Jahresbericht 1990 - Eawag-Empa Library

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25 — 20 -- 1.Phase (15.-22.Mai) (+ = keine Probenahme) 15 — ® Teich SW Teich SO ® Teich NW 10 — Teich NO 5 — 4-44 nach in einem oder zwei Jahren. Die Abb. 4.39 zeigt die beiden Schlupfphasen. Zuerst schlüpften die zweijährigen, später die einjährigen Tiere. Das Verhalten der Larvenstadien bei verschiedenen Sauerstoffgehalten wurde in einheitlich temperierten Aquarien von durchschnittlich 24.7° C beobachtet. Dabei genügte allen Larven 4 mg/ e gelöster Sauerstoff zur Deckung ihres Sauerstoffbedarfs, d.h. keine Larve durchstiess während der VersuChsdauer von 120 Minuten die Wasseroberfläche, um sich mit Luftsauerstoff zu versorgen. Bei weniger als 1 mg 0 2 /e mussten alle Larven der Häutungsstadien 10 — 13 mal Luft an der Oberfläche tanken, ein Drittel der älteren Larven (Stadien 14/15) kam immer noch ohne zusätzlichen Luftsauerstoff aus. Bei jungen Larven liegt der auf das KörpergewiCht bezogene WachstumzuwaChs pro Zeiteinheit bedeutend höher als bei älteren Larven. Daraus resultiert auch der höhere Sauerstoffverbrauch pro Gramm Körpergewicht bei jungen Larven. In der Abb. 4.40 ist der Sauerstoffverbrauch pro Stunde und Gramm KörpergewiCht gegen den Gesamtverbrauch an Sauerstoff verschiedener Larvenstadien aufgetragen. Deutlich zeichnet sich dabei ab, dass der Verbrauch pro Gramm Körpergewicht mit zunehmendem Alter abnimmt. Die Untersuchung zeigt, wie gut Libellenlarven an das Leben in Gewässern mit zeitweilig sehr geringen Sauerstoffgehalten angepasst sind. (M. Gradenecker, F. Stössel) 02-Gehalt [mg/I] 12- 10- 8 - 6 - 4- 2 - o 12 00 0:00 27-Jul Anzahl Exuvien 12:00 0:00 12:00 0:00 28-Jul 29-Jul 12:00 0:00 30-Jul 2.Phase (29.Juni-4.Juli) Abb. 4.38 Sauerstoffverlauf in einem Versuchsteich vom 27. 30. Juli <strong>1990</strong>. Der Sauerstoff wurde in 5 cm, 50 cm und 95 cm Tiefe gemessen Abb. 4.39 Die Emergenz von Anax 0 9 fl S ^p + imperator in allen 4 1.Juni Juli Mai Juni Juli Teichen
Atmung [mg O2/g`h] 1 - • •L 0 .8 – • N • • ® L10/11 • • 0 .6 – • • •• • • • • 0 .4 – 0 .2 – 0 eO 4-45 L12/13 o o o O >5 X X XX L14/15 x X X 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Nitrifikation in der Glatt 02-Verbrauch in einer Stunde [mg] Abb. 4.40 Der Sauerstoffverbrauch verschiedener Larvenstadien pro Gramm Körpergewicht und Stunde Mit gereinigtem Abwasser gelangen beträchtliche Mengen von StiCkstoff-Verbindungen in die Glatt. Abb. 4.41a zeigt die während einer Schönwetterperiode im Juli <strong>1990</strong> unterhalb der ARA Bülach bei Hochfelden (km 26,0), oberhalb von Glattfelden (km 30,3) und bei Rheinsfelden (km 35.1) gemessenen Konzentrationen von Ammonium- und Nitrit-Stickstoff. Diese Daten sind in Zusammenarbeit mit dem Amt für Gewässerschutz und Wasserbau (AGW) des Kantons Zürich direkt an der Glatt durch kontinuierliche Messungen (Fliessinjektionsanalyse) erhoben worden. Sie zeigen, dass auf einer Fließstrecke von 9,1 km, auf der bei Trockenwetter kein nennenswerter StiCkstoffeintrag mehr erfolgt, eine signifikante Verminderung der Ammoniumkonzentration stattfindet. Diese entspricht einer Reduktion der für die Messperiode berechneten mittleren Fracht von 0.23 tNH 4-N/d bei Hochfelden auf 0.08 tNH 4-N/d oberhalb von Glattfelden und auf 0.05 tNH4-N/d bei Rheinsfelden. Beim Nitrit sind die zu beobaChtenden Veränderungen weniger eindeutig; im unteren Teil der Strecke werden meistens tiefere, bis Glattfelden zeitweise aber auch höhere Konzentrationen gemessen als in Hochfelden. Die mittlere Fracht beträgt bei Hochfelden 0.19 tNO2-N/d, oberhalb von Glattfelden 0.20 t NO 2-N/d und bei Rheinsfelden 0.13 t NO2-N/d. Mit einem mathematischen Modell, das die für den Stickstoffhaushalt wesentlichen Zusammenhänge beschreibt, lassen sich die Messdaten analysieren und erklären. Das Modell zeigt, dass der Stickstoffhaushalt in der Glatt durch die Nitrifikation dominiert wird, d.h. durch die Oxidation des Ammoniums über Nitrit zu Nitrat durch am Flussgrund sitzende Mikroorganismen. Daneben spielen das Wachstum dieser Mikroorganismen, ihre AbsChwemmung durCh die Strömung, sowie die Wassertemperatur und der pH eine wesentliche Rolle. Werden alle diese Prozesse und Einflüsse im Modell berücksichtigt, können ausgehend von den in Hochfelden gemessenen Daten mit dem Modell Konzentrationsverläufe von Ammonium und Nitrit für Rheinsfelden berechnet werden, welChe die gemessenen Verläufe praktisch bis in alle Einzelheiten genau nachbilden (Abb. 4.41b). Das Modell kann auch eine Erklärung für die in der Glatt beobachteten Veränderungen der Nitritkonzentration liefern (Abb. 4.41a). Abb. 4.42 zeigt das Resultat einer Modellrechnung, die für eine konstante Einleitung von Ammonium und für ein Gerinne durchgeführt worden ist, das in bezug auf Geometrie und Hydraulik der Glatt entspricht. Wie aus Abb. 4.42 zu ersehen ist, weist die Nitritkonzentration einige Kilometer unterhalb der Ammoniumeinleitstelle ein Maximum auf. Für die Nitritkonzentration in Fliessgewässern sind demnach nicht nur die eingeleiteten Ammonium- und Nitritmengen, sondern auch die Distanz von der Einleitstelle von Bedeutung. Die mit dem Modell berechneten Konzentrationen von im Fluss produziertem Nitrit liegen für hohe Wassertemperaturen teilweise über denjenigen von Ammonium, für tiefe Temperaturen jedoch stets darunter; das ist ein Befund, der durch Messungen in der Glatt während verschiedenen Jahreszeiten bestätigt worden ist. (O. Wanner, P. Reichert, M. Berg, A. Pfister, AGW des Kt. ZH)
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