DECIDE Erprobung und Evaluierung eines neu entwickelten ökotoxikologischen, wasserrahmenrichtlinienkonformen Bewertungssystems für Fließgewässer
Projektdurchführung
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Abteilung Aquatische ÖkotoxikologieMax-von-Laue-Str. 13
60438 Frankfurt
Zielsetzung
Übergreifendes Ziel des Verbundprojekts DECIDE ist die Entwicklung einer innovativen Systemlösung für die wasserwirtschaftliche Praxis als Grundlage eines nachhaltigen Gewässermanagements am Beispiel des Hessischen Rieds. Hintergrund ist, dass der überwiegende Teil der Oberflächengewässer in Deutschland auch im zweiten Bewirtschaftungsplan der Wasserrahmenrichtlinie bis 2021 nicht das Ziel eines guten ökologischen Zustands erreichen wird.
Konkret wird ein ökotoxikologisches und wasserrahmenrichtlinienkonformes Bewertungssystem entwickelt, um wasserwirtschaftliche Maßnahmen priorisieren zu können. In der Praxis soll das Bewertungssystem als Entscheidungshilfe dienen, ob stoffliche Belastungen und ihre Auswirkungen oder Faktoren, wie eine defizitäre Gewässerstruktur und intensive Landnutzung, die Hauptursache dafür sind, dass der gute ökologische Zustand in einem Oberflächengewässer nicht erreicht wird. In diesem Zusammenhang wurden erste Ansätze für ein solches Bewertungssystem erarbeitet (Brettschneider et al. 2019), die im Projekt weiterentwickelt und auf ihre Praxistauglichkeit überprüft werden sollen.
Arbeitsschritte
Die Modellregion Hessisches Ried (südlich von Frankfurt am Main) ist nicht nur durch eine intensive landwirtschaftliche Nutzung, sondern auch durch eine Reihe von Siedlungsflächen und eine ansässige Industrie geprägt. Es dient Hessen, insbesondere der Metropolregion Rhein-Main, als ein wichtiges Trinkwassergewinnungsgebiet. Aufgrund einer vereinzelt hohen Schadstoffbelastung des Rieds wurde jüngst vom Land Hessen eine Strategie zur Vermeidung und Verminderung des Spurenstoffeintrags in die Gewässer des Hessischen Rieds entwickelt.
Konkret werden in DECIDE die Einzugsgebiete von Gersprenz, Modau und Schwarzbach in Hessen näher betrachtet. Das EZG der Gersprenz befindet sich südöstlich von Frankfurt am Main und umfasst ca. 515 km2. Die Gewässer im EZG der Gersprenz weisen aufgrund unterschiedlicher Einträge und struktureller Defizite keinen guten ökologischen Zustand nach der EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) auf. Im Rahmen des Projekts werden beispielsweise 15 Probestellen im Gersprenz-EZG untersucht. Insgesamt leiten 8 Kläranlagen der Größenklasse 4 und eine Kläranlage der Größenklasse 3 in das Gersprenz-System ein. In der Summe wird die Schmutzfracht von insgesamt knapp 180.000 angeschlossenen Einwohnern in die Gewässer eingeleitet.
Methoden
a) Effektbasiertes Monitoring
Für die ökotoxikologische Bewertung der Gewässer wird eine Kombination aus In-vivo- und In-vitro-Tests eingesetzt. Für die In-vivo-Untersuchungen werden die Zwergdeckelschnecke Potamopyrgus antipodarum, der Bachflohkrebs Gammarus fossarum und verschiedene Makrophyten (z.B. Lemna gibba) in chronischen Expositionsversuchen getestet. In den In-vitro-Verfahren (z.B. Mikrotox Assay, Ames Fluktuationstest, Hefereportergen Assay, AREc32 Assay), die verschiedene Wirkmechanismen (u.a. endokrine und dioxinähnliche Aktivität, Mutagenität und Basistoxizität) abbilden, werden die Wasserproben angereichert (SPE-Verfahren) und als Extrakte getestet. Aus den Sedimentproben werden methanolische Extrakte hergestellt und ebenfalls mit unterschiedlichen In-vitro-Verfahren bewertet.
b) Klassische Gewässerbewertung
Der ökologische Zustand der Gewässer wird auf Basis standardisierter Verfahren der EU-WRRL erfasst. Die Aufnahme und Bewertung der Gewässerstrukturgüte erfolgt ebenfalls nach genormten Methoden. Zusätzlich werden im Freiland allgemeine chemische Parameter (ACP) wie Sauerstoff, Leitfähigkeit und verschiedene Nährstoffe gemessen.
Öffentlichkeitsarbeit
Heß, S., Hof, D.L., Oetken, M., Sundermann, A.,2023. Effects of multiple stressors on benthic invertebrates using Water Framework Directive monitoring data. Science of The Total Environment 878(3):162952. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.162952