Eutrophierung
ist derzeit ein großes Problem in der Wasserwirtschaft und wirkt sich direkt auf viele Süßwasser- und Meeresküstenökosysteme in der Welt aus.
Warum sollten wir uns um die Eutrophierung sorgen und wie können wir dieses Problem in den Griff bekommen?
Eutrophierung ist, einfach ausgedrückt, eine Überdüngung des Wassers mit Nährstoffen, insbesondere Stickstoff und Phosphor.
Eine der wichtigsten Quellen für den Nährstoffeintritt ist die Landwirtschaft und der unverantwortliche Umgang mit Düngemitteln.
Das Management umfasst mehrere wichtige Schritte:
– verantwortungsvolle landwirtschaftliche Praktiken / Düngemittelmanagement
– Abwasserbehandlung
– Überwachung
Also,
was geschieht
und wie versteht man
Eutrofizierung besser?
Zum Beispiel beim Düngemittelmanagement:
In der landwirtschaftlichen Produktion werden Düngemittel häufig im Übermaß verwendet. Mit Hilfe von Regen und Grundwasser gelangen die überschüssigen Düngemittel/Nährstoffe in die Wasserquellen und lösen eine Kettenreaktion im Ökosystem aus.
Die Nährstoffe wandern in Seen, Flüsse und Meere und ernähren auch hier, wie zuvor, die Pflanzen. Dies führt zu einem Übermaß an Algen- und Pflanzenwachstum und begünstigt schließlich auch Algenblüte. Das schlimmste Szenario ist ein sauerstoffarmes Wasser (hypoxisch) und die Gefahr eines Rückgangs der Fischbestände (Fischsterben). Wenn die Algen wachsen, neigen sie dazu, das Sonnenlicht für die Pflanzen zu blockieren, wodurch diese absterben.
Das Pflanzenmaterial zersetzt sich schließlich und erzeugt mit Hilfe von Bakterien große Mengen an Kohlendioxid. Dies führt zu einer Absenkung des pH-Wertes, einem Prozess, der als Versauerung bezeichnet wird, und zu Sauerstoffmangel.
Was das Umweltproblem anbelangt, so ist die Wirkung viel größer als das Wort selbst (Eutrophierung).
Es ist damit zu rechnen, dass viele Arten aufgrund von Lebensraummangel und Veränderungen im Wasserhaushalt aussterben werden. Wirtschaftlich gesehen führt dies zu einer geringeren Fangmenge für die Berufs- und Freizeitfischerei, was kleinere Ernten und teurere Lebensmittel bedeutet.
Hier bei HANNA Instruments haben wir uns der Umweltkontrolle verschrieben und widmen uns der Überwachung der wichtigsten Parameter.
Gelöster Sauerstoff
Die Kontrolle des gelösten Sauerstoffs ist in der Fischzucht von entscheidender Bedeutung. Er bezieht sich auf den Gehalt an freiem, ungebundenem Sauerstoff in Wasser oder anderen Flüssigkeiten. Dieser freie Sauerstoff ist also nicht an ein anderes Element gebunden und gibt Aufschluss über die Wasserqualität, da er die lebenden Organismen im Wasser direkt beeinflusst. In einer Aquakultur oder einem Teich sollte der DO-Wert zwischen 5 und 12 mg/l (ppm) liegen. Es ist unter anderem unerlässlich für die Photosynthese des Phytoplanktons und damit die Grundlage einer funktionierenden Nahrungskette. Eine Sauerstoffsättigung von 60-70 % ist für ein gesundes Ökosystem und gesunde Fische erforderlich. Im Allgemeinen wachsen und gedeihen die meisten Fischarten in einem DO-Bereich von 5-12 mg/L (ppm). Fällt der Wert jedoch unter 4 mg/L, stellen einige Arten die Nahrungsaufnahme ein, werden gestresst und beginnen zu sterben. Diese Reihe von Ereignissen kann in einem Teich-Aquakultur-System eine Kettenreaktion auslösen, die sich als nachteilig erweisen könnte.
Der Sauerstoffmangel tritt in der Regel in den Sommermonaten auf, da wärmeres Wasser weniger Sauerstoff enthält als kühleres Wasser. Wasser mit einer Temperatur von 32 ºC kann zum Beispiel bis zu 7,3 mg/L Sauerstoff enthalten, während Wasser mit einer Temperatur von 7 ºC 12,1 mg/L enthalten kann. Wenn die Wassertemperaturen steigen, sinkt der Sauerstoffgehalt. Höhere Temperaturen erhöhen auch die Stoffwechselrate der Fische, was zu einem höheren Sauerstoffbedarf in Ihrer Fischzucht führt.
Wie misst man gelösten Sauerstoff?
Tragbare DO-Messgeräte
Tragbare Messgeräte bieten den Vorteil, dass das Messgerät zur Probe mitgenommen werden kann. Hanna Instruments bietet tragbare Messgeräte mit den Funktionen und der Leistung eines Laborgeräts.
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OPTISCH!
HI98198 verwendet eine optische Methode zur Messung von gelöstem Sauerstoff in Wasser und Abwasser.
Dieses professionelle, wasserdichte Messgerät entspricht der Norm IP67 und misst:
- gelösten Sauerstoff (optisch)
- barometrisch
- Druck
- BSB
- Temperatur
Das HI98198 wird komplett mit allem Zubehör geliefert, einschließlich Sonde, Smartcap-Sensor mit integriertem RFID und einem robusten Tragekoffer.
Vorteile: Das HI98198 Messgerät für gelösten Sauerstoff hat viele Vorteile gegenüber anderen galvanischen und polarographischen Messgeräten für gelösten Sauerstoff. Dieses Messgerät verwendet die robuste optische Sonde HI764113 zur Messung des gelösten Sauerstoffs, die folgende Vorteile hat.
- Keine Membranen
- Keine Elektrolyte
- Kein Sauerstoffverbrauch
- Keine Durchflussabhängigkeit oder Mindestdurchflussmenge
- Schnelle und stabile Messungen
- Minimale Wartung
pH-Wert
Da Fische während ihres gesamten Lebenszyklus im Wasser leben, ist es notwendig, den pH-Wert ständig zu messen.
pH-Werte über 9,5 und Werte unter 4,5 sind für den Lebenszyklus vieler Organismen im Wasser nicht günstig. Liegt der pH-Wert bei 4oder darunter, kommt es zum Säuretod.
Wenn der pH-Wertzwischen 4 und 5liegt, gibt es keinen Fortpflanzungszyklusbei Fischen.
Langsames Wachstum kann auftreten, wenn der pH-Wert zwischen 4 und 6,5 liegt.
Wünschenswerte Bereiche für Fischreproduktion ist von pH 6,5 bis pH 9. Wenn der pH-Wert zwischen 9 und 10 liegt, tritt ein langsames Wachstum der Fische auf. Bei einen pH-Wert höher als 11 kommt es zu den alkalischen Tod.
Zur Messung des pH-Werts können Sie eine pH-Elektrode mit HI83303 oder das wasserdichte Multiparameter Portable pH/EC/DO Meter – HI98199 verwenden.
Das HI98199 ist ein robustes, tragbares Multiparameter-Messgerät mit einem einzigen digitalen Sondeneingang. Der digitale Sondeneingang ermöglicht den Anschluss einer Sonde für pH, Leitfähigkeit oder gelösten Sauerstoff. Mit den drei Sonden und einem eingebauten barometrischen Druckmessumformer kann das HI98199 bis zu 10 Wasserqualitätsparameter messen, von denen 5 durch Sensoren und die anderen 5 durch Berechnung (z. B. EC zu TDS) gemessen werden. Dieses professionelle, wasserdichte Messgerät erfüllt die IP67-Norm und wird mit allem notwendigen Zubehör für die pH-/Temperaturmessung in einem robusten Koffer geliefert.
HI98199
Professionelles Multiparameter-Messgerät für pH, Leitfähigkeit, gelösten Sauerstoff
Wie man mehrere Messungen auf einmal durchführen kann?
HANNA Multiparameter-Messgeräte
HI98494
Tragbares pH/EC/OPDO Messgerät mit Bluetooth
Dieses funktionelle und genaue Messgerät kann 12 verschiedene Wasserqualitätsparameter mit pH-, EC- und optischen DO-Sensoren messen. Über die integrierte Bluetooth-Verbindung und die Hanna Lab App können Sie Daten zur Überprüfung oder Weitergabe an ein Smartphone übertragen.
- Wasserdicht (Messgerät nach IP67, Sonde nach IP68)
- Automatische Intervallspeicherung von bis zu 45,000 Proben oder Log-on-Demand
- Perfekt für Umwelttechniker und Industrieexperten.
Das HI9829 misst bis zu 14 verschiedene Wasserqualitätsparameter. Die mikroprozessorgesteuerte Multisensorsonde ermöglicht die Messung wichtiger Parameter wie z. B.:
- pH-Wert,
- ORP (REDOX),
- elektrische Leitfähigkeit (EC),
- gelöster Sauerstoff,
- Trübung,
- Ammonium,
- Chlorid,
- Nitrat,
- Temperatur
Die Sonde überträgt die Messwerte digital an das Handgerät, optional ist eine Version verfügbar, die Messdaten unabhängig vom Messgerät (also auch bei abgestecktem Kabel) aufzeichnen kann.
Ein optionales GPS ermöglicht die Standortbestimmung der Messungen. Das komplette System ist einfach einzurichten und leicht zu bedienen. Das HI9829 ist in hohem Maße anpassbar und wird mit allen erforderlichen Zubehörteilen in einem robusten Tragekoffer geliefert.
Neben dem pH-Wert und dem Sauerstoffgehalt gibt es noch andere Parameter, die in engem Zusammenhang mit der Eutrophierung stehen.
Wichtige Parameter
Die Alkalinität steht in einem dynamischen Verhältnis zum pH-Wert und zur CO2-Konzentration, wobei Wasser mit hoher Alkalinität die Schwankungen des pH-Werts verringert. Die Pufferkapazität dient dazu, zusätzliches CO2 zu speichern, das für die Photosynthese in den Teichen zur Sauerstoffproduktion notwendig ist.
Die Aufrechterhaltung eines bestimmten Kalziumspiegels ist für das Wachstum und die Entwicklung der Fische unerlässlich.
Übermäßiges Nitrit kann für Fische giftig sein. Wenn Nitrit mit Hämoglobin interagiert, wird das Eisen oxidiert und die Blutzelle kann keinen Sauerstoff mehr transportieren.
Phosphat ist für das Pflanzenwachstum unerlässlich; zu viel Phosphat in einem Aquakultur-System kann zu Algenblüte beitragen und den gelösten Sauerstoff verringern, der für ein erfolgreiches Ökosystem unerlässlich ist.
Ammoniak ist als Bestandteil des Stickstoffkreislaufs im Wasser vorhanden und wird von Tieren und anderen Organismen wie heterotrophen Bakterien, Actinomyceten und Pilzen während des Stoffwechsels von Proteinen und Aminosäuren ausgeschieden. In unverschmutzten Gewässern in der Regel in geringen Mengen vorhanden, höhere Werte weisen auf eine organische Verschmutzung hin und sind giftig für Wasserlebewesen.
Ein einfacher Weg zur Messung kritischer Parameter mit den HANNA Photometern der HI833XX Serie!
HI83303 ist ein kompaktes Multiparameter-Photometer für den Einsatz in der Aquakultur. Das Messgerät ist eines der fortschrittlichsten Photometer auf dem Markt und verfügt über ein innovatives optisches Design, das einen Referenzdetektor und eine Fokussierungslinse verwendet, um Fehler aufgrund von Veränderungen der Lichtquelle und Unvollkommenheiten in der Glasküvette auszuschließen.
Dieses Messgerät verfügt über 20 verschiedene programmierte Methoden zur Messung von 12 wichtigen Wasserqualitätsparametern und bietet auch einen Extinktionsmessmodus zur Leistungsüberprüfung und für Benutzer, die ihre eigenen Konzentrations-Extinktions-Kurven entwickeln möchten.
Zu den Aquakulturparametern gehören Alkalinität, Kalzium, Nitrit und Phosphat, die für die Aufrechterhaltung eines gesunden Systems entscheidend sind. Sie enthält auch Parameter, die für eine Meeres- oder Süßwasseranwendungen spezifisch sind. Um wertvollen Platz auf dem Labortisch zu sparen, kann das HI83303 mit seinem digitalen pH/Temperatur-Elektrodeneingang auch als professionelles pH-Messgerät verwendet werden.
Der Vorteil dieser Art von Analysemethode ist, dass sie ohne größere Änderungen auf die Analyse von Wasser in Fischzuchtbetrieben angewendet werden kann. Das Spekralphotometer ist ein vielversprechendes Instrument zur effizienten und kostengünstigen Gewinnung verschiedener Arten von Fischereidaten, einschließlich der physiologischen und energetischen Gesundheit der Fische, die Indikatoren für Umweltveränderungen liefern können. Mit diesen Methoden können alle Wasserparameter bestimmt werden.
Das HI801 iris ist ein schlankes und intuitives Spektralphotometer, das die Messung aller Wellenlängen des sichtbaren Lichts ermöglicht.
Passen Sie Ihre Methoden an, nehmen Sie eine breite Palette von Messungen vor und vertrauen Sie auf die Genauigkeit Ihrer Tests mit iris.
Die Bequemlichkeit der vorprogrammierten Methoden mit der Möglichkeit, sie zu erweitern.
Parameter, die am häufigsten mit dem HI801 gemessen werden:
- Alkalinität
- Ammonium
- Kalzium
- CSB
- Kupfer
- Gesamthärte
- Eisen
- Nitrat
- Nitrit
- Gesamt-Stickstoff
- Gelöster Sauerstoff
- Phosphat
- Reaktiver Phosphor
- Tenside Anionisch
Iris ist mit mehr als 80 gebräuchlichen chemischen Analysemethoden vorprogrammiert, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern. Aktualisieren Sie diese Methoden einfach durch Anschluss an einen Computer oder ein Flash-Laufwerk.
Author
Nives Vinceković Budor, dipl. kem. ing.
Quellen
Schindler, D. W. Eutrophication and recovery in experimental lakes: implications for lake management. Science 174, 897-899 (1974).
Schindler, D. W. Recent advances in the understanding and management of eutrophication. Limnology and Oceanography 51, 356-363 (2006)
Smith, V. H. & Schindler, D. W. Eutrophication science: where do we go from here? Trends in Ecology and Evolution 24, 201-207 (2009).
https://earthhow.com/eutrophication-causes-process-examples/
