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Anwendungen

Wichtige chemische Parameter von Fischgewässern

Veröffentlicht von Sabrina Mesters-Wöll am 24.05.2020 09:07:00

waters-3113868_640Die Arbeit eines Gewässerwarts im Sportfischereiwesen oder eines Fischgewässerbetreibers gehört mit zu den schönsten, aber auch verantwortungsvollsten Aufgabenbereichen in Hobby und Beruf. Die Beschäftigung mit der Natur, mit der Biologie und der Artenvielfalt eines Gewässers, die Untersuchung von Wasser nach chemischen, physikalischen und biologischen Gesichtspunkten und die Verantwortung dafür, das Gewässer artgerecht und frei von Giftstoffen zu halten, ist eine erfüllende und anspruchsvolle Tätigkeit. Doch gerade in der heutigen Zeit des spürbaren Klimawandels kann die Betreuung eines Gewässers zur Herausforderung werden. Zu hohe Temperaturen, zu geringe Niederschläge, Algenblüten, Sauerstoffmangel oder Fremdstoffeinträge – die Liste der schädlichen Parameter ist lang. Umso wichtiger ist ein gutes „Handwerkszeug“ für die regelmäßigen, chemisch-physikalischen Untersuchungen zum Gewässerschutz. Wir von Hanna Instruments möchten Sie als Gewässerwart/in oder Fischgewässerbetreiber/in mit unserer langjährigen Erfahrung auf dem Gebiet der Wasseranalytik unterstützen. Im Folgenden haben wir einige Parameter* zusammengefasst, deren Überwachung im Ökosystem „Fischgewässer“ besondere Bedeutung zukommt, und wir stellen Ihnen einige unsere Geräte vor, mit denen die Analyse dieser Parameter problemlos gelingt.

Sauerstoff – das lebenswichtige Element

Es ist keine bahnbrechende Neuigkeit, wenn wir hier erwähnen, dass es ohne Sauerstoff auf der Erde so gut wie kein Leben gäbe. Nahezu alle Lebewesen, sogar Pflanzen, benötigen Sauerstoff, um zu existieren. Individuell verschieden ist jedoch, wieviel Sauerstoff vom Organismus benötigt wird. Während der Mensch nur 1-2 % des beim Atmen aufgenommenen Sauerstoffs verbraucht, verbrauchen Fische zwischen 20 % und 40 %. Dabei benötigen kleinere Fische relativ zu ihrer Körpergröße gesehen, mehr Sauerstoff als große.

trout-4725772_640Der optimale Gehalt an gelöstem Sauerstoff in einem Fischgewässer beträgt 8 - 15 mg/L, abhängig von der Jahreszeit und den Fischarten. Fließwasserarten wie Salmoniden benötigen dabei sauerstoffreichere Gewässer als z.B. Karpfenfische.

Die untenstehende Tabelle zeigt, wie stark der Sauerstoffgehalt des Wassers von der Temperatur abhängt: Je wärmer das Wasser ist, desto weniger Sauerstoff wird darin gelöst. Während Wasser einer Temperatur von beispielsweise 10 °C einen Sauerstoffgehalt von 11,3 mg/L aufweist, sind es bei 25 °C nur noch 8,3 g/L.

Gerade im Sommer ist es daher wichtig, den Gehalt an gelöstem Sauerstoff regelmäßig zu überwachen.

Wassertemperatur °C Sauerstoff O2 in mg/L
12,8
10 11,3
15 10,1
20 9,1
25 8,3
30 7,6
35 6,9

 

HI98198-Cover2Für die Sauerstoffmessung direkt vor Ort an Ihrem Gewässer eignet sich ganz besonders unser HI98198. Das Gerät ist wie alle Geräte der Serie HI9819x robust und wasserdicht und vereint ergonomisches Design, wie die mit einer Hand zu bedienende Tastatur und das hintergrundbeleuchtete Display, mit präziser Messtechnik in Laborqualität. Kompensation von Luftdruck, Temperatur und Salzgehalt, wichtig für eine exakte Bestimmung des gelösten Sauerstoffs, sind selbstverständlich, ebenso wie Datenspeicherung und -übertragung an einen PC. Das Gerät kann ebenfalls den biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB) anzeigen.

Das Besondere an unserem HI98198 ist aber seine innovative Messtechnik. Im Gegensatz zu herkömmlichen Sauerstoffmessgeräten verfügt es über eine optische, wartungsarme Sonde zur physikalischen Lumineszenz-Sauerstoffmessung. Grundlage dieser Messung ist die Detektion der Fluoreszenzabnahme eines speziellen Leuchtmittels nach Anregung durch einen blauen LED-Lichtstrahl. Dies macht die Sauerstoffmessung mit diesem Gerät besonders schnell und effektiv. Es ist keinerlei Sondenvorbereitung (wie z.B. Polarisation) und kein Mindestdurchfluss nötig - einfach eintauchen und losmessen!

Wie alle unsere Geräte der Serie HI9819x wird HI98198 im praktischen Transportkoffer mit umfangreichem Zubehör geliefert.

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Der pH-Wert – einer der wichtigsten Parameter des Wassers

HI98190jpgDer pH-Wert (das Wasserstoffpotential) variiert von 0 bis 14. Die Werte 0 bis 7 entsprechen einem sauren, 7 bis 14 einem basischen Medium, wobei der Wert 7 neutral ist.

Der pH-Wert, ob sauer, neutral oder basisch, hat selbstverständlich einen direkten Einfluss auf Wasserorganismen. Abhängig von ihrer Art und ihrer Physiologie benötigen Fische einen bestimmten pH-Wert. Ein falscher pH-Wert kann für sie fatale Folgen haben und Krankheiten, Ateminsuffizienz, Angst, Unbehagen und sogar ihren Tod verursachen.

Neben der direkten Einwirkung des pH-Werts auf Lebewesen hat dieser aber auch einen großen Einfluss auf den Ablauf chemischer Reaktionen. So kann bei bestimmten pH-Werten die Bildung giftiger Substanzen, z.B. Ammoniak, erhöht sein. Gesamtammoniumwerte, die bei einem pH-Wert von 6 noch tolerierbar sind, können bei einem pH-Wert von 8 dagegen zu fatalen Ammoniakwerten führen (siehe auch unten). Die Überwachung des pH-Wertes stellt somit eine der wichtigsten Aufgaben bei der Betreuung eines Fischgewässers dar.

Der ideale pH-Wert eines Fischgewässers liegt in der Regel bei 7,0 - 7,5. Werte unter 5,0 und über 9,0 sind lebensfeindlich.

Auch für die Messung des pH-Werts bietet sich ein „Outdoor“-Gerät aus unserer HI9819x-Serie an: HI98190 misst den pH-Wert im Bereich von -2 bis +20 mit einer Auflösung von bis zu 3 Nachkommastellen. Mit einer geeigneten Sonde aus dem umfangreichen Zubehörprogramm ist es auch in der Lage, Redoxpotentiale im Bereich ±2000 mV zu bestimmen.

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Die elektrische Leitfähigkeit

HI98192jpgWenn auch die elektrische Leitfähigkeit in der Literatur und in Richtlinien oft eher eine Erwähnung am Rande findet, ist sie doch ein wichtiger Parameter, um den Zustand eines Gewässers abzuschätzen.

Die elektrische Leitfähigkeit liefert Rückschlüsse über den Mineralien- und Salzgehalt eines Gewässers. Hohe Leitfähigkeitswerte können natürlichen Ursprungs sein und zum Beispiel aus Verwitterung der lokalen Gesteinsarten oder zu geringen Niederschlagsmengen entstehen. Sie können aber auch ein Hinweis auf Fremd- und Abwassereinfluss sein (beispielsweise bei Überschwemmung gedüngter Landwirtschaftsflächen oder Eintrag von Streusalz). Schwankungen oder Änderungen der elektr. Leitfähigkeit können somit erste Anzeichen für kritische Fremdeinwirkungen auf das Gewässer sein.

In der Regel sollte die Leitfähigkeit eines natürlichen Gewässers unter 1000 µS liegen, das entspricht einem Gehalt von bis zu 1000 mg/L gelöster Salze.

Um die elektrische Leitfähigkeit sicher und schnell direkt am Gewässer zu messen, möchten wir Ihnen unser HI98192 empfehlen. Es handelt sich dabei um ein Leitfähigkeitsmessgerät mit einem erweiterten Messbereich von 0,000 µS/cm bis 400 mS/cm, das ebenfalls den Gehalt an gelösten Feststoffen (TDS), den Salzgehalt und den elektr. Widerstand anzeigen kann.

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Temperatur

Natürlich spielt auch die Gewässertemperatur für das gesunde Ökosystem eines Fischgewässers eine wichtige Rolle. Wie oben bereits erwähnt, können sich hohe Temperaturen beispielsweise auf den Sauerstoff- und Ammoniakgehalt eines Gewässers auswirken. Alle oben genannten Messgeräte der Serie HI9819x verfügen über einen integrierten Temperatursensor und automatische Temperaturkompensation, so dass die weitere Anschaffung eines Thermometers zu diesen Geräten nicht erforderlich ist. Hanna Instruments bietet aber darüber hinaus natürlich auch ein breites Sortiment an verschiedenen Thermometern an. Weitere Informationen finden Sie in unserem Shop.

Multiparameter-Messgeräte

HI98194jpgSuchen Sie für die Messung der o.g. Parameter eine Gesamtlösung in nur einem Gerät? Dann haben wir mit dem HI98194 und dem HI9829 die passenden Geräte für Sie im Angebot.

HI98194 misst pH-Wert, Leitfähigkeit/TDS und gelösten Sauerstoff mit nur einer Multisensor-Sonde, die alle erforderlichen Sensoren enthält.

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HI9829_cropHI9829 kann bis zu 14 Wasserparameter aufzeichnen. Die mikroprozessorgesteuerte Multisensor-Sonde unterstützt je nach Konfiguration die Messung wichtiger Parameter inklusive pH-Wert, Redoxpotential, elektrische Leitfähigkeit/TDS, gelösten Sauerstoff, Trübung, Ammonium-, Chlorid- und Nitrationen und Temperatur. Es verfügt zudem optional über eine GPS-Funktion und eine Fast Tracker™-Funktion zur Verknüpfung der Messdaten mit der Position der Probenstelle.

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Stickstoffverbindungen, Phosphat, Alkalität und bestimmte Ionen

HI83303_agitateur_detDiese Parameter lassen sich per Direktmessung nur über ionenselektive Elektroden, aber auch indirekt mit chemischen Testkits oder – besser – photometrisch bestimmen. Hierzu eignet sich besonders unser professionelles Photometer HI83303. Sein großer Funktionsumfang ermöglicht die präzise Messung fast aller dieser Parameter, ohne dass Sie auf ein externes Labor zurückgreifen müssen.

Das Gerät nutzt ausgereifte, moderne Technologien und ist dabei äußerst einfach und intuitiv zu bedienen, sowohl für Anfänger als auch für erfahrene Anwender in der Photometrie. Schlüsselkomponenten sind ein Referenzdetektor und eine Sammellinse,  mit deren Hilfe Fehler durch Veränderungen der Lichtquelle und Makel in der Glasküvette vermieden werden. Für jeden Anwendungsschritt stehen ein kontextsensitives Hilfemenü und ein Tutorial zur Verfügung, die einen reibungslosen Betrieb und eine fehlerfreie Bedienung gewährleisten. 

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HI97700_angle-720x720-ab746ed3-d075-487f-a45f-87b6d6089e8dFalls Sie in den Bereich der Photometrie "etwas kleiner einsteigen“ und nur einzelne Parameter messen möchten, bieten wir mit unserer Serie HI97xxx ein umfangreiches Sortiment an Einzelparameter-Photometern an. Mehr Informationen zur Serie HI97xxx finden Sie in unserem Shop:

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Im Folgenden finden Sie weitere Informationen über die o.g., photometrisch bestimmbaren Parameter.

Stickstoffverbindungen

carp-440630_640Wie bereits erwähnt sind auch Stickstoffverbindungen wichtige Parameter für die Gewässerqualität. Sich zersetzendes, organisches Material und Eutrophierung sind für die Bildung von Stickstoffverbindungen verantwortlich. Dabei entsteht neben dem ungefährlichen Ammonium (NH4) auch Ammoniak (NH3), das für Fische hochgiftig und tödlich ist. Bakterien wandeln Ammoniak in Nitrit um, das für die Atemwege von Fischen schädlich ist und schnell vom Hämoglobin aufgenommen wird. Dies erschwert die Aufnahme von Sauerstoff. Nitrite werden von Nitrobakterien in Nitrate umgewandelt, die weniger giftig sind und teilweise von Pflanzen aufgenommen werden.

In einem Fischgewässer sollten sich Ammonium und Ammoniak in einem für die Wasserorganismen unschädlichen Gleichgewicht befinden. Hierbei spielen auch der pH-Wert und die Temperatur des Wassers eine große Rolle, da sich dieses Gleichgewicht bei höheren pH-Werten und Temperaturen zu Gunsten des giftigen Ammoniaks verschieben kann (weitere Informationen dazu finden sie hier auf unserem Blog). Die untenstehende Tabelle zeigt die Richtwerte für Gesamtammonium ("Ammonium-Ammoniak"), Nitrit, Nitrat und Ammoniak in Fischgewässern.

Parameter Richtwert
Gesamtammonium ≤ 0,04 - 0,1 mg/L NH4, je nach Wasserhärte
Nitrat 100 mg/L
Nitrit < 0,01 mg/L NO2
Ammoniak

≤ 0,01 bzw. 0,02 mg/L NH
≤ 0,005 mg/L NH3 in Salmoniden-Laichgewässern

Phosphat

Auch der Phosphatgehalt eines Gewässers muss überwacht werden. Als essenzieller Pflanzennährstoff kann Phosphat in zu hohen Konzentrationen vermehrtes Algenwachstum nach sich ziehen. Der Richtwert für Phosphat in Fischgewässern liegt bei 0,2 – 0,4 mg/L, je nach Besatzart (Salmoniden, Cypriniden).

Alkalität

Die Alkalität, veraltet auch „Karbonathärte“ genannt ist ein Maß für die Pufferkapazität oder das „Säurebindungsvermögen“ des Wassers. Sie gibt an, wieviel Säure ein Medium (Boden, Gestein, natürliches Wasser) aufnehmen und „binden“ kann, ohne dass sich der pH-Wert ändert. Mehr Informationen zur Alkalität finden Sie auch hier.

Der Richtwert für die Alkalität von Fischgewässern liegt bei 1,02 - 2,50 mmol/L CaCO3 (das entspricht ca. einer "Karbonathärte" von 2,8 - 7,0 °dkH).

Ionen

Die Qualität eines Fischgewässers kann durch die Anwesenheit vielfältiger Ionen maßgeblich beeinflusst werden. Die Richtwerte hängen u. A. von der Wasserhärte und dem Fischbesatz ab. Stellvertretend seien hier die Richtwertbereiche für die wichtigsten Ionen, Eisen, Kupfer, Zink und Chlorid genannt. Weitere Angaben entnehmen Sie bitte der Fachliteratur oder den Richtlinien für den Gewässerschutz*.

Parameter Richtwert
Eisen, Fe2+ 0,1 - 0,3 mg/L (Salmoniden)
0,3 - 2,0 mg/L (Cypriniden)
Kupfer, Cu2+ 0,006 mg/L - 0,030 mg/L (Salmoniden)
0,005 mg/L - 0,112 mg/L (Cypriniden)
Zink, Zn2+ 0,005  - 0,04 mg/l (Salmoniden)
0,3 - 2,0 mg/l (Cypriniden)
Chlorid, Cl- 50 mg/L

 

Wir hoffen, Ihnen mit diesem Artikel einen kleinen Überblick über die chemische Untersuchung Ihres Fischgewässers gegeben zu haben. Wenn Sie noch weitere Informationen wünschen, durchstöbern Sie doch einmal unseren Blog mit vielen informativen Artikeln über die Wasseranalytik oder zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Unser kompetentes Team freut sich auf die Zusammenarbeit mit Ihnen.

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* Werte (leicht verändert) nach:

  • Richtlinie 2006/44/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 6. September 2006 über die Qualität von Süßwasser, das schutz- oder verbesserungsbedürftig ist, um das Leben von Fischen zu erhalten
  • Bohl, Martin: Zucht und Produktion von Süßwasserfischen. München, 1982
  • Jens, Günter: Die Bewertung der Fischgewässer. Maßstäbe und Anleitungen zur Wertbestimmung bei Nutzung, Kauf, Pacht und Schadensfällen. Berlin, 1980

Themen: Leitfähigkeit, pH-Wert, Wasser, Umwelt, pH-Meter, Redoxpotential, Temperatur, Wasserhärte, Ammonium, Sauerstoff, Salzgehalt, Nitrat, Nitrit, Stickstoffverbindungen, Phosphor und Phosphat

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