEKOLOGIE DER AQUATISCHEN

LEBENSRAUME

Prof. G. Ha me r/ Dr. T. Egl i

- GRUNDLAGEN DER MIKROBIOLOGIE DER GEWÄSSER-

SCHUTZTECHNIK UND DER WASSERVERSORGUNGS-

HYGIENE

PD Dr. D. Imboden/Dr. W. Gu j er

- MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG TECHNISCHER UND

NATURLICHER SYSTEME

Prof. J. Hoi gné/Dr. Laura Si gg/

Prof. W. Stumm

- ALLGEMEINE CHEMIE MIT SPEZIELLER

BERUCKSICHTIGUNG DER WASSERCHEMIE


5.2 Lehrveranstaltungen an anderen

Lehrinstituten

5.21 Hochschulen

Prof. P. Baccini Université de Neuchâtel:

- Chimie analytique II

- Ecochimie I

Dr. Joan Davis T.U. Berlin:

Lehrstuhl für

ganzheitlichen Umweltschutz

(Gastprofessur)

Dr.E.Eichenberger Universität Zürich:

Oekologische Aspekte der

Fliesswasserbiologie, mit

praktischen Uebungen

Dr. W. Geiger Univerität Basel, Zoolog.

Institut:

Faunakurs: Fische in der

Schweiz

Dr. W. Giger

Dr. W. Giger

Dr. K. Kelts

Dr. Laura Sigg

Prof. W. Stumm

Dr. M. Sturm

Prof. G. Hamer

Dr. M. Snozzi

Prof. W. Stumm

Dr. Laura Sigg:

Universität Zürich:

Organische Oekochemie in

Gewässern

Universität Zürich,

Institut für Pflanzenbiologie:

Geochemische und geologische

Prozesse in Seen

Univ. of Peradeniya, Sri

Lanka:

Lectures on Environmental

Biotechnology at UNESCO

Regional Training Course on

Biotechnology as a Tool in

Environmental Management

Universität Zürich:

Grundausbildung Biologie

Praktikum in Bioenergetik

Convention Intercantonale

Romande pour l'Enseignement

du 3ème Cycle en Chimie,

Les Diablerets. In der

Serie Chimie inorganique:

"Changes in the Environment

Produced by Human Activities":

- The Hydrosphere

- The Human Impact I & II

- Aquatic Chemistry of

Metal s

88

5.22 Andere Lehranstalten

Abendtechnikum der Innerschweiz, Horw

Nachdiplomstudium Siedlungswasserbau und

Gewässerökologie

Prof. P. Baccini Naturwiss. Grundlagen

Dr. T. Egli, Dr. R. des Gewässerschutzes

Gächter, PD Dr. D.

Imboden, Dr. P.Perret

Dipl. Ing. U. Bundi:

Dr. W. Gujer:

Dr. W. Obrist:

Schweiz. Tropeninstitut Basel

Konzepte, Rechtsgrundlagen

und

Vollzug des Gewässerschutzes

Gewässerschutz in

ländlichen Gebieten

Abfallwirtschaft

R. Schertenleib: Grundlagen der Wasserversorgung

und Entsorgung

in den Tropen

Interkantonales Technikum Rapperswil

Dr. H.R. Bürgi: Oekologie und

Umweltschutz

Technikum Winterthur

Dipl.Ing. M. Wegelin: Krankheiten - Wasser -

Fäkalien: Ihre Vernetzung

und Lösungsmöglichkeiten

in Entwicklungsländern

Ingenieurschule Zürich

Dipl.Ing. B. Huber: Kanalisation und

Abwasserreinigung

Dipl.Ing. B.M. Novak: - Hydraulik

- Wasserversorgung

University of Technology, Loughborough,

England

Dipl.Ing. M. Wegelin: HRF - An Appropriate

Pretreatment Method

Prior to Slow Sand

Filtration

Kuwait Inst. for Scientific Research, Kuwait

Prof. G. Hamer: Lectures on Scaling-up

Problems in SCP Manufacture

from Petrochemical

and Hydrocarbon

Feedstocks at UNESCO

Regional Training

Course on Biomassbased

Fermentation and

its Prospects in Developing

Countries

Qinghai Salt Lake Inst., Academia Sinica,

Xining, China

Dr. K. Kelts: 3 Day Course on Paleoclimate

from Lake

Sediments


5.3 Kurse und Fachtagungen

5.31 Kurse und Fachtagungen an der EAWAG

Dübendorf

18.3. - Informationstagung der EAWAG

Dipl.Ing. W. Gujer: Pilotversuche

auf Kläranlagen - Unterlagen

für den Weiterausbau

Prof. W. Stumm: Die Gefährdung

von Land, Wasser und Luft,

eine Folge der Störung hydrogeochemischer

Kreisläufe durch

unsere Zivilisation

Dr. R. Müller: Seenzustand und

Bewirtschaftung der Fischbestände

Dr. A. Frutiger: Der Produktionsquotient

PQ: ein neuer Ansatz

zur biologischen Qualitätsbeurteilung

von Fliessgewässern

29.-30.4. Arbeitstagung über "Transformation

Reactions of Organic Micropollutants

in the Aquatic Environment"

der Arbeitsgruppe 3 der

Aktion COST 641 über "Organische

Mikroschadstoffe in der aquatischen

Umwelt". Organisation:

Dr. J. Zeyer, Dr. W. Giger

9.5. Seminar über "Behandlung und

Endlagerung von Reststoffen aus

Kehrichtverbrennungsanlagen"

Referenten der EAWAG:

Dr. P.H. Brunner: Genese und

Zusammensetzung von Schlacken

und Filterstäuben aus Kehrichtverbrennungsanlagen

Prof. P. Baccini: Zusammenfassung

des Wissens, der Wissenslücken

und daraus folgender Massnahmen

30.8. Abschiedssymposium für

Prof. Kurt Grob

Prof. W. Stumm: Die Bedeutung der

spezifischen chemischen Analytik

für die Umweltforschung

B. Brechbühler*: 25 Jahre Gaschromatographie:

Rückblick auf

einen Abschnitt in der Entwicklung

einer analytischen

Methode

Dr. F. Heinzer*: Beiträge von

Kurt Grob zur Tabakforschung

Dr. W. Giger: Anwendung

Grob'scher Analysenverfahren

in der Umweltanalytik

Prof. A. Habich*: Grobe Tatsachen

W. Blum*: Die Herstellung mittelpolarer

Trennkapillaren

Dr. P. Albrecht*: Chromatographie

en phase gazeuse sur colonnes

capillaires en géochimie

organique

89

F. Etzweiler*: Die Glaskapillare

als Werkzeug in der Riechstoffindustrie

Prof. K. Grob: Feine Ideen zur

Einspritzung in der Kapillargaschromatographie

18.-20.9. - 4th Conference of Directors of

Water Research Organizations,

Dübendorf and Engelberg, Switzerland

(organisiert durch die EAWAG)

Referenten der EAWAG:

Dr. W. Gujer: Activities of the

Engineering Science Department

Prof. G. Hamer: Activities of the

Technical Biology Department

Prof. J. Hoigné: Selected activities

of the Chemistry Department

Prof. W. Stumm:

- State, duties and activities

of EAWAG

Development of environmental

problems - consequences for

research orientation

Dipl.Ing. H. Wasmer: Consultative

functions for research institutes

in the field of environ

protection

-mental

1.-3.10. - Weiterbildungskurs für Chemiker,

1. Teil

"Chemodynamik von Schwermetallen

und organischen Verbindungen in

natürlichen Gewässern"

Referenten der EAWAG:

Prof. W. Stumm: Oekotoxikologie

und Chemodynamik: Einführung

Dr. W. Giger:

- Chemie der Waschmittel-

Inhaltsstoffe

- Einzelstoffanalytik organischerUmweltverunreinigungen

Prof. K. Grob: Fortschritte der

hochauflösenden Gaschromatographie

Prof. J. Hoigné:

- Grundlagen zur Reaktionskinetik

abiotischer Reaktionen

in der Umwelt

Beispiele zur Kinetik abiotischer

Prozesse

Dr. R. Schwarzenbach: Physikalisch-chemischer

Steckbrief

organischer Verbindungen

Dr. Laura Sigg: Metalle in

natürlichen Gewässern

F. Zürcher: Anwendung der

Ionenchromatographie im

Wasserlaboratorium


21.11. - Einführung in das RZEAWAG

(H.-R. Rhein)

5.+12.12. - Grundlagen der BASIC-Plus

Programmierung

(H.-R: Rhein)

3.-20.12. - Einführung in den Gebrauch des

IBM PC AT/2

(Dr. J. Ruchti)

5.32 Kurse und Veranstaltungen am Seenforschungslaboratorium

Kastanienbaum

Kurse auf Hochschulstufe:

9.-12.4. Prof. Ambühl, Dr. Gächter:

Angewandte Limnologie,

ETH-Studenten NDS, Abt. II

8.-12.7. Dr. Boller, Dr. Gujer:

Verfahrenstechnik

22.-26.7. Prof. Ambühl: Gewässerbiologie,

ETH-Studenten Abt. X

15.-18.10. Prof. Ambühl, Dr. Gächter:

Angewandte Limnologie,

ETH-Studenten Abt. X

Ausserdem wurden während 20 Tagen Veranstaltungen

für Volks- und Mittelschulen durchgeführt

sowie 15 Gruppen über die Aufgaben des

Laboratoriums und spezielle Probleme der

Fischerei und des Gewässerschutzes informiert.

5.33 Kurse und Fachtagungen an der

ETH-Zürich

20.-23.5. Workshop on Mechanisms of Ion

Transport in Soils.

Prof. W. Stumm:

"Coordinative Interactions

between Soil Solids and Water;

an Aquatic Chemist's Point of

View"

14.7. Tagung über langfristige Risiken

verschiedener Energieumwandlungsprozesse.

Prof. W. Stumm:

"Schadstoffe in der Biosphäre/

Störungen der globalen Kreisläufe

als Folge der Energiedissipation"

16.9. DECHEMA Advanced Training Course

on Bioreactors, ETH-Hönggerberg.

Prof. G. Hamer, C.A. Mason:

"Particulate Substrate Degradation

in Aerobic and Anaerobic

Processes"

90

14.+21.11. Kurse für Unternehmensführung des

Betriebswissenschaftlichen Instituts

der ETHZ, Nachkurse in Brunnen,

SZ.

Prof. W. Stumm:

"Unternehmer und Oekologie"

13.12. ETH-ACADEMIA SINICA: Erdwissenschaftliche

Forschungsprojekte in

China.

Dr. K. Kelts:

"Paläoklima von Qinghai anhand

der Limnologie des Koko-Nor-

Sees"

Prof. W. Stumm:

"Wechselbeziehung der Metall-

Ionen mit Sedimenten im chinesischen

Fluss-System"

5.34 Andere Fachtagungen

24.-26.4. Fortbildungskurs Verband Schweiz.

Abwasserfachleute VSA, Engelberg

Dr. J. Zobrist:

"Grundlagen der Wasserchemie"

2.8. Seminar über "Low-Cost Sanitation",

Centro de Estudios en

'Tecnologia Apropriada para America

Latina (CETAL), Valparaiso,

Chile'

Dipl.Ing. M. Strauss:

"Low-cost sanitation"

5.9. Séminaires A.S.P.S.E., Grangeneuve

Dr. W. Gujer:

"Considération sur les conditions

de déversement relatives

à des rejets d'eaux usées en

milieu rural"

10.11.9. "Lacustrine Petroleum Source

Rocks", Joint Meeting of the

Internat. Geological Correlation

Project 219, Geological Society,

London.

Veranstalter und Referent der

EAWAG: Dr. K. Kelts:

"Depositional Environments of

Lacustrine Source Rocks"

Auf dem TITELBLATT ist übrigens ein spanischer

Speiseblumenkohl abgebildet, der sich als anschauliches,

makroskopisches Modell für die

Feinstruktur einer mikroskopischen Oberfläche

besonders gut eignet:


14.-17.10 Abwasserbiologischer Weiterbildungskurs

am Bayerischen Landesinstitut

für Wasserforschung

(Universität München)

Dr. A. Frutiger:

"Der Produktionsquotient PQ - Ein

alternativer Ansatz zur Qualitätsbeurteilung

von Fliessgewässern"

16.-18.10. ATV-Fortbildungskurs Essen, Deutschland.

Dr. M. Boller:

"Filtrationsverfahren"

5.4 Seminare und Kolloquien

10.1. *Dr. T. Oolman: Direct Measurement of

Bubble Coalescence Frequencies in

Air Sparged Reactors

11.1. *Prof. D. Klockow: Deposition saurer

atmosphärischer Spurenstoffe: das

Phänomen und seine Hintergründe

18.1. *Prof. H. Oeschger: Die anthropogene

Störung des CO 2_Kreislaufes und

mögliche Auswirkungen auf Klima und

Umwelt

25.1. *Prof. H.R. von Gunten: Infiltration

von anorganischen Komponenten ins

Grundwasser

30.1. Dr. Jean Czuczwa: Environmental Fate

of Combustion -Generated Polychlorinated

Dibenzo-p-Dioxins and Dibenzofurans

30.1. Dipl.Ing. H. Siegrist: Stofftransportprozesse

in festsitzender Biomasse

1.2. *Dipl.Ing. W. Binder: Wasserbau und

Landschaft: Grenzen und Möglichkeiten

des naturnahen Wasserbaus

8.2. Dipl. Natw. A. Peter: Populations -dynamik von Bachforellen, Bewirtschaftungs-

und Besatzprobleme

15.2. *Dipl. Math. J. Löhr: Einfluss der

Tiefendurchmischung auf die Entwicklung

von Phytoplankton in einem

Fliessgewässer

22.2. *Dipl. Ing. F. Conradin: Abwassersanierung

im mittleren Glattal: Integration

bestehender Anlagen in das

neue Konzept

91

23.-26.10. Workshop on Ecological Chemistry

of Natural Waters, Kishinev,

UdSSR

Prof. W. Stumm:

"Surface Chemistry Theory to

Predict Distribution and Fate of

Metals in the Aquatic Environment"

14.-16.11. Weiterbildungskurs des BIGA für

Hauswirtschaftslehrerinnen, Teil

"Kultur und Zivilisation", Bern.

Dr. W. Obrist: "Boden und Abfall"

Dr. J. Zobrist: "Wasser"

15.3. Dr. J. Ruchti: Relationale Datenbanken

19.4. *Dir. C.J. Dial: Thermal Destruction

of Hazardous Waste Materials

19.4. *Dipl. Ing. P. Baumann: Vom Gewässerschutz

zum Umweltschutz: Die neuen

Anforderungen an die Kantone

26.4. *Ursula Mauch: Wie mutig kann Umweltpolitik

sein?

26.4. *Dr. Ph.C. Singer: The Effect of Ozone

on the Colloidal Stability of Alumina

in the Presence of Aquatic Humic

Material

3.5. *Prof. S.C. Stearns: Entwurf eines

Lehrplans für Natur- und Umweltschutz:

Was für ein Inhalt? - Auf

welchem Niveau der Uni? - Ebene Kanton

oder Bund?

10.5. *Prof. R. Pechlaner: Der Limnologe als

Kritiker und (potentieller) Partner

des Technikers im Schutzwasserbau

23.5. *Dr. H. Loosli: Die Bedeutung von

39Ar-Messungen im Ozean für unser

Verständnis der CO2-Problematik

24.5. *Dr. E. Basler: Grundfragen der Entwicklungshilfe

30.5. Dr. Mariana Stiller: Characteristic

Features of the Dead Sea: Hydrography

and Sedimentation

31.5. *Prof. J. Oertli: Das Nitratproblem in

der Landwirtschaft

7.6. *Prof. R.K. Ham: Prognose des Auslaugeverhaltens

von Deponiematerial

aufgrund von Laborversuchen

Mit einem * bezeichnete Referenten gehören 14.6. *Dr. A. Degrémont: Les maladies et

nicht zur EAWAG l'eau en milieu tropical


17.6. *Prof. J. Simpson: Ground Water Problems

of Egypt

20.6. *Dr. C. Lee: Results of a Sediment

Trap Experiment on Greifensee.

Effects of Biological Activity on

Particle Flux in Lakes and the

Ocean

21.6. *Dr. J. Tarradellas: Résultats des

recherches réalisées à l'Institut du

Génie de l'Environnement de l'EPF

sur l'accumulation des PCB dans les

biocénoses aquatiques et terrestres

27.6. *Dr. S. Wakeham: Lipids Associated

with Particulate Flatter in Lakes and

the Ocean

28.6. *PD Dr. Ch. Richter: Sauerstoff-Aktivierung

an biologischen Membranen

und ihre Bedeutung für den Stoffwechsel

physiologischer und toxikologischer

Verbindungen

4.7.

5.7.

*Dr. F. Nyffeler: The Benthic Nepheloid

Layer in the North-East Atlantic

*Dr. R.G. Zepp: Sunlight-Induced

Redox Processes Involving Trace

Organic Chemicals in Aquatic Environments

10.7. *Dr. Judith P1cKenzie: Oxygen-Isotope

Stratigraphy and Lake-Level Fluctuations.

Sensitive Indicators for

Climatic Changes

12.7. *Prof. H. Sticher: Konkurrenzverhalten

von Schwermetallen in klärschlammgedüngten

Böden

4.9. *Dr. E. Bouwer: Potential Biological

Treatment of Groundwater Contaminated

by Halogenated Organics

6.9. *Prof. G. Sposito: Phosphate Solubility

in an Acidic, Piontmorillonitic

Soil

24.9. *Dr. K. Kawamura: Organic Pollutants

in Los Angeles Rain, Fog and Atmosphere

1.10. *Prof. P.L. McCarthy: Ground Water

Pollution

16.10. Dr. K. Kelts: Qinghai Lake Expedition

85

25.10. *Dr. A. Nauwerck: Neue Erkenntnisse

über die Biorhythmik des Rheinlachses

aufgrund von Fangstatistiken

aus dem 18. Jahrhundert

1.11. *Prof. H.R. Thierstein: Paläozeanographie

anoxischer Meeresbecken: Wie

weit dient die Gegenwart als Schlüssel

zur Vergangenheit?

92

7.11. *Prof. A. Devol: "Lander" feasurements

of Benthic Fluxes

8.11. *Prof. B. Fritsch: Umwelttechnik und

Umweltpolitik - ein internationaler

Vergleich

8.11. Dr. J. Ruchti: Der IBM Personal

Computer AT

14.11. *Dr. Hedi Oberhänsli: Umweltbedeutung

von Isotopenverhältnissen in rezenten

und fossilen Foraminiferenschalen

15.11. Dr. R. Schwarzenbach: Die Verteilung

organischer Verunreinigungssubstanzen

zwischen wässrigen und organischen

Phasen

21.11. *Dr. Lucinda Jacobs: Trace Metal

Geochemistry in Anoxic Basins

22.11. *Prof. H. Flühler: Stofftransport im

Boden - messen oder schätzen ?

28.11. Prof. W. Stumm: Die Adsorption reaktiver

Elemente an der Partikel/Wassergrenzfläche:

Warum Radionuklidexperimente

zu falschen Schlüssen

führen

29.11. *Dr. P. Donath: Problemstoffe und

Stoffgruppen, die in herkömmlichen

biologischen Kläranlagen nicht hinreichend

eliminiert werden: Was kann

die Hochschulforschung zur Problemlösung

beitragen ?

2.12. *Prof. P. Gschwend: Kinetic Aspects of

Organic Pollutant Sorption

6.12. *Prof. H.J. Pöpel: Gesichtspunkte zur

Bemessung von Nitrifikation und Denitrifikation

12.12. *Prof. K. Hsü: An Environmental Catastrophe

in Earth History

13.12. *Dr: K. Ammann und *Lic. Phil Nat. M.

Urech: Flechten als biologische Indikatoren

der Luftverschmutzung in der

Schweiz

Abb. 5.1: Wellenspiel in der winterlichen

Glatt in Dübendorf.

(Foto: R. Koblet)


5.5 Gastwissenschafter

AHEL Marijan, Dipl. Chem., Institut Rudjer

Boskovic, Zagreb, Jugoslawien

(Aug. - Okt. 85)

BROOKS Norman, Prof., Dept. of Environmental

& Civil Engng., California Institute

of Technology, Pasadena, USA

(Zus. mit ETHZ bis Juli 85)

BRYERS James, Dr. Ing. Chem., Duke

University, Durham N.C., USA

(Aug. 85)

CZUCZWA Jean, Dr. Analyt. Chem., Indiana

University, Bloomington, USA

(Seit Jan. 85)

DEVOL Allan, Prof., University of Washington,

Seattle, USA

(Nov. 85)

GONCALVES Maria de Lourdes, Prof., Centro de

Quimica Estrutural, Instituto

Superior Tecnico, Lisboa, Portugal

(Juli - August 85)

JOHNSON Carola Annette, Ph.D., Chemikerin,

Imperial College, Geology Dep.,

London

(seit Febr. 84)

McKENZIE Judith, Dr., Geologin, University of

Florida, Gainesville, USA

(Mai - August 85)

MARCOMINI Antonio, Dr. Chem., Dipt. di

Scienze Ambientali, Università di

Venezia, Venezia, Italien

(seit Juni 85)

MASTEN Susan, Dipl.Ing., Harvard University,

Cambridge, Mass., USA

(seit Jan. 85)

MORGAN James, Prof., California Institute of

Technology, Dept. of Environmental

Eng. Science, Pasadena, California,

USA

(Juli - Aug. 85)

O'MELIA Charles, Prof., Dept. of Geogr. and

Env. Eng., John Hopkins Univ., Baltimore,

Maryland, USA

(Juli - Aug. 85)

Abb. 5.2

Ausscheidung von flüssigem Wasser aus

Pflanzenblättern (Guttation). Diese Erscheinung

tritt vor allem am frühen Morgen

auf, wenn die Luft sehr feucht ist.

(Foto: R. Koblet)

93

SCHNOOR Jerald, Prof., Dept. of Civil & Environmental

Engng., Univ. of Iowa, Iowa

City, USA

(Mai - Juni 85)

SHAREFKIN Mark, Dr., Lawrence Berkeley Lab.,

USA

(Juni - Aug. 85)

SHUVAL Hillel, Prof., Dir., Environmental

Health Lab., Hebrew University,

Jerusalem, Israel

(Juli 85)

STEPHANOU Euripides, Prof., Universität von

Kreta, Heraklion, Griechenland

(Juli - Aug. 85)

STILLER Marijna, Dr. Chem., Weizmann Institut,

Rehovot, Israel

(März - Juni 85)

TANG Hong-xiao, Assoc. Prof., Inst. of Env.

Chemistry of Chinese Academy of

Sciences, Beijing, VR China

(bis Juni 85)

WANG Yi-Jian, Dr. chem., Institute of Photographic

Chemistry, Academia Sinica,

Beijing, China

(bis Juli 85)

WEBB Bruce, Dr. Chem., Exeter University,

Exeter, Grossbritannien

(März - April 85)

YU Jun Qing, Geologe, Qing hai Salt Lake Research

Institute, Academia Sinica,

Xinhing, China

(seit Sept. 85)

ZEPP Richard, Environmental Research Lab.,

Athens, Georgia, USA

(Mai - Aug. 85)

ZHEN Zhen, Dr. Chem., Institute of Photographic

Chemistry, Academia Sinica,

Beijing, China

(Feb. - Juni 85)


6. PERSONAL

Personalbestand Durchschnitt 1985

(in Personenjahren und Köpfen) Pj K

Lehrlinge

Kaufmännische

Angestellte

Sekretärinnen

Photograph, Zeichnerin

94

ETH-Professoren (3) und

Berufskategorien (exkl. Doktoranden,

-Assistenten (2) 5 7

Lehrlinge und Gastwissenschafter)

Etatstellen EAWAG 119 138

Nicht-Etatstellen zulasten Hochschulabsolventen 84

Kredite EAWAG 7 10 HTL-Ingenieure und Techniker 9

Mitarbeiter zulasten Laboranten und übrige technische

- Nationalfond 11 13 Angestellte 35

- anderer Fremdkredite 4 6 Kaufmännische u. Verwaltungs-

Angestellte 12*

Handwerker 6

Total Personal 146 174

Doktoranden 29 33 146

Lehrlinge 15 15

Gastwissenschafter 10 13

* davon 5 Administration

Total Mitarbeiter 200 235

Aufgliederung des Personals nach Berufen

Laboranten

Biologen

Erdwissenschafter

Andere Naturwissensch.

Bauingenieure

Kulturingenieure

Ing. Agronomen

Maschineningenieure

Sanitary Engineers


7. RECHNUNGSWESEN

Ausgaben und Einnahmen pro 1985 gemäss Staatsrechnung

95

Bewilligter Kredit

Ausgaben Kreditrest

AUSGABEN Fr. Fr. Fr.

Personalbezüge 8'887'400 8'887'408 - 8

Hilfskräfte 125'900 125'513 + 387

Ersatz von Auslagen 130'100 130'181 - 81

Honorare 9'600 9'544 + 56

Auswärtige Gastwissenschafter 77'000 77'049 49

Verwaltungsauslagen 98'900 98'882 + 18

Unterhalt und Reparaturen 127'500 127'539 39

Betriebsausgaben 815'000 815'088 - 88

Unterricht und Forschung 690'500 690'491 + 9

Mitgliederbeiträge 3'200 3'242 - 42

Int. Referenz-Zentrum (IRC) 191'000 190'998 + 2

Vertragliche Leistung 43'300 41'396 + 1'904

Ausbildung (Doktoranden-Stipendien) 115'000 113'934 + 1'066

Maschinen, Apparate 501'000 501'005 - 5

Total 11'815'400 11'812'270 + 3'130

E INNAHME N Voranschlag Einnahmen Saldo

Erlös aus Forschungs- und

Dienstleistungsaufträgen 551'500 279'829 - 271'671

Ausgaben und Einnahmen in den Jahren 1980-1985 (in 1000 Franken)

AUSGABEN 1980 1981 1982 1983 1984 1985

Personalausgaben 6788 7384 8230 8562 8853 9013

Uebrige Ausgaben 2495 2562 2492 2695 2768 2799

Gesamtausgaben 9283 9946 10722 11257 11621 11812

EINNAHMEN

Verrechnete Untersuchungsgebühren 375 228 518 496

Verschiedene Einnahmen 13 20 6 6

I

514 280

Bezahlte Einnahmen total 388 248 524 502 514 280

Bundesaufträge (ohne Bezahlung) 470 1184 984 945 804 694

Gesamteinnahmen 858 1432 1508 1447 1318 974


BEITRÄGE AUSSERHALB DES EAWAG-VORANSCHLAGES 1980 1981 1982 1983 1984 1985

Schweiz. Nationalfonds 549 622 646 393 471 546

Andere Bundesmittel 140 186 234 220 225 328

Fonds und Stiftungen 102 115 178 260 137 82

Industrie 17 - - 2 11

Kantone 62 169 104 70 171

Total 808 985 1227 977 905 1138

Mio Fr.

14

12

10

8

6

4

2

0

1980 1981 1982 1983 1984 1985

96

1986

Gesamtausgaben

Personalbezüge

Abb. 7.1: Entwicklung der Ausgaben und Einnahmen

(Staatsrechnung)

AUFTRÄGE

AUFTRAGSWESEN IM JAHRE 1984/85

1984

bearbeitet pendent

31.12.84

übrige Ausgaben

Gesamteinnahmen

Bundesaufträge

bez. Einnahmen

1985

bearbeitet pendent

31.12.85

von Kantonen,

Gemeinden und 78 30 65 31

Privaten

des Bundes 18 17 18 19

Insgesamt 96 47 83 50


8. ANHANG

8.1 Abgeschlossene Diplomarbeiten und

Dissertationen (ETHZ)

Diplomarbeiten

BÜHLMANN, B.: Der Einfluss langwelliger UV-

Strahlung auf die C-14-Assimilation

natürlichen Phytoplanktons

BOSSHARDT, D.: Altersbestimmung an jungen

Felchen (Coregonus sp.) mit

Hilfe von Tageszuwachszonen auf

den Otoliten

FISCH, M.: Experimentelle-Untersuchungen

über die Anwendung von Bakteriziden

zur Verhinderung der

künstlichen Mineralisation in

Sedimentfallen

SPIESS, M.: POC-, PP- und PN-Fraktionierung

der Primärproduktion und des

Sestons in Seen mit verschiedenem

Trophiegrad

Dissertationen

ANGEHRN, J.: Micro- and Macrozooplankton

grazing on Nannoplankton in a

eutrophic lake with special

attention to the rotifer Keratella

cochlearis

8.2 Wissenschaftliche Fachpublikationen

a) Wasseraufbereitung

Haag, W.R.: Reversibility in the Reactions

of Chloramines with Bromide: Dimethylchioramine

Reaction. In: "Water Chlorination-Chemistry,

Environmental Impact and Health Effects",

Vol. 5 (R.L. Jolley et al.). Lewis

Publ. Inc., Chelsea, Mich. 1985, Chapter 79,

pp. 999-1010

Haag, W.R., Hoigné, J.: Degradation of Compounds

in Water by Singlet Oxygen. ibid., pp.

1011-1020.

Haag, W.R., Hoigné, J.: Kinetics and Products

of the Reactions of Ozone with Various

Forms of Chlorine and Bromine in Water. Ozone:

Sci. and Engng. 6, 103-114 (1984)

Hoigné, J.: Organic Micropollutants and

Treatment Processes: Kinetics and Final Effects

of Ozone and Chlorine Dioxide. The Sci.

of the Total Environ. 47, 169-185 (1985).

97

FURRER, G.: Die oberflächenkontrollierte

Auflösung von Metalloxiden: Ein

koordinationschemischer Ansatz

zur Verwitterungskinetik

GRÄZER-LAMPART, SUSANNE DOROTHEA:

Chemostatstudie über die Regulation

der ammoniumassimilierenden

Enzyme in Hyphomicrobium

ZV 620

HWANG, M.:

The Magnetic Filtration of

Water

JOLLER, T.: Untersuchungen vertikaler

Mischungsprozesse mit chemischphysikalischen

Tracern im Hypolimnion

des eutrophen Baldeggersees

STÖCKLI, A.: Die Rolle der Bakterien bei der

Regeneration von Nährstoffen

aus Algenexkreten und Autolyseprodukten.

Experimente mit

gekoppelten, kontinuierlichen

Kulturen

ZINDER, BETTINA: Phosphatrücklösung aus

Sedimenten als Folge der

Reduktion von Eisenoxiden

Hoigné, J.: Verhalten anorganischer Ionen

und Desinfektionsmittel bei der Ozonung von

Wasser. Gas-Wasser-Abwasser 65, 773-778

(1985).

Staehelin, J., Bühler, R.E., Hoigné, J.:

Ozone Decomposition in Water Studied by Pulse

Radiolysis. 2. OH and H04 as Chain

Intermediates. J. Phys. Chem. 88, 5999-6004

(1984)

Staehelin, J., Hoigné, J.: Decomposition of

Ozone in the Presence of Organic Solutes

Acting as Promoters and Inhibitors of Radical

Chain Reactions. Environ. Sci. and Technol.

19, 1206-1213 (1985)


) Gewässerschutz, Wassernutzung,

Wasserqualitätsbeurteilung

Ahel, M., Giger, W.: Determination of Alkylphenols

and Alkylphenol Mono- and Diethoxylates

in Environmental Samples by High-Performance

Liquid Chromatography. Anal. Chem. 57,

1577-1583 (1985).

Ahel, M., Giger, W.: Determination of Non

Surfactants of the Alkylphenol Polyetho-

-ionic

xylate Type by High-Performance Liquid Chromatography.

Anal. Chem. 57, 2584-2590 (1985).

Ahel, M., Giger, W.: Identifikacija specificnih

organskih zagadivala u rijeci Savi

kromatografiskim metodama visokog razlucivanja

i spektrometrijom masa opremljenom racunalom.

(Identification of Some Specific Organic Water

Pollutants in the River Sava by High-Resolution

Chromatographic Techniques and Computer-

Assisted Mass Spectrometry.) Kem Ind. 34, (5),

295-309 (1985)

Boller, M., Böni, H.: Versickerung von Dachwasser,

Gas-Wasser-Abwasser 65, 393-402

(1985).

Bührer, H., Szabo, E., Ambühl, H.: Die Belastung

des Greifensees mit Phosphor, Stickstoff,

Kohlenstoff, geochemischen Stoffen und

Schwermetallen in den Jahren 1977/78. Methodik

und Resultate. Schrr. EAWAG Nr. 1, Dübendorf

1985, 50 Seiten.

Davis, Joan S., Fahrni, H.-P., Liechti, P.,

Spreafico, M., Stadler, K., Zobrist, J.: Das

nationale Programm für die analytische Daueruntersuchung

der schweizerischen Fliessgewässer

- eine Standortbestimmung. Gas-Wasser-

Abwasser 65, 123-135 (1985).

Gächter, R., Imboden, D.M.: Lake Restoration.

In: "Chemical Processes in Lakes", ed.

by W. Stumm. John Wiley & Sons New York 1985,

pp. 365-388.

Giger, W., Conrad, T.: Phosphatersatzstoffe

in Waschmitteln und ihre aquatische Umweltverträglichkeit.

In: "Wasser Berlin '85". Wissenschaftsverlag

Spiess, Berlin 1985, S. 362-

377.

Grob, K., Habich, A.: Headspace Gas Analysis:

The Role and the Design of Concentration

Traps Specifically Suitable for Capillary Gas

Chromatography. J. Chromatogr., 321, 45-58

(1985).

Hamer, G.: The Impact of Government Legislation

on Industrial Effluent Treatment. Conservation

& Recycling 8, No. 1/2, 25-43 (1985).

Hamer, G.: The Adequacy and Effectiveness of

Government Regulations for Aqueous Industrial

Effluents. In: "Biotechnology and Bioprocess

Engineering", T.K. Ghose, Ed. Indian Inst. of

Technology 1985, pp. 573-586.

98

Imboden, D.M., Schwarzenbach, R.P.: Spatial

and Temporal Distribution of Chemical Substances

in Lakes: Modelling Concepts. In:

"Chemical Processes in Lakes", ed. by W.

Stumm, J. Wiley & Sons, New York 1985, pp.

1-30.

Johnson, Carola Annette and Sigg, Laura:

Acidity of Rain and Fog: Conceptual Definitions

and Practical Measurements of Acidity.

Chimia 39, 2-3, 59-61 (1985).

Johnson, Carola Annette, Sigg, Laura,

Stumm, W., Zobrist, J., Zürcher, F., Jaques,

C., Mäder Claudia, Michel Ursula: Regen und

Nebel als Träger von umweltbeeinträchtigenden

Stoffen. Von Forschung und Entwicklung zur

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e) Abfallwirtschaft und Stoffhaushalt

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Kompostierung in der Schweiz. Schrr. ANS 7,

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von Entscheidungsunterlagen zur Planung und

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8.3 Kommissionstätigkeit

Ambühl, H.:

- Int. Gewässerschutzkommission für den

Bodensee, Experte, Mitarbeit in den

Arbeitsgruppen Zuflussuntersuchungen

(Vorsitz), Freiwasser-Untersuchungen

- Internationale Arbeitsgemeinschaft Donauforschung

der Societas Internationalis Limnologiae

(Vertreter der Schweiz)

Baccini, P.:

- Eidg. Kommission für Abfallwirtschaft,

Mitglied

- Expertenkommission für die

Sondermülldeponie Kölliken (Präsident)

Bolier, M.:

- Baukommission für den Ausbau der ARA

Werdhölzli (Technischer Ausschuss)

- DVGW-Arbeitskreis "Flockung"

Bossard, P.:

- Eidg. Kommission für Tierversuche, Mitglied

- Hydrobiologische Kommission der Schweiz.

Naturforschenden Gesellschaft SNG

Brunner, P.:

- Europ. Zusammenarbeit auf dem Gebiet der

wissenschaftlichen und technischen Forschung,

COST 681, Klärschlammbehandlung,

Delegierter

- Int. Union of Pure and Applied Chemistry,

Experte der Applied Chemistry Division

102

f) Andere Themen

Bösch, A., Schertenleib, R.: Emptying On-

Site Excreta Disposai Systems: Field Tests

with Mechanized Equipment in Gaborone (Botswana).

IRCWD-Report No. 3 (1985).

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Applications ", I.J. Higgins, D.J. Best, J.

Jones (Eds.). Blackwell Scientific Publ. Ltd.,

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Hamer, G.: Impacts of Economic Strategies on

Biotechnological Developments. Trends in Biotechnology

3, 3, 73-79 (1985).

Hamer, G., Hamadan, I.Y.: The Transfer of

Single Cell Protein Technology to the Petroleum

Exporting Arab States. Mircen J. 1, 23-32

(1985).

Weber, H.: Dew Wells and Beehive Houses -

Examples and Their Irrigation Use. Dt. Verb.

Wasserwirtsch. u. Kulturbau, Bonn. Bull. Nr.

9, 81-94 (1985).

- Bundesinterne Arbeitsgruppe "Cadmiumkontrolle

in der Schweiz"

- Arbeitsgruppe "Reststoffe aus Kehrichtverbrennungsanlagen"

des BUS

- Arbeitsgruppe "Abfallkonzept" des Kantons

Aargau

Bührer, H.:

- Arbeitsgruppen Freiwasser-Untersuchungen,

Zuflussuntersuchungen und Aufstau des Rheins

der Int. Gewässerschutzkommission für den

Bodensee (Sachverständiger)

- Hydrobiologische Kommission der SNG

Bundi, U.:

- Groupe interdépartemental de coordination

pour les questions d'environnement en relation

avec les organisations internationales

- Geschäftsleitender Ausschuss der Schweiz.

Vereinigung für Gewässerschutz und Lufthygiene

VGL, Mitglied

Bürgi, H.R.:

- Arbeitsgruppe Freiwasser-Untersuchungen der

Int. Gewässerschutzkommission für den Bodensee

(Sachverständiger)

- Hydrobiologische Kommission der Schweiz.

Naturforschenden Gesellschaft SNG (Quästor)

- Kryptogamen- und Hydrobiologische Kommission

der SNG


Davis, Joan:

- Arbeitsgruppe for operationelle Hydrologie

(administrative Leitung: Landeshydrologie

- Arbeitsgruppe "Information Managers of European

Water Research Centers"

Eichenberger, E.:

- Arbeitsgruppe "Untersuchung von Oberflächengewässern"

des BUS

- Gewässerschutz- und Abfall-Kommission des

Kantons Zürich

Geiger, W.:

- Kommission für die Fragen der Absatzförderung

inländischer Fische des BUS, Mitglied

- Kantonal-zürcherische Fischereikommission,

Mitglied

- Arbeitsgruppe "Schadenberechnung bei Fischsterben"

des BUS

Giger, W.:

- Europ. Zusammenarbeit auf dem Gebiete der

wissenschaftlichen und technischen Forschung,

EUROP-COST, Aktion 641, "Organische

Mikroschadstoffe in der aquatischen Umwelt",

Delegierter

- Arbeitsgruppe "Oelverschmutzung und Schadstoffbelastung"

der Int. Gewässerschutzkommission

für den Bodensee

Gujer, W.:

- Vorstand des Verbandes Schweiz. Abwasserfachleute,

Mitglied

- Technischer Ausschuss für die weitergehende

Abwasserreinigung im Raume Zürich-Nord

- IAWPRC Task Group an Mathematical Modelling

for Design and Operation of Biological

Wastewater Treatment

- IAWPRC Task Group an Modelling of Biofilm

Systems

Hamer, G.:

- Int. Committee on Economic and Applied Mi

the Int. Association of Micro

-crobiology of

-biological Societies

- Arbeitsgruppe Microbial Physiology, European

Federation for Biotechnology

- Arbeitsgruppe Environmental Toxicology,

European Science Foundation

- Kommission Angewandte Mikrobiologie der

Schweiz. Gesellschaft für Mikrobiologie

Henseler, G.:

- Arbeitsgruppe Landwirtschaftliche Klärschlammverwertung,

KEZO Hinwil

Hoigné, J.:

- Fachausschuss "Oxidationsmittel in der

Wasseraufbereitung" des Deutschen Vereins

des Gas- und Wasserfaches DVGW

- Arbeitsgruppe "Nitrate in Nahrungsmitteln;

Trinkwasser" (BUS und Bundesamt für Gesundheitswesen)

Imboden, U.M.:

- Hydrobiologische Kommission der SNG

- Kommission für Ozeanographie und Limnologie

der Schweiz. Naturforschenden Gesellschaft,

Präsident

103

Kelts, K.:

- International Geological Correlations Project

219. "Comparative Lacustrine Sedimentology

through Time and Space", Projektleiter

- "Sedimentology", Redaktionsmitglied

Leuenberger, C.:

- Fachgruppe "Biozide" der Int. Kommission zum

Schutze des Rheins gegen Verunreinigungen

Mechsner, K.:

- Group of Experts on the Application of the

European Agreement on the Restriction of the

Use of Certain Detergents in Washing and

Cleaning Products, Council of Europe, Strasbourg

Müller, R.:

- Arbeitsgruppe "Kormoran und Fischerei" des

BUS

Novak, B.:

- Arbeitsgruppe "Feststofftransport durch

Grundwasserströmung" der Kommission "Wasserwirtschaft

- Wassertechnik" des Schweiz.

Ingenieur- u. Architekten-Vereins SIA

Obrist. W.:

- Bundesinterne Arbeitsgruppe "Kompostierung"

- Redaktionskommission Zeitschrift "Walte

Management and Research"

Perret, P.:

- Hydrobiologische Kommission der Schweiz. Naturforschenden

Gesellschaft SNG, Präsident

Peter, A.:

- Arbeitsgruppe "Schadenberechnung bei Fischsterben"

des BUS

Santschi, P.M.:

- Eidg. Kommission zur Ueberwachung der Radioaktivität,

KUER, Experte

- Int. Kommission zum Schutzes des Rheins

gegen Verunreinigung, Beratender Sachverständiger

Schertenleib, R.:

- Steering committee on "Low Cost Sanitation"

SIDA /UNDP, Sweden

- "Aguasan": Schweiz. Koordinationsgruppe im

Bereich "Wasserversorgung und Entsorgung"

Schwarzenbach, R.P.:

- Europ. Zusammenarbeit auf dem Gebiet der

wissenschaftlichen und technischen Forschung,

EUROP-COST, Aktion 64 b-bis, "Analyse

organischer Mikroverunreinigungen im

Wasser", Experte

- OECD, Programs an "Existing Chemicals",

Experte

- Schweiz. Landeskomitee des Scientific Committee

an Problems of the Environment SCOPE

Sigg, Laura:

- Int. Kommission zum Schutze des Rheins gegen

Verunreinigungen. Ständige Arbeitsgruppe und

Untergruppe "Physikalisch-chemische

Methoden"


Stumm, W.:

- Eidg. Gewässerschutzkommission, Mitglied

- Eidg. Kommission zur Ueberwachung der

Radioaktivität, KUER, Mitglied

- Kommission für Energie- und Umweltfragen des

schweiz. Schulrates

Sturm, M.:

- Arbeitsgruppe des Bundes für die nukleare

Entsorgung

Wanner, 0.:

- IAWPRC Task Group on Modelling of Biolfilm

Systems

8.4 Wichtigere Vorträge

Ahel, M.:

- Behaviour of Nonionic Surfactants in Biological

Waste Water Treatment; Eur. Symposium

on Organic Micropollutants in the Aquatic

Environment

Baccini, P.:

- Wie steuert man Stoffflüsse in der Volkswirtschaft?

Vortragsreihe "Oekosysteme",

Hochschule St. Gallen

- Wie steuert man Materieflüsse in der

Schweiz? Geologisches Institut der Univ.

Bern

- Analytische Konzepte in der Oekosystem-Forschung;

Fachbereich Chemie der Unv. Marburg

- Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit

in der Abfallentsorgung; FDP des Kt. BL,

Muttenz

- Grundlagen für ein Leitbild der Abfallwirtschaft;

Vorstehertagung des BUS, Basel

- Regionaler Stoffhaushalt und Abfallwirtschaft;

Nachdiplomstudium in Raumplanung

- Was ist Abfall? - Was ist Rohstoff? Thesen

und Fakten zu einer umweltverträglichen

Abfallwirtschaft; Schweiz. Städteverband,

Fachgruppe Entsorgung und Strassenbau, Rigi

Baccini, P., Henseler, G.:

- Von der geordneten Deponie zum Endlager;

VLG-Tagung, Zürich

Bolier, M.:

- Practical Experience with Phosphorus Removal

and Nitrogen Conversion; EWPCA-Conference on

Lakes Pollution and Recovery, Rome

Brunner, P.M.:

- The Flux of Metals through a Municipal Solid

Waste Incinerator; ISWA Specialized Seminar

on Incineration Emissions of Heavy Metals

and Particulates, Copenhagen

- Kam BRAM und siegte - oder zeigen Stoffflussstudien

Grenzen? Verb. der Betriebsleiter

Schweiz. Abfallentsorgungsanlagen VBSA,

Bern

104

Zobrist, J.:

- Subkommission 8 Lebensmittelbuch des Bundesamtes

für Gesundheitswesen

- Gruppe Nr. 107 "Wasserbeschaffenheit" der

Schweiz. Normenvereinigung

- Verband Schweiz. Abwasserfachleute,

Chemiker-Kommission

Zürcher, F.:

- Int. Gewässerschutzkommission für den

Bodensee, Mitarbeiter in der Arbeitsgruppe

Schiffahrt

- Subkommission 8 Lebensmittelbuch des Bundesamtes

für Gesundheitswesen, Experte

Brunner, P.M.:

- Stoffflussstudien als Entscheidungsgrundlagen

für die Abfallwirtschaft; TU Berlin,

Inst. für Technischen Umweltschutz

Bundi, U.:

- Zweck und Probleme von Umweltverträglichkeitsprüfungen;

VSA, Einzelmitgliederseminar,

Zürich

Czuczwa, J.:

- Dioxins and Dibenzofurans: Source and Fate;

5th Int. Symposium on Chlorinated Dioxins

and Related Compounds, Bayreuth, BRD

- Organic Compounds in Rain and Snow of Switzerland;

Universität Ulm, BRD

Davis, Joan S.:

- Steps in Transition to Sustainable Resource

Consumption. Balaton Conf., Csopak, Hungary

Egli, Th.:

- Isolierung und Kultivierung von Nitrilotriacetat

(NTA)-abbauenden Mikroorganismen

unter aeroben und anaeroben Bedingungen: 3.

DECHEMA Jahrestagung der Biotechnologen,

Frankfurt a.M., BRD

- Some characteristics of NTA (nitrilotriacetate)

- degrading bacteria isolated from

soil and wastewater; COST-Workshop on'"Organic

Micropollutants in the aquatic environment".

Dübendorf.

- Isolierung neuer Nitrilotriacetat-verwertender

Mikroorganismen; Schweiz. Gesellschaft

für Mikrobiologie, Jahresversammlung; Genf

- Wachstum von Mikroorganismen mit Mischsubstraten;

Ciba-Geigy AG, Basel

- Einige Eigenschaften von NTA-verwertenden

Mikroorganismen, isoliert aus Boden- und

Abwasserproben; Mikrobiol. Institut Univ.

Hannover, BRD

Eichenberger, E.:

- Water Pollution Control in Switzerland;

Bukkyö University, Dept. Natural Sciences,

Kyoto, Japan


Frutiger, A.:

- Zum Nutzen weitergehender Abwasserreinigung

für die Biologie der Vorfluter; VSA, Einzelmitgliederseminar,

Zürich

Gächter, R.:

- Restaurierung des Sempachersees mittels

Belüftung und Begasung mit Sauerstoff";

Tagung der Deutschen Limnologischen Ges.,

Berlin, BRD

Giger, W.:

- Phosphatersatzstoffe in Waschmitteln und

ihre aquatische Umweltverträglichkeit; Wasser

Berlin '85 Tagung, Berlin, BRD

- Transport and Trasnformation Processes of

Organic Pollutants in Swiss Lakes; Amer.

Chem. Society National Meeting, Chicago,

USA, Symp. on the "Chemistry of Aquatic

Pollutants"

- Environmental Chemistry of Detergent Chemicals;

Stanford University, Stanford, USA

- Analysis of Surface - Active Compounds in

Water Samples; COST-641 Workshop, Roma,

Italien

- Schwer abbaubare organische Schmutz- und

Schadstoffe in Klärschlämmen: Herkunft und

Verhalten bei der Schlammbehandlung und im

Boden; Nationales Forschungsprogramm No. 7,

Orientierungsseminar über "Klärschlammforschung",

Bern

Gisler, B., Zürcher, F.:

- Anforderungen an die Bestimmung des organischen

Kohlenstoffs in Wasserproben; TOC

Seminar (Dohrmann), Olten

Gujer, W.:

- Dynamische Simulation des Belebtschlammverfahrens;

VSA Einzelmitgliedertagung, EAWAG

Dübendorf

- Measurement of Wastewater Characteristics

and Model Constants in Activated Sludge

Systems; IAWPRC-Specialised Seminar on Modelling

Biological Waste Water Treatment,

Copenhagen, Denmark

- IAWPRC Task Group Model for Activated Sludge

Systems: A Computer Program; dito

Hamer, G.:

- Methanotrophs and Methylotrophs in Industrial,

Technical and Natural Processes; Bayer

AG, Leverkusen, BRD

- Environmental Protection Problems and Modern

Approaches for Water, Wastewater and Sewage

Sludge Treatment; Ministry of Environment,

Muscat, Oman

- Methanotrophs and Methylotrophs in Industrial,

Technical and Natural Processes; Global

Impacts of Applied Microbiology, Symposium

VII, Helsinki

- Bulk Product Biotechnology - Economic and

Technical Considerations; Seminaires en

Chimique EPFL, Ecublens

- Aerobic Biological Waste Treatment - Conventional

Mixed Cultures or Engineered Microbes

as Effective Process Cultures? Abt. Mikrobiologie,

Biozentrum der Univ. Basel

- Naturally Immobilized Cells and Cell

Recycle; Arbeitsgruppe Biotechnologie

PVC/SIA, Basel

105

Hamer, G., Mason, C.A.:

- Laboratory Studies in Aerobic Thermophilic

Sludge Treatament; Nationales Forschungsprogramm

Nr. 7, Orientierungsseminar über

"Klärschlammforschung", Bern

Hoigné, J.:

- Verhalten anorganischer Ionen und Desinfektionsmittel

bei der Ozonung von Wasser;

Tagung Intern. Ozone Association, Wasser,

Berlin

- Organic Micropollutants and Water Treatment

Processes: Kinetics and Final Effects of

Ozone and Chlorine Dioxide; Intern. Symp.

Organic Micropollutants in Drinking Water

and Health, Amsterdam, NL

Hoigné, J., Haag, W.:

- Photo-Sensitized Oxidation in Natural Water

via 'OH Radicals; Symp. Photochemistry,

Americ. Chem. Soc., Miami, USA

Imboden, D.M.

- Restoration of a Swiss Lake by Internat

Measures: Can Models Explain Reality? Int.

Congress, Eur. Water Pollution Control

Assoc., Rom

- Mathematical Modelling of the Behaviour of

Organic Micropollutants in the Aquatic Environment;

4th Eur. Symp. on Organic Micro

the Aquatic Environment, Wien-pollutants

in

- Sanierung des Baldeggersees: Chemische und

physikalische Aspekte; Univ. Bern, Inst. für

anog., analytische und phys. Chemie

Kelts, K.:

- Stable Isotopes in Lacustrine Carbonates;

Int. Assoc. of Sedimentology. Eur. Meeting,

Lerida, Spanien

- Significance of Anoxic Dolomite in the Lavey

Shale Member of the Green River Formation,

Oil Shales; Geol. Soc. Amer., Orlando, Fla.,

USA

Kistler, R.C., Widmer, F., Brunner, P.M.:

- The Fate and Behaviour of Selected Heavy

Metals During Pyrolysis of Sewage Sludge;

Symposium "Processing and Use of Organic

Sludges and Liquid Agricultural Wastes",

Commission Eur. Communities, Rom

Krejci, V., Gujer, W.:

- Area-Wide Strategies for Stormwater Management

in Switzerland; Water Quality Models,

Users Group Meeting, Univ. of Florida,

Gainesville, USA

Leuenberger, Ch.:

- "Scavenging" organischer Verbindungen durch

Regentropfen; Max-Planck-Institut für Chemie;

Abt. Chemie der Atmosphäre, Mainz, BRD

Mason, C.A.:

- Activity, Death and Lysis during Microbial

Growth in a Chemostat; Kolloquium in Bioengineering,

Laboratorium für Techn. Chemie,

ETH Zürich

- The Impact of Death, Lysis and Gryptic

Growth on the Energetics of Microbial

Growth; Laboratorium voor Microbiologie,

Groningen, NL


Mason, C.A., Bryers, J.D., Hamer, G.:

- Mikrobielles Wachstum im Chemostaten: Ein

Tod, Lyse und kryptisches Wachstum inkorporierendes

Modell: 3. DECHEMA Jahrestagung

der Biotechnologen, Frankfurt a.M.

McEvoy, J.:

- Identification of Linear Alkylbenzene Sul

by

-phonates in Stabilized Sewage-Sludge

HRGC/MS; COST-641 Workshop, Ghent, Belgien

- Origin of Hydrocarbons in Triassic Serpiano

Oil Shaltes; Hopanoids; 12th Int. Meeting on

Organic Geochemistry, Jülich, BRD

- The Occurrence of Detergent Derived Organic

Micropollutants in Sewage Sludge and Soils

Amended with Sludge; 7th Int. Symposium

Environ. Biogeochemistry, Rom

Mechsner, K1:

- Theorie und Praxis bei Test und Anwendung

von UV-Entkeimungsanlagen zur Wasseraufbereitung;

Fachtagung UV-Entkeimung in Trinkwasserversorgung,

Technorama, Winterthur

- Untersuchungen zur Physiologie und Oekologie

von Sphaerotilus natans; Mikrobiol. Institut

Univ. Hannover

- Denitrification with Methanotrophic/Methylotrophic

Bacterial Associations in the Presence

of Oxygen; Int. Congress, "Nitrates in

Water", Paris

Müller, R.:

- Lebensraum Wasser; Vortragsreihe des Fischereiverbandes

des Kts. Zürich

- Habitat Selection and Agonistic Behaviour of

Brown Trout and Grayling in a Stream Tank;

5th Congress of Eur. Ichthyologists, Stockholm,

Schweden

- Biotopwahl und Konkurrenzverhalten von Bachforellen

und Aeschen in einem Strömungsaquarium;

IVL Schweiz, Bern

- Süsswasserfische in der Schweiz; Fortbildungsveranstaltung

der Schweiz. Fachkommission

für Berufsbildung im Gastgewerbe,

Brunnen

Novak, B.:

- Methodik und Technik der Beseitigung von

Kohlenwasserstoffen aus verunreinigten

Grundwasserleitern; Wasserwirtschaftsverband

und Vereinigung der Wasserfachleute, ZAGREB,

Jugoslawien

- Die Hauptsammelkanäle als zukünftige mechanische

Abwasserreinigungsstufe; Kroat. Amt

für Gewässerschutz und Wasserbauamt der

Stadt Zagreb, Jugoslawien

Obrist, W.:

- Neue Methoden der Abfallbewirtschaftung;

Kolloquium Univ. Stuttgart

- Entwicklungstendenzen der Kompostierung in

der Schweiz; TU Berlin, Informationstagung

- Die Kompostierung organischer Abfälle in der

Abfallwirtschaft; VGL-Tagung Zürich

- Die Kompostierung von Siedlungsabfällen;

Fachtagung Schweiz. Städteverband, Rigi

106

Santschi, P.:

- Radionuklide als Informationsträger in den

Archiven unserer Umwelt; Antrittsvorlesung

ETH Zürich

- Is 210 Pb Mobile in Anoxic Sediments? Dept.

of Geology, Univ. of South Carolina, USA

- The Effects of 210 Pb Mobility on Dating of

Anoxic Sediments, Lamont-Doherty Geological

Observatory of Columbia Univ., Palisades,

USA

- The Movement of an Accidentally Released

Pulse of Tritium through Surface and Ground

Waters of the Glatt Valley, Switzerland,

Lamont-Doherty Geol. Observatory, of Columbia

Univ., Palisades, USA

- Thorium as a Tracer of Marine Scavenging,

Int. Laboratory of Marine Radioactivity,

Int. Atomic Energy Agency, Monaco

- Factors Controlling the Biogeochemical Cycles

of Trace Elements in Fresh and Marine

Waters as Traced by Natural and Artificial

Radionuclides, invited talk at the UNESCO-

Symposium on Comparative Ecology of Freshwater

and Coastal Marine Ecosystems, Nairobi,

Kenya

- Relevanz der langsamen Sorption von Thorium

-Isotopen an suspendierten Partikeln in natürlichen

Gewässern, Herbstversammlung der

Schweiz. Chem. Gesellschaft, Chemische Institute

der Univ. Bern

Schuler, C.:

- Natural Radionuclides in Lake Zuerich,

Switzerland. Fall Meeting Amer. Geophys.

Union, San Francisco, Calif., USA

Schwarzenbach, R.P.:

- Sediment/Water Partitioning of Neutral and

Anionic Hydrophobic Organic Compounds;

Chemistry Seminar, Woods Hole Oceanogr.

Institution, USA

- dito; US Environ. Protection Agency, Kerr

Lab., Ada, Okl., USA.

- Distribution of Chlorinated Phenols in Octanol/Water

and Sediment/Water Systems; Am.

Chem. Society Meeting, Env. Chemistry Div.

Miami, USA

- Chemical and Biological Transformations of

Halogenated Hydrocarbons in Groundwater;

Monday Seminar Series, Div. of Water Resources

and Env. Engng., Massachussetts Institute

of Technology (MIT), USA

- dito; Env. and Ground Water Institute, Univ.

of Oklahoma, USA

- dito; Journal Club, Woods Hole Oceanogr.

Inst. USA

- Modelling Concepts for Organic Pollutants in

Natural Waters, Woods Hole Oceanogr. Institute,

USA

- Sorption Behavior of Neutral and Ionizable

Hydrophobic Organic Compounds, 4th Eur.

Sympos. on Organic Micropollutants in the

Aquatic Environment (COST-641) Wien

Sigg, Laura, Zobrist, J., Johnson, Carola,

Annette:

- Chemische Zusammensetzung von Nebel- und

Regenproben; Kolloquium: Deposition und

Interzeption von atmosphärischen Spurenstoffen

in Waldgebieten; Oberursel, BRD


Stumm, W.:

- Wie ernst ist die Bedrohung unserer Umwelt?

Kolloquium Umweltschutz, Natur- und Heimatschutz

I des Eidg. Personalamtes, Interlaken

- Atmosphärische Schadstoffe, die Rolle der

Grenzflächenchemie bei ihrer Bildung und bei

ihren Auswirkungen auf aquatische und terrestrische

Oekosysteme; Physikalische Gesellschaft

Zürich

- Surface Chemical Theory as an Aid to Understand

Processes at the Sediment/Water Interface;

Stanford University, Stanford, USA

- Man and the Hydrogeochemical Cycles; an

Ecological Perspective; Verleihung Albert-

Einstein-Preis im Royal Institute of Technology,

Stockholm, Schweden

- Die Adsorption reaktiver Elemente an der

Partikel/Wassergrenzfläche: warum Radionuklidexperimente

zu falschen Schlüssen führen;

EAWAG-Seminarreihe Meeresforschung als

Partner von Seen- und Umweltforschung

- Die neu auf uns zukommenden Probleme im

Gewässerschutz; Verband Schweiz. Abwasserfachleute

Tessin und Norditalien, Lugano

Sturm, M.:

- Impact of Eutrophication on Postglacial Lake

Sediment; 4th Int. Symp. on Paleolimnology,

Ossiach, Oesterreich

- Partikelfluss und -Zusammensetzung von suspendiertem

Material im Greifensee; IVL-

Jahrestagung, Bern

Wanner, 0.:

- Recent Advànces in Biofilm Modelling; IAWPRC

Specialised Seminar on Modelling of Biological

Wastewater Treatment, Copenhagen, Denmark

Weber, H.:

- Taubrunnen und Bories, Beispiele zur Bewässerung

von Kulturen; Kongress Wasser, Berlin

'85: Bewässerungssymposium

Abb. 8.1

Eine der sehr seltenen "Schneeschlangen",

beobachtet an der Glatt in Dübendorf

am 16. Januar 1977.

(Foto: R. Koblet)

107

Zeyer, J.:

- Degradation and Toxicity of Ring-Substituted

Anilines in Pure Microbial Culture; Arbeitstagung

der Arbeitsgruppe 3 der Aktion COST-

641, EAWAG Dübendorf

Zobrist, J.:

- Pluies et brouillards acides reflètent le

dérèglement anthropogène des cycles hydrogéochimiques;

Simposio sulla protezione

dell'aria, Lugano

- Niederschlagschemismus; Seminarreihe der

Hydrologischen Kommission der SNG "Niederschläge

in der Schweiz", ETH/Universität

Zürich

Zürcher, F.:

- Isolierung und Anreicherung organischer

Wasserinhaltsstoffe mit dem Ausblasverfahren;

Seminar "Organische Wasserinhaltsstoffe",

Haus der Technik, Essen BRD

- Nachweis von Anionen in atmosphärischen

Depositionen (Regen, Schnee, Eis, Nebel);

Ionenchromatographie, Seminar (Wescau),

Basel

Zürcher, F., Gisler, B.:

- Trace Determination of Ammonium in Low Volume

Samples of Atmospheric Deposition and

Kjeldahl Digest Using Gas Diffusion Flow

Injection Analysis; Sympos. on Flow Injection

Analysis, Orenäs, Schweden

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