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Abbildung: Der BIOFISH im Einsatz am Bodensee

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Abbildung: Bild vom Schiff beim Einsatz des Biofisches im Gironde-Ästuar bei Bordeaux in Frankreich

Abbildung: Der BIOFISH im Einsatz im Gironde-Ästuar bei Bordeaux in Frankreich. Hier kommt es durch die Mischungsprozesse mit dem Meerwasser zu enormer Bildung von mineralischen Schwebstoffen im Wasser was durch zeitweise sehr starke Trübung sichtbar wird

In situ und online Multisensor-Überwachung mit dem BIOFISH

Die Wissenschaftler der Arbeitsgruppe Umweltmineralogie und Umweltsystemanalyse (ENMISNA) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) werden im Rahmen ihrer Begleitforschung der Elbschwimmstaffel Messungen mit dem BIOFISH (siehe Abbildungen links) vornehmen. Der BIOFISH wird hinter oder neben dem Forschungsschiff her gezogen und zeichnet dabei kontinuierliche Daten über den Gewässerzustand auf (Tabelle 1). Die Position des BIOFISH wird dabei über ein GPS-Gerät ermittelt. Die Daten können somit auf einer Karte dargestellt werden. Die BIOFISH Messungen werden außerdem durch punktuelle Probenahmen des Elbwassers ergänzt. Die so gewonnenen Proben werden im Anschluss an die Elbschwimmstaffel in den Laboren des Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) am KIT auf ihre Inhaltsstoffe (Elemente incl. Nährstoffen und Schwermetallen in gelöster und partikulär gebundener Form) hin untersucht.

Tabelle 1: Parameter über den Gewässerzustand, die mit dem BIOFISH aufgezeichnet werden.

Messparameter

Einheit

Relevanz

Temperatur

°C

Starker Einfluss auf biologische Aktivität von z.B. Algen und Bakterien. Eignung der Elbe als Badegewässer.

Elektr. Leitfähigkeit

mS/cm

Gelöste anorganische Substanzen. Hierfür spielen insbesondere Na+, Mg2+, K+, Ca2+, Cl-, HCO3-, SO42- eine große Rolle. Der Salzgehalt wird z.B. durch die Geologie, eingeleitete Abwässer, und Mischung mit Meerwasser im Mündungsbereich beeinflusst.

Sauerstoffsättigung

%-Sättigung

Sauerstoff wird beim Abbau von organischer Substanz verbraucht und bei der Photosynthese durch Algen produziert. Sauerstoff wird zwischen Wasser und Atmosphäre ausgetauscht. Im Gleichgewicht mit der Atmosphäre hätte Wasser immer 100% Sauerstoffsättigung.

pH-Wert

pH

Säure/Basengehalte im Wasser. Die Geologie, menschliche Einträge und biologische Prozesse haben hierfür eine große Bedeutung. Insbesondere das gelöste CO2 und damit das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht im Wasser beeinflussen den pH-Wert.

Trübung

FTU

Partikuläre Schwebstoffe im Wasser, die z.B. durch Bodenerosion oder Aufwirbelung von Sedimenten in die Wassersäule gelangen. Viele Schadstoffe liegen gebunden an Schwebstoffe vor.

Chlorophylla

µg/L

Chlorophylla ist ein Pigment, das alle Pflanzen benötigen um Photosynthese zu betreiben. Im Wasser ist dies daher ein guter Hinweis auf den Algengehalt.

Gelbstoffgehalt

ppbQS

Gelöste organische Substanzen, die z.B. aus Abwässern oder durch Bodenerosion in den Fluss gelangen. Der biologische Abbau von Gelbstoffen reduziert die Sauerstoffsättigung.

Photosynthetisch aktive Strahlung

µmol/(m²*s)

Verfügbares Licht für Algen. Nur bei ausreichend viel Licht in der Wassersäule können Algen dauerhaft wachsen.

Die gesammelten Daten des BIOFISH ergeben ein hoch aufgelöstes Bild über den Gewässerzustand entlang der befahrenen 575 km langen Strecke der Elbe. Ziel dieser Arbeit ist es, Einflussfaktoren auf die Gewässerqualität der Elbe zu identifizieren. Die Eigenschaften des Wassers eines jeden Flusses verändern sich im Laufe seiner Fließstrecke durch eine Reihe an möglichen äußeren Einflüssen und biologischen, chemischen sowie physikalischen Prozessen innerhalb des Gewässers. Letztlich münden Flüsse ins Meer und tragen einen Großteil der über die Fließstrecke aufgenommenen und transportierten Stoffe in die Ozeane ein. Daher trifft das Motto der Elbschwimmstafel ‚Das Meer beginnt hier!‘ vor Allem auch im wissenschaftlichen Sinne zu. Die entlang der Elbe aufgezeichneten BIOFISH Daten werden bereits im Laufe der Elbschwimmstaffel auf dieser Online-Plattform für jedermann zugänglich gemacht. Über die Kartendarstellungen und Datengraphiken können Interessierte Bürger sich somit selbst ein Bild über die Veränderungen der Gewässerbedingungen entlang des Flusslaufes machen.