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Gewässeruntersuchungen

Unsere Gewässergütelabore

Durch den Fachbereich 56 Gewässergütemessstationen, Probenlogistik, LIMS werden in den automatischen Gewässergütemessstationen Schmilka, Zehren, Dommitzsch, Bad Düben und Deutsch-Ossig mit Online-Messgeräten kontinuierlich Daten (z. B. pH-Wert, Elektrische Leitfähigkeit, Sauerstoffkonzentration, Trübung, Ammonium, Nitrat, AOV (Ausblasbare organische Verbindungen)) erhoben. Automatische Probenehmer sammeln Wasserproben als Wochenmisch- oder Ereignisproben. Außerdem wird monatlich eine Schwebstoffprobe erzeugt. Die Messstation Schmilka an der Grenze zu Sachsen spielt eine besondere Rolle im Warn- und Alarmplan Elbe. Hier werden auch Biomonitore (Daphnien- und Algentoximeter) eingesetzt, um die Qualität des Elbewassers zu überprüfen.

Alle entnommen Proben werden in den Laboren den zuständigen Laboren des Geschäftsbereichs Umweltanalytik zugeführt.

Die Probenahmen aus sächsischen Gewässern erfolgen von den vier Standorten Bad Düben, Chemnitz, Görlitz und Nossen. Hauptverantwortlich für die Probenahme Chemie ist der Fachbereich 56 Gewässergütemessstationen, Probenlogistik, LIMS.

Probenahme Chemie Fließgewässer

Im Rahmen des Sächsischen Gewässergütemessnetzes werden jährlich an den Haupt- und Nebenflüssen an ca. 650 Messstellen  4 bis 12x Wasserproben genommen. Begleitend zur Probenahme werden die Feldparameter gemessen und protokolliert. An den Laborstandorten werden die Proben für eine umfangreiche Laboranalytik übergeben.

Außerdem werden an ca. 100 Fließgewässermessstellen 4x jährlich Probenahmen Schwebstoff / Sediment durchgeführt. Im Regelfall werden Sedimentationskästen im Frühjahr ausgebracht und aller 2 Monate das gesammelte Sediment < 2mm entnommen.

Probenahme Chemie Standgewässer

Im Rahmen des Sächsischen Gewässergütemessnetzes werden jährlich an 20 bis 25 Standgewässermessstellen Probenahmen durchgeführt. Dabei wird ein Tiefenprofil aufgenommen, um die Schichtungen festzustellen und die Wasserproben entsprechend zu entnehmen – Proben für die Bestimmung chemischer Parameter, aber auch Phyto- und Zooplantonproben. Die Untersuchungen finden dann im Labor statt.

Auch in Standgewässers werden Sedimentproben entnommen, hier mittels Sedimentstecher. Diese Sedimente werden aufgeschnitten und angesprochen. Dann werden einzelne Horizonte beprobt.

 

Im Rahmen des sächsischen Gewässergütemessnetzes werden jährlich an ca. 200 Fließgewässermessstellen Makrozoobenthos-, Makrophyten- und Phytobenthos-Proben durch den Fachbereich 54 Gewässerökologie genommen und analysiert. Hierbei  handelt es sich um mit bloßem Auge erkennbare wirbellose Tiere (Makrozoobenthos) sowie Wasserpflanzen und Algenaufwuchs der Gewässersohle (Makrophyten und Phytobentos). Die Probenahme erfolgt durch Entnahme der Proben an repräsentativen Stellen (Habitaten) im ca. 100 m langen Probenahmeabschnitt. Weiterhin wird jährlich an ausgewählten Flüssen das Phytoplankton (frei im Wasser schwebende Algen) beprobt. Bei der Analyse der Planktonproben werden zusätzlich zur Artbestimmung und Häufigkeit der Algen das Biovolumen und der Chlorophyll-Gehalt berücksichtigt.

Die Analyse, also die Bestimmung der Arten und deren Häufigkeiten, findet mit Hilfe von Mikroskopen, Binokularen und Fachliteratur durch Experten im Labor statt. Am Ende wird mit den gewonnenen Daten eine Bewertung der ökologischen Zustandsklasse, ähnlich dem Schulnotensystem von 1 (sehr gut) bis 5 (schlecht), durchgeführt.

Probenahme Biologie Standgewässer

Der ökologische  Zustand der sächsischen Standgewässer mit mehr als 50 ha Fläche wird durch die BfUL mit den Komponenten Makrophyten und Benthos-Diatomeen (Kieselalgen) bewertet. Zur Makrophytenkartierung werden u. a. Rechen und Unterwasserdrohnen genutzt. 

Analog zur biologischen Untersuchung von Fließgewässern erfolgen zusätzlich qualitative und quantitative Phytoplankton- (im Wasser frei schwebende kleine Pflanzen) und Chlorophyll­untersuchungen (grüner Blattfarbstoff) zur Bestimmung des Nährstoffangebots. Als unterstützende Komponente wird das Zooplankton (Im Wasser frei schwebende kleine Tiere) analysiert.

Nach ihrer Entnahme werden die Proben in die Gewässergütelabore in Bad Düben, Chemnitz, Görlitz oder Nossen gebracht.

Schwerpunkt der Aufgaben des Fachbereichs 53 Gewässergütelabore ist die Erfassung der Grundparameter in Wasserproben (Fließ- und Standgewässer, Grundwasser, Kläranlagen, Moorgewässer). Dabei handelt es sich um:

  • physikalisch-chemische Parameter (z. B. pH-Wert, Puffervermögen des Wassers (Säure-Base-Titration), elektrische Leitfähigkeit, Abdampfrückstand, abfiltrierbare Stoffe);
  • Nährstoffparameter (z. B. Ammonium, Nitrit, Nitrat, Phosphat);
  • Anionen (z. B. Fluorid, Chlorid, Bromid, Sulfat);
  • Summenparameter (z. B. Gesamt-P, TOC, DOC, TNb, AOX, SAK, BSB5, Zehrung)
  • spezielle Kationen (z. B. Eisen(II)).

Jedes Gewässergütelabor hat darüber hinaus weitere fachliche Schwerpunkte:

  • Bad Düben: Bestimmung von Cr(VI), CSB , Sulfid in Wasser;
  • Chemnitz: Untersuchungen von Moorwässern und industriellen Absatzanlagen, Kationenanalytik mittels Ionenchromatographie; Bestimmung von Iodid und anionischen Tensiden; Bestimmung Summenparameter TOC und AOX in Sedimenten;
  • Görlitz: Untersuchungen von eisenhaltigen Wässern (Braunkohle, Projekt „Braune Spree“) und Bodensickerwässern, Bestimmung niedrigster Phosphatkonzentrationen in Standgewässern;
  • Nossen: Bestimmung von Cyanid (gesamt und leicht freisetzbar) und wasserdampfflüchtigen Phenolen (Phenolindex); Mitarbeit Qualitätsmanagement (Begleitmessungen bei der Ausrichtung von Ringversuchen, Teilnahme und Organisation von Feldexperimenten im Rahmen der AG-Tätigkeit bei der IKSE).

Im Zentrallabor in Nossen werden durch sämtliche Analysen von Wasserproben auf organische Stoffe sowie Metalle durchgeführt. Zum Parameterspektrum des Fachbereichs 52 Spezielle Wasseranalytik gehören:

  • ….von Aldrin bis (Z)-1,3-Dichlorpropen -  Analytik von über 500 umweltrelevanten organischen Stoffen im Spuren- und Ultraspurenbereich gemäß WRRL bzw. UQN wie bspw.:
  • PAK (20 Einzelstoffe standardmäßig, beispielsweise bis in den Bereich 0,05 ng/L (Nachweisgrenze) bzw. 0,1 ng/L (Bestimmungsgrenze) bei Benzo(a)pyren),
  • Chlorpestizide  Heptachlor (Nachweisgrenze: 0,0005 ng/L, Bestimmungsgrenze: 0,001 ng/L) hat eine der niedrigsten, von der WRRL geforderten, Nachweis- bzw. Bestimmungsgrenzen!
  • PCB (bis in den Bereich 0,05 ng/L Nachweisgrenze bzw. 0,1 ng/L Bestimmungsgrenze)
  • BTEX und leichtflüchtige Stoffe (53 Einzelstoffe standardmäßig, davon werden 38 dem Landesamt übermittelt)
  • Perfluorierte Tenside wie PFOA, PFOS u. ä.(12 Einzelstoffe, bis in Bereiche 2 ng/L (Nachweisgrenze) bzw. 5 ng/L (Bestimmungsgrenze)
  • Flammschutzmitteln der Stoffgruppe der polybromierten Diphenylether (Nachweisgrenze 0,005 ng/L bzw. Bestimmungsgrenze 0,01 ng/L, 6 ausgewählte Einzelstoffe)
  • Saure Herbizide und Arzneistoffe (19 Substanzen, Nachweisgrenzen bis zu 2 ng/L bzw. Bestimmungsgrenzen bis zu 5 ng/L)
  • Pharmaka ( 78 Einzelstoffe, zusätzlich noch Betäubungsmittel und Pharmawirkstoffe der watchlist 3)
  • Weitere Parametergruppen, die mit unserer leistungsfähigen Analytik bestimmt werden, sind Komplexbildner (wie EDTA und NTA), Zinnorganische Verbindungen (wie Tributylzinn), neutrale Pflanzenschutzmittel (wie Tolylfluanid), Triazine (wie Atrazin), Nitroaromaten (wie die Nitrotoluole), Aniline, Phosphorsäureester (wie Parathion-methyl) und Pyrethroide (wie Cypermethrin).
  • Natürlich werden auch Summenparameter (wie Kohlenwasserstoffindex, short chain chlorinated paraffins u. ä.) von uns bestimmt.
    Der Probendurchsatz in der Organischen Analytik liegt bei durchschnittlich 230 Proben/Woche. Jährlich werden dabei über 1 Million Bestimmungen von Einzelparametern von 5 Mitarbeitern durchgeführt.
  • …von Arsen bis Zink  - Analytik von über 30 Metallen standardmäßig, bis zu 60 Metalle sind auf Anforderung bestimmbar. Die Spanne reicht von der Bestimmung von  Mengenelementen wie Natrium im mg/l - Bereich bis hin zur Analytik im Spurenbereich von 0,001 µg/l wie bei Quecksilber. Je nach Anforderung werden die Metallgehalte als Totalgehalte, gelöster Anteil und säurelöslicher Anteil bestimmt.
    Die Metallanalytik hat einen typischen Probendurchsatz von 130 Proben/Woche. Dies bedeutet ein jährliches Probenaufkommen von über 6000 Proben mit insgesamt fast 200 000 Bestimmungen von Einzelelementen, die von 2 Mitarbeitern durchgeführt werden.

Des Weiteren erfolgen im Fachbereich 54 Gewässerökologie mikro­biologische und toxikologische Untersuchungen (Leuchtbakterien- und Daphnien-Toxizitätstests) an Proben aus Stand- und Fließgewässern sowie des Grundwassers. Hierbei werden jährlich pro Methode ca. 100 Proben analysiert.

Im Zentrallabor in Nossen werden durch den Fachbereich 51 Feststoffanalytik Untersuchungen der Sediment- und Biota(Fisch-)proben auf organische Stoffe sowie Metalle durchgeführt.

Der Untersuchungsumfang ergibt sich hauptsächlich aus den Anforderungen der EU-WRRL bzw. der OGewV. Darüber hinaus kommen regelmäßig im Rahmen des WATCH-List-Prozesses der EU neue Parameter hinzu. Im Rahmen von Projekten werden regelmäßig zusätzliche Untersuchungen (bspw. zur Verteilung von Per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) in Oberflächengewässersedimenten) durchgeführt.

Zum Parameterspektrum des FB 51 gehören:

  • Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK): standardmäßig 16 Einzelstoffe nach EPA
  • Chlororganische Verbindungen, welche als Pestizide und/oder Industriechemikalien eingesetzt wurden: Chlorbenzole mit Hexachlorbenzol (HCB), Hexachlorcyclohexan (HCH)-Isomere, Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT) und deren Abbauprodukte (DDD, DDE), Hexachlorbutadien, Polychlorierte Biphenyle (PCB, 7 Leitkongenere standardmäßig), Heptachlor und cis/trans-Heptachlorepoxid (aufgrund der niedrigen Umweltqualitätsnorm (UQN) von 6,7 ng/kg für Biota ist hier die Analytik sehr aufwendig)
  • Per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS): wie Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) und weitere 10 Einzelstoffe
  • Flammschutzmittel Hexabromdodecan (HBCDD) und polybromierten Diphenylether (BDE): aufgrund der UQN von 8,5 ng/kg (Summe BDE 28,47, 99, 100, 153 und 154) für Biota sehr aufwendige Analytik
  • Zinnorganische Verbindungen:  Tributylzinn und 7 weitere Verbindungen nach DIN ISO 23161
  • Weitere Untersuchungsumfänge wie C10-13-Chlorparaffine (SCCP), Alkylphenole, Chloralkylether, Pyreththroide werden laufend ergänzt und methodisch überarbeitet
  • Metallanalytik “von Arsen bis Zink“: Bestimmung von 31 Metallen aus dem Königswasserextrakt von Sedimenten.

Probenahme Oberflächenwasser

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