Phytoplankton

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Gewässerbiologie Phytoplankton in Hamburger Gewässern

Phytoplankton spielt bei der Primärproduktion in aquatischen Ökosystemen eine wichtige Rolle

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Als Phytoplankton bezeichnet man die Lebensgemeinschaft der im Wasser frei “treibenden“ pflanzlichen Organismen, die Algen und Cyanobakterien (Blaualgen), welche meist nur mikroskopisch erkennbar sind. Algen können sich in den Gewässern vermehren und im Falle hoher Nährstoffgehalte und guter Lichtverhältnisse Massenvorkommen entwickeln, die sogenannten Algenblüten. Das Phytoplankton ist daher als Anzeiger für die Nährstoffsituation eines Gewässers (Trophiebewertung) geeignet und ist deshalb eine von fünf biologischen Qualitätskomponenten der EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL 2000/60/EG).

vergrößern Untersuchung der Blaualgen im Labor Untersuchung der Blaualgen im Labor (Bild: © HU) Wegen der starken Dynamik der saisonalen Entwicklung sind mindestens sieben Untersuchungen des Phytoplanktons in einem Jahr erforderlich. Darüber hinaus müssen das Chlorophyll a, die Nährstoffe und andere Parameter ergänzend untersucht werden. Die mikroskopische Untersuchung der Algen im Labor erfolgt unmittelbar nach der Probenahme (Frischprobe). Hierbei wird die Artenzusammensetzung erfasst. An einer fixierten Probe werden die Zellzahlen ermittelt und anschließend das Biovolumen berechnet. In Verbindung mit dem Chlorophyll-a-Gehalt wird aus diesen Werten der Phytoplankton-Index berechnet, der der Gesamtbewertung dient.
Fließgewässer werden nur dann anhand des Phytoplanktons bewertet, wenn sie auch natürlicherweise planktonführend sind. Als planktonführend werden Gewässer bezeichnet, die im Saisonmittel zwischen April und Oktober eine mittlere Chlorophyll a-Konzentration von mehr als 20 µg/l aufweisen. Dies trifft in Hamburg nur auf die Elbe zu. Bäche und kleine Flüsse mit geringer Wasseraufenthaltszeit, in denen sich keine autochthone (eigenständige) Phytoplanktonlebensgemeinschaft entwickeln kann, was bei einer Einzugsgebietsgröße von unter 1.000 Quadratkilometer der Fall ist, sind vom Bewertungsverfahren ausgenommen.

Im tideabhängigen und für die Seeschifffahrt vertieften Elbeabschnitt finden auf Grund der hydrologischen Verhältnisse ein verstärkter Abbau und die Sedimentation der Phytoplanktonbiomasse statt. Um diese Entwicklung zu erfassen, wird das Phytoplankton vergleichend an zwei Messstellen untersucht - oberhalb und unterhalb des Hamburger Hafens (Zollenspieker und Seemannshöft). Darüber hinaus wird in unseren Elbemessstationen das Lebend-Chlorophyll und die Farbpigmentgehalte der verschiedenen systematischen Algengruppen fluorometrisch gemessen, so dass die saisonale Entwicklung der dominierenden Algengruppen verfolgt werden kann. Der angefügte Kurzbericht stellt die ökologische Bewertung anhand des Phytoplankton der Hamburger Elbe im Jahr 2007 dar.

Für alle anderen Hamburger Fließgewässer ist das Bewertungsverfahren auf der Basis des Phytoplanktons wegen der hier vorliegenden hydrologischen Gegebenheiten (Einzugsgebietsgrößen <1.000 Quadratkilometer,) nicht anwendbar, obwohl sie in den innerstädtischen Bereichen bevorzugte Räume für eine oft massive Phytoplanktonentwicklung (zum Beispiel Blaualgen-/Cyanobakterienblüten) darstellen. Hier spiegelt das Phytoplankton nicht in erster Linie die trophischen (Nährstoff-) Verhältnisse der Fließgewässer wider sondern die hydrologische und morphologische Degradation (zum Beispiel Rückstau). vergrößern Blaualgen Blaualgen unter dem Mikroskop (Bild: © HU)

Auch für die ökologische Bewertung von Stehgewässern auf der Basis des Phytoplanktons liegt ein Verfahren vor, das in Hamburg angewendet wird. Das Phytoplankton wird im Hohendeicher See (geschichteter Abgrabungssee), in der Alten Süderelbe (polymiktischer Flachsee) und in der Außenalster (Flusssee mit kurzer Aufenthaltszeit) regelmäßig untersucht.
Die Untersuchung der ebenfalls zum Phytoplankton gehörenden Blaualgen (Cyanobakterien) stellt speziell in den Bademonaten Mai bis September einen wichtigen Beitrag zum vorsorglichen Gesundheitsschutz für Badende dar. Blaualgen können, wenn sie massenhaft vorkommen, die sogenannten Cyanotoxine bilden und ins Wasser abgeben. Bei empfindlichen Personen können diese Gifte zu Haut- und Schleimhautreizungen, Bindehautentzündungen und Ohrenschmerzen führen. Auch allergische Reaktionen sind möglich. Beim massenhaften Verschlucken dieser Algen kann es zu Übelkeit und Erbrechen kommen. Akute Leberschädigungen durch Cyanotoxine sind für Haus- und Nutztiere sowie wild lebende Tiere, einschließlich Fische und Vögel vielfach beschrieben worden.

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