FAQ zum Steinhuder Meer – Eutrophierung
17. Was versteht man unter der Eutrophierung eines Gewässers?
Zur ökologischen Klassifikation von Gewässern wird häufig der Trophiegrad (Trophie) herangezogen. Dieser wird durch den Gehalt an Nährelementen (vor allem an Stickstoff- und Phosphorverbindungen) bestimmt und zeigt sich in der Ausbildung einer charakteristischen Algenflora. Es werden oligotrophe (nährstoffarm, schwach produktiv), mesotrophe (ausgeglichen, mittlere Produktivität), eutrophe (nährstoffreich, hoch produktiv) und hypertrophe (übermäßig mit Nährstoffen versorgt, extrem produktiv) Gewässer unterschieden. Der Eutrophierungsprozess (von griech. εύτροφος eútrophos, ‚gut nährend‘) beschreibt eine Zunahme des Trophiegrades eines Gewässers. Die Eutrophierung ist in der geologischen Geschichte eines Sees im Grunde ein natürlicher Prozess, der aber ohne anthropogenen Einfluss deutlich langsamer verlaufen würde. Durch die erhöhte Nährstoffzufuhr in Gewässer resultiert eine erhöhte Produktivität der Primärpoduzenten, d.h. der Algen (Phytoplankton) und Wasserpflanzen (Makrophyten). Charakteristisch für eutrophierte Gewässer ist die mit der Massenentwicklung von Algen einhergehende Verschlechterung des Lichtklimas für Wasserpflanzen. Diese werden zum einen durch die Beschattung durch die Algen und zum anderen durch den vermehrten Aufwuchs von Algen auf den Wasserpflanzen verdrängt. Indirekt ergibt sich dadurch auch eine Zurückdrängung der an die Wasserpflanzen gebundenen Tiere wie z.B. einiger Fischarten, die diese Strukturen gern als Rückzugsraum oder zur Eiablage nutzen (Lampert & Sommer 1999).
18. Woher kommen die Nährstoffe, die in das Steinhuder Meer gelangen?
Im Jahr 1965 wurden Abwässer von biologischen Kläranlagen mit etwa 10.000 Einwohnergleichwerten am Ostufer und im Jahr 1967 Abwässer einer weiteren biologischen Kläranlage mit 200 Einwohnergleichwerten am Westufer in das Steinhuder Meer eingeleitet (Mühlenberg et al. 1974).
Die katastrophalen ökologischen Folgen dieser Einleitungen zeigten sich schon wenig später durch eine hygienisch bedenklich hohe Keimbelastung des Sees. Da sich der Wasserkörper des Steinhuder Meeres theoretisch nur alle 2,3 Jahre erneuert, führten diese Düngeeffekte der phosphor- und nitratreichen Abwässer zu einer langanhaltenden Belastung mit zu vielen Nährstoffen. Die Trophie des Sees verschlechterte sich. Ab 1970 erfolgten regelmäßige biologische, chemische und bakteriologische Untersuchungen um zu erfahren, welchen Einfluss das Einleiten der Kläranlagen-Abwässer auf das Steinhuder Meer hatte. Dadurch konnte die positive Entwicklung der Güteparameter nach Umleitung des Abwassers aus der größeren Kläranlage am Ostufer in die Leine ab 1972 dokumentiert werden. Auch die Einleitungen der kleineren Anlage bei Rehburg in das Steinhuder Meer wurden im Jahre 1976 beendet. Im Jahr 1971 lagen die Phosphatkonzentrationen im Mittel noch bei 1,46 mg/l. Der ursprüngliche Phosphatgehalt ist nicht bekannt. Es kann angenommen werden, dass dieser Wert unter der nach Chorus (1995) berechneten Konzentration von unter 0,08 mg/l gelegen haben muss, bei der eine Verminderung der sommerlichen Phytoplanktonmaxima in Seen zu beobachten ist. Denn solche Algenblüten, wie es in den Jahren nach der Abwassereinleitung gab, hat es zu früheren Zeiten nicht gegeben. Diese „Altlast“ der Einleitung von Nährstoffen hat sich noch im trophischen Zustand des Sees bis Ende der 1990er Jahre bemerkbar gemacht. Der natürliche Stoffabtransport über den Steinhuder Meerbach liegt bei nur etwa 1 t Phosphor pro Jahr (NLWKN 2010, siehe auch Mühlenberg et al. 1974).
Die im Fließgewässer Steinhuder Meerbach gemessenen Gesamtphosphorgehalte liegen dennoch unter den geltenden Orientierungswerten gemäß Oberflächengewässerverordnung (NLWKN 2020).
Nach der Beseitigung dieser massiven Abwasserbelastung um 1976 finden sich die bedeutendsten Nährstoffeintragspfade heute in den oberirdischen Zuflüssen aus dem Bereich des Winzlarer Grenzgrabens, welcher zusammen mit dem Windhorngraben den bedeutendsten oberirdischen Zufluss bildet. Zudem gelangen aus den Drängräben von einem ehemals intensiv landwirtschaftlich bewirtschafteten Teilbereich des Toten Moores hohe Phosphateinträge in den See. Ein großer Anteil der Nährstoffe wird ebenfalls durch die Oberflächenentwässerung von den bebauten Flächen der Ortsteile Steinhude und Großenheidorn eingetragen. Über diesen Weg gelangen ebenfalls Schwermetalle wie Zink und Kupfer in den See. Die Oberflächenwässer der Ortschaft Mardorf werden bereits über ein Regenrückhaltebecken mit integrierten Bodenfilter behandelt und dann ins Steinhuder Meer geleitet. Insgesamt ergibt sich nach Literaturangaben eine große Spannweite für den Phosphor-Eintrag. Messungen der Gesamtphosphor-Konzentrationen im Ablauf des Steinhuder Meerbaches von 1996 bis 2006 durch das Niedersächsisches Landesamt für Ökologie (NLÖ) geben einen Eindruck darüber, welche Frachten im Steinhuder Meer ankommen. Gemessen wurden Phosphor-Frachten von etwa 1,1 t P/a. Weil sich nur eine äußerst geringe Phosphor-Fracht im See festsetzt, gelten die Messungen als gute Anhaltswerte, die mindestens im Meer ankommen (NLWKN 2010).
19. Wie kommt es zur Algenblüte und wie erkenne ich diese?
„Algenblüten“ im eigentlichen Sinne gibt es nicht. Es handelt sich dabei um einen populären, naturwissenschaftlich nicht definierten Begriff. Tatsächlich umfasst der Begriff die Verfärbung des Wasserkörpers durch die Massenentwicklungen von Algen (Phytoplankton) in solch nährstoffreichen Gewässern.
Je nach dominierender Phytoplanktonart im Gewässer verfärbt sich der Wasserkörper unterschiedlich:
• Die Dominanz von Kieselalgen (Diatomeen) im Winter/Frühjahr und im Spätherbst ruft eine olivbraune bis olivgrüne Färbung des Wasserkörpers hervor.
• Die Dominanz von Grünalgen (Chlorophyceen) im Früh-/Spätsommer ruft eine grasgrüne Färbung des Wasserkörpers hervor.
• Die Dominanz von Blaualgen (Cyanophyceen, Cyanobakterien) im Spätsommer bis Herbst ruft eine von türkis über blaugrün bis grüne Färbung des Wasserkörpers hervor (NLWKN 2020).
20. Was ist das ökologische Entwicklungsziel für das Steinhuder Meer und wie kann es erreicht werden?
Das nach EG-Wasserrahmenrichtlinie geltende Entwicklungsziel für das Steinhuder Meer ist ein makrophytendominierter Flachsee ohne Blaualgendominanz mit natürlichen Uferbereichen sowie einer dem Referenzzustand entsprechenden Trophie (stark eutroph). Als Referenzzustand wird der von menschlicher Störung unbeeinträchtigte Gewässerzustand bezeichnet. Anhand der Abweichung zwischen der aktuellen Qualität eines Gewässers und der durch menschliche Einflüsse unbeeinträchtigten Gewässerqualität erfolgt die Zuordnung in eine Zustandsklasse. Es gibt insgesamt fünf Zustandsklassen von Klasse 1 = „sehr gut“ bis Klasse 5 = „schlecht“. Bewertet werden alle drei Gewässerqualitätskomponenten. Hierzu gehören die biologische Qualitätskomponente, die hydromorphologische Qualitätskomponente sowie die chemisch-physikalische Qualitätskomponente. Damit das Steinhuder Meer also mit einem guten ökologischen Zustand nach Wasserrahmenrichtlinie bewertet werden kann, muss das Gewässer eine potenziell natürliche Besiedlung mit Makrophyten, Fischen, Makrozoobenthos und Phytoplankton, einen potenziell natürlichen Wasserhaushalt hinsichtlich des Wasserstandes, der Ab- und Zuflüsse sowie der Wasseraufenthaltszeit und des potenziell natürlichen Stoffhaushalts (Sauerstoff, Salz- und Kalkgehalt, Nährstoffe und Schadstoffe) aufweisen.
Bei Betrachtung der derzeitigen Datenlage wird deutlich, dass das Entwicklungsziel in vielen Bereichen dem Zielzustand schon sehr nah kommt. Bedeutende Nährstoffbelastungen für den See ergeben sich noch aus den Oberflächenwassereinleitungen aus den Ortsteilen Steinhude und Großenheidorn. Auch die durch die Freizeit- und Erholungsnutzung überprägten Ufer stellen eine nicht zu vernachlässigende Belastung dar. Sinnvolle Maßnahmen sind demnach Sanierungsmaßnahmen im Einzugsgebiet des Steinhuder Meeres wie z.B. die Reduzierung der Nährstoffeinträge über die Regenwassereinleitungen der Ortsteile Steinhude und Großenheidorn mithilfe von Retentionsbodenfiltern oder der Umleitung in Regenrückhaltebecken. Zudem sollte die Einleitung phosphorreichen Wassers aus den ehemals landwirtschaftlich genutzten Abtorfungsflächen des Toten Moores verhindert und die landwirtschaftlich genutzten Flächen im oberirdischen Einzugsgebiet des Steinhuder Meeres gewässerschonend bewirtschaftet werden. Zu den sinnvollen Restaurierungsmaßnahmen, die im See selbst vorgenommen werden sollten, gehören u.a. die Verbesserung der Uferstruktur hin zu naturnaher Umgestaltung von Steg-, Hafen- und Promenadenbereichen als auch das ökologische Wasserpflanzenmanagement (NLWKN 2010).
21. Warum wird in den Sommermonaten teilweise ein Badeverbot ausgesprochen und bestehen gesundheitliche Risiken?
Blaualgen sind nach biologischer Definition eigentlich keine Pflanzen ("Algen"), sondern Bakterien, weil sie im Gegensatz zu Pflanzen in den Einzelzellen keinen Zellkern besitzen. Sie verdanken ihren Namen einem zusätzlichen „akzessorischen“ (d.h. zusätzlich zum Chlorophyll) blauen Farbstoff (Phycocyanin), mit dem die Lichtausbeute zur Primärproduktion verbessert wird. Blaualgen sind ein wichtiger Bestandteil des Phytoplanktons, vor allem (aber nicht nur) in nährstoffreichen (eutrophen) Seen. Aufgrund ihrer Vorliebe für höhere Wassertemperaturen kommt es vor allem in den warmen Sommermonaten zu Massenentwicklungen von Blaualgen.
0,5 bis 1 % der Blaualgenarten produzieren hochwirksame Gifte (Cyanotoxine). Viele toxische Blaualgenarten finden sich jedoch regelmäßig in nährstoffreichen Seen, wo es zu problematischen Massenentwicklungen dieser Arten kommen kann. Bei empfindlichen Personen können dabei durch Körperkontakt Hautallergien ausgelöst werden. Im schlimmsten Falle (allerdings nur nach Verschlucken einer größeren Menge blaualgenhaltigen Wassers) kann dies zu Leber- und Nervenschäden führen. Aufgrund ihres geringen Körpergewichtes sind vor allem Kleinkinder gefährdet, da diese oft am Ufersaum spielen, wo sich häufig Blaualgenmassen aufkonzentrieren. So kann es bei Kleinkindern auch schon beim Verschlucken geringerer Mengen stark blaualgenhaltigen Wassers zu ernsthaften Vergiftungserscheinungen kommen. Auch für den kleinen Hundeorganismus ist aufgrund des geringen Körpergewichtes und im Falle verhältnismäßig großer Wasseraufnahme der Kontakt mit den Cyanobakterien lebensbedrohlich.
Relativierend ist anzumerken, dass weltweit nur sehr wenige negative Gesundheitsfolgen bei Badenden dokumentiert sind. Da Giftwirkungen immer von der aufgenommenen Giftmenge/ - dosis abhängen, sind Badende i.d.R. weniger gefährdet. Ein Badeverbot ist insofern eine vorsorgende Maßnahme. Bei Massenentwicklungen von Blaualgen kann gemäß EG-Badegewässerrichtlinie ein Badeverbot wegen deren toxischen Eigenschaften ausgesprochen werden. Es dient der rechtlichen Absicherung des Gewässereigentümers gegen evtl. Regressforderungen von Personen, die beim Baden einen Schaden erlitten haben (z.B. eine allergische Reaktion). Mit dem Badeverbot wird auf mögliche Risiken hingewiesen: Wer trotzdem badet, tut das ausschließlich auf eigenes Risiko. Er muss aber nicht mit einer Anzeige oder gar Verurteilung rechnen. Es darf daher auch trotz Badeverbotes uneingeschränkt gesurft und gesegelt werden.
22. Warum schwanken die Wasserpflanzenbestände von Jahr zu Jahr?
Die Besonderheit des Steinhuder Meeres ist, dass es sich hierbei um einen Flachsee handelt. Flachseen unterscheiden sich in einigen grundlegenden Eigenschaften von tiefen Seen und können sich in zwei verschiedenen Zuständen befinden: im Phytoplankton-dominierten Trübzustand und im Makrophyten-dominierten Klarwasserzustand. Je nach Witterung im Frühjahr (z.B. an Niederschlag gekoppelte Nährstofffrachten aus dem Einzugsgebiet, Sonnenscheindauer, Wasser- und Lufttemperaturen) gewinnen entweder die Algen oder die Wasserpflanzen einen Wachstumsvorsprung. Der sich jeweils eingestellte Zustand stabilisiert sich entsprechend durch eigene Rückkopplungsmechanismen (Lampert & Sommer 1999).
Nachdem die Gesamtphosphat-Gehalte des Steinhuder Meeres in den 1990er Jahren allmählich rückläufig waren und sich bereits auffällige Veränderungen im Nahrungsnetz des Sees zeigten, klarte der Wasserkörper im April 1999 langfristig auf. Ursächlich dafür war das Zusammenbrechen der dominanten feinfädigen Cyanobakterien und die nachfolgende Filtration durch das massenhafte Vorkommen großer Wasserflöhe (Poltz 2000).
Nachdem sich das Steinhuder Meer über zwei Jahre fast ganzjährig mit kristallklarem Wasser präsentierte, kam es in den Jahren 2001-2002 zu einer massiven Ausbreitung von Wasserpflanzenbeständen. Zudem wird dieser wechselnde Zustand durch die in den Jahren 2002 und 2003 vorkommenden Massenbestände der neophytischen Schmalblättrigen Wasserpest (Elodea nuttallii) bestätigt. Die Wasserpflanzen wurden in bestimmten Bereichen gemäht und haben eine außergewöhnlich hohe Anzahl an wasserpflanzenfressender Wasservögeln angelockt, die auf die Bestände somit einen großen Fraßdruck ausübten. In der Summe mit weiteren Prädations- und Schadeffekten, führte dies bereits im folgenden Frühjahr zum nahezu kompletten Verschwinden des großflächigen Wasserpflanzenbestandes. Seither haben sich noch bis 2010 hauptsächlich heimische Wasserpflanzen wie Durchwachsenes Laichkraut (Potamogeton perfoliatus) und Krauses Laichkraut (Potamogeton crispus) etabliert. Dieser Aspektwechsel konnte auch anhand von Phytoplanktonanalysen aus den Jahren 2001 bis 2005 und 2008 im Steinhuder Meer bestätigt werden. Der Zustand des Gewässers wurde anhand dieses Parameters abwechselnd mit "gut" (2001 und 2002) und nach dem allmählichen Verschwinden der Wasserpflanzenbestände wieder mit "unbefriedigend" (2003) und "mäßig" (2005 und 2008) bewertet (Poltz 2000; NLWKN 2010).
23. Wann war der See das letzte Mal besonders klar und wie kam es dazu?
Das Jahr 1999 bestätigt die Besonderheit von Flachseen, sich von Jahr zu Jahr rasch vom trüben Zustand in den Klarwasserzustand entwickeln können. Im Mai des Jahres 1999 änderte sich überraschend das Aussehen des Steinhuder Meer Wassers. Es wurde so klar, dass man an einigen Stellen bis auf den Grund sehen konnte. Die üblichen 25 cm Sichttiefe zu der Jahreszeit wurden von 120 cm Sichttiefe abgelöst. Die Algendichte und damit der Chlorophyll-a-Gehalt hatte so stark abgenommen, dass ausgehend von in den Sommern zuvor regelmäßig gemessenen Werten von über 150 µg/l nur noch < 10 µg/l gemessen werden konnten. Das öffentliche Interesse war demnach groß. In den Printmedien tauchten u.a. besorgte Schlagzeilen auf: „Anwohner am Steinhuder Meer sind beunruhigt: Das normalerweise trübe Wasser ist seit ein paar Tagen glasklar. Sie fürchten eine Naturkatastrophe“.
Mögliche Erklärungen ergeben sich anhand der komplexen Interaktionen innerhalb des aquatischen Nahrungsnetzes durch verschiedene Lebewesen (Phyto- und Zooplankton (tierisches und pflanzliches Plankton), Wasserpflanzen, Fische, Vögel) und verschiedener chemisch-physikalischer Parameter (Sichttiefe, Phosphorgehalt). An dieser Stelle sollen einige Annahmen, die diesen plötzlichen Sichttiefenwechsel erklären können, kurz zusammengefasst werden.
Wahrscheinlich ist, dass sich nach dem Rückgang von feinfädigen Blaualgen vermehrt Kiesel- und Grünalgen entwickeln konnten, welche im Gegensatz zu den Blaualgen als gute Nahrungsgrundlage für Wasserflöhe (Daphnien) gelten. Somit konnte sich die Daphnienpopulation stark vergrößern und durch ihre Filtrationsleistung für die Klarheit des Wassers sorgen.
Die Massenentwicklung der Zooplankter wurde weiterhin durch einen geringen Fraßdruck von Friedfischen begünstigt. Seit vielen Jahren waren die Fangerträge fast aller Fischarten und besonders des als „Weißfisch“ angelandeten Beifangs rückläufig. Zudem wird den fischfressenden Vögeln am Steinhuder Meer eine Bedeutung für den niedrigeren Fischertrag zugesprochen.
Die Wasserpflanzen haben von dem besonders guten Lichtklima profitiert und konnten sich rasch entwickeln. Infolge der temporären Fixierung der Nährstoffe in den Wasserpflanzen trat eine physiologische Nährstoffverarmung des Wasserkörpers auf, was die Entwicklung von Phytoplankton hemmte und das Aufwachsen der Wasserpflanzen weiterhin begünstigte. Neben der Nährstofffixierung in den Wasserpflanzen, führten außerdem veränderte Redoxbedingungen am Gewässergrund zu seeinternen chemischen Prozessen, die zu einer drastischen Abnahme der Gesamtphosphor-Konzentration führten. Im Juli 1999 wurde mit 30 µg/l Gesamtphosphor ein bis dahin nie gemessenes Minimum erreicht (Poltz 2000). Auch im Dezember des Jahres 2020 wurde besonders klares Wasser im Steinhuder Meer beobachtet. In einem Zeitungsartikel wird berichtet, dass man zu dem Zeitpunkt bis auf den Grund sehen konnte.
Die Beobachtungen im Jahr 1999 und 2020 lassen vermuten, dass sich das Steinhuder Meer bereits im Wechsel vom Phytoplankton-dominierten, trüben in den Makrophyten-dominierten, klaren Zustand befindet.
24. Wird die Wasserqualität überprüft?
„Die Badegewässereignung wird durch die zuständige Behörde (Gesundheitsamt der Region Hannover) überwacht. Im Fokus der monatlichen hygienischen Untersuchungen steht dabei insbesondere die Keimbelastung des Wasserkörpers aber auch das Vorkommen von Cyanobakterien (Blaualgen) während der Badesaison von Mitte Mai bis Mitte September. Nähere Informationen zu den sogenannten Badegewässerprofilen der zwei EU-Badestellen am Steinhuder Meer sowie alle Untersuchungsergebnisse der aktuellen und der vergangenen Badesaison werden für alle Badeinteressierten im Niedersächsischen Badegewässeratlas frei zugänglich auf der Internetseite des Niedersächsischen Landesgesundheitsamtes unter www.badegewaesseratlas.niedersachsen.de veröffentlicht. Die Badestellen „Weiße Düne Mardorf“ und „Badeinsel im Steinhuder Meer“ sind derzeit mit der bestmöglichen Qualitätseinstufung „ausgezeichnet“ der EU-Badewasserrichtlinie klassifiziert.“ (ML 2019).
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