Eutrophierung: wie ein See nährstoffreich wird

Dichte hellgruene Algentruebung mit Schlieren und Schaum an einem hoelzernen Badesteg eines Flachlandsees im Hochsommer. — Illustration, mit Google Gemini erzeugt.

Die Eutrophierung ist die Anreicherung eines Gewässers mit Pflanzennährstoffen, vor allem mit Phosphor, und das, was daraus folgt: mehr Algenbiomasse, weniger Sichttiefe, weniger Sauerstoff im Tiefenwasser. Das Umweltbundesamt fasst sie als „eine vom Menschen verursachte erhöhte Nährstoffkonzentration in einem Gewässer“. Für Taucher ist sie der Grund, warum ein See im Juli grün ist.

Vorgang, nicht Zustand

Der Unterschied zur Trophie ist der zwischen Weg und Stand: Die Trophie beschreibt, wie nährstoffreich ein See ist; die Eutrophierung beschreibt, wie er dorthin kommt. Ein See kann eutroph sein, ohne dass gerade etwas passiert, und er kann sich in Richtung einer höheren Stufe bewegen, lange bevor er sie erreicht.

Woher die Nährstoffe kommen

Das Umweltbundesamt nennt drei Hauptwege:

Diffuse Einträge aus der Landwirtschaft — über Erosion, Drainagen und Oberflächenabfluss. Sie sind die große, schwer fassbare Quelle, weil sie nicht an einem Rohr endet.
Mischwasserkanalisation, die bei Starkregen kaum geklärtes Wasser in Gewässer leitet.
Punktuelle Einleitungen von Kläranlagen ohne dritte Reinigungsstufe.

Dazu kommen nach derselben Quelle Uferverbauung und Klimawandel, die die natürliche Funktionsweise eines Sees zusätzlich stören.

Warum Phosphor die entscheidende Größe ist

Unter allen Nährstoffen ist Phosphor der, an dem die Entwicklung hängt: Nur eine Verringerung der Phosphoreinträge verbessert die Wasserqualität nach Darstellung des Umweltbundesamts langfristig. Der Grund dafür liegt im Tiefenwasser und ist eine Rückkopplung — solange dort Sauerstoff vorhanden ist, fällen dreiwertige Eisenionen das freigesetzte Phosphat aus und halten es aus dem Kreislauf heraus; fällt der Sauerstoff aus, fällt diese Phosphatfalle mit. Der Mechanismus ist im Eintrag zur Trophie nach der Darstellung des Bayerischen Landesamts für Umwelt ausgeführt. Praktisch heißt das: Eine Eutrophierung verstärkt sich selbst, und zwar genau während der Sommerstagnation, wenn das Tiefenwasser von der Oberfläche abgeschnitten ist.

Was erreicht worden ist — und was nicht

Die Zahlen des Umweltbundesamts zeigen beides. In dreißig Jahren sind die Phosphoreinträge um 70 Prozent und die Stickstoffeinträge um 50 Prozent gesunken, vor allem weil Kläranlagen heute fast flächendeckend Nährstoffe entfernen. Das ist einer der größten Erfolge des deutschen Gewässerschutzes.

Und trotzdem: Die Phosphorbelastung bleibt nach derselben Quelle zu hoch. Von den 738 Seen in Deutschland, die größer als 50 Hektar sind, haben nur 24,7 Prozent einen „sehr guten“ oder „guten“ ökologischen Zustand; mehr als ein Drittel gilt nach der Wasserrahmenrichtlinie als „unbefriedigend“ oder „schlecht“ — vor allem wegen zu vieler Nährstoffe und zusätzlicher Belastungen der Ufer.

Was gegen sie unternommen wird

Das Umweltbundesamt trennt zwei Wege und gibt einem davon ausdrücklich den Vorrang.

Externe Maßnahmen (Seen-Sanierung) setzen am Einzugsgebiet an und verringern die Einträge. Sie haben Vorrang — aber Seen reagieren darauf oft verzögert oder schwächer als erwartet.

Interne Maßnahmen (Seen-Restaurierung) kommen ergänzend dazu, etwa wenn die externe Verringerung sehr aufwendig wäre, wenn lange Wasseraufenthaltszeiten die Verbesserung verzögern oder wenn ein See in einem trüben, algendominierten Zustand feststeckt. Die Bewertung derselben Quelle ist nüchtern:

Fällmittel aus Aluminium, Calcium oder Eisen binden Phosphor. Aluminium wirkt auch unter Sauerstoffmangel, kann bei extremen pH-Werten aber toxisch sein; Eisen kann gebundenen Phosphor unter Sauerstoffmangel wieder freisetzen.
Tiefenwasserableitung entzieht geschichteten Seen Phosphor.
Entschlammung hat oft wenig Erfolg, weil das Sediment meist eine Phosphorsenke ist — man entfernt also, was das Problem gerade bindet.
Biomanipulation soll den Fraßdruck auf Algen erhöhen; andere Organismen füllen die entstehende Lücke jedoch oft wieder.
Belüftung und Zwangszirkulation versorgen das Tiefenwasser mit Sauerstoff, haben aber kaum trophiesenkende Wirkung — eine Zwangszirkulation kann das Algenwachstum sogar verstärken.

Was ein Taucher davon merkt

Zuerst die Sicht. Dann das Tiefenwasser: Wo das Hypolimnion im Spätsommer sauerstofffrei ist, steht über dem Grund eine Schicht, in der aufgewirbeltes Sediment die Sicht in Sekunden schließt. Dazu die Cyanobakterien, die das Umweltbundesamt unter den Folgen ausdrücklich nennt und die im Hochsommer Badeverbote nach sich ziehen können. Artenverlust, Sauerstoffmangel und Fischsterben stehen auf derselben Liste.

Und ein Punkt, der in der Tauchpraxis regelmäßig falsch verstanden wird: Ein belüfteter See wird nicht klarer. Die Belüftung hält das Tiefenwasser sauerstoffreich und verhindert damit das Schlimmste, senkt aber die Trophie nicht. Wer an einem belüfteten Baggersee auf bessere Sicht wartet, wartet auf etwas anderes — nämlich auf die Klarwasserphase oder auf die Vollzirkulation im Herbst.

Als Tauchlehrer sehe ich die Eutrophierung vor allem an der Tauchplatzwahl: Die Seen, an denen im August noch Ausbildung möglich ist, sind fast immer die nährstoffärmeren — und das ist keine Frage des Zufalls, sondern des Einzugsgebiets. Ein See mitten im Ackerland verhält sich anders als einer im Wald, und das sieht man ihm von der Oberfläche aus an.

Ist Eutrophierung dasselbe wie Verschmutzung?

Nein. Eutrophierung ist nach der Darstellung des Umweltbundesamts eine vom Menschen verursachte erhöhte Nährstoffkonzentration — es geht um Pflanzennährstoffe, vor allem Phosphor, nicht um Giftstoffe. Ein See kann frei von Schadstoffen und trotzdem stark eutrophiert sein. Die Folgen sind deshalb auch andere: nicht Vergiftung, sondern starkes Algenwachstum, Cyanobakterien, Artenverlust, Sauerstoffmangel und Fischsterben.

Warum wird ein See nicht sofort besser, wenn die Eintraege sinken?

Weil der Phosphor, der schon im See ist, nicht verschwindet. Das Umweltbundesamt hält fest, dass Seen auf eine Verringerung der Einträge oft verzögert oder schwächer reagieren als erwartet, und nennt als Gründe unter anderem lange Wasseraufenthaltszeiten und einen trüben, algendominierten Zustand, in dem ein See feststecken kann. Hinzu kommt die Rückkopplung im Tiefenwasser: Bei Sauerstoffmangel wird gebundenes Phosphat wieder frei. Eine Angabe dazu, wie lange eine Erholung dauert, nennt die Quelle nicht.

Hilft eine Belueftung des Sees der Sicht?

Dem Tiefenwasser ja, der Trophie kaum. Nach der Bewertung des Umweltbundesamts versorgen Belüftung und Zwangszirkulation das Tiefenwasser mit Sauerstoff, haben aber kaum trophiesenkende Wirkung; eine Zwangszirkulation kann das Algenwachstum sogar verstärken. Vorrang haben deshalb Maßnahmen im Einzugsgebiet, die die Nährstoffeinträge selbst verringern.

Quellen

Umweltbundesamt: Seen — Eutrophierung als „vom Menschen verursachte erhöhte Nährstoffkonzentration in einem Gewässer“, die drei Eintragswege aus Landwirtschaft, Mischwasserkanalisation und Kläranlagen ohne dritte Reinigungsstufe, Uferverbauung und Klimawandel als zusätzliche Störungen, Rückgang der Phosphoreinträge um 70 und der Stickstoffeinträge um 50 Prozent in dreißig Jahren, 24,7 Prozent von 738 Seen über 50 Hektar in sehr gutem oder gutem ökologischem Zustand, mehr als ein Drittel unbefriedigend oder schlecht, Folgen von Algenblüten bis Fischsterben, Vorrang der externen Maßnahmen und die Bewertung der internen Maßnahmen von Fällmitteln bis zur Zwangszirkulation.
Bayerisches Landesamt für Umwelt: Wie ist ein See gegliedert? — die Phosphatfalle durch dreiwertige Eisenionen im sauerstoffreichen Tiefenwasser und der Zusammenhang von Sauerstoffmangel und Nährstoffgehalt, vor allem während der Sommerstagnation.

Zur Quellenlage: Der Eintrag stützt sich auf zwei amtliche deutsche Darstellungen — eine Bundesoberbehörde und eine Landesbehörde. Die Richtlinie der Landesarbeitsgemeinschaft Wasser, nach der in Deutschland eingestuft wird, liegt wie schon beim Eintrag zur Trophie nicht zugrunde. Die Zahlen zum Zustand der Seen und zum Rückgang der Einträge stammen sämtlich aus einer einzigen Quelle und beziehen sich auf Deutschland; eine europäische oder weltweite Einordnung ist damit nicht belegt. Grenzwerte für Gesamtphosphor und Chlorophyll a nennt der Eintrag bewusst nicht. Zur Dauer, die eine Erholung nach verringerten Einträgen braucht, trifft keine der Quellen eine Aussage.