Ausarbeitung (Bach,biologisch)

Organische Lebewesen (Bach)

Im Bach fanden wir folgende Lebewesen:
- Brennnesseln
- Schilf
- Erlen
- Barsche
- Wasserschnecken
- Libellen
- Moos
- Schilf
- Algen

Warum einige dieser Lebewesen in diesem Bach leben, wird nun erklärt und nebenher wird auch geklärt was dieser Bach dann an Werte besitzt.

Der Barsch:
Der Barsch lebt in diesem Bach, da er ein Fisch ist, der in Fließgewässerrn lebt. Die Merkmale der Barsche sind zwei getrennt Rücken- und eine Afterflosse.
Barsche gibt es oft an Bächen die einen pH-Wert von 7 haben, die eine Wasserhärte von ca. 8-12°dH besitzen und eine Wassertemperatur von 23-25°C haben.

Die Wasserschnecke:
Wasserschnecken sind in Bächen sehr oft vorhanden, da sie ebenfalls nur im Süßwasser leben und da es dort viele Algen gibt, die sie dann fressen können.
Auf der Rückseite vieler Schwimmblattpflanzen findet man oft ca. 1cm lange Eier, die in einer gallertartigen Masse schwimmen.
Zu sagen ist, dass Wasserschnecken in Gewässer mit einer Wassertemperatur von 20-25°C am meisten zu entdecken sind.

Libellen:
Libellen leben in der Nähe von Gewässern. Sie leben dort, da ihre Larven auf Wasser als Lebensraum angewiesen sind.
Am besten ist es wenn das Wasser einen pH-Wert von 7-8,5 besitzt und eine Temperatur von 20-27°C hat. Dort können deren Larven gut aufwachsen.




Saprobienwert/index
Der Saprobienindex zeigt den Verschmutzungsgrad von Fließgewässern. Dazu benutzt man die Tiere (d.h. Pilze, Bakterien, Kleinkrebse usw.) die an den ganzen Gewässern leben als sogenannte "Bioindikatoren".
Es gibt folgende Güteklassen, die aussagen wie verschmutzt das Wasser ist:
-oligosaproben Zone (nicht verschmutzt/wenig verschmutzt)
-β-mesosaproben Zone (mäßig verschmutzt)
-α-mesosaproben Zone (stark verschmutzt)
-polysaproben Zone (übermäßig verschmutzt)

So wird es berechnet:

A (=Abudanz)
Häuffigkeitsstufe von Tieren die man in dem Bach/Teich usw findet. Reicht von 1 (Einzelfund) bis zu 7 (sehr oft vorhanden).

s (=Saprobienwert)
Ein Wert von 1 bis 4, wo 1 Indikatororganismus für Oliosapriobe und 4 Indikatororganismus für Palysapriobe ist. (d.h. hier wird die Güteklasse des Wassers benutzt)

g (=Indikationsgewicht)
Kann den Wert 1,2,4,8 oder 16 annehmen. Es zeigt die Toleranz eines Organismus an. Ein Organismus mit einem höheren g-Wert hat eine kleinere Toleranz.

Ausarbeitung (Bach, chemisch)

I. Auswertung

Im Folgenden werden wir die von uns am Bach gemessenen Wasserwerte näher analysieren.

1.) Wasserhärte:

Die Gesamthärte lag im Durchschnitt bei ca. 21°dH, die Carbonathärte bei ca. 22°dH.
Das bedeutet, dass das Wasser im Bach sehr viele Salze enthält und somit sehr hart ist.
Die hohe Härte bewirkt, dass bei Verdunsten des Wassers verhältnismäßig viel Kalk zurückbleibt.
Der hohe Härtegrad des Wassers kann zum Beispiel dadurch ausgelöst werden, dass das Wasser im Verlauf des Baches kalkhaltige Steine löst.

2.) Sauerstoffgehalt:

Der Sauerstoffgehalt im Bach lag bei durchschnittlich 10 mg/l. Dies wird als sehr hoher Sauerstoffgehalt gewertet.
Die hohe Menge an Sauerstoff rührt daher, dass das Wasser durch die Bewegung viel Luftkontakt hat und den Sauerstoff der Luft aufnimmt.
Ein hoher Sauerstoffgehalt ist gut für alle tierischen Bewohner des Baches.

3.) pH-Wert:

Der durchschnittliche pH-Wert liegt bei 8,2.
Er gibt an, wie sauer/alkalisch/neutral eine Lösung ist. Ein pH-Wert über 7 zeigt eine alkalische Lösung an, ein pH-Wert unter 7 eine saure Lösung, ein pH-Wert gleich 7 bedeutet, dass die Lösung neutral ist.
Da unterschiedliche Fischarten unterschiedliche pH-Werte benötigen, ist das Vorkommen von Fischarten vom pH-Wert abhängig. Für eine Fischart kann ein pH-Wert perfekt sein, während er für eine andere tödlich ist.

4.) Ammonium, Nitrit und Nitrat:
Ammonium, Nitrit und Nitrat sind Abfallprodukte organischer Zerfälle.
Wenn zum Beispiel ein Fisch stirbt, so werden die Stickstoffverbindungen seines Körpers von Bakterien zuerst in hochgiftiges Ammonium, dann in weniger giftiges Nitrit und letztendlich in beinahe ungiftiges Nitrat umgewandelt.
Das Nitrat dient dann den Pflanzen als Dünger.
Dieser Kreislauf funktioniert jedoch nur, wenn das Ökosystem (Ökosystem: offenes Biotop [Biotop = unbelebter Lebensraum „an sich“] mit geschlossenem Stoffkreislauf und Wechselbeziehungen zum Beispiel zwischen Tieren und Pflanzen, das Energie und Materie von außen her aufnimmt und Entropie und umgewandelte Materie nach außen hin abgibt) intakt ist.
Im Bach waren durchschnittlich 0,1 mg/l Ammonium, 0,075 mg/l Nitrit und 25 mg/l Nitrat vorhanden. Diese Mengen sind durchaus als normal anzusehen und stellen keine Gefahr für die Fische dar.

5.) Phosphate:

Phosphate sind wie Ammonium, Nitrit und Nitrat auch Abfallprodukte von Organverbindungen. Sie sind die Salze des Phosphors und stellen für Wasserpflanzen und Algen ebenfalls eine Art Dünger dar.

Die Phosphat-Konzentration im Bach betrug ca. 0,35mg/l. Dies ist als relativ hohe Konzentration anzusehen. Da Phoshpate jedoch für die Fische quasi unschädlich sind, ist dies positiv, da so die Pflanzen ausreichend mit Nährstoffen versorgt sind.

6.) Temperatur

Die Durchschnittstemperatur im Bach betrug ca. 11°C.

Dies ist eine völlig normale Temperatur, die, wie der pH-Wert auch, nicht direkt als positiv oder negativ gewertet werden kann.


II. Allgemeines

1.)Gewässergüte:

Die Gewässergüte beschreibt, wie viele (organisch abbaubare) Nährstoffe, Sauerstoff und wie viele Bakterien ein Fliessgewässer enthält. Man unterscheidet 5 Gewässergüteklassen, wobei 1 für die beste Wasserqualität (annähernd reines Wasser) und 5 für stark verunreinigtes Wasser steht.

Der analysierte Bach lässt sich aufgrund seiner Ammonium-Konzentration von unter 0,3 mg/l seinem hohen Sauerstoffgehalts in die Gewässergüteklasse II einordnen.


III. Probleme bei der Messwerterfassung

Wie wir leider beim Ermitteln der Wasserwerte erkennen mussten, können die Testreagenzien durch mangelhafte Qualität oder durch Überalterung massiv die Werte verfälschen. Dies kann zum Beispiel bewirken, dass Reagenzien, die vor dem Eintropfen rot sind und dann nach grün umschlagen sollen, schon von Anfang an grün sind. Dies würde zum Beispiel die Härte 1°dH bedeuten, wenngleich diese auch weitaus höher ist.

Ökologischer Landbau

Liebe Leser,
Im folgendem Post erläutern wir die wichtigsten Prinzipien des ökologischen Landbaus und wollen einen Eindruck vermitteln, um was sich ein Bio(land)-Bauer kümmern muss.
Am Dienstag waren wir auf dem Biobauernhof E.; dort erhielten wir eine Führung über den ökologischen Landbau. Hier einige Bilder:

Die Richtlinien der EU

Die EU hat 1991 eine Verordnung für ökologischen Landbau erlassen. Sie schreibt den Bauern vor, wie die Erzeugung von Lebensmittel stattfinden muss. Sie schreibt unter anderem auch die Art und Weise der Etikettierung und Kontrolle im ökologischen Landbau vor. Auch die Tierhaltung unterliegt strengen Vorschriften.

Die Fruchtfolge

Sie ist besonderst wichtig für den ökologischen Landbau. Dabei steht die Wirkungskette gesunder Boden – gesunde Pflanzen – gesunde Tiere – gesunde Menschen und reines Wasser im Vordergrund.
Der Boden hat eine zentrale Stellung für die Vitalität der Pflanzen und es gilt ihn zu schonen um ihn nicht auszulaugen.
Der Landwirt pflanzt deshalb nur alle 6-7 Jahre dieselbe Pflanzenart auf ein Feld, unabhängig von Absatzmarkt und Nachfrage.

Die Pflanzenkläranlage

Im unteren Bereich des Biobauernhofes E. ist nahe dem Bach eine Pflanzenkläranlage die aus einem speziellen Kiesfilter, einer speziellen Folie und speziellen Pflanzenarten besteht. Obwohl sie aussieht wie ein chaotischer Sumpf erzielte sie schon bessere Abwasserwerte als eine herkömmliche Kläranlage. Selbst im Winter wenn die Flora etwas ruht, funktioniert die Anlage durchaus gut. Es werden 5 Quadratmeter pro Person benötigt. Erstaunlicherweise setzt sie keine unangenehme Gase und Gerüche frei obwohl sie nicht überdacht oder geschlossen ist.

Der Umweltschutz

Herr F., ein Biobauer, besitzt auf Salatöl umgerüstete Fahrzeuge. Die CO₂- Bilanz beträgt null, da genauso viel emittiert wird wie die Pflanzen umgesetzt haben.

Von weitem sieht man 2 mit el. Nachführungen bestückte Solarsegel, die sich immer genau in Richtung und Steigung zur Sonne ausrichten. Hiermit können jährlich bis zu 14 000 kWh produziert werden.

Ausarbeitung (Teich)

Liebe Leser,
ein wesentlicher Bestandteil unserer Untersuchungen war die Untersuchung der chemischen und biologischen Parameter des Ave-Schulteiches.


1) Chemischer Teil

Wir waren dazu angehalten, mittels Wassertestkoffern diverse Werte des Stickstoffkreislaufes und der Lebensbedingungen zu überprüfen.
Die in den Koffern enthaltenen Tests beruhten im Wesentlichen auf zwei Prinzipien:
- Kolorimetrie
- Titration

Die Kolorimetrie testet den Wasserparameter und zeigt den gemessenen Wert durch die Färbung einer Chemikalie an. Die Färbung wird anschließend auf einer Farbskala verglichen und der Wert abgelesen.

Bei der Titration wird das Wasser als Säure oder als Base angesehen und mit einer entsprechenden Säure oder Lauge titriert. Am Ende der Titration ist eine neutrale Lösung entstanden. Die Menge der zugeführten Titrierflüssigkeit lässt anschließend auf den Parameter schließen.

Desweiteren untersuchten wir den Amonium-, Nitrat-, Nitrit-, pH-Wert, die Gesamthärte, die Carbonathärte und den Sauerstoffgehalt. (siehe Tabelle, klick aufs Bild)






Dabei ließen sich Ammonium-, Nitrat-, Nitrit-, und pH-Wert durch Kolorimetrie bestimmen, die Gesamthärte, die Carbonathärte und der Sauerstoffgehalt wurden mittels Titration nachgewiesen.

Ein wesentliches Problem bei der Auswertung der Messergebnisse war einerseits die Überalterung der Chemkalien, die teillweise seit sieben Jahren ihr Haltbarkeitsdatum überschritten hatten.
Jedoch muss man auch beachten, dass die Handhabung der Wassertests nicht einfach ist, sodass durch unsachgemäße Handhabung falsche Messergebnisse entstehen können.
Bei den Messergebnissen ist in erster Linie der Nitratwert zu sehen, der von 6 Gruppen auf 0 oder 1 gemessen wurde. Da bei sechs Gruppen ein gleichzeitiger Messfehler eher unwahrscheinlich ist, dürfte der Fehler hier bei den veralteten Chemikalien liegen.
Beim Sauerstoffgehalt dürfte die Handhabung eine Rolle gespielt haben, da dort mit fünf Chemikalien gleichzeitig hantiert und strenge Vorgaben eingehalten werden mussten. Dies erklärt, dass zwei Gruppen einen extrem niederigen Sauerstoffgehalt gemessen hatten.


2) Biologischer Teil
Um die Begriffswelt der biologischen Gewässeruntersuchung besser zu verstehen, muss man einige Begiffe verstehen.
Die sogenannte Eutrophierung ist die Nährstoffanreicherung in einem Gewässer. In einem Gewässer führt ein übermäßiges Nährstoffangebot zu wahnsinnigem Algenwachstum und dann zum sogenannten "Umkippen" eines Gewässers. Dann werden die Nähstoffe nicht mehr abgebaut. Der See "stirbt" gewissermaßen und die Lebewesen in ihm ebenfalls. Es bleibt eine stinkende Brühe.

Die Eutrophierung kommt von einem übermäßigen Nähstoffangebot. Dieses rührt meistens von starkem Düngereintrag aus dem Grundwasser her, das durch den Regen aus den Feldern ausgewaschen wird und über das Grundwasser in den See gelangt.


Wir untersuchten mittels Wasseruntersuchungskoffern das Wasser und den Uferbereich des Ave-Schulteiches.
Im Uferbereich und im Wasser fanden wir eine größere Anzahl an Pflanzen:
- Schilf
- Blutweiderich
- Springkraut
- Brennnesseln
- Seerosen
- Nachtkerze

Bei der Fauna war die Erarbeitung schwieriger. Wir konnten trotz massiver Probleme folgende Tiere entdecken:
- Quellschnecken
- Prachtlibellenlarven
- Schlammschnecken
- Strudelwürmer
- Zuckmückenlarven
-Molche

Durch eine Auswertung der Saprobiwerte, die die Gesamtqualität des Gewässers angeben, schlossen wir, dass der Ave-Schulteich einen Saprobiindex von 2,5 hat. Dies bedeutet, dass der Teich in die Güteklasse II bis III einzuordnen ist, die kritisch belastete Gewässer mit starken Abweichungen kennzeichnet. Der Grenzwert für Schadstoffe wird jedoch noch eingehalten.

Kalkkreislauf und hartes Wasser

Liebe Leser,

wir wollen uns in diesem Post noch einmal mit dem Kalkkreislauf und dem Zusammenhang mit hartem Wasser beschäftigen, nachdem wir am Mittwoch die Tropfsteinhöhle E. besucht hatten. Wir besuchten dort eine ca. 50 Minuten lange Führung, um uns mit der Praxis einer Tropfsteinhöhle vertraut zu machen. Hier einige Bilder:

1. Der Kalkkreislauf
Wie und wo entstehen Tropfsteinhöhlen?

Als Ausgangsmaterial wird ein Kalksandsteingebirge aus CaCO₃ (Calciumcarbonat) benötigt. Bei Niederschlägen sucht sich das Wasser seinen Weg durch das Gestein bis zum Grundwasser. Auf seinem Weg duch die Luft hat es sich mit Kohlenstoffdioxid , das ein Bestandsteil der Luft ist, angereichert und ist somit zu Kohlensäure H₂CO₃ geworden

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

(Kohlenstoffdioxid + Wasser → Kohlensäure).

Über Tausende von Jahren bilden sich dabei Höhlen und Spalten im Gestein. Da das Kalkgestein sehr leicht löslich ist, wir es sehr leicht gelöst und die Höhlen und Spalten vergrößern sich immer mehr.
Die Formel zum Lösungsvorgang:

H₂CO_3(aq) + CaCO_3(s) → Ca(HCO₃)_2(aq)

(Kohlesäure + Kalk → Calciumhydrogencarbonat).

Irgendwann sind die Spalten so groß, dass sich begehbare Höhlen bilden.
Nach noch mehr Tausenden von Jahren, beginnen sich Stalagtiten zu bilden. Diese entstehen, wenn Calciumhydrogencarbonat heruntertropft und das Kohlenstoffdioxid (CO₂) sowie das Wasser entweichen. Dadurch bleiben Tropfsteine zurück, die aus festem Calciumcarbonat bestehen. Das macht sie sehr stabil.

In kurzer Formelform:

Ca(HCO₃)_2(aq) → H₂O + CO₂ + CaCO₃(s)

(Calciumhydrogencarbonat → Wasser + Kohlenstoffdioxid + Kalk).


Grafik © by FCKJ


2. Hartes Wasser

Definition: Das Wasser das wir aus der Trinkwasserleitung bekommen variiert in der "Härte". Ist das Wasser sehr kalkhaltig, spricht man von hartem Wasser. Es gibt verschiedene Härtebereiche, die in °dH, °fH oder mol/m³ gemessen werden.

Enstehung: In kalkreichen Gegenden ist viel Kalk im Wasserhaushalt der Natur und somit auch im Trink- und Abwasserkreislauf enthalten. Die saure Lösung aus Wasser und Kohlensäure löst den schwerlöslichen Kalk und bildet damit hartes Wasser.

In Formeln:

CaCO₃(s) + CO₂ + H₂O → Ca²⁺ + 2 HCO^-₃

Folgen: Elektrische Geräte die hartes Wasser verwenden und einen Heizer besitzen, wie z.B. Waschmaschinen und Wasserkocher, verkalken sehr schnell.
Auch in Trinkwasserleitungen können Verstopfungen durch Kalkablagerungen entstehen.

Prävention und Bekämpfung: Besondersgeeignet sind Säuren wie Zitronensäure, Essigsäure oder Salzsäure; es findet dabei eine chemische Reaktion statt bei der der Kalk durch ein brausendes Geräusch aufgelöst wird.

In Formeln:

CaCO₃(s) + 2HCl → CaCl₂(l) + CO₂(g)+ H₂O(l)

Kalk + Salzsäure → Calciumchlorid + Kohlenstoffdioxid + Wasser