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Ammonium

Ammonium selbst ist nicht sehr giftig, ein Teil davon wandelt sich jedoch je nach pH-Wert und Temperatur in Ammoniak (NH₃) um, das die Kiemen schädigt und Fische stresst. Je höher pH-Wert und Temperatur, desto mehr Ammoniak (Emerson u. a. 1975). Die aufgehobene Richtlinie 2006/44/EG nannte als Richtwert höchstens 0,04 mg/l Ammonium für Salmonidengewässer und 0,2 mg/l für Cyprinidengewässer.

Nitrit

Nitrit ist für Fische giftig: Es gelangt über die Kiemen ins Blut und wandelt Hämoglobin in Methämoglobin um, das keinen Sauerstoff trägt, sodass Fische auch in sauerstoffreichem Wasser „ersticken“. Am empfindlichsten sind Salmoniden; Chlorid im Wasser senkt die Toxizität (Lewis und Morris 1986). Die Richtlinie 2006/44/EG nannte einen Richtwert von 0,01 mg/l für Salmonidengewässer.

Nitrate

Erwachsenen Fischen schadet Nitrat nicht sofort, es nährt aber Algen und Pflanzen und trägt so zur Überdüngung und zu nächtlichen Sauerstoffeinbrüchen bei. Für empfindliche Wassertiere (Salmoniden, Amphibien, manche Wirbellose) empfehlen Camargo u. a. (2005), Nitrat unter 2 mg Stickstoff pro Liter zu halten, das sind etwa 9 mg/l Nitrat.

Sauerstoff

Fische, vor allem Salmoniden, brauchen viel Sauerstoff. Die Richtlinie 2006/44/EG nannte für Salmonidengewässer einen Richtwert von 9 mg/l (in mindestens der Hälfte der Messungen) und nie weniger als 7 mg/l. Grundwasser aus tieferen Schichten enthält oft weniger davon; im Gewässer wird es erst nach dem Austritt wieder mit Sauerstoff angereichert.

Wassertemperatur

Grundwasser hat das ganze Jahr über eine fast gleichbleibende Temperatur. Quellzuflüsse können ein Gewässer daher im Sommer kühlen und im Winter wärmen, und solche Abschnitte sind oft Rückzugsorte für kälteliebende Fische (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 Calcium und Magnesium) ist für Fische günstiger: Calcium schützt die Kiemen, senkt die Giftigkeit von Metallen wie Kupfer und Zink (Pagenkopf 1983) und hält den pH-Wert stabil. Weiches Wasser reagiert empfindlicher auf Metalle und auf Versauerung.

Eisen

Eisen ist im Grundwasser aus der Tiefe gelöst. Kommt das Wasser an die Luft, oxidiert es und fällt als braune Flocken aus, die Kiemen verkleben, Kies mit Laich und Wirbellosen bedecken und Verstecke zerstören (Vuori 1995).

Mangan

Mangan kommt in tieferem Grundwasser natürlich vor. Für Fische ist es meist weniger bedeutend als Eisen; die Norm gilt vor allem wegen Geschmack und Farbe des Trinkwassers.

Chloride

Chlorid stammt aus Streusalz, Düngemitteln und Abfällen. Die US-Umweltbehörde EPA (1988) legte für den langfristigen Schutz von Wasserlebewesen 230 mg/l und für den kurzfristigen 860 mg/l fest.

Sulfate

Sulfat ist im Grundwasser häufig und stammt aus Gesteinen (zum Beispiel Gips), aus Düngemitteln und aus Bergwerken. Zusammen mit Chlorid erhöht es die Mineralisierung des Wassers; die Norm von 250 mg/l gilt für Trinkwasser.

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 für Fische schon in geringen Konzentrationen giftig, in weichem Wasser stärker als in hartem (Pagenkopf 1983). Die Grundwassernorm ist für Trinkwasser festgelegt, nicht für Fische.

Pestizide

Pestizide gelangen von Feldern ins Grundwasser. Die Norm von 0,1 µg/l je Wirkstoff (0,5 µg/l insgesamt) ist eine Trinkwassernorm und sehr streng; Fische werden meist erst bei viel höheren Konzentrationen geschädigt. Der Wert zeigt vor allem, wie stark die Umgebung durch Landwirtschaft belastet ist.

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, Mineralölprodukte)

PAK entstehen bei Verbrennung und beim Austritt von Mineralölprodukten. Die Norm für Benzo(a)pyren (0,01 µg/l) ist für Trinkwasser sehr streng, weil 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 schutz- oder verbesserungsbedürftig ist, um das Leben von Fischen zu erhalten (aufgehoben im Jahr 2013; ihre Werte nennen wir hier nur als fachlichen Richtwert).
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.