Die Rolle der kontinuierlichen Biotestverfahren im Rahmen der EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL)

Dr. Elke Blübaum-Gronau Bundesanstalt für GewässerkundeDr. Brigitte von Danwitz Landesumweltamt NRWDr. Klaus-W. Digel † Hessisches Landesamt für Umwelt und GeologieDr. Peter Diehl Rheingütestation Worms (Obmann)Dr. Ad Jeuken RIZAWilli Kopf Bayerisches Landesamt für WasserwirtschaftDr. Lutz Küchler Sächsisches Landesamt für Umwelt und GeologieMichael Lechelt Behörde für Umwelt und Gesundheit HamburgDr. Michael Marten Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg

Kontinuierliche Biotestverfahren haben sich bei der Gewässerüberwachung in Deutschland und in anderen Staaten in den letzten Jahren bewährt. Sie leisten an vielen Flüssen wie der Elbe einen wich-tigen Beitrag zur Aufdeckung und der Beurteilung von ungenehmigten oder unbeabsichtigten Einleitungen von Schadstoffen. Bei der Vielzahl der potenziellen Schadstoffe ist es nicht möglich, sämtlicheEinzelsubstanzen allein mit Hilfe kontinuierlicher, physikalisch-chemischer Überwachung zu erfassen. Ziel der Überwachung mit kontinuierlichen Biotestverfahren ist es, toxisch wirkende Einleitungen bereits zu erfassen, bevor es zu auffälligen Schädigungen im Ökosystem des Gewässers kommt.Dadurch wird es möglich, kurzfristig auf Schadstoffeinträge zu ragieren und Hinweise auf die Verursacher zu gewinnen. Der Einsatz von kontinuierlichen Biotestverfahren ermöglicht den optimalen Zeit-punkt für eine umfassende chemische Analyse zu bestimmen.

Aufgrund der bisher guten Erfahrungen mit kontinuierlichen Biotestverfahren hat die Internationale Kommission zum Schutze des Rheins (IKSR) beschlossen, diese Überwachungsverfahren in dasInternationale Messprogramm Rhein aufzunehmen (IKSR, A 15-00, 2000). Die ab 2000 für das Wasserrecht maßgebliche EG-WRRL macht eine Erläuterung der Bedeutung dieser Messverfahren für dieUmsetzung der neuen Richtline erforderlich.

Aus Sicht des Expertenkreises Biomonitoring der Deutschen Rheinschutzkommission unterstützt die WRRL den Einsatz der kontinuierlichen Biotest-verfahren. Die Kernaussage ist im Artikel 11 enthalten und beschreibt die „grundlegenden Maßnahmen” um die Ziele der WRRL gemäß Artikel 4 zuverwirklichen. Insbesondere zur Früherkennung und Frühwarnung ist der Einsatz von kontinuierlichen Biotestverfahren hervorragend geeignet.

Artikel 11:

Der Artikel 11 der WRRL verpflichtet die Mitgliedsstaaten zu Maßnahmeprogrammen und bringt detaillierte Ausführungen dazu:

Unter (3) „Grundlegende Maßnahmen" sind die zu erfüllenden Mindestanforderungen ... niedergeschrieben. Dazu sind unter l) aufgeführt: „ ... alle erforderlichen Maßnahmen, um Freisetzung von signifikanten Mengen an Schadstoffen aus technischen Anla-gen zu verhindern und den Folgen unerwarteter Verschmutzungen ... vorzubeugen und/oder diese zu mindern, auch mit Hilfe von Systemenzur frühzeitigen Entdeckung derartiger Vorkommnisse oder zur Frühwarnung ... unter Einschluss aller geeigneten Maßnahmen zur Verringerungdes Risikos für die aquatischen Ökosysteme".

Weitere Bezüge für den Einsatz dieser Verfahren in der WRRL:

Artikel 1 und 4 (1) : Verschlechterungsverbot des Zustandes aller Oberflächenwasserkörper

Artikel 7 : Schutz von Wasserkörpern für die Trinkwassergewinnung

Artikel 16 : Strategien gegen die Wasserverschmutzung

Artikel 8 in Verbindung mit Anhang V : Operative Überwachung und Überwachung zu Ermittlungszwecken

Artikel 13 in Verbindung mit Anhang VII : Spezifische Maßnahmeprogramme in Bewirtschaftungsplänen

Toxische Einleitung

Daphnientoximeter

Dreissena-Monitor

Zebramuschel (Dreissena spec.)

Das bbe-Daphnientoximeter überwacht mit einer Videokamera die Bewegung von Wasserflöhen (Daphnia magna) ineiner Durchflussmesszelle. Unter Einwirkung von Schadstoffen verändert sich je nach Art, Konzentration und Einwir-kungszeit das Verhalten der Daphnien hin zu Hypo- oder Hyperaktivität. Durch eine spezielle Software werden solcheAbweichungen im Bewegungsmuster der Daphnien erkannt und führen bei plötzlichen Änderungen zu der Auslösungeines Alarmes.

Versuchsbedingungen: Nach einem Vorlauf von 12 h mit unbelastetem Probenwasser (Flusswasser) wurden die 10Testtiere 2 h lang einer Dosis von 8 µg/l Trichlorfon (Insektizid) ausgesetzt. Nach der Wirkstoffzufuhr sind in den Messgrössen signifikante Änderungen zu erkennen. Der schnelle Anstieg dermittleren Geschwindigkeit (oben links) korrespondiert mit der Veränderung des Geschwindigkeitsklassenindexes (obenrechts). Die farbliche abgestufte Darstellung der 50 einzelnen Geschwindigkeitsklassen zeigt eine deutliche Verschie-bung der Geschwindigkeitsklassenverteilung in die schnelleren Bereiche (mitte rechts). Die Veränderung der Anzahlder Tiere zeigt eine letale Wirkung auf einen großen Teil der Daphnien (unten links), während die übrigen Tiere nursubletal geschädigt werden. Zusätzlich ist ein Anstieg der „fraktalen Dimension“ zu beobachten (mitte links). Die frakta-le Dimension ist ein Maß für die Kurvigkeit der Schwimmbahnen. Sämtliche Parameteränderungen gehen in den Toxischen Index ein, der im Bereich der Wirkstoffzufuhr die rote„Alarmschwellenwert-Linie" überschreitet (unten rechts) und somit einen Alarm detektiert.

Insgesamt wird die Schadstoffwirkung durch die Auswertung der Verhaltensänderungen von der Gerätesoftware regis-triert und als Alarm auf den Stationsrechner ausgegeben. Der „Alarm" ist im Diagramm an der roten Markierung amoberen Rand deutlich zu erkennen.

Deutsche Kommissionzur Reinhaltung des Rheins

DK-Expertenkreis „Biomonitoring”

Darstellung einer Schadstoffwirkung anhand eines Versuches mit einem Daphnientoximeter:

Wasserfloh (Daphnia spec.)

Dr. Peter DiehlRheingütestation Wormsim Landesamt für Wasserwirtschaft Rheinland-PfalzAm Rhein 1D-67547 WormsTel: 06241/92111-11Fax: 06241/92111-49e-mail: peter.diehl@wwv.rlp.de

Kontakt:

DK- Expertenkreis „Biomonitoring”