Badewasserüberwachung
Das Baden und Schwimmen in natürlichen Gewässern ist eine der beliebtesten Freizeitbeschäftigungen der Welt. Für viele Menschen ist ein Urlaub gleichbedeutend mit dem Genuss von Sonne, Strand und Meer. In vielen Ländern kann man in jeder Ecke einen Teich oder See finden, um zu schwimmen, zu baden oder anderen Freizeitaktivitäten nachzugehen. Natürlich möchte jede/r, der/die sich am oder im Wasser erholen möchte, dass das Gewässer frei von Gesundheitsgefahren ist. In einigen Ländern ist das Baden in Flüssen und Seen eine ehrwürdige Tradition, so dass der Wasserqualität große Bedeutung beigemessen wird.
Das wahrscheinlichste Problem sind Nährstoffeinträge, insbesondere Phosphate und Stickstoffverbindungen, die zur Eutrophierung führen und ein massives Algenwachstum (Algenblüte) begünstigen können.
Vor allem Cyanobakterien ("Blaualgen") produzieren Toxine und Allergene. Sie können akute Gesundheitsprobleme (z. B. Bindehautentzündung, Ekzeme) verursachen oder sogar chronische Gesundheitsschäden (Leberschäden) hervorrufen. Eine weitere Quelle der Verschmutzung von Badegewässern ist der Oberflächenabfluss nach starken Regenfällen. Das Baden nach starken Regenfällen sollte daher für einige Tage verschoben werden, bis der natürliche Reinigungsprozess eingesetzt hat.
Nicht alle Blaualgenblüten und Ablagerungen sind giftig, aber man kann sie nicht mit bloßem Auge erkennen, so dass man am besten davon ausgeht, dass sie giftig sind, und die von den örtlichen Behörden bereitgestellten Informationen überprüft.
Diese Cyanotoxine können Wildtiere, Nutztiere und Haustiere töten. Beim Menschen können sie bei Hautkontakt Hautausschläge und beim Verschlucken Krankheiten verursachen.
Um die Risiken so gering wie möglich zu halten und die Kontrolle zu gewährleisten, werden die offiziell registrierten Badegewässer in der Europäischen Union seit den 1970er Jahren während der Badesaison regelmäßig überwacht.
Im Jahr 2006 wurde die EU-Badegewässerrichtlinie von 1975 aktualisiert und durch eine Richtlinie ersetzt, die den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen entspricht. Die überarbeitete Richtlinie ist am 24. März 2006 in Kraft getreten. Seitdem haben die Bundesländer die EU-Badegewässerrichtlinie in nationales Recht umgesetzt und entsprechende Länderverordnungen erlassen. In Deutschland gibt es viele Badegewässer, die nach der EU-Badegewässerrichtlinie registriert und überwacht werden. Im Jahr 2016 waren 1925 Binnengewässer und 367 Küstengewässer als Badegewässer gemeldet. Die Bundesländer sind für den Vollzug der gesetzlichen Bestimmungen, also für die Ausweisung und Überwachung der EU-Badegewässer, zuständig. Sie veröffentlichen Informationen über die Qualität der Badegewässer im Internet.
Andererseits ist die Trübung des Wassers nicht unbedingt ein Zeichen für eine schlechte Badegewässerqualität. Umgekehrt kann auch klares Wasser mit Bakterien verunreinigt sein.
Offene Badegewässer an Binnengewässern und Seen sowie an Küstengewässern können ebenfalls mit Krankheitserregern verunreinigt sein. Hygienische Probleme werden vor allem durch Einleitungen aus Kläranlagen und Mischwasserkanälen sowie durch städtische und landwirtschaftliche Abwässer verursacht. Sie können bei denjenigen, die mit dem verunreinigten Wasser in Berührung kommen, zu Fieber, Durchfall und Erbrechen führen.
Die regelmäßige Überwachung der Algen im Frühstadium ist die einzige praktische Lösung, um Menschen und Haustiere vor der allgemeinen Verschmutzung der Badegewässer zu schützen. Herkömmlicherweise verwenden viele Behörden einfache Sechi-Scheiben zur Überwachung der Wasserqualität, aber es hat sich gezeigt, dass dies nicht ausreicht und ergänzende Tests erforderlich sind. Das Hauptproblem, das diese ein guter Indikator für die Qualität der Badegewässer sind, ist die Konzentration von Cyanobakterien und Mikroalgen im Wasser. Wenn die Cyanobakterienkonzentration in einem Badegewässer ansteigt, können die Behörden frühzeitig Maßnahmen zum Schutz von Menschen und (Haus-)Tieren ergreifen, die dieses Gewässer nutzen. Die WHO hat diesbezüglich einen Leitfaden veröffentlicht, der die Qualität der Badegewässer anhand der Gesamtchlorophyllkonzentration im Wasser regelt. Chlorophyll ist ein Indikator für den Nachweis und die Messung von Phytoplankton oder Mikroalgen im Wasser.
Risikoniveau | Gesundheitsrisiken | Empfohlene Maßnahmen |
10 µg l-1 Chlorophyll a mit einer Dominanz von Cyanobakterien | Kurzfristige gesundheitliche Beeinträchtigungen (z. B. Hautreizungen und Magen-Darm-Erkrankungen, wahrscheinlich in geringer Häufigkeit) | Aufstellen von Warnschildern vor Ort Information der zuständigen Behörden |
50 µg l-1 Chlorophyll a mit einer Dominanz von Cyanobakterien | Potenzial für Langzeiterkrankungen bei einigen Arten Kurzfristige Gesundheitsschäden (z. B. Hautreizungen und Magen-Darm-Erkrankungen) | Auf Ablagerungen achten Baden einschränken und die Gefahr weiter untersuchen Warnschilder vor Ort aufstellen Zuständige Behörden informieren |
Cyanobakterielle Schaumbildung in Badegebieten | Möglichkeit tödlicher akuter Vergiftungen Möglichkeit von Langzeiterkrankungen bei einigen Arten Kurzfristige Gesundheitsschäden (z. B. Hautreizungen und Magen-Darm-Erkrankungen) | Sofortige Maßnahmen zur Vermeidung des Kontakts mit Abschaum; mögliches Verbot des Schwimmens und anderer Aktivitäten mit Wasserkontakt Folgeuntersuchung der öffentlichen Gesundheit Information der zuständigen Behörden |
Neben den anderen konventionellen Probenahmeverfahren, wie der einfachen Sechi-Scheibe oder der Entnahme von Proben mit anschließendem Transport und Analyse in Labors, gibt es dank der spektrofluorometrischen In-situ-Methoden, die feine vertikale und horizontale Profile ermöglichen eine großartige Alternative. Im Labor wenden die Behörden verschiedene Methoden an, die alle unterschiedliche Ergebnisse liefern können. Tatsache ist, dass für alle Analysemethoden Reagenzien und Proben vorbereitet werden müssen und dass eine qualifizierte Person die Analyse durchführen muss. Dies ist eine zeitaufwändige und auch personalintensive Aufgabe mit hohe Investitionen.
Dies ist insbesondere für die Überwachung großer Gewässer und Küstengebiete mit stark schwankenden Chlorophyllkonzentrationen (Algen- und/oder Cyanobakterienbiomasse) wertvoll. Die bbe AlgaeTorch wird erfolgreich zur Überwachung der Variabilität der Phytoplankton-Biomasse und der Artenzusammensetzung in Badegewässern über einen langen Zeitraum eingesetzt.
Die bbe AlgaeTorch kann ebenfalls vollautomatisch auf Bojensystemenen installiert werden, was hochfrequente Onlinedaten in Echtzeit ermöglicht. Die Bojen sind mit Solarzellen ausgestattet, die die Stromversorgung für die Messungen ermöglicht.
Darüber hinaus ist es wichtig, dass moderne Satellitenbilder, die in der Lage sind, das Ausmaß der Algen an der Wasseroberfläche zu erkennen, auf eine Korrelation mit den Messungen an Land angewiesen sind,um die Daten zu validieren. Oder es treten Algenblüten aufgrund des biologischen Verhaltens der verschiedenen Algenklassen unterhalb der Wasseroberfläche auf, die nur mit einer Messung in verschiedenen Tiefen des Badegewässers analysiert werden können. Außerdem sollte hier erwähnt werden, dass die Fernerkundung, insbesondere Statelite-Bilder, bei bewölktem Wetter nicht möglich ist.
Die AlgaeTorch hat ein eingebautes GPS, das es ermöglicht, die aufgezeichneten Daten in Google Earth einzufügen und einen visuellen Bericht über die Messdaten zu erstellen (siehe Bild unten):
Eine weitere Anwendung um Badegewässer zu überwachen, ist die Verwendung eines Durchflusssystems wie dem bbe AlgaeOnlineAnalyser, der auf Fähren eingesetzt wird. Mit dieser Methode können Echtzeitdaten für die Chlorophyll-A-Verteilung und -Konzentration mehrerer Algenklassen sowie für die potenziell schädlichen Cyanobakterien im Meerwasser gewonnen werden. In Europa sammelt das Projekt Ferrybox seit Jahren wertvolle Informationen über die verschiedenen Pfade in den europäischen Meeren.