Eutrophierung

Die zunehmende Eutrophierung von Gewässern bedroht unsere aquatischen Ökosysteme weltweit. Durch den enormen Eintrag von Nährstoffen aus menschlichen Quellen in Gewässer, vorrangig Stickstoff und Phosphor, werden die einst nährstoffarmen Systeme zu wahren Nährstoffwundern und kurbeln massiv das Wachstum von Algen und sonstigen Wasserpflanzen an. In der Folge kommt es zu einem Ungleichgewicht im Wasser und verschiedene Arten können nicht mehr überleben.

Was bedeutet Eutrophierung?

Das Phänomen der Eutrophierung ist völlig natürlich und tritt vor allem bei stehenden oder sehr langsam fließenden Gewässern wie Seen, Teiche, langsame Flüsse oder Küstengewässern auf. Dabei handelt es sich um die Anreicherung des Wassers mit Nährstoffen, insbesondere Stickstoff und Phosphor, die damit das empfindliche Nährstoffgleichgewicht des aquatischen Ökosystems aus dem Gleichgewicht bringen.

Der Begriff Eutrophierung stammt aus dem Griechischen und setzt sich aus den beiden Wörtern „eu“ = gut, „trophe“ = Ernährung, zusammen.

Wörtlich übersetzt bedeutet Eutrophierung also so viel wie „gut genährt.“ Und tatsächlich trifft die wörtliche Übersetzung den Nagel ganz gut auf den Kopf. Eutrophe Gewässer sind gut (viel zu gut) mit Nährstoffen versorgt. Und ähnlich wie auch der Mensch zu viele Nährstoffe zu sich nehmen kann, kann auch ein Gewässer schlicht und einfach zu viel davon haben. In der Folge vermehren sich die Wasserpflanzen, welche die Nährstoffe aufnehmen, stark und breiten sich im Gewässer aus. Wer im Sommer mal an einem See war und sich über die grüne Farbe gewundert hat, stand mit großer Wahrscheinlichkeit vor einem eutrophen Gewässer, in welchem zu viele Algen und sonstige grüne Wasserpflanzen vorhanden waren.

Natürliche vs. anthropogene Eutrophierung

Grundsätzlich ist Eutrophierung ein in der Natur vorkommender Prozess eines Gewässers und der Nährstoffüberschuss stammt dabei aus natürlichen Quellen wie beispielsweise Sedimentationen oder dem Abbau von organischem Material über einen längeren Zeitraum. Viel häufiger hat die starke Eutrophierung vieler Gewässer mittlerweile aber anthropogene Gründe, d.h. sie wird durch menschliche Aktivitäten hervorgerufen, beispielsweise durch den Eintrag von Schadstoffen ins Wasser durch unbehandeltes Abwasser.
Diese Form der Eutrophierung ist eine der Hauptursachen für die Verschlechterung der Wasserqualität weltweit und führt zu ernsthaften Problemen für aquatische Lebensräume.

Der Prozess der Eutrophierung

Der Kernprozess der Eutrophierung beginnt mit der übermäßigen Zufuhr von Nährstoffen aus unterschiedlichen Quellen, meist ungeklärte oder nicht ausreichend behandelte Abwässer oder dein Eintrag über landwirtschaftliche Wege. Die zahlreichen Nährstoffe dienen den Algen als wahres Büfett und führen zu einem explosionsartigen Wachstum dieser (oft bezeichnet als Algenblüte). Zunächst sind diese harmlos, nehmen sie allerdings überhand, beginnen sie, das empfindliche Gleichgewicht im Wasser zu stören. Durch ihre rasche Vermehrung und ihre Ausbreitung kommt weniger Sonnenlicht in die Tiefe des Gewässers durch, welches die Unterwasserpflanzen aber zum Leben brauchen. Sterben diese daraufhin ab und werden von Bakterien zersetzt, wird der im Wasser gelöste Sauerstoff verbraucht. Die Sauerstoffkonzentration im Gewässer nimmt ab (Hypoxie).

Sobald der Sauerstoffgehalt des Wassers sinkt und die Sauerstoffkonzentration negativ wird (mehr verbraucht, als produziert wird), können viele aquatische Organismen, wie Fische, Krebse und andere Lebewesen nicht mehr überleben.

Andere Lebewesen, die keinen Sauerstoff zum Leben benötigen, können sich nun aber umso besser vermehren. Es finden sogenannte anaerobe Prozesse (Prozesse ohne Sauerstoff) statt. Das Gewässer „kippt um“ und die entstehenden Fäulnisbakterien sind verantwortlich für das Freisetzen verschiedener Gase wie Methan oder Ammoniak. Dabei entsteht auch der unangenehme Geruch, welcher vorrangig im Sommer an vielen stehenden Gewässern wahrgenommen werden kann.

Die Zonen, in denen durch die Eutrophierung kein Leben mehr möglich ist, werden tote Zonen genannt. Diese Zonen breiten sich vor allem in küstennahen Gebieten aus, die von landwirtschaftlichen Abwässern betroffen sind. Ein bekanntes Beispiel ist der Golf von Mexiko, wo aufgrund von Eutrophierung eine der größten toten Zonen der Welt entstanden ist.

Die Ursachen der Eutrophierung

Hauptsächlich wird die Eutrophierung durch menschliche Aktivitäten verursacht. Sie kommt zwar auch in der Natur vor, ist hier aber eher selten.

Stattdessen stammen die Nährstoffe überwiegend aus der Landwirtschaft, der Industrie, aber auch aus häuslichen Quellen.

Landwirtschaftliche Düngemittel als Hauptquelle

In der Landwirtschaft werden oft große Mengen an stickstoff- und phosphorhaltigen Düngemitteln eingesetzt, um das Pflanzenwachstum zu fördern und die Erträge zu steigern. Werden die Nährstoffe nicht vollständig von den Pflanzen aufgenommen – was häufig passiert – schwämmen Regenfälle oder Bewässerungssysteme die Reste direkt in Bäche, Flüsse, Seen und anschließend auch ins Meer.

Tierhaltung und das Düngen mit Gülle

In der Viehwirtschaft, beispielsweise mit Rindern und Kühen, fallen große Mengen an tierischen Exkrementen an, die als Gülle auf landwirtschaftliche Flächen ausgebracht werden.

Ähnlich wie bei chemischen Düngemitteln kann auch hier ein Überschuss an Nährstoffen in die Gewässer gelangen, wenn die Gülle unsachgemäß gelagert oder zu häufig ausgebracht wird.

Abwässer aus Haushalten und Industrie

Ein weiterer bedeutender Faktor sind Abwässer aus Haushalten und Industrie. Abwasser, das nicht ausreichend behandelt wurde, enthält oft hohe Mengen an Stickstoff und Phosphor. Waschmittel, Reinigungsmittel und menschliche Abfälle tragen ebenfalls zu dieser Belastung bei. Besonders in Regionen mit unzureichender Abwasserinfrastruktur oder veralteten Kläranlagen gelangen diese Nährstoffe direkt in die Gewässer und tragen dort zur Nährstoffanreicherung bei.

Globales Problem – die Eutrophierung der Meere

Die Eutrophierung der Meere ist ein zentrales Umweltproblem, welches mit rasanter Geschwindigkeit zunimmt und besonders die Küstenregionen betrifft. Über 40 Megatonnen Stickstoff und fast 9 Megatonnen Phosphor gelangen jährlich in die Weltmeere, Tendenz weiterhin steigend (Umweltbundesamt). Vor allem unbehandeltes Abwasser aus Ländern mit wenig ausgebauten Klärsystemen, insbesondere in Asien, stellen eine der Hauptquellen für die rasante Nährstoffzunahme dar. Der Sauerstoffmangel am Meeresboden ist schon jetzt gigantisch und wird in den kommenden Jahren und Jahrzehnten nochmal signifikant zunehmen, wenn keine geeigneten Gegenmaßnahmen ergriffen werden.

Die Eutrophierung der Meere führt zu einem gigantischen Problem für das sensible Gleichgewicht des Ökosystems und gefährdet viele verschiedene Tier- und Pflanzenarten.

Vor allem Pflanzen wie Seegras oder Korallen, die auf klares, sonnenlichtdurchflutetes Wasser angewiesen sind, sterben ab, wenn das Algenwachstum das Licht blockiert. Dies entzieht vielen Meerestieren wichtige Lebensräume und Nahrungsquellen. Fische und andere Meeresbewohner, die auf sauerstoffreiche Zonen angewiesen sind, flüchten oder sterben in den sauerstoffarmen Bereichen, die durch die Eutrophierung entstehen. Raubfische verlieren ihre Beutetiere, was das gesamte Nahrungsnetz destabilisiert. Auch wandernde Arten wie Wale oder Schildkröten meiden eutrophierte Gebiete, was ihre Fortpflanzung und Nahrungssuche erschwert.

Ein weiteres Problem ist das Auftreten toxischer Algen, die durch die Nährstoffanreicherung gefördert werden. Diese Algen geben giftige Substanzen ins Wasser ab, die Muscheln, Fische und andere Meerestiere vergiften können.

Neben dem Meer als Ökosystem ist durch die Eutrophierung und das Absterben der Fische auch die Fischereiwirtschaft sowie der Tourismus bedroht. Die Fischbestände schrumpfen und die Nutzung von Stränden und Küstengebieten kann durch die giftigen Algenblüten eingeschränkt werden.

Maßnahmen zur Bekämpfung der Eutrophierung

Die Maßnahmen gegen die zunehmende Eutrophierung beziehen sich natürlich auf einen Rückgang des Nährstoffeintrags in die Gewässer. Hierzu gehört vor allem der nachhaltigere Einsatz von Düngemitteln in der Landwirtschaft. Der sparsame Einsatz und die Wahl organischer Düngemittel sowie neue landwirtschaftliche Methoden (Präzisionslandwirtschaft) helfen, den Nährstoffeintrag in die Gewässer zu reduzieren. Zudem müssen Kläranlagen so ausgestattet sein, dass sie Nährstoffe wie Phosphate und Nitrate effektiver aus dem Abwasser entfernen, bevor dieses in Flüsse und Meere geleitet wird.

Phosphatfreie Wasch- und Reinigungsmittel tragen dazu bei, dass erst gar kein Phosphat aus dieser Quelle ins Abwasser gelangt.

Auch Renaturierungsprojekte helfen gegen die Eutrophierung, indem sie mit ihrer natürlichen Vegetation Pufferzonen entlang von Fluss- und Seeufern schaffen und Nährstoffe aus landwirtschaftlichen Abflüssen abfangen, bevor diese ins Gewässer gelangen können. Strengere Gesetze und eine stärkere internationale Zusammenarbeit sind ebenfalls wichtig, denn die Eutrophierung der Meere ist ein globales Problem.

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Autorin: Carina Pfeil