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Ammonium

Ammoniumionen sind an sich nicht sehr giftig, aber je nach pH-Wert und Temperatur verwandelt sich ein Teil davon in Ammoniak (NH₃), das die Kiemen schädigt und die Fische stresst. Je höher der pH-Wert und die Temperatur, desto mehr Ammoniak ist vorhanden (Emerson et al. 1975). Die aufgehobene Richtlinie 2006/44/EG gab einen Richtwert von höchstens 0,04 mg/l Ammonium für Salmonidengewässer und 0,2 mg/l für Cyprinidengewässer vor.

Nitrite

Nitrite sind für Fische giftig: Sie gelangen über die Kiemen ins Blut und wandeln Hämoglobin in Methämoglobin um, das keinen Sauerstoff transportiert, sodass Fische selbst in sauerstoffhaltigem Wasser „ersticken“. Am empfindlichsten sind Salmoniden; Chloride im Wasser verringern die Toxizität (Lewis und Morris 1986). Die Richtlinie 2006/44/EG gab einen Richtwert von 0,01 mg/l für Salmonidengewässer vor.

Nitrate

Nitrate schaden ausgewachsenen Fischen nicht unmittelbar, sie ernähren jedoch Algen und Pflanzen und tragen so zu Überdüngung und nächtlichen Sauerstoffausfällen bei. Für empfindliche Wassertiere (Salmoniden, Amphibien, einige Wirbellose) haben Camargo et al. (2005) empfehlen, die Nitrate unter 2 mg Stickstoff pro Liter zu halten, was etwa 9 mg/l Nitraten entspricht.

Sauerstoff

Fische, insbesondere Salmoniden, benötigen viel Sauerstoff. Die Richtlinie 2006/44/EG gab einen Richtwert von 9 mg/l für Salmonidengewässer (in mindestens der Hälfte der Messungen) und niemals weniger als 7 mg/l vor. Grundwasser aus tieferen Schichten enthält oft weniger davon; Im Bach wird es erst nach seinem Austritt wieder mit Sauerstoff angereichert.

Wassertemperatur

Das Grundwasser hat das ganze Jahr über eine nahezu konstante Temperatur. Zuflüsse aus Quellen können daher einen Bach im Sommer kühlen und im Winter erwärmen, und solche Abschnitte dienen oft als Zufluchtsorte für Kaltwasserfische (Hayashi und Rosenberry 2002).

pH

Fische vertragen einen pH-Wert von etwa 6 bis 9 (Richtlinie 2006/44/EG). Außerhalb dieses Bereichs werden die Kiemen beschädigt und die Toxizität von Ammoniak und Metallen verändert sich.

Wasserhärte

Härteres Wasser (mehr Kalzium und Magnesium) ist besser für Fische: Kalzium schützt die Kiemen, verringert die Toxizität von Metallen wie Kupfer und Zink (Pagenkopf 1983) und hält den pH-Wert stabil. Weiches Wasser ist empfindlicher gegenüber Metallen und gegenüber Versauerung.

Eisen

Eisen wird in der Tiefe im Grundwasser gelöst. Wenn das Wasser die Luft erreicht, oxidiert es und fällt als braune Flocken aus, die Kiemen verstopfen, Kies mit Eiern und Wirbellosen bedecken und Unterstände zerstören (Vuori 1995).

Mangan

Mangan kommt natürlicherweise im tieferen Grundwasser vor. Für Fische ist es tendenziell weniger wichtig als Eisen; Die Norm gilt vor allem wegen des Geschmacks und der Farbe des Trinkwassers.

Chloride

Chloride stammen aus Streusalz, Düngemitteln und Abfällen. Die US-EPA (1988) hat 230 mg/l für den langfristigen Schutz von Wasserlebewesen und 860 mg/l für den kurzfristigen Schutz festgelegt.

Sulfate

Sulfate kommen häufig im Grundwasser vor; Sie stammen aus Gesteinen (zum Beispiel Gips), Düngemitteln und Gruben. Zusammen mit Chloriden erhöhen sie die Mineralisierung des Wassers; Für Trinkwasser ist der Standardwert von 250 mg/l festgelegt.

Leitfähigkeit

Die Leitfähigkeit zeigt die Gesamtmenge gelöster Salze. Ein höherer Wert ist im Grundwasser oft natürlich (Kalksteine, Gips), ein starker Anstieg im Fließgewässer deutet aber auf Salzeintrag von Straßen, Bergwerken oder Abfällen hin.

Metalle und Metalloide

Kupfer, Zink, Nickel, Cadmium und Quecksilber sind bereits in geringen Konzentrationen für Fische giftig, in weichem Wasser stärker als in hartem Wasser (Pagenkopf 1983). Der Grundwasserstandard gilt für Trinkwasser, nicht für Fische.

Pestizide

Pestizide gelangen von Feldern ins Grundwasser. Der Standard von 0,1 µg/l pro Substanz (insgesamt 0,5 µg/l) ist ein Trinkwasserstandard und sehr streng; Fische werden in der Regel erst durch eine viel höhere Konzentration geschädigt. Der Wert zeigt vor allem, wie stark die Umgebung durch die Landwirtschaft belastet wird.

Lösungsmittel und Benzol

Chlorierte Lösungsmittel (zum Beispiel Tetrachlorethen) und Benzol stammen aus der Industrie, Kläranlagen und Tankstellen. Sie sind giftig und werden im Grundwasser langsam abgebaut.

PAK (Verbrennung, Erdölstoffe)

PAK entstehen durch Verbrennung und Erdölverschüttungen. Der Grenzwert für Benzo(a)pyren (0,01 µg/l) ist für Trinkwasser sehr streng, da es krebserregend ist.

Quellen

1. Camargo, J. A., Alonso, Á., Salamanca, A. (2005): Nitrate toxicity to aquatic animals: a review with new data for freshwater invertebrates. Chemosphere 58, 1255–1267.
2. Lewis, W. M., Morris, D. P. (1986): Toxicity of nitrite to fish: a review. Transactions of the American Fisheries Society 115, 183–195.
3. Emerson, K., Russo, R. C., Lund, R. E., Thurston, R. V. (1975): Aqueous ammonia equilibrium calculations: effect of pH and temperature. Journal of the Fisheries Research Board of Canada 32, 2379–2383.
4. Richtlinie 2006/44/EG über die Qualität von Süßwasser, das zur Erhaltung des Fischlebens geschützt oder verbessert werden muss (aufgehoben in 2013; wir geben ihre Werte hier nur als Expertenrichtlinie an).
5. Vuori, K.-M. (1995): Direct and indirect effects of iron on river ecosystems. Annales Zoologici Fennici 32, 317–329.
6. Pagenkopf, G. K. (1983): Gill surface interaction model for trace-metal toxicity to fishes: role of complexation, pH, and water hardness. Environmental Science & Technology 17, 342–347.
7. U.S. EPA (1988): Ambient Water Quality Criteria for Chloride. EPA 440/5-88-001.
8. Hayashi, M., Rosenberry, D. O. (2002): Effects of ground water exchange on the hydrology and ecology of surface water. Ground Water 40, 309–316.