EAWAG

Eine Forschungsanstalt des ETH-Bereichs

Jahresbericht 2003EAWAG – Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung,

Abwasserreinigung und Gewässerschutz

EAWAG

Eine Forschungsanstalt des ETH-Bereichs

Überlandstrasse 133CH- 8600 Dübendorf

Telefon 01 823 55 11Telefax 01 823 50 28

Einleitung 1

Denis Mavrocordatos 1968 – 2003 – eine herausragende Persönlichkeit 3

Elie Eichenberger 1925 – 2003 4

Die EAWAG im Jahr des Süsswassers 6

L E I T A R T I K E L

Fischnetz – Chronologie eines nationalen Projektes 9

K U R Z B E I T R Ä G E A U S D E N T Ä T I G K E I T S B E R E I C H E N D E R E A W A G

Umwelttechnologie 15

Verhalten von Stoffen in der Umwelt 27

Ökosystemforschung 42

Umwelt und Gesellschaft 63

E A W A G - I N T E R N

Organigramm 72

Beratende Kommission 2003 74

Umweltschutz an der EAWAG 75

International Water Management Course IWMC –

Wasserpartnerschaft zwischen EAWAG und Swiss Re 76

Überblick über die Personalvertretung und ihre Aktivitäten 78

EAWAG-Jahresberichte – ein Rückblick 79

Aus dem Personal 82

Ressourcen 84

A N H A N G

Kurse und Fachtagungen der EAWAG 87

Lehrveranstaltungen 89

Wissenschaftliche Publikationen 90

Tätigkeit in Kommissionen, Arbeitsgruppen etc. 104

Abgeschlossene Diplomarbeiten, Dissertationen und Habilitationen 108

Impressum

Herausgeberin

Vertrieb und © by EAWAG, CH-8600 Dübendorf

Abdruck mit Quellenangabe und Belegexemplar

erwünscht.

Redaktion

Rudolf Koblet, Martina Bauchrowitz, Yvonne Uhlig,

Gerda Thieme

Grafische Darstellungen

Yvonne Lehnhard

Gestaltung

Dani Schneider, Zürich

Layout

Peter Nadler, Küsnacht

Druck

Meier Waser Druck AG, Feuerthalen

Kontaktadresse

EAWAG

Presse und Information

Überlandstrasse 133

CH-8600 Dübendorf

Tel. 01 823 55 11

Fax 01 823 53 75

WWW-Adresse

http://www.eawag.ch

E-Mail-Adresse

jahresbericht@eawag.ch

Legende zum Titelbild

Bachforelle (Foto: Michel Roggo, Fribourg)

1

Einleitung

Liebe Leserinnen, liebe Leser

Die Qualität der Forschung, Lehre und Dienstleistung

einer Forschungsanstalt muss periodisch überprüft

werden. Da sich die EAWAG an den Besten der Welt

misst, muss sie sich auch von internationalen Experten

weltweit führender Institutionen begutachten lassen.

Vom 28. September bis 3. Oktober 2003 hat ein inter-

nationales Gremium von neun Wissenschafterinnen und

Wissenschaftern aus Europa, Kanada und den Vereinig-

ten Staaten die Forschung, die Organisation und die

Lehre der EAWAG evaluiert. Der Schwerpunkt dieser so

genannten «Peer Review» lag auf der Zukunftsstrategie,

der aktuellen Forschung und ihren Produkten. Die Lehre

wurde nur in ihrer Gesamtheit einer Analyse unterzogen,

und Bemerkungen zur Organisation bezogen sich auf

gewisse Abläufe.

Alle Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der EAWAG können

stolz auf die Resultate dieser internationalen Begutach-

tung sein. Es wurde uns attestiert, ein weltweit führendes

Wasserforschungsinstitut zu sein, das seine Ressourcen

ausserordentlich produktiv einsetzt. Die internationale

Flaggschiffposition kann die EAWAG nur halten, wenn ihr

auch in Zukunft mindestens die heutige Selbständigkeit

erhalten bleibt, so die Meinung der Experten. Weitere

Kernaussagen waren: «Die EAWAG hat es in den letzten

Jahren verstanden, sehr wichtige Beiträge zur Ausbildung

der Studierenden an den ETH und zum Teil auch den

Universitäten zu leisten, dies im Gegensatz zu vergleich-

baren amerikanischen Forschungsinstituten», oder:

«Organisatorisch müssen noch einige Strukturen berei-

nigt und die strategische Diskussion soll in Zukunft

formell besser verankert werden.» Diese letzte, etwas

kritische Bemerkung der Gutachter hat uns ermutigt,

gewisse bereits eingeleitete und geplante Anpassungen

noch energischer an die Hand zu nehmen.

Für uns alle war diese Peer Review ein ausgezeichnetes

Instrument für eine differenzierte Standortbestimmung.

Bei den Vorbereitungen und den Gesprächen mit den

Experten sind viele neue Ideen entstanden, von denen

wir sicher in Zukunft einige konkretisieren werden. Wir

wurden von Experten in unseren Bemühungen, die EA-

WAG weiter als Brückenbildnerin zwischen Wissenschaft

und Praxis im Wassersektor zu entwickeln, bestärkt. Ob-

wohl die Rolle als Brückenbildnerin von vielen von uns oft

einen schwierigen Spagat abverlangt, bringt die Würdi-

gung unserer Leistungen eine zusätzliche Stimulierung

mit sich, die eingeschlagene Richtung unserer Arbeiten

noch nachdrücklicher zu verfolgen.

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2

Das Jahr 2003 war aber auch das Jahr des Süsswassers.

Als Wasserforschungsinstitution war die EAWAG auf-

gefordert, die Bevölkerung auf die Bedeutung der Res-

source Wasser aufmerksam zu machen und sie für einen

nachhaltigen Umgang mit dieser zu sensibilisieren.

Schwerpunkte der Aktivitäten waren: die Sommeraktion

«Wasserstadt Zürich», eine internationale Konferenz zur

Zukunft aquatischer Ökosysteme und der erstmals ge-

meinsam mit der Swiss Re durchgeführte International

Water Management Course IWMC (s. Beitrag S. 76).

Am 6. Dezember ist Denis Mavrocordatos bei der Aus-

übung seines geliebten Segelsportes auf dem Genfersee

verunglückt. Denis stand am Anfang einer viel verspre-

chenden wissenschaftlichen Karriere. Mit ihm haben wir

jemanden verloren, der Interdisziplinarität vorgelebt und

sich für die Zusammenarbeit zwischen den Institutionen

im ETH-Bereich stark eingesetzt hat. Persönliche Ge-

danken an die Zeit von Denis an der EAWAG finden Sie

auf den folgenden Seiten.

Liebe Leserinnen und Leser, dies ist mein letzter EAWAG-

Jahresbericht. Der Bundesrat hat mich zum Präsidenten

des ETH-Rates gewählt mit Amtsantritt am 1. Juli 2004.

Am 1. April 1992 konnte ich von meinem Vorgänger,

Professor Werner Stumm, eine starke wissenschaftliche

Institution übernehmen. Zusammen mit den Mitarbeite-

rinnen und Mitarbeitern der EAWAG ist es gelungen, die

Sichtbarkeit der EAWAG in zusätzlichen Wissenschafts-

und Praxisgebieten zu erhöhen. Die Peer Review hat

davon auch ein entsprechendes Zeugnis abgelegt. Ich

verlasse die EAWAG mit einem weinenden und einem

lachenden Auge. Meine Aufgabe in dieser Institution hat

mich immer mit Freude erfüllt, und ich durfte die letzten

zwölf Jahre eine aufstrebende Institution begleiten und

führen. Wir bearbeiten sehr interessante Themen, die

Mitarbeitenden sind hoch motiviert und qualifiziert, die

Produktivität ist exzellent und die Stimmung war im

Grossen und Ganzen immer sehr positiv. Ich erachte den

Schritt von der EAWAG weg als einen Verlust. Die Fran-

zosen haben hierfür einen sehr anschaulichen Ausdruck

geprägt: «Partir c’est mourir un peu.» Ich freue mich aber

auch auf die neue Herausforderung, zusammen mit den

Institutionen des ETH-Bereichs national und international

für unser Land positive Zeichen zu setzen. So bleibt

meine Verbundenheit mit der EAWAG weiter bestehen.

In meiner neuen Umgebung werde ich an ihrer Profilie-

rung weiter teilhaben können.

Bei allen unseren Aktivitäten und Unternehmungen konn-

ten wir immer auf die tatkräftige und wohlwollende Unter-

stützung des ETH-Rates und seines Stabes zählen. Ins-

besondere sein Präsident, Professor Francis Waldvogel,

und sein Delegierter und Vizepräsident, Dr. Stephan

Bieri, haben uns in unseren Bestrebungen, eine wissen-

schaftliche Führungsrolle sowohl national wie auch inter-

national einzunehmen, immer wieder bestärkt und ge-

fördert.

Die Beratende Kommission hat sich intensiv, kritisch

und mit viel Engagement mit unserer Arbeit auseinander

gesetzt. Sie ist uns jederzeit mit Rat und Tat zur Seite

gestanden. Auf Ende Jahr demissionieren Ursula Mauch

und Dr. Mathias Hohl. Ursula Mauch hat während vier

Jahren als Präsidentin diese Kommission mit viel Ge-

schick geleitet und uns immer kräftig unterstützt. Wir

verlieren mit ihr eine aufrichtige Freundin der EAWAG.

Für ihre Nachfolge hat sich Dr. André Bachmann zur

Verfügung gestellt. Dr. Mathias Hohl war in allen seinen

12 Jahren Mitgliedschaft bereit, auch ausserhalb der

Sitzungstermine über Fragen unserer zukünftigen Tätig-

keit mitzudenken und mitzuarbeiten. Allen Mitgliedern

sei herzlich für die ausgezeichnete Zusammenarbeit in

diesem Jahr und in der Vergangenheit gedankt

Meinen Kollegen in der Geschäftsleitung danke ich sehr

für die gute Zusammenarbeit bei der Wahrnehmung der

Direktionsaufgaben. Ihr steter Einsatz half, eine effiziente

Leitung der EAWAG aufrechtzuerhalten. Mein Dank rich-

tet sich auch an die Leiterinnen und Leiter der Prozesse.

Sie haben wiederum viel für das exzellente Funktionieren

der EAWAG geleistet.

Besonders danken möchte ich auch der Personalvertre-

tung für die gute und kritische Zusammenarbeit sowie

dem Vorstand und den Angestellten der Interessenge-

meinschaft Personalrestaurant für die tadellose Führung

der Cafeteria und die freundliche Erledigung so vieler

Spezialwünsche.

Schliesslich möchte ich mich bei allen Mitarbeiterinnen

und Mitarbeitern der EAWAG für ihren überaus effektiven

Einsatz und die für die EAWAG erbrachten Leistungen

im vergangenen Jahr bedanken. Ihre Arbeit, ihre Hingabe

und ihre Begeisterung haben das positive Bild der EAWAG

in der Öffentlichkeit noch verstärkt und dazu beigetragen,

dass die EAWAG ihren international anerkannten Spitzen-

platz zu halten und weiter auszubauen vermochte.

Ich wünsche der EAWAG und ihren Mitarbeiterinnen und

Mitarbeitern viel Glück, Genugtuung bei ihrer Arbeit und

Erfolg für die Zukunft.

März 2004 Alexander J.B. Zehnder

3

Denis Mavrocordatos

1968 – 2003 – eine

herausragende Persönlichkeit

Markus Boller

Am 6. Dezember 2003 ist Denis Mavrocordatos, der

Leiter des Partikellabors der EAWAG, im Alter von 35

Jahren bei der Ausübung seines geliebten Segelsports

auf dem Genfersee verunglückt. Die Fluten des Lac

Léman haben Denis bisher nicht freigegeben. Denis

Mavrocordatos war seit Ende 2000 in der Abteilung

Siedlungswasserwirtschaft tätig und hat durch seine

wissenschaftlich hoch stehende Tätigkeit dem Partikel-

labor äusserst wertvolle Impulse verliehen.

Denis Mavrocordatos kam Ende 2000 als junger Wissen-

schafter aus der welschen Schweiz zur EAWAG. 1997

doktorierte er an der Universität Lausanne auf dem Ge-

biet der analytischen Chemie und verbrachte seine Post-

doc-Zeit an der Universität von Ottawa in Kanada. Da-

nach arbeitete er kurze Zeit in der Abteilung Analytische

Chemie der Universität Genf, bevor er seine Arbeit an der

EAWAG aufnahm. Mit seinen hervorragenden Kenntnis-

sen auf dem Gebiet der analytischen Mikroskopie gehör-

te er zu einer sehr raren Gruppe von Wissenschaftern. Es

war ein Glücksfall, dass ein Spezialist wie Denis Mavro-

cordatos Freude und Herausforderung bei den Arbeiten

des Partikellabors empfand und die fälligen Neuerungen

mit frischem Elan in Angriff nahm.

Dank seiner tatkräftigen Initiative gelang es in seiner lei-

der zu kurzen Zeit an der EAWAG, das Partikellabor von

einem beschränkten Dienstleistungslabor in ein wissen-

schaftlich kompetentes Labor für Partikelanalytik umzu-

wandeln. Insbesondere gehörte dazu die Etablierung

eines dem neuesten Stand der Mikro- und Nanotechno-

logie entsprechenden Geräteparks zur analytischen

Mikroskopie. In Zeiten beschränkter Mittel gelang es

ihm dank seiner fachlichen Kompetenz und nicht zuletzt

dank seiner gewinnenden Art, bestehende Geräte auf-

zustocken bzw. neue anzuschaffen und den Zugang zu

allzu kostspieligen Instrumenten an der EMPA und der

ETHZ zu ermöglichen. Die seiner Person innewohnende

Kombination von fachlichem Engagement und positiver

Ausstrahlung ermöglichte ihm den Aufbau eines nationa-

len und internationalen Netzes von Beziehungen zu allen

wichtigen Institutionen und Persönlichkeiten auf dem

Gebiet der Partikelanalytik. Denis hat damit der EAWAG

den Zugang zum analytischen Fenster der aquatischen

Partikelanalytik ermöglicht, das den Mitarbeitenden bis-

her nur beschränkte Sicht auf die faszinierende Welt der

Mikro- und Nanoteilchen freigab.

Denis war ein hervorragender Wissenschafter, der, nach-

dem er eine Basis für instrumentelle Möglichkeiten im

Partikellabor gelegt hatte, die ihm zur Verfügung stehen-

de Infrastruktur brillant zu nutzen wusste. Seine einge-

henden Kenntnisse des komplexen technischen Instru-

mentariums wie des Rasterelektronenmikroskops, des

Transmissionselektronenmikroskops mit Energiefilter, des

Rasterkraftmikroskops, der Workstation zum Focused

Ion Beam usw. und der dazugehörigen Methoden der

Probenpräparation sowie der Bildanalysen ermöglichten

ihm, die bestehenden Techniken und Analysemöglich-

keiten selbst weiterzuentwickeln. Seine eigenen Ideen

zur Nutzung der modernen Nanotechnologie blieben bei

Denis nicht nur akademische Fantasie, sondern waren

vom Ehrgeiz getrieben, den Entwicklungen zum Durch-

bruch zu verhelfen. Sein Enthusiasmus beim Anblick

neuer Einsichten in die Mikrowelt und bei Diskussionen

um neue Messmethoden und Geräteentwicklungen war

zuweilen ansteckend und hat all jene begeistert, die das

Vergnügen hatten, mit ihm zusammenzuarbeiten.

Denis hatte noch viel vor. Oft haben wir uns über mög-

liche Entwicklungen von Messinstrumenten und Mess-

methoden unterhalten, die viel versprechende Neuerun-

gen im Bereich der analytischen Mikroskopie vorsahen.

Mit Begeisterung zeigte er Aufnahmen über zeitliche

Abfolgen, eigentliche Mikro-Videos, zur Auflösung und

Lyse von Mikroorganismen unter der Einwirkung von

Desinfektionsmitteln oder zur vollständigen Auflösung 3

Elie Eichenberger 1925 – 2003

Ueli Bundi

Grenzüberschreitende Ansätze prägten das wissenschaft-

liche Wirken von Elie Eichenberger. Dem Gewässeröko-

logen waren Interdisziplinarität und auch Praxisrelevanz

schon früh wichtige Anliegen. In seiner Zeit an der

EAWAG von 1962 bis 1989 war er einer ihrer prägenden

Akteure sowohl als Forscher für die Ökologie und den

Schutz der Gewässer wie auch als wissenschaftlicher

Partner unterschiedlichster Kolleginnen und Kollegen.

Elie Eichenberger wurde 1925 geboren. Seine akade-

mische Ausbildung erfolgte an der Abteilung für Natur-

wissenschaften der ETH Zürich. Das Studium biologischer

Richtung schloss er 1951 mit dem Doktorat ab. An-

schliessend verbrachte er vier Jahre als Research Fellow

an der Harvard University in Cambridge, USA, und am

California Institute of Technology in Pasadena, USA. Hier

führte er unter anderem Arbeiten in Wüstenökologie aus.

Von 1955 bis 1962 wirkte er als Lehrer an der Mittel-

schule Dr. Buchmann in Zürich. Neben seiner Lehrertätig-

keit war er weiterhin als Forscher aktiv.

An die EAWAG kam Elie Eichenberger in der Absicht,

sich um Fischereifragen zu kümmern. Aber es kam an-

ders. Die an der EAWAG gebauten Modellfliessgewässer,

die so genannten Rinnen, nahmen ihn voll in Beschlag.

Diese künstlichen Bäche für kontrollierbare ökologische

Experimente erwiesen sich als äusserst anspruchsvolle

Experimentiersysteme. Bei den komplexen Untersuchun-

gen von Elie Eichenberger ging es um Fragen der orga-

nischen Verunreinigung, der Eutrophierung und der

Selbstreinigung der Fliessgewässer, um die Beziehungen

zwischen Pflanzenwachstum und Herbivoren sowie um

die biologischen Wirkungen von Metallen. 4

von Nanopartikeln der Luftverschmutzung im Kontakt mit

Wasser. Andere Ideen zur Visualisierung bisher nicht zu-

gänglicher Mikroprozesse umfassten das Online-Imaging

biotischer und abiotischer Fällungsvorgänge im aquati-

schen Milieu, Wechselwirkungen zwischen Nanoteilchen

und Schwermetallen sowie die Messung interpartikulärer

Kräfte bei der Agglomeration und Abscherung in Koagu-

lationsprozessen. Auf dem Gebiet der Geräteentwicklung

standen die In-situ-Messung von Redoxprozessen und

die Nanomanipulation kleinster Teilchen auf dem Pro-

gramm. Mit dem Weggang von Denis erleiden die Hoff-

nungen auf eine prosperierende Weiterentwicklung des

Partikellabors leider einen empfindlichen Rückschlag.

Noch im Herbst 2003 hatte Denis tatkräftig an der Orga-

nisation der Konferenz der International Water Associa-

tion IWA über «Nano- and Microparticles in Water and

Wastewater Treatment» in Zürich mitgewirkt. Neben

einem informativen Vortrag über die Möglichkeiten der

analytischen Mikroskopie zur Charakterisierung von

Nano- und Mikropartikeln, in dem er eine Vielzahl faszi-

nierender Bilder aus seiner Arbeit an der EAWAG präsen-

tierte, hatte er unter anderem die Konferenz-Proceedings

grafisch gestaltet. Als schöne Erinnerung an Denis ziert

eine Rasterkraftmikroskopaufnahme eines Bakteriums, in

der er die extrazellulären Bestandteile deutlich sichtbar

machen konnte, die Titelseite. Das Bild, auf das Denis

besonders stolz war, sei unten wiedergegeben.

Neben aller Seriosität waren die Diskussionen mit Denis

immer wieder mit lockeren humoristischen Exkursen

gespickt. Denis war ein fröhlicher Mensch und trug mit

seinem welschen Charme die positive Arbeitsatmosphäre

an der Abteilung stark mit. Seine oft sehr arbeitsreichen

Tage im Partikellabor kompensierte er meist an den

Wochenenden mit seinem Hobby. Sein eigenes Segel-

schiff auf dem Genfersee war seine Zufluchtsstätte, an

der er sich in schönster Umgebung mit Freunden und

Bekannten, aber auch oft allein mit Vorliebe aufhielt. Er

schwärmte von rauen Verhältnissen auf dem See und

liebte den zügigen Wind und die Gischt kräftiger Wellen.

24

68

10 µm

AFM-Aufnahme

eines Bakteriums mit

extrazellulären Polymeren.

(Aufnahme: Denis Mavrocordatos)

Am Nachmittag des 6. Dezember 2003 wurde ihm sein

Lieblingssport zum Verhängnis. Sein Boot wurde in den

kalten Wassern des Genfersees ohne Steuermann ge-

sichtet. Seither wird Denis vermisst.

Die EAWAG, die Mitarbeitenden, die Denis gekannt ha-

ben, und besonders jene, die mit ihm zusammengearbei-

tet haben, konnten ihn als professionell hervorragenden

Wissenschafter, aber auch als guten Freund und Kollegen

kennen lernen. Wir haben ihn in unserer Abteilung sehr

geschätzt. Er wird als herausragende Persönlichkeit stets

in unserer Erinnerung bleiben.

5

Viele von uns haben Elie Eichenberger kennen gelernt

als eine äusserst überlegte und differenzierte Forscher-

persönlichkeit. Sein Wissen und seine Interessen reichten

weit über die eigenen Forschungsgebiete hinaus. Elie

war ein leidenschaftlicher Debattierer in wissenschaft-

lichen Fragen und er pflegte dabei Zusammenhänge her-

zustellen, welche die Grenzen herkömmlicher Betrach-

tungsweisen oft weit überschritten. Manchmal führten

die Diskussionen auch in gesellschaftliche, kulturelle und

religiöse Dimensionen. Elie beeindruckte dabei immer

wieder mit einem unerhörten intellektuellen Koordinaten-

system, das es ihm ermöglichte, unterschiedlichste

Phänomene und ihre gegenseitigen Beziehungen einzu-

ordnen, zu verstehen und verstehbar zu machen.

Ich selber habe Elie Eichenberger zum ersten Mal kennen

gelernt, als wir an der ETH Zürich 1975 gemeinsam die

Vorlesungen «Biologische Abwasserreinigung» und «Trink-

wasserhygiene» in Vertretung des beurlaubten Professors

Karl Wuhrmann hielten. Stiess ich dabei als Ingenieur

manchmal an meine Grenzen, bot Elie immer wohlwollen-

de Unterstützung. Unsere Wege kreuzten sich dann

immer wieder, so im 1981 fertig gestellten Grossprojekt

«Gewässerschutz 2000», in Studien zur Abwassersanie-

rung im ländlichen Raum (ab 1979) sowie beim Verfassen

eines Konzeptpapiers zu den ökologischen Aspekten des

mengenmässigen Gewässerschutzes (1984). Ab Mitte

der 1980er Jahre wirkten wir dann gemeinsam in der

erwähnten Restwassergruppe. Vor allem hier eröffneten

sich mir manche Facetten einer faszinierenden Forscher-

persönlichkeit, der ich und meine Kolleginnen und Kolle-

gen viele Einsichten und Anregungen verdanken.

Elie Eichenberger ist am 16. April 2003 verstorben. Er

bleibt in unserer Erinnerung als wissenschaftlich profilier-

ter Gewässerökologe, als Fundgrube naturwissenschaft-

lichen Wissens und als wertvoller Partner in interdiszi-

plinären und praxisunterstützenden Projekten. Und ganz

speziell erinnern wir uns an einen zeitlebens neugierigen,

sensiblen und äusserst anregenden Kollegen und Freund.

Mit seiner Forschung trug Elie Eichenberger wesentlich

dazu bei, die Bedeutung chemischer Faktoren für die

Lebewelt der Fliessgewässer und die ökologischen Aus-

wirkungen von Gewässerverunreinigungen besser ver-

stehen zu lernen. Elie Eichenberger setzte sich immer

auch dafür ein, die wissenschaftlichen Erkenntnisse für

den Gewässerschutz nutzbar zu machen. Den Ingenieu-

ren, Chemikern und Biologen der EAWAG war er viele

Jahre ein hoch geachteter Partner. Seine Partnerschaften

führten beispielsweise zu praxistauglichen Konzepten für

die Festlegung von Einleitbedingungen für Abwasser in

die Fliessgewässer.

In seinen letzten Jahren an der EAWAG war Elie Eichen-

berger aktives Mitglied einer Gruppe von Biologen,

Chemikern, Ingenieuren und Geomorphologen, die sich

mit den ökologischen Auswirkungen von Wasserent-

nahmen aus Fliessgewässern befasste. Zusammen mit

dieser Gruppe zeigte er grundlegende Beziehungen auf

zwischen Abflussmengen bzw. Abflussdynamik und Bio-

zönose-Entwicklung. Damit konnte die Festlegung von

ökologisch begründeten Restwassermengen massgeblich

unterstützt werden. Der «Restwassergruppe» blieb er

noch einige Zeit nach seiner Pensionierung treu.

6

Die EAWAG im Jahr des

Süsswassers

Yvonne Uhlig

Die Vollversammlung der Vereinten Nationen rief das Jahr

2003 zum Internationalen Jahr des Süsswassers aus.

Ziel war es, die Bevölkerung auf die Bedeutung der Res-

source Wasser aufmerksam zu machen und sie für einen

nachhaltigen Umgang mit dieser zu sensibilisieren. Als

Schweizer Wasserforschungsinstitution war die EAWAG

besonders gefordert. Mit ihren Aktivitäten sprach sie so-

wohl die breite Öffentlichkeit als auch Fachleute aus dem

In- und Ausland an. Schwerpunkte waren: die Sommer-

aktion Wasserstadt Zürich, zwei Veranstaltungen zur

Zukunft aquatischer Ökosysteme sowie Weiterbildungs-

angebote im Bereich Wassermanagement und

Siedlungsentwässerung.

Wasserstadt Zürich

Vom 21. Juni bis zum 20. Juli 2003 wurde Zürich zur

Wasserstadt. Schwerpunkt der Aktion war eine Freiluft-

ausstellung entlang der Limmat. Der aus sieben Sta-

tionen bestehende Wasserpfad zeigte unter anderem auf,

wohin der Regen in der Stadt verschwindet, woher das

Zürcher Trinkwasser kommt und was in See und Fluss

alles lebt (Abbildungen 1– 3). Führungen, Veranstaltungen

sowie Angebote für Schulen ergänzten das Programm.

Der historische Wasserstadtbummel, die Lesung von

Wassertexten in der Wasserkirche, die Grundwasseraus-

stellung und die Podiumsdiskussion zum Thema Wasser-

management stiessen bei der Zürcher Bevölkerung auf

reges Interesse. Mit mehr als 250 Einsendungen war

auch der vom «Tages-Anzeiger» durchgeführte Wasser-

geschichten-Wettbewerb ein grosser Erfolg. Getragen

wurde das Gemeinschaftsprojekt von den lokalen Akteu-

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Abbildung 1: Wasserstadt Zürich. Anlässlich der Eröffnung des Was-

serpfades suchen Elmar Ledergerber und Richard Lehner die Quell-

gebiete des Zürcher Trinkwassers. (Foto: Tom Kawara, Zürich)

7

ren im Bereich Wasser (Amt für Abfall, Wasser, Energie

und Luft AWEL, EAWAG, Entsorgung+Recycling Zürich

ERZ, Elektrizitätswerk der Stadt Zürich ewz, World Wide

Fund for Nature WWF), die sich im Jahr des Süsswassers

nicht gegenseitig das Wasser abgraben wollten. Der Zu-

sammenschluss verhalf dem feuchten Element zu einer

starken Präsenz in der Region Zürich. Hauptsponsoren

waren die Allgemeine Plakatgesellschaft APG, der «Tages-

Anzeiger» und die Vontobel-Stiftung.

Gewässerökosysteme weltweit unter Druck

Rund 160 ExpertInnen aus aller Welt diskutierten anläss-

lich der im März mit der «Foundation for Environmental

Conservation» durchgeführten «International Conference

on Environmental Future ICEF» über Trends und mögliche

Massnahmen (Abbildung 4). Es bestand Konsens, dass

heute praktisch alle aquatischen Ökosysteme unter

Druck stehen und sich dieser künftig noch verstärken

wird. Beispiele sind die Erhöhung der Nährstofffrachten,

der durch Bewässerung bedingte Rückgang des Frisch-

wassereintrags in Feuchtgebiete sowie die Zerstörung

der Habitate und deren Versalzung. Wie ein Blick in die

jüngere Vergangenheit Europas zeigt, sind aber durchaus

griffige Konzepte vorhanden, die die negativen Trends

aufhalten können. So ist beispielsweise der Eintrag nicht-

abbaubarer Chemikalien in Fliessgewässer seit der

Stockholmer Konferenz von 1972 verboten. Ausserdem

steht bereits eine Fülle wissenschaftlicher Erkenntnisse

zur Verfügung, die es ermöglichen sollte, positiven Ein-

fluss auf die Systeme zu nehmen. Es mangelt somit nicht

am Wissen, sondern vielmehr am Mut zur politischen

Umsetzung.

Auen der Schweiz

Wie kaum ein anderes Gewässerökosystem wurden die

Flussauen durch den Menschen verändert. Heute lebt

rund die Hälfte der europäischen Bevölkerung in ehemali-

gen Auengebieten, und in der Schweiz sind die Auen auf

nur 10% ihrer ursprünglichen Ausdehnung zusammen-

geschrumpft. Ein Umdenken ist hier dringend notwendig,

denn inzwischen weiss man nicht nur, dass Auen Zentren

biologischer Vielfalt sind, sondern auch, dass sie Hoch-

wasser wirksam zurückhalten können, das Grundwasser

Abbildung 2: Wasserstadt Zürich. Die Regeninstallation am Parade-

platz bot im heissen Sommer willkommene Abkühlung. (Foto: Franco

Bottini, Zürich)

Abbildung 3: Wasserstadt Zürich. Ungewöhnliche Einsichten in

Zürichs Unterwelt an der Station «Wasser im Untergrund» am

Limmatquai. (Foto: TBS identity, Zürich)

Abbildung 4: Venugopalan Ittekkot vom Zentrum für Marine Tropen-

ökologie in Bremen an der Medieninformation des ICEF. (Foto: Tom

Kawara, Zürich)

8

speisen und als Nährstoff- und Schadstofffilter das natür-

liche Selbstreinigungspotenzial von Bächen und Flüssen

erhöhen. Massnahmen zum Schutz bestehender Auen

und zur Revitalisierung ehemaliger Auengebiete standen

daher im Mittelpunkt der von der Schweizerischen Ge-

sellschaft für Hydrologie und Limnologie SGHL, vom

Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft BUWAL,

vom Bundesamt für Wasser und Geologie BWG sowie der

EAWAG gemeinsam organisierten nationalen Tagung «Die

Auen der Schweiz – Raumbedarf und Perspektiven», die

im Dezember an der ETH Zürich stattfand (Abbildung 5).

Wassermanagement-Kurs

Wasser ist die Lebensgrundlage schlechthin. Die gegen-

wärtige Entwicklung des weltweiten Wasserverbrauchs

ist jedoch alles andere als nachhaltig. Falls die heutigen

Nutzungspraktiken nicht verändert werden, wird im Jahr

2025 für rund die Hälfte der Weltbevölkerung das Wasser

knapp. Um die «Millennium Development Goals» der

Weltbank im Bereich Wasser zu erreichen, sind bis zum

Jahr 2015 Investitionen von jährlich 27 Milliarden USD

nötig. Im Hinblick auf die wirtschaftlichen Herausforde-

rungen zur Lösung der Probleme wollte die EAWAG ihr

Wissen und ihre Erfahrungen für Entscheidungsträger

nutzbar machen. Deshalb lancierte sie im Juli 2003 ge-

meinsam mit der Swiss Re den ersten «International

Water Management Course IWMC». Der fünftägige Kurs

vermittelte Managern und Wasserexperten aus staat-

lichen und öffentlichen Bereichen Grundlagen für die Um-

setzung nachhaltiger Strategien im Wassermanagement.

Die Kombination von Grundlagen und anwendungsorien-

tierten Fallstudien sowie die Möglichkeit, mit internatio-

nalen Experten aus Forschung und Praxis zu diskutieren,

wurden von den Teilnehmenden als sehr positiv bewertet.

Der nächste Kurs findet im September 2004 statt.

Weiterbildung Siedlungswasserwirtschaft

Entsorgung auf Knopfdruck: Die WC-Spülung und der

Lavabostöpsel machen es möglich. Die in Bad und

Küche anfallenden Abfälle werden schnell und hygienisch

mit Hilfe des Wassers abtransportiert. 97% der Schwei-

zer Bevölkerung sind an das Entwässerungssystem

angeschlossen. Es ist mit einem Gesamtwert von etwa

60 Milliarden Franken ein grosses, aber zumeist unsicht-

bares gesellschaftliches Gemeinschaftswerk. Nach 100

Jahren wird das System nun teilweise baufällig und muss

gepflegt und erneuert werden: eine Chance für Innovatio-

nen. Am Infotag der EAWAG vom 17. September 2003

zum Thema «Siedlungsentwässerung im Wandel» zeigten

VertreterInnen der EAWAG den rund 270 Besuchern

aktuelle Probleme und Schwachstellen des bestehenden

Systems auf und diskutierten mögliche Zukunftsszena-

rien (Abbildung 6).

Weitere Informationen:

www.wasserstadt.ch, www.icef.eawag.ch, www.iwmc.ch

Abbildung 5: Probenahme in der Auenlandschaft des Tagliamento.

(Foto: EAWAG)

Abbildung 6: Markus Boller am Infotag 2004 zum Thema «Siedlungs-

entwässerung im Wandel». (Foto: Tom Kawara, Zürich)

9

L E I T A R T I K E L

Fischnetz – Chronologie eines

nationalen ProjektesHerbert Güttinger, Patricia Holm, Armin Peter, Marc Suter

Am 29. Januar 2004 wurden die Resultate des Projektes

Nationales Netzwerk Fischrückgang Schweiz der interes-

sierten Öffentlichkeit vorgestellt und der Schlussbericht

abgegeben. Das Projekt Fischnetz ist zu Ende. Wir lassen

es im Folgenden nochmals Revue passieren.

Das Problem und die Initiierung eines

Querprojektes

Am 15. Januar 1998 wurden die Fischereiverwaltungen

der Kantone, das BUWAL, die EAWAG, das Zentrum

für Fisch- und Wildtiermedizin FIWI und die Interfakultäre

Koordinationsstelle für Allgemeine Ökologie IKAÖ zu

einem Informationsaustausch zum Thema «Rückgang von

Bachforellen in Fliessgewässern» nach Bern eingeladen.

Unisono war man sich einig: Die Forellenfänge sind rück-

läufig (Abbildung 1), vielerorts treten Gesundheitsschäden

bei den Fischen auf, die Ursachen sind unklar. Es besteht

dringender Klärungs- und Handlungsbedarf und der

Wunsch nach einer übergeordneten Zusammenarbeit. Ein

entsprechender Appell wird an die Bundesinstitutionen

gerichtet. An der Folgesitzung am 3. März 1998 erklären

sich die EAWAG-Vertreter bereit, das Projektmanagement

zu übernehmen, die Zustimmung der Direktion voraus-

gesetzt. An dieser Sitzung werden erstmals die in der

Runde vertretenen Hypothesen, die später die Grund-

lagen der Fischnetz-Arbeitshypothesen bilden, einer per-

sönlichen Gewichtung der Teilnehmenden unterzogen.

Am 28. Juli 1998 verschickte Ueli Bundi von der EAWAG-

Direktion folgendes E-Mail an einige EAWAG-Mitarbei-

tende:

Subject: Fischrückgang in schweizerischen Fliess-

gewässern. Informations- und Ausspracheveranstaltung.

Liebe KollegInnen

Problem (den meisten von Euch bekannt): In den ver-

gangenen 10 Jahren ist der Forellen-Fangertrag in den

Fliessgewässern um 50% zurückgegangen. Viele Fische

weisen Organschädigungen auf, speziell unterhalb von

ARA-Einläufen. Wenige Kantone, speziell BE und SG,

haben schon Untersuchungen durchgeführt. Es herrscht

aber grosse Ratlosigkeit über die Ursachen der Fisch-

probleme. Eine Gruppe von Vertretern des Bundes und

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der Kantone hat sich der Sache angenommen. Die

EAWAG ist vertreten durch Armin Peter. Ziel ist eine breit

abgestützte Untersuchung Bund/Kantone, die Feder-

führung soll bei EAWAG/BUWAL liegen. Die Direktion

der EAWAG hat zugesichert, dass die EAWAG die Unter-

suchung leitet und selber Untersuchungen durchführt.

Das BUWAL will Mittel zur Anstellung eines hoch qualifi-

zierten Projektleiters/einer Leiterin zur Verfügung stellen,

evtl. mit Beteiligung der EAWAG.

Am 4. November 1998 traf sich die «Nationale Taskforce

– Fischschädigungen und Fischrückgang» zu einer 1. Sit-

zung. Mit dabei waren Armin Peter (EAWAG), Ueli Och-

senbein (Gewässer- und Bodenschutzlabor Kt. Bern),

Erich Staub (BUWAL), Herbert Güttinger, Stephan Müller

und Ueli Bundi (EAWAG). Die Gruppe beschloss, eine

interimistische Projektleitung einzusetzen und das Pro-

jekt mit einer zweitägigen Klausur zu starten. Die Orga-

nisation des Projektes mit einer Projektleitung, einem

Lenkungsausschuss und einer technischen Begleitgruppe

(später TeilprojektleiterInnen) wurde festgelegt. Die

EAWAG stellte 30 000 bis 50 000 CHF als Startkapital

zur Verfügung und das BUWAL offerierte eine finanzielle

Beteiligung auf Antrag. An der Klausurtagung vom

14. und 15. Dezember 1998 in Olten beschloss die in-

zwischen eingesetzte interimistische Projektleitung

(Armin Peter, Ueli Ochsenbein, Erich Staub und Herbert

Güttinger) Folgendes: Das Projekt soll 4 – 5 statt nur

3 Jahre dauern, aber bereits nach 3 Jahren sollen Resul-

tate vorliegen. Es wird davon ausgegangen, dass die

Hypothese «Es existiert ein Fischrückgang» zutrifft, und

entschieden, zur Ursachenfindung für diesen Rückgang

Arbeitshypothesen zu formulieren. Das EU-Projekt COM-

PREHEND zur Untersuchung hormonaktiver Substanzen

sowie andere bereits angelaufene oder geplante Projekte,

die mit den Fragen von Fischnetz zu tun haben, sollen

mit berücksichtigt und später als Teilprojekte bezeichnet

werden. Allen Interessierten wird regelmässig ein Info-

blatt abgegeben, in welchem sie über den Stand der

Arbeiten in Kenntnis gesetzt werden. Es wird vereinbart,

im Mai ein Statusseminar zu organisieren. Bei einem

kreativen Mittagessen wird der Projektname «Netzwerk

Fischrückgang Schweiz» Fischnetz kreiert und damit das

Projekt, ein Querprojekt, geboren.

Das Projekt Fischnetz

Bereits am 20. Januar 1999 erscheint die Publikation

fischnetz-info zum ersten Mal. Sie enthält die Projekt-

fragen und -ziele, ein Organigramm und die Projekt-

organisation mit den bereits bestimmten Mitgliedern der

Projektleitung (dazugekommen sind noch Karl Fent,

EAWAG, Walter Giger, EAWAG, und Patricia Holm, Uni-

versität Bern). Vakant waren zu diesem Zeitpunkt noch

die Vertretung der chemischen Industrie und die Leitung

des Teams. Das Inserat zur Suche einer Vollzeit-Projekt-

leiterIn wurde deshalb nicht nur im ALPHA veröffentlicht,

sondern auch gleich in diese erste Nummer von fisch-

netz-info aufgenommen.

Zur Leitung dieses praxisrelevanten und faszinierenden

Projektes suchen wir Sie, eine Persönlichkeit:

• mit Fachkompetenz in Chemie, Ökotoxikologie,

Hydrobiologie,

• mit Erfahrung im Projektmanagement,

• mit der Fähigkeit zur Integration von Teilprojekten

und -resultaten,

• welche die interne und externe Kommunikation

gewährleistet und

• welche die Projektadministration sicherstellt.

Ein Profil des ersten gemeldeten Teilprojektes wurde als

Beispiel in fischnetz-info Nr. 1 publiziert. Es handelte

sich um die Studie des Amtes für Gewässerschutz und

Abfallwirtschaft des Kantons Bern «Biomonitoring in

Fliessgewässern des Kantons Bern».

Am 8. April 1999 fand im Bahnhof Olten die erste Teilpro-

jektleiterkonferenz statt und kurz darauf, am 6. Mai 1999,

Abbildung 1: Entwicklung der Forellenfänge in den Fliessgewässern

der Schweiz. Berücksichtigt sind alle Fänge von Bach-, Fluss-,

See- und Regenbogenforellen. Je nach Länge der Zeitreihen sind

die Daten von 9 bis 25 Kantonen erfasst. Da die bei den Kantonen

verfügbaren Datenreihen unterschiedlich weit in die Vergangenheit

zurückgehen, entstehen bei deren Einbezug jeweils neue Gesamt-

kurven. Die rekonstruierte Kurve orientiert sich am Verlauf der

Kantone mit bekanntem Fang. Die logarithmische Darstellung der

Zeitreihen ergibt, unabhängig vom Fangniveau, für gleiche prozen-

tuale Veränderungen eine gleiche Steilheit (Quelle: BUWAL, Sektion

Fischerei).

Forellenfang in Schweizer Fliessgewässern

Fore

llenf

ang

[A

nzah

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Taus

end

]

Jahr

25 Kantone(rekonstr.)

23 Kantone18 Kantone

9 Kantone

25 Kantone21 Kantone12 Kantone

1000

1500

800900

700

500

600

300

400

200

10090801970 1975 1980 1985 1990 1995 2000

11

das 1. Fischnetz-Fachseminar zum Thema «Projekt ‹Netz-

werk Fischrückgang Schweiz› – Ziele, Organisation, Teil-

projekte». Den 115 Teilnehmenden, die den Weg an die

HWV Winterthur gefunden hatten, konnten neben den

Zielen und Strukturen von Fischnetz auch bereits einige

Resultate von Teilprojekten (Alpenrhein, Alte Aare, Suhre,

Vitellogenin) vorgestellt werden. Im fischnetz-info Nr. 2

wurde die erste vorläufige Version der 12 Arbeitshypo-

thesen von Fischnetz publiziert (Abbildung 2):

1. Der Fischrückgang ist das Resultat von vielen kleinen

Effekten.

2. Die Fischbestände leiden an einer Fortpflanzungs-

schwäche.

3. Den Fischbeständen fehlen genügend nachwachsen-

de Fische.

4. Organschäden führen zum Tod der Fische.

5. Eine allgemeine Immunschwäche führt zum Tod der

Fische.

6. Schlechter Lebensraum ist die Ursache für den

Fischrückgang.

7. Kolmation der Kiessohle beeinträchtigt die Fort-

pflanzung der Forelle.

8. Weniger Fischnährtiere führen zu einer geringeren

Fischbiomasse.

9. Der Fischrückgang zeigt eine zu wenig angepasste

fischereiliche Bewirtschaftung.

10. Der Fischrückgang entsteht aufgrund von Angler-

verhalten und Fisch fressenden Vögeln.

11. Höhere maximale Wassertemperaturen reduzieren

den Lebensraum der Forelle.

12. Winterhochwasser reduzieren das Überleben von

Eiern und Brut der Forelle.

Am 1. August 1999 tritt Frau Dr. Patricia Holm ihre Stelle

als Projektleiterin von Fischnetz an. In der Projektleitung

arbeiten schliesslich mit: Herbert Güttinger, Armin Peter,

Walter Giger, Marc Suter, Karl Fent (1999), Roman Bucher

(2000 – 2002), Karin Scheurer (2002 – 2003), alle EAWAG;

Ueli Ochsenbein (Amt für Gewässerschutz und Abfall-

wirtschaft, Kanton Bern); Helmut Segner (Zentrum für

Fisch- und Wildtiermedizin, Universität Bern; ab 6/2000),

Peter Dollenmeier (Schweizerische Gesellschaft für Che-

mische Industrie SGCI, Basel), Heinz Renz (Schweize-

rischer Fischereiverband SFV [2001– 2003]), Erich Staub

(BUWAL).

Immer wieder erhält die Projektleitung Vorschläge für

Teilprojekte, die beurteilt und z.T. auch finanziert werden

sollten. Die Mitglieder teilen sich die Aufgaben des

Coachings der Projekte entsprechend den individuellen

Fachkenntnissen und Möglichkeiten. Die Feinplanung

der Hypothesen wird im Frühsommer 1999 in Angriff

genommen und dabei werden die Wissenslücken identi-

fiziert, für die es zusätzliche Teilprojekte braucht. Die

Homepage www.fischnetz.ch wird aufgestartet mit einem

öffentlichen und zwei internen Teilen für die Teilprojekt-

leiterInnen und die Projektleitung. Mittlerweile hat es sich

eingebürgert, dass die Projektleitungssitzungen im Bahn-

hofbuffet Olten stattfinden.

Am 20. Januar 2000 verabschiedet der Lenkungsaus-

schuss (Alexander J.B. Zehnder, Präsident, EAWAG;

Philippe Roch, BUWAL; Kaspar Eigenmann, SGCI; Kurt

Meyer, später Werner Widmer, SFV; Peter Schönen-

berger, SG; Elisabeth Zölch, BE) den Businessplan der

Abbildung 2: Verknüpfungen der aktu-

ellen Arbeitshypothesen im Fischnetz.

Die Befischungsintensität und die

Fisch fressenden Vögel sind hier in

Fischentnahme zusammengefasst. Die

Hypothese «verschiedene Faktoren»

ist hier aus Gründen der Übersichtlich-

keit nicht dargestellt. Die Ursachen

(helle Rechtecke) wirken direkt oder

über Intermediäreffekte (dunkle Recht-

ecke) auf die Abnahme des Fangs.

veränderteHydrologie

Fischentnahme

zu wenig nach-wachsende Fische

Reproduktions-schwäche

beeinträchtigteGesundheit

weniger Nahrung Populationreduziert

chemischeVerschmutzung

Lebensraumbeeinträchtigt

veränderteTemperatur

unangepassteBewirtschaftung

mehrFeinsedimente

Fang ab-genommen

12

Fischnetz-Projektleitung. Er unterstützt die Projektleitung

bei der Suche nach zusätzlichen Finanzen bei den Kanto-

nen und bei Sponsoren.

Die Projektleitung trifft sich am 24. und 25. Januar 2000

zu einer Klausur, an welcher die Hypothesen und die Fein-

planung zu deren Klärung intensiv diskutiert und hinter-

fragt werden. Sie entwirft ein Finanzierungsmodell, nach

dem alle Kantone eingeladen werden, sich an Fischnetz

zu beteiligen. Der Beitrag der Kantone setzt sich gemäss

Vorschlag von Fischnetz zusammen aus einem Sockel-

beitrag von 10 000 CHF und je 50% des Restbetrags von

total 400 000 CHF, aufgeteilt nach Finanzkraft und Fläche

der Kantone. Im Herbst 2001 haben sämtliche Kantone

und das Fürstentum Liechtenstein ihre Mitwirkung und

finanzielle Unterstützung zugesagt. Ausserdem trägt die

chemische Industrie zur Finanzierung bei. Rund 3,1 Mio.

CHF wurden im 5-jährigen Projekt investiert.

Die Zusammenarbeit mit Experten aus Wissenschaft und

Praxis und die breite ideelle und finanzielle Unterstüt-

zung widerspiegelt die gesellschaftliche Relevanz des

Projektes und die hohen Erwartungen bezüglich Problem-

lösungsstrategien. Sie bietet zudem Gewähr für praxis-

taugliche Resultate und Massnahmen, Merkmale, die

charakteristisch für transdisziplinäre Forschung sind und

welche die von der EAWAG gepflegte Brückenfunktion

zwischen Wissenschaft und Praxis stärken.

Am 2. und 3. Juli 2001 findet in Kastanienbaum ein

Workshop zum Thema PKD (proliferative kidney disease)

statt. Die Fachbeiträge werden in einem Sonderheft des

Tabelle: Ziele und Produkte von Fischnetz (aus Businessplan).

Ziele

1a) Übersicht zur gesamtschweizeri-schen und regionalen Enwicklungder Anglerfänge und Fischbe-stände sowie der Fischgesund-heit in den letzten 20 – 30 Jahren

1b) Grundlagen für standardisiertesÜberwachungssystem schaffen

1c) Erfolgskontrolle: künftige Er-hebungen zu Fischbeständenund Fischgesundheit in Fliess-gewässern vorbereiten

2) Wichtigste Einflussfaktoren be-schreiben und verstehen, Hand-lungsspielraum erfassen

3) Korrekturmassnahmen vor-schlagen

4) Laufende und neutrale Informa-tion über Projektverlauf

5) Synthese und Vernetzung

Produkte

• Berichte zur zeitlich-räumlichenEntwicklung und zur aktuellenLage der Fischfänge, der Bestan-desdichte, des Anglerverhaltensund des Gesundheitszustandessowie Synthesedokument zudiesen Bereichen

• Methodendokument

• Ausgebildete Fachleute

• Konzept für Erfolgskontrolle

• Dokument zur Bedeutung der ein-zelnen Einflussfaktoren (Ursache-Wirkungs-Ketten und Anteil)

• Methodenzusammenstellung

• Massnahmenkatalog (inkl. Mass-nahmen zur Erfolgskontrolle)

• fischnetz-info

• Homepage, Networking

• TP-Konferenzen

• Workshops, Fachseminarien

• Internationale Vernetzungen

• Publikationen, Vorträge

• Synthesedokumente

mögliche Wege

• Auswertung Anglerstatistiken

• Erhebung Anglerverhalten

• Auswertung und Datenerhebungenzum Fischbestand

• Erhebung des Gesundheitsstatusund Ermittlung der wichtigstenParameter

• Bestehende Methoden evaluierenund eventuell adaptieren, in Praxiseinführen

• Felduntersuchungen mit standardi-sierten Methoden

• Anwendung von Modellen zurbiologischen Integrität der Fisch-bestände

• Modellierung und Quantifizierungvon Stoffflüssen (soweit möglichund sinnvoll)

• Vernetzung punktueller Ergebnisse,Prioritätensetzung, Ressourcen-zuteilung, Zeitplanung

• Hypothesenworkshops

• Experimentelle Studien

• Massnahmenworkshop mit Betrof-fenen

• Publikationen und Vorträge

• Kommunikationsplan

• PL- und LA-Sitzungen

• Multivariate Analysen, Meta-Analyse

• Qualitative Synthesearbeit

Erfolgskriterien

• Zusammenhang zwischen Angler-fangstatistik und Fischbeständenerfasst

• Zeitliche Veränderungen bezüglichFischbestand und Fischgesundheitmit geografischem Bezug erhoben

• Fischbestand und -gesundheit inrepräsentativen Gewässern miteiner Genauigkeit erfasst, die für grosse Effekte statistisch ge-sicherte Aussagen erlaubt

• System zur quantitativen Erfassungvon Fischbeständen und Fisch-gesundheit ist wissenschaftlichfundiert und praktikabel

• Sollzustand und Defizite bekannt

• Ursachen, die Hauptteil der Ver-änderungen bewirken, identifiziert

• Begründung der Wichtigkeit ein-zelner Faktoren bei Wissenschaft,Öffentlichkeit und Verursachernakzeptiert

• Anthropogene Faktoren unter-schieden in flächenhafte unddiffuse Effekte

• Massnahmen identifiziert undadressatengerecht kommuniziert

• Massnahmen in internationaleGremien eingebracht

• Bekanntheit von Fischnetz so,dass Koordination und gegen-seitige Information bei Fischerei-kreisen und Entscheidungsträgernfunktioniert

• Erkenntnisse generiert, die überdie Ergebnisse der Teilprojektehinausgehen

13

«Journal of Fish Diseases» publiziert. Der Beizug interna-

tionaler und nationaler Experten zur raschen und fachlich

fundierten Abklärung spezifischer offener Fragen bewährt

sich als zusätzliche Methode zur Wissensvertiefung und

als Beitrag zur Meinungsbildung in der Projektleitung.

Gesamthaft sind es schliesslich 6 nationale und 4 inter-

nationale Expertenhearings, an denen insgesamt knapp

130 Experten begrüsst werden.

270 Personen lassen sich am Abschluss-Symposium

vom 29. Januar 2004 durch die Projektleitung über die

«Ursachen des Fischfangrückgangs in der Schweiz»

informieren. Sie können dabei den Schlussbericht, eine

CD-ROM mit allen veröffentlichten Teilprojektberichten

sowie eine Kurzfassung in Empfang nehmen. An einer

Medienkonferenz informieren dann einen Tag später

die Projektleiterin und die Mitglieder des Lenkungsaus-

schusses über die wichtigsten Resultate und die zu er-

greifenden Massnahmen.

Die wichtigsten Resultate und Folgerungen

In insgesamt 77 Teilprojekten wurden die oben genann-

ten Hypothesen zu den möglichen Ursachen des Fisch-

fangrückgangs untersucht. Aus der Fangstatistik wurde

deutlich, dass immer weniger Anglerinnen und Angler

Patente gelöst haben und dadurch die Fangintensität

nachgelassen hat. Damit lässt sich aber nicht der ge-

samte Rückgang des Fangertrags erklären. Die Detail-

auswertung der Fangdaten zeigt, dass auch die Fisch-

bestände zurückgegangen sind. Die Projektleitung von

Fischnetz kommt zum Schluss, dass der Bestandesrück-

gang vor allem auf die generell schlechte Situation bei

den Lebensräumen und auf die Krankheit PKD zurück-

zuführen ist. Schlechte Lebensraumqualität kann sowohl

die Morphologie als auch die Wasserqualität betreffen.

Schlechte Lebensräume Die Verbauung der Flüsse und

die Zerstörung der Ufervegetation liegen teilweise Jahr-

zehnte zurück. Deren Folgen, wie zum Beispiel monotone

Lebensräume und tausende von Wanderungshindernis-

sen für Fische, sind aber heute noch wirksam. Sie behin-

dern Fische bei der Flucht vor widrigen Umständen und

versperren den Zugang zu Laichplätzen an den Fluss-

oberläufen und Seitengewässern. Durch die Isolation der

Lebensräume ist der genetische Austausch zwischen den

Subpopulationen eingeschränkt.

Ungenügende Wasserqualität Die Belastung der Fliess-

gewässer durch Chemikalien ist in den letzten 30 Jahren

zurückgegangen. Nach wie vor können jedoch die Stick-

stoffverbindungen Nitrit und Ammoniak nach starken

Regenfällen gefährlich hohe Konzentrationsspitzen errei-

chen. Die Pestizidbelastung ist in den landwirtschaftlich

intensiv genutzten Gegenden des Mittellandes lokal

immer noch zu hoch und in den stark besiedelten Regio-

nen des Mittellandes erreichen natürliche und künstliche

Hormone die Wirkschwelle für Fische. Es wird vermutet,

dass vor allem das Zusammenwirken dieser Substanzen

(«Chemikalien-Cocktail») langfristig die Gesundheit der

Fische beeinträchtigt.

Infektionskrankheit PKD Im Rahmen der Untersuchun-

gen der Fischgesundheit wurde auch die erstmals 1979

in der Schweiz nachgewiesene PKD (proliferative kidney

disease) intensiver untersucht. Diese Nierenkrankheit

konnte in den Jahren 2000 und 2001 an knapp 200 Stel-

len in der Schweiz festgestellt werden – vor allem in

Gewässern des Mittellands. PKD führt zu aufgeschwolle-

nen Nieren und häufig zum Tod der Fische. Ein Vergleich

zeigt, dass an PKD-positiven Standorten die Fangzahlen

tiefer sind als in Gewässern ohne PKD. Die PKD dürfte

demnach einer der Hauptfaktoren sein, die zum Fang-

rückgang beigetragen haben.

Zusammenwirken mehrerer Einflüsse Wichtig für den

Bestandesrückgang ist aber auch die kombinierte Wir-

kung der Einflussfaktoren. So bricht PKD dann aus, wenn

die Wassertemperatur länger als etwa 2 Wochen über

15 °C liegt. Zwischen 1978 und 2002 haben die mittleren

Temperaturen der schweizerischen Fliessgewässer um

rund 1 °C zugenommen. Ausserdem führt die Temperatur-

erhöhung dazu, dass der für Forellen geeignete Lebens-

raum sich verkleinert: Den Kälte liebenden Forellen wird

es in den zunehmend wärmeren Gewässern des Mittel-

landes zu warm.

Situationsgerechte Massnahmen sind nötig Zentral ist,

dass sich die Gewichtung der Ursachen von Gewässer

zu Gewässer unterscheidet. Massnahmen müssen somit

unbedingt den lokalen Gegebenheiten angepasst wer-

den. In erster Linie sind die Lebensräume zu verbessern.

Die Gewässer müssen über den Längsverlauf besser ver-

netzt werden, die Ufervegetation ist zu fördern und es ist

dafür zu sorgen, dass immer genügend Wasser in den

Gewässern verbleibt. Für alle relevanten Stoffe sind Qua-

litätsstandards festzulegen und einzuhalten. Das Gewäs-

serschutzgesetz ist konsequenter zu vollziehen und die

Bewirtschaftung der Gewässer muss optimiert werden.

Fische aus PKD-Gewässern dürfen nicht in PKD-freie oder

nicht auf PKD untersuchte Gewässer eingesetzt werden.

Der Besatz soll gründlich geplant und nur im Rahmen

von Besatzkonzepten durchgeführt werden. Um die lang-

fristige Entwicklung und die Wirkung von Massnahmen

verfolgen zu können, ist eine systematische Überwachung

der Fischbestände nötig.

Folgeprojekt und Beratungsstelle Die bereits eingeleite-

ten sowie auch die empfohlenen Massnahmen erfordern

14

weitergehende Informationen, Schulung und Unterstüt-

zung bei der Erfolgskontrolle. Fischnetz wird deshalb mit

dem Folgeprojekt «Optimierung der Fangerträge und

Gewässerqualität» vor allem die Kantone bei der Umset-

zung der Massnahmen unterstützen. Ab Frühjahr 2004

steht der Fischerei-Praxis auch die Fischereiberatung

FIBER zur Verfügung, die von EAWAG, BUWAL und dem

SFV getragen wird.

Persönliche Eindrücke

Patricia Holm Fischnetz – mein Leben! Zumindest

während der knapp 5 Jahre, die ich – an der EAWAG

beheimatet – dieses faszinierende Projekt leitete. Ein

manchmal atemberaubender Cocktail aus tief gehenden

Fachdiskussionen, Streit über den «wahren» Forschungs-

ansatz und Auftrag der EAWAG (!) in solchen Querpro-

jekten, dann wieder Eingehen auf – oft sehr besorgte –

Beobachtungen von Fischern, Sonntagvormittage in

verrauchten Turnhallen, das Projekt präsentierend …

Natürlich gab es die rote Linie (Businessplan!), der wir

auch mehr oder minder strikt gefolgt sind, so gut es be-

kanntlich in einem Forschungsprojekt dieser Dimension

möglich ist. Doch darüber hinaus: In diesem Projekt, in

Zusammenarbeit mit den damit verbundenen Personen

in Projektleitung, Lenkungsausschuss und Teilprojekten

habe ich zahlreiche wertvolle Erfahrungen gesammelt,

viel gelernt und prägende Erlebnisse gehabt.

Armin Peter Am Anfang ging es darum, für die schwie-

rige Aufgabe ein kreatives und erfahrenes Team zu-

sammenzustellen. Nach intensiver Planung ging es los

mit Koordinationen, Initiierung von Projekten und auf-

wändigen Felduntersuchungen. Dass es gelang, all die

vorgesehenen Arbeiten durchzuführen, war auch dem

Enthusiasmus im Team der Projektleitung zu verdanken.

Wie anfänglich oft vermutet, gelang es nicht, den Fang-

rückgang nur auf eine einzige Ursache zurückzuführen.

Dennoch war Fischnetz erfolgreich, gelang es doch,

Hypothesen auszuschliessen und wichtige Massnahmen

zu formulieren. Der Aufwand für Fischnetz ist eine Inves-

tition in die Zukunft. Werden die vorgeschlagenen For-

schungs- und Datendefizite jetzt angegangen, wird es in

10 Jahren möglich sein, Analysen mit umfangreicheren

Daten durchzuführen. Vielleicht werden wir bis dann auch

wieder zufriedene Fischer an unseren Gewässern finden.

Marc Suter Wie schon im EU-Projekt COMPREHEND

hat mich auch im Fischnetz die Zusammenarbeit mit

WissenschafterInnen aus völlig andersartigen Disziplinen

und mit Fachleuten aus der Praxis fasziniert. Dabei über-

rascht eigentlich, wie schwierig es ist, eine gemeinsame

Sprache zu finden, ein Umstand, der das Bearbeiten

eines sehr komplexen Gebiets nicht eben vereinfacht.

Dennoch oder gerade deshalb war dieses Projekt für

mich eine Bereicherung.

Herbert Güttinger Das Projekt Fischnetz war für mich

wie ein spannender Kriminalfall, den ich mit tollen Kolle-

ginnen und Kollegen bearbeiten durfte. Die Fische als

Opfer und die Menschen als mutmassliche Täter. Viele

Vermutungen und Vorurteile standen im Raum und die

Untersuchungen ergaben fast nur Indizien und kaum

Beweise. Die Analyse der vielen Detailinformationen und

schliesslich ihre Synthese waren spannend bis zum

Schluss und das Resultat nicht vorhersehbar. Glück-

licherweise haben sich aber die Indizien im Laufe der

Arbeiten, Expertengespräche und Diskussionen so ver-

dichtet, dass die vorgeschlagenen Massnahmen gute

Erfolgsaussichten haben, wenn sie umgesetzt werden.

Nachwort von Alexander J.B. Zehnder

Fischnetz ist in seinem Ansatz sicher einmalig. Alle, die

in irgendeiner Weise betroffen sind, haben nicht nur finan-

ziell, sondern auch konzeptionell sowie in der Datenbe-

schaffung aktiv zum Gelingen der Projekte beigetragen.

Mitgemacht haben die Fischer und ihre Organisationen,

alle (!) Kantone und das Fürstentum Liechtenstein, die

chemische Industrie, der Bund und die Wissenschaft.

Alle Beteiligten trugen dieses Projekt mit viel Einsatz bis

zum letzten Tag. Meine Kolleginnen und Kollegen des

Lenkungsausschusses haben Fischnetz immer tatkräftig

unterstützt und in ihren jeweiligen Umfeldern für eine

fortwährende positive, ja sogar enthusiastische Akzep-

tanz des Projektes gesorgt. Es liegt in der Natur der

Sache, dass der Fischrückgang auf komplexe Zusam-

menhänge von verschiedensten Faktoren zurückzuführen

ist. Die Fische haben sich im Verlauf der Evolution opti-

mal an alle Gegebenheiten und Einflüsse ihrer komplexen

Umwelt angepasst. Längerfristige Störungen der qualita-

tiven und quantitativen Aspekte ihres Lebensraumes

müssen zwangsweise Effekte für die Fische zeigen. Die

offensichtlichsten negativen Einflüsse auf die Fische sind

in den letzten 50 Jahren mit verschiedenen Massnahmen

beseitigt worden. Fischnetz hat gezeigt, dass unsere

Arbeit noch nicht abgeschlossen ist. Vom politischen

Willen aller Beteiligten hängt es nun ab, ob wir die nöti-

gen Lehren aus gewissen Fehlentwicklungen ziehen

und den Fischen ihren Platz in der Natur wieder zurück-

geben werden.

15

K U R Z B E I T R Ä G E A U S D E N T Ä T I G K E I T S -

B E R E I C H E N D E R E A W A G

Umwelttechnologie

Forschung unterstützt SODIS-Anwendung

Martin Wegelin

Die solare Wasserdesinfektion (SODIS) wurde an der

EAWAG entwickelt und wird nun weltweit in Entwicklungs-

ländern eingeführt. Dass diese genial einfache Methode,

bei der mit Hilfe von Sonnenlicht und Plastikflaschen

Trinkwasser entkeimt wird, auch immer wieder umfang-

reiche und teilweise hoch spezialisierte Forschung be-

nötigt, wird im Folgenden dargestellt.

Diffusion von kanzerogenen Stoffen in Wasser: In einer

in den USA durchgeführten Diplomarbeit wurden Krebs

erregende Substanzen (DEHA und DEHP) beim mehr-

maligen Gebrauch von Plastikflaschen scheinbar nach-

gewiesen. Durch diese Arbeit alarmiert, veranlasste

die EAWAG die Durchführung von Experimenten an der

EMPA. Neue und gebrauchte PET-Flaschen aus Hondu-

ras, Nepal und der Schweiz wurden für Tests im besonn-

ten Wasserbad (60 °C ) und für die Exposition am vollen

Sonnenlicht und im Schatten verwendet. Für die analy-

tisch sehr heiklen Versuche setzte Dr. Peter Schmid,

Chemiker und Toxikologe, die Gaschromatographie und

Massenspektometrie ein [1]. Die Abbildung zeigt, dass

die maximalen gemessenen Konzentrationen für DEHA

etwa 1000-mal kleiner sind als der von der WHO angege-

bene Richtwert, jene für DEHP waren etwa 8-mal kleiner

als die entsprechende WHO-Richtlinie, und daher können

PET-Flaschen für SODIS unbedenklich verwendet werden.

Abtötungsmechanismen: Anfänglich war für die Entwick-

lung von SODIS nur das Resultat wichtig: Werden unter-

suchte Bakterien und Viren abgetötet oder nicht? Wie

dies geschieht, war nicht von Bedeutung. Jetzt erforscht

Michael Berney, ein Doktorand von Dr. Thomas Egli in

der Mikrobiologie an der EAWAG, die mutmasslichen

Inaktivierungsmechanismen (Schädigung der DNA oder

der Zellmembran?) sowie die Regenerierungsmechanis-

men von Bakterien unter Einsatz von moderner Labor-

technik (Durchfluss-Zytometrie) und Verwendung der

molekularen Mikrobiologie. Weitere Informationen dazu

finden sich im Kurzbeitrag «SODIS – Neuigkeiten aus der

Forschung», S. 16.

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16

Gesundheitsstudie: In Zusammenarbeit mit dem Schwei-

zerischen Tropeninstitut (STI) in Basel und lokalen Part-

nern in Bolivien wurde eine Feldstudie durchgeführt, um

den Einfluss von SODIS auf die Reduktion der Durchfall-

rate bei deren Benutzern, vor allem bei den Kindern unter

5 Jahren, zu ermitteln. Die Resultate zeigen, dass diese

Rate um etwa 20% reduziert werden kann [2], was sich

mit den in der Literatur beschriebenen und vergleich-

bareren Studien über den Einfluss der Wasserqualität

auf die Gesundheit deckt. Um die Gesundheitssituation

markant zu verbessern, muss daher SODIS im Verbund

mit anderen Interventionen (Kampagnen zur Förderung

der allgemeinen Hygiene, insbesondere des Hände-

waschens mit Seife und einer geordneten Entsorgung der

Fäkalien) eingesetzt werden. Diese Strategie wird von

unseren Partnern in Entwicklungsländern auch befolgt.

Soziale Akzeptanz: In einer Feldstudie werden in Nicara-

gua Akzeptanz und Anwendung von SODIS in mehreren

Projekten evaluiert. Diese Studie, von Anne-Marie Altherr,

Psychologiestudentin aus Genf, und von PD Dr. Hans-

Joachim Mosler der EAWAG betreut, hat die Effizienz der

von den lokalen Partnern eingesetzten Informations-

strategie aufgezeigt und hilft, diese weiterzuentwickeln.

Die Resultate zeigen, dass SODIS in gut erreichbaren

Projektgebieten zu 80% akzeptiert wird, in stark ver-

streuten Siedlungen die Akzeptanz aber auf 20% sinkt.

Neben der Betreuung und Beratung der Zielbevölkerung

spielt auch der von den Leuten empfundene Bedarf einer

Trinkwasseraufbereitung eine zentrale Rolle [3].

Diese Beispiele zeigen, dass Forschung für SODIS weiter-

hin nötig ist. Der einfachen Methode wird immer wieder

mit Skepsis begegnet – die Idee ist so einfach, das kann

doch nicht funktionieren! Die EAWAG wird sich weiterhin

der gestellten Fragen annehmen und diese aufgrund

wissenschaftlicher Abklärungen durch Fachexperten be-

antworten lassen.

Literatur[1] Migration of Organic Components from Polyethylene Terephthalate

(PET) Bottles into Water, EMPA Report 429670, 20.6.2003.

[2] Hobbins M.: The SODIS Health Impact Study, Report STI, 23.12.2003.

[3] Altherr A.-M.: Personal, Situational and Social Factors Influencing the

Current and Future Use of SODIS in Nicaragua: A Quantitative Pilot

Study, Universities of Geneva and Zurich, January 2004.

SODIS – Neuigkeiten aus der Forschung

Michael Berney, Hans-Ulrich Weilenmann, Thomas Egli

Die SODIS-Forschung geht in eine neue Runde. Nicht

mehr die Effektivität, sondern die Mechanismen der Ab-

tötung sind das zentrale Thema. Moderne Geräte wie

z.B. Durchfluss-Zytometer ermöglichen neue Einblicke in

die letzten Stunden der Durchfallbakterien.

In den vergangenen zehn Jahren konnte sich die solare

Wasserdesinfektion (SODIS) einer stetig steigenden

Beachtung erfreuen. Sowohl in den Zielländern in den

Tropen als auch in unseren Breitengraden konnten das

Abbildung 1: Toxikologisches Risiko für die maximalen gemessenen

Konzentrationen von Di(2-ethylhexyl)adipat (DEHA) und Di(2-ethyl-

hexyl)phthalat (DEHP).

Sonne 60 °CSonneSchattennicht exponiert

DEHA

Kre

bsr

isik

o

100%

10%

1%

0,1%

0,01%

Aus

schö

pfu

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es W

HO

-Ric

htw

erte

sDEHP

SonneSchatten

nicht exponiert

DEHPSonne 60 °C

nicht exponiert

10–6

10–7

10–8

10–9

10–10

Richtwerte WHO

DEHA: 08 µg/l,DEHP: 80 µg/l

Krebsrisiko

akzeptiertesRisiko 10–6

DEHA

nich

tak

zep

tiert

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über

dem

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SonneSchatten Sonne 60 °C

Sonne 60 °CSonneSchattennicht exponiert

akze

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Ris

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r d

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wer

t

Abbildung 2: Gesundheitsbefragung der Zielbevölkerung.

(Foto: Martin Wegelin)

17

Verständnis und die Akzeptanz gesteigert werden. Wäh-

rend die Effektivität der Methode im Labor und in zahl-

reichen Feldtests unter natürlichen Bedingungen nach-

gewiesen wurde, könnte eine genauere Untersuchung

der Inaktivierungsmechanismen die wissenschaftliche

Akzeptanz erhöhen und einen Beitrag zur Verbesserung

der Effizienz leisten. SODIS inaktiviert Durchfallbakterien

(z.B. Salmonellen) im Wasser durch ein Zusammenspiel

von Sonnenstrahlung und Hitze. Werden diese beiden

Effekte separat betrachtet, stellt man fest, dass sie nicht

annährend so effektiv sind wie in Kombination.

Maximale Temperaturen, die in den PET-Flaschen erreicht

werden können, liegen zwischen 45 und 50 °C. Im Labor

stellten wir fest, dass Testorganismen wie Escherichia

coli in diesem Temperaturbereich extrem sensitiv sind.

Diese Empfindlichkeit war jedoch stark abhängig von der

Wachstumsphase, in der sich die Testorganismen be-

fanden. Hungernde Bakterien, welche kaum wuchsen,

waren resistenter als jene, die sich in nährstoffreichen

Bedingungen stark vermehrten. Die Kultivierung der Test-

organismen ist deshalb ein wichtiger Faktor und kann

das Testresultat merklich beeinflussen. Wir stellten fest,

dass bei verschiedenen publizierten Kultivierungsmetho-

den für Desinfektionsexperimente die Reproduzierbarkeit

der Ergebnisse mangelhaft ist. Teilweise wurden sogar

Bakterien aus Wachstumsphasen verwendet, in welchen

die Organismen sehr stresssensitiv sind. Damit erreicht

man zwar eine hohe Desinfektionseffizienz, simuliert die

natürliche Situation aber unzureichend. Es ist anzuneh-

men, dass in natürlichen Gewässern die Nährstoffverfüg-

barkeit im Vergleich zum Labor stark eingeschränkt ist

und Bakterien deshalb widerstandsfähiger sind. Dieses

Resultat, so unspektakulär es scheinen mag, ist essenziell

und verlangt nach einem einheitlichen Vorgehen bei der

Kultivierung von Testorganismen für Desinfektionsexperi-

mente. Wir haben ein Vorgehen entwickelt, welches die

Reproduzierbarkeit verbessert und widerstandsfähige

Bakterien produziert.

Bei der Ermittlung von Zellveränderungen aufgrund von

Bestrahlung oder Erhitzen eröffnet uns die Durchfluss-

Zytometrie neue Möglichkeiten. Ursprünglich als Zähl-

gerät für Blutzellen entwickelt, erlauben die heutigen

Instrumente auch eine quantitative und qualitative Ana-

lyse von Mikroorganismen. Bakterien strömen mit hoher

Geschwindigkeit an einem Laser vorbei. Dabei gibt das

gestreute Licht Hinweise auf den Zustand der Bakterien.

Mit dieser Methode konnten wir zeigen, dass die Bestrah-

lung mit Sonnenlicht wahrscheinlich keine Membran-

schädigungen hervorruft. Erstaunlich ist, dass diese

Zellen mit den traditionellen Messmethoden (Plattieren)

als tot gelten, die Zellhülle aber über längere Zeit intakt

bleibt. Dasselbe Verhalten zeigten hungernde Zellen, die

auf bis zu 60 °C erhitzt wurden. Schnell wachsende

Zellen lösten sich bei Erhitzen schnell auf. Wir vermuten

deshalb, dass Membranschädigungen keine entschei-

dende Rolle bei der Inaktivierung durch Sonnenlicht spie-

len. Die erwähnten Resultate werfen aber neue Fragen

auf: Sind diese Zellen wirklich tot oder können sie sich

einfach nicht mehr teilen? Welche Schädigungen treten

in der Zelle auf? Mit Farbstoffen und fluoreszierenden

Antikörpern können wir Schädigungen in der Zelle nach-

weisen und mit dem Durchfluss-Zytometer bald auch

sortieren. Sortierte Zellen können dann weiter analysiert

werden, um Rückschlüsse auf das Geheimnis von SODIS

zu gewinnen.

Dynamische Simulation als Werkzeug für die

Optimierung von Kläranlagen

Leiv Rieger, Willi Gujer, Hansruedi Siegrist

Momentan werden Kläranlagen statisch auf eine Spitzen-

belastung ausgelegt, obwohl es sich um stark dynami-

sche Systeme handelt. Mit der dynamischen Modellierung

steht ein Werkzeug zur Verfügung, welches ein umfang-

reiches Variantenstudium erlaubt, ohne teure und zeit-

intensive Pilotversuche zu fahren. Hierdurch können freie

Kapazitäten erkannt, quantifiziert und optimale Lösungen

für die spezifische Kläranlage ermittelt werden.

Die dynamische Simulation von Abwasserreinigungs-

anlagen ist international ein etabliertes Werkzeug in der

Forschung und wird zunehmend auch in der Praxis ein-

gesetzt. Sie wird erfolgreich angewandt zur Optimierung

von Kläranlagen, für Leistungsnachweise, konzeptuelle

Verfahrensvergleiche oder zum Entwurf von Mess-,

Steuer- und Regelungsstrategien (MSR). Durch das kom-

primierte Prozesswissen eignet sie sich hervorragend

zur Ausbildung von Klärwerkpersonal oder angehenden

Verfahrenstechnikern. In letzter Zeit wird verstärkt der

Einsatz von Modellen für weiter gehende Steuerungs-

strategien (Model-Based Control) diskutiert, die ausge-

hend von einem Zulaufsignal Prognosen der Reinigungs-

leistungen berechnen und so optimale Einstellungen

der Stellglieder bestimmen sollen.

Die vorhandenen Modelle sind zwar stark überparamet-

riert (d.h. identische Resultate können mit unterschied-

lichen Parametereinstellungen erreicht werden), doch hat

die breite Anwendung zu verlässlichen Parametersätzen

zumindest für kommunales Abwasser geführt. Die grösste

Unsicherheit geht nicht mehr von den Modellen aus,

sondern von der genutzten Datenbasis. Weiterhin bedingt

die Anwendung der Modelle ein detailliertes und damit

teures Fachwissen. Demgegenüber treten die Kosten für

die benötigte Software (zwischen 1000 und 30 000 CHF)

18

in den Hintergrund. Die Abbildung zeigt schematisch den

Ablauf einer Simulationsstudie, wie er von der «Hoch-

schulgruppe: Dynamische Simulation von Abwasserreini-

gungsanlagen» vorgeschlagen wird.

Welche Vorteile bringt uns nun die dynamische Simula-

tion? Zunächst wird das benötigte Wissen über die kom-

plexen Abläufe und Zusammenhänge des biologischen

Klärprozesses in komprimierter und nutzbarer Form ver-

fügbar gemacht. Die Dynamik des Systems geht in die

Berechnungen ein, so dass selbst zeitlich begrenzte freie

Kapazitäten erkannt und quantifiziert werden können.

Weiterhin erlaubt dieses Werkzeug umfangreiche Varian-

tenstudien, ohne dass teure und zeitintensive Pilotver-

suche durchgeführt werden müssen. Letztendlich können

so optimale Lösungen für die spezifische Kläranlage er-

mittelt werden.

Fallbeispiele

An der EAWAG wurden im Zuge des Projekts «Umsetzung

innovativer MSR-Konzepte in der Nährstoffelimination»

Simulationsstudien für drei verschiedene Kläranlagen

(30 000/130 000/600 000 Einwohnerwerte) durchgeführt,

um verschiedene Belüftungsstrategien zu vergleichen

und anlagenspezifisch zu optimieren. Ziel war eine mög-

lichst hohe Stickstoffelimination bei reduziertem Energie-

verbrauch. Als Resultat konnten durch die dynamische

Simulation freie Kapazitäten ermittelt werden, die durch

Einsatz von MSR-Technik nutzbar gemacht werden

können. So ergab sich bei allen Anlagen eine deutliche

Reduktion des Energieverbrauchs von 25 – 30% und eine

Steigerung der Stickstoff-Eliminationsleistung zwischen

30 und 50% gegenüber dem momentanen Betrieb. In

ausgedehnten Versuchsphasen wurden die besten Vari-

anten auf zwei Anlagen grosstechnisch umgesetzt. Die

Ergebnisse bestätigten die Simulationsresultate. Mittler-

weile laufen die Regelungen im Normalbetrieb. Auf der

dritten Anlage sind die Vorabklärungen für eine gross-

technische Umsetzung im Gange.

Literatur[1] Langergraber G., Rieger L., Winkler S., Alex J., Wiese J., Owerdieck

C., Ahnert M., Simon J. and Maurer M.: A Guideline for Simulation

Studies of Wastewater Treatment Plants. (Akzeptiert zur Veröffent-

lichung in Water Sci. Tech.)

Développement d’un système de mesure vidéo

pour les bassins de rétention et les déversoirs

d’orage

Luca Rossi, Min Hahn, Markus Boller

Les mesures de débits dans les systèmes d’assainisse-

ment sont particulièrement difficiles à réaliser, ceci dû

aux caractéristiques du milieu (variations importantes de

débits, nombreux débris flottants, présence de gaz

corrosifs, humidité permanente …). Or, c’est justement

par le biais de ce monitoring que l’on peut répondre aux

problèmes qui se posent en assainissement urbain, à

savoir notamment les risques d’inondations et de pollu-

tions. Dans notre étude, nous proposons d’utiliser un

système de mesure vidéo pour le contrôle des bassins

de rétention et des déversoirs d’orage.

Des montants importants ont été investis en Suisse

dans la construction de systèmes de rétention des eaux

pluviales (plus de 2 milliards de CHF). Cependant, le

comportement par temps de pluie de ces systèmes est

souvent mal connu. En effet, les sondes de mesures

habituellement mises en place donnent une indication

sur la hauteur d’eau et éventuellement sur la vitesse en

un seul point de l’écoulement. En cas de dérive de la

sonde, de mesures douteuses ou de comportement

hydraulique particulier (comme c’est souvent le cas pour

les déversoirs d’orage), il est impossible, sans une ob-

servation sur place, d’interpréter correctement les résul-

tats obtenus.

Pour faire face à ces problèmes, une solution novatrice

consiste à utiliser les technologies de vidéo surveillance.

Les avantages sont les suivants:

• les mesures se font en dehors de l’écoulement (pas

de risque de colmatage);

• le système est résistant à l’humidité et à la corrosion,

moyennant l’utilisation de boîtier de protection pour

les caméras;

Abbildung: Aufbau einer Simulationsstudie (angelehnt an die

«HSG Guideline» [1]).

Simulation / Erfolgskontrolle / Dokumentation

Kalibrierung und Validierung der Modelle

Beschaffung der spezifischen Datenfür die Simulation, Experimente

Erarbeiten des hydraulischen Modells undEntwurf von Experimenten mit Hilfe der Simulation

Sicherung der Qualität der Daten

Wahl der Modelle, Systemabgrenzung,Beschaffung von Grundlagen und Daten

Formulierung der Ziele

19

• l’autonomie de stockage de l’information est impor-

tante: les images sont stockées sur un support numé-

rique permettant p. ex. un mois de mesures en continu

pour trois caméras;

• le système permet d’avoir une vue d’ensemble de

l’écoulement, et pas seulement en un seul point;

• un accès en temps réel et à distance sur ce qui se

passe dans le réseau est possible, via une connexion

Internet;

• le système d’archivage des informations est convivial:

les fonctionnalités de détection de mouvement per-

mettent d’enregistrer les séquences vidéo uniquement

lorsque le niveau d’eau atteint une certaine hauteur.

Cela est particulièrement important pour les bassins

de rétention qui peuvent rester vide plus de 95% du

temps.

Un système de vidéosurveillance a été testé par l’EAWAG

sur un bassin de rétention de 1200 m3 situé à Uster

(images 1 et 2). Le système comprend trois caméras à

haute résolution connectées à un système de gestion.

Ces caméras ont été placées dans le bassin de rétention,

au niveau de la conduite d’amenée à la station d’épura-

tion et à la sortie de celle-ci. Le système d’acquisition

reste en dehors du bassin, protégé par un caisson clima-

tisé facilement transportable.

Actuellement, notre étude se poursuit pour développer

un logiciel d’analyse d’image automatique permettant

d’estimer les hauteurs d’eau sur la base des images en-

registrées. Différents travaux montrent également qu’il

est possible, sur la base d’images vidéo, d’estimer les

vitesses d’écoulement en se basant sur les vitesses des

débris flottants.

A terme, le but de cette recherche est de fournir un

système compact complet (matériel et logiciels) pour la

surveillance de bassins de rétention ou de structures

hydrauliques particulières (déversoirs d’orage). Un tel

système permettra d’optimiser le fonctionnement des

installations déjà construite et ainsi de limiter les déver-

sements d’eaux polluées lors d’événements de pluie.

Verbesserte Abwasserreinigung durch

Membranen: wegweisender Technologie-

durchbruch oder Luxuslösung?

Adriano Joss, Alfredo C. Alder, Anke Göbel,

Patrice Goosse, Elvira Keller, Christa S. McArdell,

Hansruedi Siegrist

Wo eine Hygienisierung des behandelten Abwassers er-

forderlich oder die Gesamtmenge an ungelösten Stoffen

für das Gewässer von Bedeutung ist, lohnt sich der Mehr-

aufwand einer Membranbelebungsanlage. Für die nahe

Zukunft könnte sich diese Technologie auch für dezent-

rale Kleinstkläranlagen bewähren.

Elimination von Mikroorganismen und Viren: Ein deut-

licher Vorteil der Membranverfahren mit Porengrössen im

Bereich von 0,01–1 µm, d.h. kleiner als Bakterien (siehe

Abbildung einer Membran), liegt in der Abtrennung par-

tikulärer Stoffe und damit der pathogenen Mikroorganis-

men um mindestens 99,999% [1]. Die Elimination von

Viren (typische Grösse zwischen 0,02 und 0,2 µm) um

90 – 99% lässt sich anhand von Wechselwirkungen mit

dem Belebtschlamm erklären (Inkorporation in Belebt-

schlammflocke [2]). Sofern Antibiotikaresistenzen an

Mikroorganismen gebunden sind, ist hier eine vergleich-

Image 1: Sortie du

bassin de rétention

par temps de pluie.

A ce moment, le

bassin de rétention

est rempli, la capa-

cité de traitement

de la station d’épura-

tion n’est pas suffi-

sante et une partie

des eaux est rejetée dans le milieu naturel, après passage dans un

ouvrage de dégrillage afin de retenir les déchets grossiers.

Arrivée d’eau parle bassin rempli

Ouvrage dedégrillage

Rejet milieunaturel

Image 2: Sortie du

bassin de rétention

lors d’une pluie plus

importante. Une

partie des eaux

passe par dessus

l’installation de dé-

grillage et n’est pas

traitée avant rejet.

Abbildung: Elektronenmikroskopische Aufsicht auf eine Mikro-

filtrationsmembran (Kubota). (Foto: Denis Mavrocordatos)

10 µm

20

bar gute Elimination zu erwarten. Resistenzen werden

aber auch unabhängig von Mikroorganismen übertragen

(z.B. via Viren oder Plasmide). Die Bedeutung dieses

Transportwegs ist gegenwärtig noch nicht quantifizierbar,

weshalb zurzeit bezüglich der gesamten Rückhalterate

für Resistenzen keine definitive Aussage möglich ist.

Elimination von Mikroverunreinigungen: (Mikroverunreini-

gungen: Sammelbegriff für chemische Stoffe, die trotz

geringen Konzentrationen oft hohe biologische Aktivität

und somit [öko-]toxikologische Relevanz aufweisen, z.B.

Hormone, Arzneimittel oder Pestizide.) Eines der Haupt-

ziele der Membranbelebungsanlage im Pilotmassstab auf

dem Gelände der Kläranlage Kloten/Opfikon ist es zu

untersuchen, was die Membrane hinsichtlich der Elimi-

nation von Mikroverunreinigungen zu leisten im Stande

sind. Obwohl gegenwärtig nur Ergebnisse für knapp

20 von tausenden potenziellen Mikroverunreinigungen

vorliegen, zeichnet sich ab, dass das Schlammalter

(SA; mittlere Verweilzeit der Klärschlammmikroorganis-

men) massgebenden Einfluss auf den Abbau dieser Stoffe

hat: Die Abbaubarkeit der untersuchten Mikroverunreini-

gung nimmt signifikant zu, wenn man eine Hochlast- (SA

< 4 Tage) mit einer Nährstoff eliminierenden Belebungs-

anlage (SA 10 –15 Tage) vergleicht. Zwischen einer Nähr-

stoff eliminierenden und einer Schlamm stabilisierenden

Anlage (SA 25 – 30 Tage) setzt sich dieser Trend fort, aber

der Unterschied ist deutlich kleiner. Die Methode des

Schlammrückhalts (konventionelle Sedimentation gegen-

über Mikro- oder Ultrafiltration) hat hingegen keine

direkte Auswirkung auf die Eliminationsleistung: Wegen

der geringen Grösse (kleiner 5 nm, Molekulargewicht

100 –1000 g/Mol) werden gelöste Mikroverunreinigungen

durch die 1000fach grösseren Membranporen nicht

anhand direkter Siebung zurückgehalten, sondern eine

eventuelle Elimination ist nur durch Wechselwirkungen

mit dem Schlamm zu erklären. Durch das Wegfallen der

Problematik des Schlammtreibens sowie der höheren

Schlammkonzentrationen (kleinere Reaktorvolumina) wer-

den Membranbelebungsanlagen jedoch meist mit einem

relativ hohen Schlammalter von 20 – 30 Tagen gefahren.

Dementsprechend kann von einer (für ein Belebungsver-

fahren) guten Eliminationsleistung ausgegangen werden.

Diese geht aber im Fall der Membrantechnik mit einem

ökonomischen und energetischen Mehraufwand einher

(moderne Membrananlagen verbrauchen 0,5 –1 kWh/m3

gegenüber konventionell 0,15 –0,45 kWh/m3).

Dezentrale Klein- und Kleinstkläranlagen: Als sehr inte-

ressant könnte sich die Anwendung der Membrantechnik

für kleine Anlagen erweisen: Die Firma Busse in Leipzig

betreibt gegenwärtig über 100 Kompaktanlagen < 20 Ein-

wohnergleichwerte (EW). Die Anschaffungskosten der

Anlagen betragen etwa 3000 CHF pro EW – was einen

günstigen Preis darstellt, verglichen mit den möglichen

Einsparungen durch den Wiederbeschaffungswert von

Kanalisation und zentraler Kläranlage (> 3000.– resp.

>1000 CHF/EW; [3]). Bedingung für die Machbarkeit der

dezentralen Abwasserreinigung ist es, die Nährstoff-

elimination mit einem deutlich reduzierten Unterhalts-

aufwand zu gewährleisten. Gemäss bisherigen Erfahrun-

gen sind Wartung und Schlammabzug 1– 2-mal jährlich

ausreichend. Vor allem wegen ihrer Kompaktheit und

durch den Wegfall der Problematik des Schlammtreibens

ist die Membranbelebung dazu deutlich besser geeignet

als konventionelle Belebungsverfahren. Zusätzlich er-

möglicht die Hauskläranlage eine Wiederverwendung des

gereinigten Abwassers für Garten und Toilettenspülung

und dementsprechend eine deutliche Reduktion des

Wasserverbrauches sowie eine Verbesserung der Klär-

schlammqualität. Auch bei Schiffskläranlagen setzen

sich Kompaktmembranbelebungsanlagen immer mehr

durch, nachdem die Einleitbedingungen auf nationalen

Hoheitsgebieten verschärft wurden (Wasserrahmenricht-

linie 2000/60/EG).

Literatur[1] Jefferson B., Laine A.L., et al (2000): Water Sci. Tech. 41 (1),

197– 204.

[2] Ghayeni S.B.S., Madaeni S.S., et al. (1996): Desalination 106 (1– 3),

25 – 29.

[3] Carrard M., Chaix O., Meyer J., Bukowiecki A., Ryfer G. (2003):

Mitt. zum Gewässerschutz Nr. 42, BUWAL.

Membrantechnologie zur Aufbereitung von Urin

zu einem Düngerprodukt

Wouter Pronk, Martin Biebow, Judit Lienert,

Markus Boller

Im Querprojekt NOVAQUATIS wird die separate Samm-

lung und Behandlung von Urin untersucht mit dem Ziel,

die darin enthaltenen Nährstoffe einer späteren Nutzung

zuzuführen. Im Teilprojekt 4.2 wurden die Membranver-

fahren Elektrodialyse und Nanofiltration zur Urinaufberei-

tung getestet. Für das Jahr 2005 ist ein Pilotprojekt im

Kanton Basel-Landschaft geplant.

Urin ist bezüglich seiner Nährstoffzusammensetzung gut

als landwirtschaftlicher Dünger geeignet. In der heutigen

Praxis wird das Abwasser aus Siedlungen in Kläranlagen

behandelt, wobei die Schmutzstoffe biologisch abgebaut

oder im Klärschlamm angereichert werden. Allerdings

werden unerwünschte Mikroverunreinigungen (Pharma-

zeutika, hormonaktive Stoffe) in den Kläranlagen nur

zum Teil entfernt. Solche Stoffe können in aquatischen

Ökosystemen nachgewiesen werden, und es besteht

der Verdacht, dass sie negative Auswirkungen auf Was-

serorganismen haben könnten. Im EAWAG-Querprojekt

NOVAQUATIS werden deshalb unter anderem Trennungs-

methoden untersucht, die es ermöglichen, die wertvollen

Nährstoffe aus dem Urin zurückzugewinnen und gleich-

zeitig organische Mikroverunreinigungen weitgehend ab-

zutrennen.

Eines der untersuchten Verfahren zur Aufbereitung von

Urin ist die Membrantechnologie der Elektrodialyse. Bei

der Elektrodialyse werden in einem elektrischen Feld die

Salze durch eine Membran transportiert und aufkonzent-

riert. Organische Stoffe, die einen grösseren Durchmes-

ser als die Membranporen haben, werden zurückgehal-

ten. Die Versuche wurden mit synthetisch hergestelltem

Urin und mit gelagertem Urin aus den NoMix-WCs der

EAWAG-Gebäude in Dübendorf durchgeführt. Es wurde

nachgewiesen, dass die Mikroverunreinigungen nicht ins

Produktkompartiment gelangen, aber zum grössten Teil

an der Membran adsorbiert werden.

Als zweites Verfahren wurde die Technologie der Nano-

filtration erforscht. Bei der Nanofiltration werden Memb-

ranen mit Poren in der Grössenordnung der gelösten

Moleküle eingesetzt. Unter Anwendung hoher Drücke

können gelöste Stoffe abgetrennt werden. Verschiedene

Membranen wurden getestet und die Betriebsbedingun-

gen optimiert. Bei optimalen Bedingungen konnten

70 – 95% der Mikroverunreinigungen abgetrennt werden.

Gleichzeitig wurde ca. 100% Harnstoff und ca. 60% Am-

monium im Produkt wieder gefunden. Der grösste Teil

des Phosphats wurde zurückgehalten. Deshalb wäre

eventuell die Kombination mit einem weiteren Aufberei-

tungsprozess vorteilhaft.

Ein Folgeprojekt wurde definiert mit dem Ziel, einen Auf-

bereitungsprozess in der Praxis zu testen und zu pilotie-

ren. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit dem Amt

für Industrielle Betriebe, Basel-Landschaft AIB und der

Fachhochschule Beider Basel FHBB ausgeführt und wird

von NOVATLANTIS (Nachhaltigkeit im ETH-Bereich) unter-

stützt. Im Jahr 2004 werden Versuche im Labormassstab

durchgeführt und evaluiert und 2005 im halbtechnischen

Massstab mit Urin aus der Kantonsbibliothek Liestal ge-

prüft.

Gewässerschutzmassnahmen an der Quelle

in Kunming, China

Edi Medilanski, Hans-Joachim Mosler, Roland Scherten-

leib, Tove Larsen

Die Belastung mit Abwasser aus der Stadt Kunming ist

die Hauptursache für die katastrophale Wasserqualität

des Dianchi-Sees. Trotz der Einführung eines Phosphat-

verbots in Waschmitteln und dem Bau von Abwasser-

reinigungsanlagen verschlechtert sich der Zustand des

Sees weiter. Im Rahmen des Teilprojektes NOVA 8-2 von

NOVAQUATIS wird nun die Bereitschaft von chinesischen

Stakeholders untersucht, Massnahmen an der Quelle

im Bereich der sanitären Anlagen vorzunehmen. Dabei

werden Urin separierende Trockentoiletten wie auch Urin

separierende Spültoiletten NoMix in Betracht gezogen.

Kunming ist eine der 34 so genannten sehr grossen

Städte in China (2,4 Millionen Einwohner) und die Haupt-

stadt der Provinz Yunnan im Südwesten des Landes mit

gemeinsamen Grenzen mit Myanmar, Laos und Vietnam.

Die Stadt liegt nördlich des Dianchi-Sees, eines der

meistverschmutzten Seen Chinas mit Phosphorkonzent-

rationen um zehn- bis vierzigmal höher als in Schweizer

Seen. Der grösste Anteil des Phosphors stammt aus

dem Abwasser der Stadt Kunming. Mit der geplanten

städtischen Entwicklung und Verdoppelung der urbanen

Bevölkerung um den See dürfte die Menge des urbanen

Abwassers in den nächsten zwanzig Jahren noch stark

zunehmen (Budget: 25 Milliarden USD).

Im Vergleich mit anderen Entwicklungsländern sowie

vielen industrialisierten Ländern hat China früh erkannt,

dass sein ökonomisches Wachstum mit gesellschaftlichen

Einschränkungen und Umweltproblemen verbunden ist.

Deshalb wurde seit den 1980er Jahren eine Reihe von

Massnahmen implementiert. In Kunming wurden zwischen

1988 und 2001 sechs Abwasserreinigungsanlagen ge-

baut. Massnahmen an der Quelle wie die dezentralisierte

Kontrolle und Behandlung von industriellem Abwasser

wurden seit 1980 vermehrt vorgenommen. Leider ver-

dreifachten sich trotz dieser Massnahmen die Nährstoff-

konzentrationen (Phosphor und Stickstoff) im See. Daher

führte Kunming im Jahre 2000 ein totales Phosphat-

verbot in Waschmitteln ein. Für die Schweiz schätzt man,

dass nach Einführung des Phosphatverbots bis 75% der

Phosphor- und über 90% der Stickstoffmenge im städti-

schen Abwasser von menschlichen Ausscheidungen

stammen (50% resp. 80% nur aus dem Urin) und diese

somit die nächstgrösste Nährstoffquelle auch in Kunming

darstellen könnten.

Das Projekt NOVA 8-2 untersucht nun die Bereitschaft

der betroffenen Personen und Institutionen (Stakehol-

ders), Massnahmen an der Quelle im Bereich der sanitä-

ren Einrichtungen einzuführen, und zwar solche, die eine

gesundheitlich sichere Wiederverwendung von mensch-

lichen Ausscheidungen als Dünger in der Landwirtschaft

ermöglichen. Es kommen zwei Toilettenmodelle in Be-

tracht. Die Urin separierende Trockentoilette (Abbildung

A) braucht kein Wasser und lagert Fäkalien während

sechs Monaten, um potenzielle pathogene Erreger zu

eliminieren. Der getrennte Urin kann verdünnt direkt als 21

22

Dünger verwendet werden. Das zweite Modell ist die Urin

separierende Spültoilette NoMix (Abbildung B). Das Pro-

jekt NOVA 8-2 hat zwei Anliegen: Einerseits wird die Ein-

führung von Trockentoiletten in einem Dorf 30 km von

Kunming in der Nähe des Dianchi-Sees koordiniert. An-

dererseits wird mittels Experteninterviews evaluiert, wie

gross das Potenzial und die Einschränkungen für eine

Einführung der Toilettenmodelle in einer chinesischen

Stadt sein könnten. Die Experten sind chinesische Ent-

scheidungsträger, technische Spezialisten und Forscher.

Die wichtigsten Projektpartner in Kunming sind das

Kunming Institute of Environmental Science (Implemen-

tierung von Trockentoiletten) und die Yunnan Academy

of Social Science (Charakterisierung der Bevölkerungs-

präferenzen und -bedürfnisse für sanitäre Anlagen und

Düngerverbrauch, Unterstützung bei den Experten-

interviews). NOVA 8-2 ist ein Teilprojekt von NOVAQUA-

TIS, finanziert im Rahmen vom NCCR-«North South»-

Programm via SANDEC.

Modifizierte Faulgruben für die dezentrale

Behandlung häuslicher Abwässer in tropischen

Ländern

Antoine Morel (EAWAG); Thammarat Koottatep (AIT

Bangkok); Roland Schertenleib (EAWAG)

Die Faulgrube (septic tank) ist in urbanen Gebieten Süd-

ostasiens als Behandlungssystem für häusliches Ab-

wasser sehr stark verbreitet, weist aber meist schwache

Reinigungsleistungen auf. Der Prozess SANDEC versucht

mit lokalen Partnern in Südostasien preisgünstige, ver-

besserte Faulgrubensysteme zu entwickeln. Laborver-

suche zeigen, dass sich die Reinigungsleistung durch

den Einbau von Trennwänden stark verbessern lässt.

Die letzte Dekade hat deutlich gezeigt, dass zentrale

Entsorgungsansätze nicht in der Lage sind, die katastro-

phale Abwassersituation in Asien, Afrika und Latein-

amerika in den Griff zu bekommen. Konventionelle zent-

rale Lösungen sind meist sehr kostenintensiv und für

viele Länder dieser Welt schlicht nicht erschwinglich. Ein

dezentraler Ansatz, bei dem Behandlungssysteme den

lokalen Bedürfnissen angepasst und ökonomisch opti-

miert werden, könnte eine markante und dauerhafte Ent-

lastung der urbanen Umwelt ermöglichen.

Der Prozess SANDEC ist gemeinsam mit seinen Partnern

in Thailand (Asian Institute of Technology AIT) und Viet-

nam (Centre for Environmental Engineering of Towns and

Industrial Areas CEETIA) seit 3 Jahren bemüht, die Situa-

tion in Südostasien im Bereich der Siedlungsentwässe-

rung zu analysieren und Abwasserbehandlungssysteme

zu entwickeln, welche den lokalen Gegebenheiten an-

gepasst sind.

Dezentrale Abwasserbehandlungstechnologien, insbe-

sondere Faulgruben, sind für einen überwiegenden Anteil

der städtischen Bevölkerung in Asien, Afrika und Süd-

amerika Realität. In einer von CEETIA durchgeführten

Studie wurde festgestellt, dass in urbanen Gebieten Süd-

ostasiens 50 bis 80% der Haushalte mit konventionellen

Faulgruben ausgestattet sind. Diese weisen jedoch so-

wohl vom Konzept her wie auch aufgrund fehlerhafter

Dimensionierung, Konstruktion und mangelnden Unter-

halts Reinigungsleistungen auf, die zum Teil unter 30%

liegen. Klärgruben werden in Südostasien meist als ein-

zige Reinigungsstufe für häusliches Abwasser eingesetzt

– das gereinigte Abwasser wird direkt in Oberflächen-

gewässer abgeleitet. Dieser Zustand macht deutlich,

dass diese Technologie in Südostasien zwar nicht mehr

wegzudenken ist, aber dass sie unbedingt verbessert

werden muss, will man die Umweltbelastung durch Ab-

wasser in einem vernünftigen Rahmen halten.

Verschiedene Laborversuche wurden sowohl am AIT als

auch bei CEETIA durchgeführt, bei welchen der Einfluss

von so genannten hängenden und stehenden Trennwän-

den in Faulgruben untersucht wurde (Abbildung 1). Diese

Abbildung: Alternative sanitäre

Anlagen.

A: Urin separierende Trockentoilet-

ten werden in einer periurbanen

Zone ohne Abwasserbehandlungs-

system gebaut. (Foto: Lin Jiang,

Guangxi)

B: Eine NoMix-Toilette. Das Konzept

der NoMix-Toiletten und die Wieder-

verwendung von städtischem Urin

werden von chinesischen Stake-

holders evaluiert. (Foto: Firma Roe-

diger, Deutschland)

A B

23

Trennwände erhöhen den Kontakt zwischen dem akku-

mulierten Schlamm und dem Abwasser und erzeugen

dadurch eine beachtliche Zunahme der anaeroben Reini-

gungsleistung. Die ersten Resultate aus Thailand haben

deutlich gezeigt, dass diese Abwasserfaulräume mit ver-

bessertem Kontakt von Abwasser und Schlamm gegen-

über konventionellen Faulräumen wesentlich höhere

Reinigungsleistungen aufweisen.

Bei der Behandlung von Toilettenabwasser (biochemi-

scher Sauerstoffbedarf BSB ~600 mg/l) in Faulgruben

mit 2 resp. 3 Trennwänden wurden für den chemischen

Sauerstoffbedarf CSB und den BSB Reinigungsleistungen

von über 85% sowie für die Trockensubstanz TS von

über 65% beobachtet. Weiter zeigte sich, dass Qualitäts-

schwankungen im Zufluss viel besser ausgeglichen

werden können, wenn die Faulgrube mit Trennwänden

ausgestattet ist.

Das Potenzial der verbesserten Faulgrube konnte in die-

sem Forschungsprojekt klar aufgezeigt werden. In einer

nächsten Phase soll versucht werden, die optimale Di-

mensionierung von Faulgruben mit Trennwänden für ver-

schiedenartige Abwässer zu definieren. Hierfür werden

Pilotversuche durchgeführt, bei welchen häusliches Ab-

wasser unterschiedlicher Zusammensetzung verwendet

wird (Abbildung 2). Die Resultate dieses Forschungs-

projektes, welches massgeblich durch das NCCR Nord-

Süd finanziert wird, sollen in Richtlinien zusammenge-

stellt und Fachleuten zur Verfügung gestellt werden.

Kombinierte Verwertung von Fäkalschlamm und

organischen Haushaltsabfällen in Kumasi

(Ghana)

Doulaye Koné (EAWAG); Olufunke Cofie (IWMI);

Martin Strauss, Christian Zurbrügg, Dionys Forster,

Silke Drescher (EAWAG)

Die gemeinsame Kompostierung von festen und flüssigen

Siedlungsabfällen ist eine Erfolg versprechende Methode

zur sicheren Entsorgung von städtischen Abfällen in

Entwicklungsländern. Darüber hinaus werden Pflanzen-

nährstoffe im Kreislauf geführt, indem sie als Kompost

in die städtische und stadtnahe Landwirtschaft zurück-

geführt werden. Nach zwei Jahren Forschungsarbeit

an einer Ko-Kompostierungsanlage im Pilotmassstab in

Kumasi, Ghana, liegen nun grundlegende Ergebnisse zur

Prozessführung der Schlammentwässerung und Kom-

postierung vor.

Zuden grössten Herausforderungen für Städte in Ent-

wicklungsländern zählen die hygienische und umweltge-

rechte Abfallentsorgung und die hygienische Entsorgung

von Fäkalschlämmen aus Abortgruben und Faulkammern.

Nach WHO-Angaben waren im Jahr 2000 gerade 13%

Abbildung 1: Schematische Darstel-

lung eines Faulraumes mit hängenden

und stehenden Trennwänden.

Roh-abwasser

Mehrkammerfaulgrube

FaulschlammAbfluss

Abbildung 2: Bau einer Faulraum-Pilotanlage mit Trennwänden in

Hanoi (Vietnam). (Foto: Antoine Morel)

Abbildung: Bei der Ko-Kompostierung wird Fäkalschlamm in Trockenbeeten entwässert und gemeinsam mit vorsortierten Siedlungsabfällen

kompostiert.

24

der städtischen Haushalte in Afrika an eine Schwemm-

kanalisation angeschlossen. In Kumasi, Ghana, beispiels-

weise sind es nur 4% der Haushalte. Die unzureichende

Infrastruktur und die damit einhergehende Umweltver-

schmutzung belasten vor allem ärmere Bevölkerungs-

schichten, die direkt den unhygienischen Lebensbedin-

gungen ausgesetzt sind. Die kaum finanzierbaren Inves-

titions- und Unterhaltskosten für eine flächendeckende

Schwemmkanalisation machen die Entwicklung von alter-

nativen Konzepten und Technologien für die Behandlung

von Fäkalschlämmen notwendig, die den technischen

und sozioökonomischen Rahmenbedingungen eines Ent-

wicklungslandes entsprechen.

Ein solches Verfahren ist die so genannte Ko-Kompostie-

rung, bei der sortierter organischer Abfall mit entwässer-

tem Fäkalschlamm gemischt und gemeinsam kompostiert

wird (Abbildung).

Seit Juli 2001 arbeitet SANDEC gemeinsam mit dem

International Water Management Institute IWMI, der

University of Science and Technology UST, Kumasi, und

der Entsorgungsbehörde der Stadt Kumasi an einem in-

tegralen Ansatz zur kombinierten Verwertung von Fäkal-

schlämmen und organischen Abfällen. Mit finanzieller

Unterstützung der Agence Française de Développement

wurde in Kumasi eine Pilotanlage für die praxisorientierte

Forschung an der Ko-Kompostierung aufgebaut. Die

Anlage hat bei der heutigen Betriebsweise eine Kapazität

zur Verarbeitung von 1,4 Tonnen Schlamm und 390 kg

organischen Abfällen pro Tag. Dies entspricht für beide

Materialien dem Abfall von ca. 2000 Personen.

Im ersten Schritt werden die angelieferten Fäkalschlämme

auf Trockenbeeten, die aus verschiedenen Kies- und

Sandschichten bestehen, von einem Feststoffanteil von

3 – 5% auf 20% entwässert. Die Entwässerungsdauer

beträgt je nach Alter und Zusammensetzung der Fäkal-

schlämme zwischen 7 und 16 Tage. Die Art des verwen-

deten Sandes für die Filterschicht spielt eine wichtige

Rolle und muss genau spezifiziert werden.

Der stichfeste Schlamm kann anschliessend mit den

vorsortierten organischen Siedlungsabfällen in einem

Mischungsverhältnis von 1 Volumenteil Schlamm zu

2 Volumenteilen Abfall gemischt werden. Dieses Mi-

schungsverhältnis berücksichtigt einerseits das Abfall-

aufkommen und andererseits die Anforderungen an

Wassergehalt und Strukturbeschaffenheit bei der Kom-

postierung. Die Prozessabläufe bei der Kompostierung

von festen organischen Siedlungsabfällen sind allgemein

bekannt und mussten nur geringfügig angepasst werden.

Dabei ist besonders auf die Abtötung von Krankheits-

erregern wie Wurmeier und Bakterien zu achten, die vor

allem über den Fäkalschlammanteil in die Kompostierung

eingebracht werden. Für die Hygienisierung des Kompos-

tes ist die thermophile Phase zu Beginn der Kompostie-

rung von grosser Bedeutung, d.h., es muss sichergestellt

werden, dass die Temperatur in der Kompostmiete für

einen Zeitraum von mindestens 5 Tagen höher als 55 °C

gehalten wird, um vor allem die resistenten Wurmeier

abzutöten. In der Mehrzahl der Versuche wurde auf diese

Weise innerhalb der üblichen Kompostierungsdauer von

80 Tagen eine Elimination der Wurmeier von bis zu 90%

erreicht. Die am Ende der Reifephase noch vorhandene

Ko-Kompostierung

wertvoller Bodenverbesserer

Schwimmschichtvorgeklärtes Wasser

Absetzschlamm

Fäkal-schlamm

entwässerterFäkalschlamm

vorgeklärtesWasser

entwässerterFäkalschlamm

Fäkal-schlamm

Filter-schichten

Absetzbecken Trockenbeet

sortierteAbfälle

1. Woche60–65 °C

~6. Woche~40 °C

~12. Woche25–30 °C

Organische Abfallsortierung

Haus- und Marktabfälle

Fäkalschlammentwässerung

oder

25

Konzentration an lebensfähigen Wurmeiern im Kompost

kann als hygienisch unbedenklich betrachtet werden.

Der Landwirtschaft steht mit dem Kompost aus der Ko-

Kompostierung ein Wertstoff zu Verfügung, der für die

oft ausgelaugten Böden in subtropischen Gebieten be-

sonders geeignet ist. Neben der Rückführung von Nähr-

stoffen führt vor allem der hohe Anteil an organischer

Substanz zu einer Verbesserung der Bodenstruktur und

Speicherung von Nährstoffen und trägt somit zu einer

Steigerung von Ernteerträgen bei.

Es wird eine Herausforderung sein, das Konzept der Ko-

Kompostierung in die bisherige Praxis der Fäkalschlamm-

und Abfallaufbereitung zu integrieren. Insgesamt fallen

in Kumasi täglich mehr als 430 Tonnen an organischen

Abfällen und 500 Tonnen Fäkalschlämme an. Neben

weiteren technischen Fragestellungen, werden daher in

Zukunft verstärkt ökonomische, agronomische und orga-

nisatorische Fragestellungen berücksichtigt werden.

Weiterhin arbeiteten an diesem Projekt die folgenden

Praktikantinnen und Praktikanten von SANDEC mit:

Jacques Maradan, Katharina Gallizzi und Martin Tanner.

Effektive Mikroorganismen in der Kompostierung

Silke Drescher, Philipp Mattle, Christian Zurbrügg

In der Kompostierung organischer Abfälle kommen oft

«effektive Mikroorganismen» (EM) zum Einsatz, die ihre

Verbreitung von Japan aus gefunden haben. Die positi-

ven Effekte von EM auf die Kompostierung werden meist

qualitativ beschrieben und sind selten mit Vergleichs-

messungen wissenschaftlich untersucht und daher in

der Fachwelt stark umstritten. SANDEC führte in einem

Forschungsprojekt gemeinsam mit «Waste Concern» in

Bangladesch vergleichende Kompostierungsversuche

mit lokalen EM-Kulturen auf einer dezentralen Kompost-

anlage in Dhaka durch. Sowohl physikalisch-chemische

und sensorische als auch mikrobiologische Untersuchun-

gen zeigen in Kompostierversuchen mit und ohne EM

keine signifikanten Unterschiede.

Laut Angaben verschiedener Hersteller handelt es sich

bei EM um eine Mischung von Mikroorganismen wie

Milchsäurebakterien, die aus der anaeroben Silierung von

Futtermitteln bekannt sind, sowie Hefen, Actinomyceten

und phototrophen Bakterien. Anwender berichten, dass

der Zusatz von EM in verdünnter Form den Kompostie-

rungsprozess «positiv beeinflusst». Berichtet werden ge-

ringere Geruchsbelästigungen, weniger Fliegen, ein be-

schleunigter Kompostierungsprozess und eine bessere

Qualität des Endproduktes. Skeptiker gehen jedoch da-

von aus, dass diese zugesetzte EM-Population durch die

natürlich vorhandenen und adaptierten Mikroorganismen

im organischen Abfall und die vorherrschenden Prozess-

bedingungen im Komposthaufen (hohe Temperaturen)

unterdrückt wird und daher kaum einen Einfluss auf den

Kompostierungsprozess hat. In drei parallel verlaufenden

Feldversuchen auf einer Kompostieranlage in Dhaka,

Bangladesch, wurde die Wirkung von EM auf den Kom-

postierungsprozess untersucht. Dabei wurden zwei un-

terschiedliche Verfahren der thermophilen Kompostierung

berücksichtigt: die Mieten- oder Haufenkompostierung

(ca. 5 m3) und die Kompostierung in gemauerten Boxen

(ca. 2 m3). Die erste Versuchreihe wurde konventionell

betrieben, eine zweite mit einer üblichen EM-Mischung

Abbildung: Der Wassergehalt spielt eine wichtige Rolle während der Kompostierung und sollte ca. 60% betragen. Bei einem zu hohen Gehalt

kommt es verstärkt zu Faulprozessen im Komposthaufen, die zu Geruchsbelästigungen führen. Die Grafik zeigt, dass auch mit EM behandelte

Proben zu Faulgerüchen tendieren, wenn sie zu feucht gehalten werden. Geruchsmessungen nach 0, 2, 6, 9, 20, 27 und 41 Tagen (Säulen).

Durchgezogene Linie: Wassergehalt.

Versuch BoxVersuch Miete

Zahlen = Tag der MessungWassergehalt Geruchsmessung

–3,00

–2,00

–1,00

0,00

1,00

2,00

3,00

Ger

uchs

bew

ertu

ng

–3 =

una

ngen

ehm

0 =

to

lera

bel3

= a

kzep

tab

el

Zusammenhang Geruch, Feuchte und Behandlungsart

0%

10%

20%

30%

40%

60%

70%

80%

90%

100%

50%

Was

serg

ehal

t [%

]

Wasser Wasser EMEM EM Autocl.EM Autocl.

0

2

6

9

41 0 2 2

9

6

2 64120 0 2 20

0

9

6

41209

6 0 29

6

279 27

412027

2027 27

4141 0

27

20

26

behandelt, während eine dritte Reihe mit sterilisierter

EM-Lösung behandelt wurde. Ziel dieses Ansatzes war

es zu prüfen, ob mögliche Unterschiede tatsächlich auf

die vorhandenen Mikroorganismen oder auf chemische

Einflüsse wie pH-Wert und Pufferfähigkeit der sauer rea-

gierenden EM-Lösungen zurückzuführen sind.

Während der Versuche wurden die wichtigsten chemisch-

physikalischen Parameter wie Temperatur, pH-Wert und

Stickstoffverbindungen (NH4/NO3) in Sammelproben aus

den Mieten und Boxen gemessen. Gleichzeitig wurde

das Wachstum relevanter Enzyme und Mikroorganismen

während des Prozesses verfolgt. Das Augenmerk richtet

sich vor allem auf die Wirkung und Entwicklung der

Milchsäurebakterien, deren bevorzugtes Milieu im an-

aeroben Bereich liegt. Da die Geruchsminimierung einer

der am häufigsten genannten Vorteile der EM-Anwen-

dung ist, wurden zusätzlich sensorische Geruchstests an

den Proben aus verschiedenen Kompostierungsstadien

durchgeführt.

Sowohl Temperatur als auch pH-Wert verhalten sich in

allen Mieten vergleichbar und liegen im – für Kompost-

proben – üblichen Schwankungsbereich. Die Umwand-

lung der Stickstoffverbindungen vom Ammonium über

Nitrit zu Nitrat findet in allen Versuchsreihen zum glei-

chen Zeitpunkt statt und die Werte liegen in ähnlichen

Grössenordnungen. Es lässt sich daraus schliessen,

dass die Dauer bis zur Kompostreifung durch den Zusatz

von EM oder sterilisiertem EM nicht beschleunigt wird.

Die Population der Milchsäurebakterien war bereits zu

Beginn der Messung in allen Versuchsgruppen mit einer

Keimzahl von 109 Keimen pro g Kompost kompost-

ähnlich hoch, d.h., dass Milchsäurebakterien bereits

natürlich vorkommende Organismen im Abfall darstellen.

Während der Kompostierung blieb die Population in

der mit EM behandelten Miete zwar etwas höher; in der

eher anaeroben Boxenkompostierung hingegen konnten

keinerlei Unterschiede zwischen den verschiedenen Be-

handlungen festgestellt werden.

Die sensorischen Geruchstests zeigen recht deutlich,

dass die individuelle Wahrnehmung von Gerüchen eine

grosse Rolle spielt. Dennoch war deutlich nachzuweisen,

dass die negative Geruchsempfindung eher mit dem

Wassergehalt als mit der EM-Behandlung des Komposts

korreliert. Auch in den EM-behandelten Versuchsreihen

führte zu feuchter Kompost zu den typischen Faul-

gerüchen. So wurde auch durch EM-Experten eingeräumt,

dass EM nicht ausgleichend auf eine fehlerhafte Prozess-

führung wirken kann.

Abschliessend bleibt festzuhalten, dass bei den in Dhaka

durchgeführten Versuchen kein eindeutiger Effekt durch

die Anwendung von EM festgestellt werden konnte. Viel-

mehr können die zu Anfang genannten Probleme durch

eine verbesserte Prozessführung vermieden werden.

27

Verhalten von Stoffen

in der Umwelt

Rolle von bakteriellen Substanzen und

Sonnenlicht für die biologische Verfügbarkeit

des Spurenelements Eisen

Paul Borer, Barbara Sulzberger (EAWAG);

Stephan M. Kraemer (Institut für terrestrische Ökologie,

ETHZ, Schlieren)

Die Ausscheidung von bakteriellen Substanzen (sog.

Siderophoren) ist ein wichtiger Prozess für die Aufnahme

von Eisen durch Bakterien. In natürlichen Oberflächen-

gewässern liegt Eisen hauptsächlich in Form von schwer

löslichen Festphasen vor. Für aquatische Mikroorganis-

men ist Eisen, ein essenzielles Spurenelement, aber nur

in gelöster Form biologisch verfügbar. Das Zusammen-

spiel von Sonnenlicht und Siderophoren bewirkt die

Umwandlung von partikularem Eisen in biologisch ver-

fügbares Eisen.

Im Unterschied zu echten Algen (Eukaryonten) scheiden

Bakterien und Blaualgen (Prokaryonten) Siderophore aus

(Abbildung 1), die mit Eisen äusserst stabile Verbindun-

gen eingehen. Solche Eisen-Siderophor-Verbindungen

können durch die Zellmembran in das Zellinnere von Pro-

karyonten aufgenommen werden. Nach neueren Unter-

suchungen können auch einige Eukaryonten Eisen-Side-

Mes

sun

g d

es E

intr

ags

von

Ag

roch

emik

alie

n in

Ob

erflä

chen

gew

ässe

r im

Ein

zug

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des

Gre

ifen

sees

. (F

oto

: E

AW

AG

)

Abbildung 1: Chemische Struktur verschiedener Siderophore: DFOB

(von terrestrischen Bakterien ausgeschieden), Aerobactin (von

marinen und terrestrischen Bakterien ausgeschieden), Petrobactin

(von einem marinen, Öl abbauenden Bakterium ausgeschieden).

HO

HO

HO

COOH

Petrobactin Aerobactin

Desferrioxamine B [DFOB]

HOOC

HOOC

OH

COOH

OH

OO

OO

O

O

HO

HO OHO OHO O

HO

O

O

HO

H2NOO

[H2C]5 [H2C]2 [CH2]5 [H2C]2 [CH2]5

NN

N

NN

N

N

N

N

N

28

rophor-Verbindungen als Eisenquelle verwenden, auch

wenn sie in der Regel selbst keine Siderophore ausschei-

den. Dabei wird an der Zelloberfläche das Eisen enzy-

matisch vom Siderophor gelöst und danach ins Zellinnere

transportiert.

In sauerstoffhaltigen Oberflächengewässern liegt Eisen

hauptsächlich als dreiwertiges Eisen vor, dessen Löslich-

keit viel geringer als jene von zweiwertigem Eisen ist.

Daher spielt die durch Sonnenlicht induzierte Auflösung

von suspendierten Eisenpartikeln wie z.B. Lepidokrokit

(γ-FeOOH) eine wichtige Rolle. Dabei wird Fe(III) an der

Oberfläche der Partikel reduziert und ein adsorbierter

Ligand (z.B. Oxalat) oxidiert. Ausser bei sauren pH-

Werten wird Fe(II) an der Oberfläche des Eisenhydroxids

durch Sauerstoff wieder oxidiert, bevor es in Lösung

gelangt [1]. Dies ist der Grund, weshalb die Geschwin-

digkeit der Auflösung von γ-FeOOH in Gegenwart von

Oxalat unter Ausschluss von Luftsauerstoff viel grösser

ist als in sauerstoffhaltigen Suspensionen (Abbildung 2).

Enthält die γ-FeOOH/Oxalat-Suspension zusätzlich DFOB

(ein Siderophor, vgl. Abbildung 1), so wird die licht-

induzierte Auflösung von γ-FeOOH stark beschleunigt,

und Sauerstoff hat keinen Einfluss auf die Auflösungs-

geschwindigkeit (Abbildung 2) [2]. Wir erklären uns die-

sen Effekt damit, dass DFOB als effizienter «shuttle» für

den Transfer von reduziertem Eisen von der Oberfläche

in die Lösung wirkt. Interessanterweise findet die licht-

induzierte Auflösung in γ-FeOOH/DFOB-Suspensionen

auch in Abwesenheit von Oxalat statt, obwohl DFOB

nicht photoreduktiv wirkt. Diese experimentellen Resul-

tate bestätigen die Annahme, dass der Transfer von

Eisen von der Oberfläche in die umgebende Lösung der

geschwindigkeitsbestimmende Schritt bei der Auflösung

von Eisenhydroxiden ist.

Besonders in marinen Systemen, wo oft Eisen limitierende

Bedingungen das Wachstum von Algen und Bakterien

einschränken, dürfte das Zusammenspiel von Licht und

Siderophoren zu einer Erhöhung des bioverfügbaren

Eisens führen.

Literatur[1] Sulzberger B., Laubscher H.U. (1995): Reactivity of Various Types of

Iron(III)(hydr)oxides Towards Light-induced Dissolution. Mar. Chem.

50, 103 –115.

[2] Borer P. (2003): Effect of Siderophores on Light-induced Dissolution of

Colloidal Iron(III)(hydr)oxides. Diploma Thesis, ETHZ.

Influence de la spéciation des métaux en eaux

naturelles sur la bioaccumulation du cuivre et du

zinc dans le périphyton

Sébastien Meylan, Renata Behra, Laura Sigg

La toxicité et plus généralement la biodisponibilité des

métaux traces dissous en milieu aquatique sont régulées

par la spéciation de ces métaux dans l’eau, c’est-à-dire

par la façon dont ces métaux sont complexés. En milieu

naturel, les relations métaux-microorganismes sont

encore mal connues alors qu’en milieu synthétique l’ion

métallique libre contrôle habituellement la biodisponi-

bilité. Cette étude effectuée en eaux naturelles démontre

l’importance de la prise en compte des ligands naturels

lors de l’étude des relations entre spéciation des métaux

et biodisponibilité pour les microorganismes.

Le cuivre et le zinc sont des métaux traces essentiels

pour les microorganismes, cependant, ils sont toxiques à

concentrations élevées. Au laboratoire, la biodisponibilité

des métaux est généralement contrôlée par la concen-

tration en ion métallique libre et suit un modèle appelé

modèle de l’activité de l’ion libre (free ion activity model

– FIAM). Néanmoins, un manque de données comparant

la spéciation et la bioaccumulation des métaux sous

conditions naturelles subsiste. En effet, la présence de

grandes quantités de ligands organiques tels que des

acides humiques ou fulviques dans les eaux naturelles

complique la détermination de la spéciation des métaux

car ils complexent fortement le zinc et particulièrement le

cuivre. Cette étude s’intéresse à savoir comment la spé-

ciation du cuivre et du zinc en eaux naturelles influence

la bioaccumulation de ces métaux dans le périphyton

et à établir si le FIAM est applicable en conditions de

terrain. Le périphyton, un biofilm naturel d’algues qui

pousse sur les supports solides submergés et qui joue

un rôle écologique prépondérant en eau naturelle de

surface, a été utilisé comme communauté d’organismes

modèle dans cette étude.

Dans une étude effectuée en microcosme (bacs remplis

d’eau de rivière installés en milieu naturel), les relations

entre l’accumulation du cuivre et du zinc dans le péri-

Abbildung 2: Bildung von gelöstem Eisen in belichteten γ-FeOOH-

Suspensionen (0,02 g/l) in Gegenwart von 200 µmol/l Oxalat (�, � ),

in Gegenwart von 80 µmol/l DFOB (�, �� ) und in Gegenwart von

Oxalat und DFOB (�, �). T = 25 °C, pH = 6, Strahlungsleistung (simu-

liertes Sonnenlicht): 1200 W/m2.

Minuten

[Fe]

gel

öst

[µm

ol/

l]

00

4

8

12

16

20

24

40 80 120 160 200 240

volle Symbole:in Anwesenheit von Sauerstoff

leere Symbole:frei von Sauerstoff

DFOB + OxalatOxalatDFOB

29

phyton et la spéciation de ces métaux ont été examinées.

Des communautés périphytiques identiques ont été

exposées à différentes concentrations en cuivre et zinc

sous conditions partiellement contrôlées et, dans une

partie des bacs, la spéciation des métaux a été modifiée

par l’addition d’un ligand organique (NTA). Les concen-

trations en ion métallique libre, en métal faiblement com-

plexé (labile) et en métal total dissous dans l’eau ont été

mesurées.

Sur les figures, les relations linéaires obtenues regrou-

pant les conditions en présence et en absence de ligand

organique ajouté signifient que la concentration en métal

concernée contrôle l’accumulation du métal dans le péri-

phyton. La bioaccumulation du zinc apparaît par consé-

quent être déterminée par l’ion métallique libre (figure 1),

corroborant les prédictions du FIAM alors que la fraction

de cuivre faiblement complexée aux ligands organiques

et inorganiques (labile) détermine le cuivre contenu intra-

cellulairement dans le périphyton (figure 2). Le fait que

l’accumulation du cuivre soit contrôlée par le cuivre labile

et non le cuivre libre est expliqué par le fort degré de

complexation du cuivre (>99,99% complexé). En effet,

pour le périphyton, une quantité insuffisante de cuivre

est sous forme ionique libre (Cu2+) dans l’eau et le cuivre

faiblement complexé contribue donc à fournir ce métal.

Cela est dû au fait que la diffusion dans l’eau du cuivre

sous forme libre est largement limitante aux concentra-

tions en cuivre rencontrées dans l’environnement. Sous

ces conditions, le cuivre faiblement complexé contrôle

l’assimilation de ce métal trace essentiel et est donc bio-

disponible.

Les résultats obtenus en eaux naturelles dans cette étude

confirment l’importance de la spéciation des métaux

pour l’estimation de l’impact des métaux sur les orga-

nismes aquatiques. Ils contribuent également à la com-

préhension du concept de la biodisponibilité des métaux

en eaux naturelles et mettent en évidence les limitations

de l’application du modèle de l’ion libre (FIAM). La spé-

ciation des métaux devrait donc être considérée lors de

la définition des critères de qualité pour les eaux dans

le futur.

Empfindlichkeit der Grünalge Scenedesmus

vacuolatus gegenüber Antimon und Arsen

Renata Behra, Bettina Wagner, Laura Canonica,

Laura Sigg, Annette Johnson

Die Bedeutung der Einträge von Antimon in die Umwelt

ist weitgehend unbekannt. Ökotoxikologische Unter-

suchungen an Grünalgen weisen auf ein geringes toxi-

sches Potenzial von Antimon und auf eine unbedeutende

Akkumulation entlang von Nahrungsketten hin.

Die geschätzte Weltjahresproduktion an Antimon (Sb)

und seinen Verbindungen beträgt etwa 140 000 Tonnen,

wovon der grösste Teil als Flammschutzmittel und als

Bestandteil von Legierungen eingesetzt wird. Antimon-

verbindungen können direkt oder indirekt über Abfälle in

die Umwelt gelangen und somit ein potenzielles Umwelt-

risiko darstellen. Dieses ist jedoch schwer zu beurteilen,

da über das Umweltverhalten von Sb sehr wenig bekannt

ist.

In der Schweiz sind die Konzentrationen von Sb in un-

belasteten Oberflächengewässern sehr niedrig (etwa

0,1 nM) und einzelne Messungen zeigen, dass auch im

Grundwasser ähnliche Konzentrationen auftreten. In der

Nähe von anthropogenen Sb-Quellen werden in belas-

teten Gewässern Konzentrationen bis zu 0,7 µM Sb

gemessen. Damit verbundene Gefahren für exponierte

aquatische Organismen sind bisher weitgehend un-

erforscht. Ziel dieser Studie ist es, das toxische Potenzial

von Sb für die Grünalge Scenedesmus vacuolatus zu

beurteilen.

Antimon zeigt chemische Ähnlichkeiten mit Arsen (As).

Beide Metalloide kommen in aquatischen Systemen in

zwei verschiedenen Oxidationsstufen vor, als dreiwertige

[Antimonit, Sb(III); Arsenit, As(III)] und fünfwertige Spe-

Figure 1: Zinc accumulé dans le périphyton.

0,0 5,0

Zn2+ libre[nM]

sans NTA avec 0,01 mM NTA

Zn labile[nM]

Zn total dissous[nM]

10,0 0 200 400 0 200 400 600

r2=0,81

Zn

accu

mul

é[µ

mo

l/g

mat

. sè

che]

0

1,0

1,5

0,5

2,0

2,5

3,0

Figure 2: Cuivre accumulé dans le périphyton.

sans NTA avec 1,8 mM NTA

–16

log [Cu2+] Cu faiblementcomplexé [nM]

Cu dissous[nM]

–15 0 20 6040 0 100 200 300

r2=0,92

Cu

accu

mul

é[µ

mo

l/g

mat

. sè

che]

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

Tabelle 1: Empfindlichkeit des Wachstums von S. vacuolatus

gegenüber Sb und As bei verschiedenen Phosphatkonzentrationen.

EC50 entspricht der Konzentration, die im Experiment 50% der

Wachstumsrate hemmt.

EC50, µM

50 µM Phosphat

>100

>100

> 50

20

30

zies [Antimonat, Sb(V); Arsenat, As(V)]. Da verschiedene

Metallspezies unterschiedlich bioverfügbar sein können

und weil Arsenverbindungen bekanntlich toxisch sind, ist

es von Interesse, die Toxizität der verschiedenen Spezies

zu untersuchen und zu vergleichen.

Zur Untersuchung der Auswirkungen auf das Wachstum

von S. vacuolatus wurden die Algen in chemisch kontrol-

lierten Medien verschiedenen Konzentrationen von Sb(III),

Sb(V), As(III) und As(V) ausgesetzt. Das Algenwachstum

war unempfindlich gegenüber den höchsten getesteten

Konzentrationen beider dreiwertigen Sb(III)- und As(III)-

Spezies und auch gegenüber Sb(V). Wie erwartet, wurde

die Wachstumsrate durch das fünfwertige As(V) gehemmt

mit einer effektiven Konzentration EC50 von etwa 20 µM

(Tabelle 1). Die Toxizität von As(V) für Pflanzen und Algen

wird auf seine Ähnlichkeit mit Phosphat zurückgeführt,

für das Zellen spezielle Transportsysteme besitzen. Dass

Phosphat die Toxizität von As(V) beeinflusst, zeigte sich

an den Untersuchungen des Wachstums unter phosphat-

limitierten Bedingungen, in denen eine zehnfach kleinere

EC50 bestimmt wurde. Auch unter Phosphatlimitierung

konnte keine Toxizität von Sb(V) nachgewiesen werden.

Untersuchungen zur Akkumulation von Sb(V) und As(V) in

S. subspicatus zeigen, dass Sb(V) etwa zehnmal weniger

akkumuliert wird als As(V) (Tabelle 2). Die geringe Anrei-

cherung von Sb(V) ist besonders ersichtlich im Vergleich

zu Akkumulationsdaten von Kupfer (Cu(II)), das von Algen

bei viel tieferen verfügbaren Expositionskonzentrationen

akkumuliert wird.

Diese Studie zeigt ein kleines toxisches Potenzial für

Sb(III), Sb(V) und As(III) und die phosphatabhängige Toxi-

zität von As(V) für die Grünalge S. vacuolatus. Die nied-

rige Akkumulation von Sb(V) in den Algen weist auf eine

unbedeutende Anreicherung von Sb entlang von Nah-

rungsketten hin. Zur Beurteilung der Umweltrisiken durch

Sb bedarf es noch Untersuchungen an anderen aquati-

schen Organismen. Anders als für Algen zeigen toxi-

kologische Daten an Säugetieren, dass Sb(III) und As(III)

etwa zehnmal giftiger sind als die entsprechenden fünf-

wertigen Verbindungen. An der EAWAG werden hierzu

gegenwärtig ökotoxikologische Untersuchungen an bei-

den Metalloiden durchgeführt.

Bildung und Reaktivität von Fe(II)-Fe(III)-

Hydroxiden (Grünem Rost) im Untergrund

Marianne Erbs, Stefan Haderlein, René Schwarzenbach

Grüner Rost [Fe(II)-Fe(III)-Hydroxide] ist eine reaktive

Zwischenphase im Eisenkreislauf in sauerstoffarmen

Böden und Sedimenten. In dieser Arbeit konnte gezeigt

werden, unter welchen Bedingungen Grüner Rost mikro-

biell gebildet werden kann, und dass dieses Mineral eine

bedeutende Rolle bei der reduktiven Transformation von

Umweltchemikalien im Untergrund spielen kann.

Grüner Rost (GR) ist eine intermediäre Festphase, die

durch unvollständige Oxidation von Fe(II) oder unvoll-

ständige Reduktion von Fe(III) gebildet werden kann. Sie

tritt unter sauerstoffarmen, basischen Bedingungen in

technischen Systemen (z.B. Kühlwasserkreisläufen)

sowie in Böden und Sedimenten auf. Aufgrund seiner

Schichtstruktur (Abbildung), der anionischen Zwischen-

schichten und der hohen spezifischen Oberflächen ist

GR ein reaktiver Ionentauscher und ein guter Sorbent

für Anionen. Zudem ist bekannt, dass GR eine Reihe

anorganischer und organischer Schadstoffe reduzieren

kann. Durch Immobilisierung und Transformation kann

GR somit eine wichtige Rolle für das Abbauverhalten und

den Transport von Schadstoffen im Untergrund spielen.

Über die Bedingungen und Prozesse, die zur Bildung von

Grünem Rost in Böden und Grundwasser führen, ist noch

Sb(III)

Sb(V)

As(III)

As(V)

5 µM Phosphat

>200

>200

>100

2

Tabelle 2: Akkumulation von Antimonat, Arsenat und Kupfer in

Grünalgen nach 2 Stunden Exposition.

Element in AlgenMol/Zelle

3 x 10–17

2 x 10–16

1 x 10–17

5 x 10–16

Element und Exposi-tionskonzentration, M

Sb(V), 2 x 10– 5

As(V), 1 x 10– 5

Cu2+, 4 x 10–13

Cu2+, 2 x 10–11

Algenart

Scenedesmus vacuolatus

Scenedesmus vacuolatus

Oocystis nephrocytioides

Oocystis nephrocytioides

Abbildung: Schichtstruktur von Grünem Rost.

+ Fe(II)-Fe(III)-OH +

+ Fe(II)-Fe(III)-OH +

Fe(II)-Fe(III)-Hydroxidschicht

Fe(II)-Fe(III)-Hydroxidschicht

ZwischenschichtAn- An- An- An-H2O

An- An-H2O H2O

31

Eisen-Isotopenfraktionierung in reduziertem

Grundwasser

Nadya Teutsch, Urs von Gunten

Zu hohe Eisenkonzentrationen im Trinkwasser können zu

geschmacklichen und/oder ästhetischen Problemen füh-

ren. Um das Eisen aus dem Wasser zu entfernen, können

In-situ-Technologien verwendet werden, bei denen das

Eisen schon im Untergrund abgeschieden wird. Um die

Prozesse während der unterirdischen Eisenentfernung zu

untersuchen, wurde eine neue Methode eingesetzt, die

es erlaubt, die verschiedenen stabilen Isotope des Eisens

zu messen, die in Abhängigkeit vom chemischen Milieu

unterschiedlich häufig vorkommen.

Die Messung der Veränderung der Isotopenzusammen-

setzung von Elementen kann zur Untersuchung der

Mechanismen von Umwandlungsprozessen in natürlichen

Systemen eingesetzt werden. Mit konventionellen Metho-

den können leichte Elemente wie Wasserstoff, Kohlen-

stoff, Stickstoff etc. gemessen werden. Die Entwicklung

von hochauflösenden Massenspektrometern erlaubt es

nun auch, Veränderungen in der Isotopenzusammen-

setzung von schwereren Elementen wie Eisen zu messen,

das vier stabile Isotope besitzt: 54Fe (5,8%), 56Fe (91,8%),57Fe (2,1%) und 58Fe (0,28%). In der vorliegenden Studie

wurde die isotopische Zusammensetzung von Eisen

während der In-situ-Enteisenung in einem kleinskaligen

Feldexperiment untersucht.

Die Experimente wurden in einem Bohrloch durchgeführt,

das abwechslungsweise mit sauerstoffhaltigem Wasser

versetzt wurde, gefolgt von einer Extraktion von eisen-

freiem Wasser. Während der Injektion wird Eisen(II) durch

Sauerstoff oxidiert und als Eisen(III)hydroxid ausgefällt.

Die hydraulischen Verhältnisse während des Experiments

wurden mittels eines konservativen Tracers verfolgt und

blieben während der Dauer der durchgeführten Experi-

mente konstant. Eine wiederholte Injektion von sauerstoff-

haltigem Wasser, gefolgt von einer Extraktion von eisen-

freiem Wasser führt zu einer signifikanten Verbesserung

des Rückhalts von Eisen im Untergrund. Eisen wird auch

dann noch zurückgehalten, wenn schon lange kein Sauer-

stoff mehr im Wasser vorhanden ist. Dies kann mit einer

Adsorption von löslichem Eisen(II) an reaktiven Eisen(III)-

hydroxiden erklärt werden. Als Folge des Aufbaus von

Eisen(III)hydroxid-Oberflächen wird der Durchbruch von

Eisen als Funktion des Zyklus verzögert und erreicht

nach etwa 6 –7 Zyklen einen quasistationären Zustand.

Um die Prozesse der Rückhaltung von Eisen(II) im Unter-

grund besser zu untersuchen, wurde nebst der Konzent-

ration auch die Isotopenzusammensetzung des Eisens

gemessen. Das Verhältnis von 57Fe und 54Fe in der Delta-

wenig bekannt. Um die Rolle von Bakterien bei der Bil-

dung von GR in natürlichen Böden und Sedimenten auf-

zuklären, wurde die Reduktion natürlicher Fe(III)-Oxide

durch anaerobe, Fe(III)-reduzierende Mikroorganismen,

Shewanella algae BrY, untersucht. Naturnahe Bedingun-

gen wurden simuliert, indem Fe(III)-Oxide als Beschich-

tung auf Silikatpartikel (Modellsystem für Sandböden)

oder Calcitpartikel (CaCO3; Modellsystem für kalkhaltige

Böden) aufgetragen wurden und auf künstliche Zusätze,

wie sie für mikrobiologische Arbeiten im Labor oft ver-

wendet werden, weitgehend verzichtet wurde. Untersucht

wurden Goethit/Calcit-, Lepidokrokit/Calcit- und Ferri-

hydrit/Sand-Suspensionen. S. algae BrY reduzierte be-

achtliche Mengen des eingesetzten Fe(III) und bildete

grüne und schwarze Niederschläge innert 1– 2 Wochen

nach der Animpfung. Mit Mössbauer-Spektroskopie

konnte gezeigt werden, dass die Niederschläge aus GR

und einem Fe(II)-Phosphatmineral [Vivianit, Fe3(PO4)2 ·

8 H2O] bestehen.

Die Reaktivität von synthetischem GR gegenüber redu-

zierbaren organischen Schadstoffen wurde mit Nitro-

aromaten und Chloressigsäuren als Modellverbindungen

untersucht. Als ausgewählte Schadstoffe kamen Nitro-

aromaten sowie Trichloressigsäure und Dichloressigsäure

zum Einsatz. Unsere Ergebnisse zeigen, dass GR alle

untersuchten Nitroaromaten (Nitrobenzen, 2-Nitrophenol,

4-Nitrotoluen, 4-Chlornitrobenzen, 4-Nitrophenylessig-

säure) vollständig zu den entsprechenden Anilinen redu-

zierte. Trichloressigsäure wurde von GR zu Dichloressig-

säure abgebaut, die jedoch nicht oder nur sehr langsam

weiter zu Monochloressigsäure oder Essigsäure reduziert

wurde.

Die Rolle von mikrobiologischen Prozessen im Redox-

kreislauf von Eisen im Untergrund und wie diese Pro-

zesse mit dem Schadstoffabbau gekoppelt sind, wird

derzeit weltweit aktiv erforscht. Für den reduktiven Ab-

bau von Schadstoffen an kontaminierten Standorten wird

verbreitet metallisches Eisengranulat [Fe(0)] in durch-

lässigen reaktiven Wänden (DRW) eingesetzt. Ein tief

greifendes Verständnis, insbesondere einer Beteiligung

mikrobiologischer Prozesse, für die Reduktion der

Schadstoffe mit Fe(0) fehlt jedoch. Die Bildung von Fe(II)-

haltigen Korrosionsprodukten wie GR könnte die be-

obachtete Effektivität im Langzeitbetrieb von Fe(0)-DRW

erklären. Dadurch könnte der Schadstoffabbau gefördert

werden, indem die Aktivität von anaeroben Fe(III)-redu-

zierenden Bakterien und die nachfolgende Bildung von

GR stimuliert werden.

LiteraturErbs M. (2004): Formation and Redox Reactions of Green Rusts Under

Geochemical Conditions Found in Natural Soils and Sediments. Diss.

ETHZ No. 15 492, Zürich.

32

Notation ist in der Abbildung als Funktion der Eisen(II)-

Konzentration für die Zyklen 2, 3, 4, 5 und 7 aufgetra-

gen. Die Proben, welche vor dem Experiment genommen

wurden, haben ein δ 57Fe/54Fe von –0,57 ± 0,17‰. Es

konnte gezeigt werden, dass das leichtere Isotop 54Fe

gegenüber der Festphase (δ 57Fe/54Fe = –0,24 ± 0,08‰)

angereichert ist. Dies ist zu erwarten, da Eisen(II) durch

eine mikrobiell kontrollierte reduktive Auflösung von

Eisen(III)hydroxiden in Lösung gelangt. Der Verlauf des

δ 57Fe/54Fe als Funktion der Extraktion in der Abbildung

zeigt, dass das schwerere Isotop in der Lösung zu

Beginn, d.h. bei tiefen Konzentrationen, stark vermindert

ist. Die beobachteten Isotopeneffekte sind mit bis zu

~–4‰ für ein schweres Element wie Eisen überraschend

hoch. Sie können mit der Rückhaltung von Fe(II), z.B.

durch Adsorption an Eisen(III)hydroxide, erklärt werden.

Die Bindungsstärke des schwereren Isotops an der Ober-

fläche ist aufgrund der kleineren Vibrationsenergie stär-

ker, weshalb dieses im Gleichgewicht stärker absorbiert

wird. Im Laufe der Extraktion werden allmählich alle ver-

fügbaren Adsorptionsstellen mit Eisen(II) besetzt, so dass

schliesslich wieder das Isotopenverhältnis des Umge-

bungswassers gemessen wird. Bei der erneuten Injektion

von sauerstoffhaltigem Wasser wird das adsorbierte Fe(II)

rasch zu Fe(III) oxidiert, wobei neue Adsorptionsstellen

für Fe(II) entstehen. Diese werden bei der nächsten Ex-

traktion wieder mit Fe(II) belegt. Hierbei wird die gleiche

Abhängigkeit der Eisen-Isotopenfraktionierung von der

Eisenkonzentration beobachtet wie im Zyklus davor. Aus

der Abbildung ist ersichtlich, dass die Beziehung zwi-

schen Eisenkonzentration und Eisen-Isotopenfraktionie-

rung über alle Zyklen konstant bleibt. Daraus lässt sich

ableiten, dass sich die zugrunde liegenden Prozesse

während der In-situ-Enteisenung nicht verändern.

Wir stellen die Hypothese auf, dass die Adsorption von

Eisen(II) an reaktiven Eisen(III)hydroxiden zu einer grossen

Eisen-Isotopenfraktionierung führt. Die anschliessende

Oxidation durch Sauerstoff während der Injektionsphase

resultiert in der Bildung neuer Eisen(III)hydroxide, welche

im nächsten Extraktionszyklus zur Adsorption von Fe(II)

zur Verfügung stehen. In laufenden Studien wird die Iso-

topenfraktionierung von Eisen(II) unter kontrollierten Be-

dingungen in goethithaltigen Laborkolonnen untersucht,

um den vorgeschlagenen Mechanismus zu erhärten.

Wirkmechanismen von Pharmazeutika in

aquatischen Organismen und ihr

Zusammenwirken in Mischungen

Beate Escher, Nadine Bramaz, Manuela Richter

Mit wenigen Ausnahmen zeigen Pharmazeutika keine spe-

zifischen toxischen Effekte auf aquatische Organismen.

Allerdings müssen die Belastungen durch verschiedene

Pharmazeutika aufsummiert werden wie Mischungsver-

suche zeigen.

Abgesehen von hormonaktiven Substanzen ist für die

meisten pharmazeutischen Wirkstoffe wenig über ihre

Nichtzieleffekte auf aquatische Organismen bekannt, ob-

wohl bereits viele Pharmazeutika und einige ihrer Meta-

boliten in Oberflächengewässern nachgewiesen wurden.

Zwar sind die Konzentrationen der einzelnen Stoffe ge-

ring, aber es gibt eine Vielfalt an therapeutisch ähnlich

wirkenden Stoffen, was vermuten lässt, dass sich solche

Stoffe in Mischungen in ihrer Auswirkung addieren. In

dieser Studie wurden daher die Effekte einer Auswahl

von repräsentativen Pharmazeutika mit einer Batterie von

ökotoxikologischen Testsystemen (Abbildung) untersucht,

die neben der Quantifizierung der toxischen Effekte auch

Information über die Wirkmechanismen geben. Informa-

tionen über die Wirkmechanismen sind einerseits wichtig

für die Abschätzung des Gefährdungspotenzials des

Einzelstoffes, andererseits aber auch, um Vorhersagen

über das Verhalten in Mischungen zu machen.

Die Stoffauswahl umfasste den basischen β-Blocker

Propranolol, das saure Schmerzmittel Ibuprofen, neut-

rale hydrophobe Wirkstoffe wie das östrogene Ethinyl-

östradiol oder das Antiepileptikum Carbamazepine und

das zwitterionische Antibiotikum Sulfomethoxazol (Ab-

bildung).

Die Testbatterie beinhaltete neben klassischen ökotoxi-

kologischen Screeningtests wie z.B. dem Leuchtbakte-

rientest auch In-vitro- und In-vivo-Testsysteme, welche

selektiv gewisse Wirkmechanismen identifizieren können

(Abbildung) [1]. Daneben reagieren alle Testsysteme auch

auf nichtspezifische Effekte.

Abbildung: Korrelation zwischen δ57Fe/54Fe (– 3,86 bis –0,75‰) und

der Fe-Konzentration (0,12 bis 1,38 mg/l) für die Extraktion von

Wasser während den Zyklen 2 – 5 und 7. δ57Fe/54Fe sind relativ zum

internationalen IRMM-014 Isotopenstandard gemessen.

δ57Fe

/54Fe

[‰

]

Fe [mg/l]

R2=0,95

Zyklus 2Zyklus 3

Zyklus 4Zyklus 5

Zyklus 7

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6–4

–3

–2

–1

0

33

Störungen in der Energieübertragung und ATP-Synthese

wurden mit zeitaufgelöster Spektroskopie an isolierten

photosynthetischen Membranen identifiziert. Dabei übte

keines der untersuchten Pharmazeutika spezifische

Effekte auf die Energieübertragung aus, aber alle zeigten

unspezifische Basistoxizität [2]. Die Basistoxizität ist die

minimale Toxizität, die jeder Stoff ausübt, und kann als

narkotische Wirkung umschrieben werden. Auch auf

Algen wirkten fast alle untersuchten Stoffe basistoxisch,

mit Ausnahme von Propranolol, das im Chlorophyllfluo-

reszenztest eine deutlich höhere Toxizität zeigte, ohne

aber die typischen Effektmuster von Herbiziden, die

selektiv die Photosynthese inhibieren, aufzuweisen [1].

Der Hefezell-Östrogentest nach Routledge und Sumpter

sprach erwartungsgemäss selektiv auf das Hormon

Ethinylöstradiol im Testset an. Nur Carbamazepine hatte

bei Konzentrationen nahe seiner Löslichkeit leichte östro-

genartige Effekte. Keine der Substanzen zeigte reaktive

Toxizität, weder mit den Biosensoren für Reaktivität

gegenüber Proteinen noch mit Biosensoren für Geno-

toxizität [1, 3]. Diese Testsysteme sowie der Leucht-

bakterientest zeigten reine Basistoxizität für alle unter-

suchten Pharmazeutika.

Da die meisten pharmazeutischen Wirkstoffe in ver-

gleichsweise geringen Konzentrationen in der Umwelt

vorkommen, sind keine direkten Effekte der Einzel-

substanzen zu erwarten. Allerdings sind nichtspezifische

Effekte in der Regel konzentrationsadditiv. Diese Hypo-

these wurde in drei der untersuchten Testsysteme über-

prüft und konnte weitgehend bestätigt werden [4].

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass mit Aus-

nahme der Steroide und Antibiotika keine spezifischen

Effekte von Pharmazeutika auf aquatische Organismen

zu erwarten sind. Allerdings tragen diese Stoffe zur

kumulativen Basistoxizität von Umweltproben bei und

verhalten sich untereinander und in Mischungen mit

weiteren basistoxischen Umweltschadstoffen konzentra-

tionsadditiv.

Literatur[1] Escher B.I., Bramaz N., Eggen R.I.L., Richter M., Schweigert N., von

Känel C.: Submitted to Environ. Tox. Chem. 2004.

[2] Escher B.I., Eggen R., Vye E., Schreiber U., Wisner B., Schwarzen-

bach R.P. (2002). Environ. Sci. Technol. 36, 1971–1979.

[3] Harder A., Escher B.I., Landini P., Tobler N.B., Schwarzenbach R.P.

(2003). Environ. Sci. Technol. 37, 4962 – 4970.

[4] Escher B.I., Bramaz N., Maurer M., Richter M., Sutter D., Zschokke

M.: Submitted to Environ. Tox. Chem. 2004.

Chemikalien für Rostschutz und Silberschutz als

Verunreinigungen in Abwasser und Gewässern:

Benzotriazol und Methylbenzotriazole

Christian Schaffner, Walter Giger

Metalloberflächen sind häufig starken Oxidationen aus-

gesetzt (Rostbildung, Korrosion). Um diese sich in man-

nigfaltiger Art störend auswirkenden Korrosionen zu

verhindern oder zumindest einzuschränken, werden sehr

unterschiedliche Chemikalien als Korrosionsschutz-Addi-

Abbildung: Wirkmechanismus-basierte Testbatterie (links) und die untersuchten Pharmazeutika und ihre Strukturformeln (rechts). Wichtigste

Forschungsfragen sind das Erkennen von Wirkmechanismen und das Verständnis der Effekte von Mischungen.

reaktive Toxizität

endokrine Effekte(östrogenartig)

Inhibition derPhotosynthese

Störung desEnergiemetabolismus

Basistoxiziät

Gentoxizität

Kinspek

Leucht-bakterientest

Chlorophyll-fluoreszenz

Hefezelltest

Biosensoren

Testsystem PharmazeutikaWirkmechanismus

Toxizität?Wirkmechanismen?

Effekte?Mischungen?

O NH2

N Carba-mazepine

OHO

Ibuprofen

CI

O

OHCI

NH Diclofenac

HO

H

OH

H H

Ethinyl-östradiol

OH

O NH

Propranolol

O

O

SH2N

ON

HN Sulfo-methoxazol

34

tive eingesetzt, wobei dieselben Substanzen oft für sehr

verschiedenartige Zwecke verwendet werden. Diese che-

mischen Substanzen gelangen auch in gewerbliche und

kommunale Abwasser, werden in den Kläranlagen teil-

weise nur sehr schlecht entfernt und finden sich folglich

auch in den Vorflutern. Benzotriazol und Methylbenzo-

triazole sind weit verbreitete Korrosionsschutzmittel, die

sowohl in Flugzeugenteisern, Kühl- und Schmierstoffen

von Motoren als auch als so genannter Silberschutz in

Geschirrspülmitteln enthalten sind. Insbesondere die

letztere Anwendung bewirkt das sehr weit verbreitete Auf-

treten der Benzotriazole im Gemeindeabwasser.

Um das Umweltgefährdungspotenzial bzw. die Umwelt-

exposition der biologisch kaum abbaubaren Benzotriazol

(BT) und Methylbenzotriazole (MBT) zu beurteilen (Abbil-

dung 1), wurde eine routinemässig einsetzbare Methode

für die quantitative Bestimmung von BT und MBT im Ab-

wasser und Wasser optimiert und auf ihre Zuverlässigkeit

überprüft. Die Messungen erfolgten mittels Festphasen-

anreicherung aus der Wasserphase, gefolgt von Flüssig-

keitschromatographie mit direkt gekoppelter Tandem-

massenspektrometrie.

substanziellen Beitrages aus industriell/gewerblichen

Einträgen hin.

In sämtlichen untersuchten Abwässern von 23 Gemein-

den wurden die beiden Analyten gefunden, wobei die

Medianwerte für BT und MBT im Kläranlagenablauf

12 beziehungsweise 1,5 µg/l betragen. Im Abwasser

von zwei Gemeinden traten wesentlich höhere Konzent-

rationen auf (bis zu 100 µg BT/l), ohne dass bis jetzt die

Ursache für diese höheren Belastungen ermittelt werden

konnte. Vermutlich könnte eine erhöhte Verwendung in

einem Gewerbebetrieb dafür verantwortlich sein. In einer

Gemeinde, auf deren Gebiet sich viele Garagenbetriebe

befinden, wurden ebenfalls grosse Konzentrationen im

mechanisch gereinigten Abwasser, aber auch eine relativ

hohe Elimination von ca. 40% in der biologischen Ab-

wasserreinigung festgestellt.

Auch in Oberflächengewässern liessen sich BT und MBT

nachweisen. Die höchsten Konzentrationen wurden in

der Glatt im Kanton Zürich gefunden (bis zu 5 Mikro-

gramm BT pro Liter). Dabei wurden auch gewisse jahres-

zeitliche Unterschiede festgestellt, die möglicherweise

auf einen Eintrag aus dem Flughafen Zürich Unique hin-

weisen. Ausführliche Studien im Winter 2003/04 sollen

diese Frage abklären. In der NADUF-Messstation am

Rhein bei Weil am Rhein wurden Konzentrationen von

0,05 bis 0,5 Mikrogramm pro Liter gefunden. Daraus er-

gaben sich die in Abbildung 3 eingezeichneten Wochen-

frachten für BT und MBT.

Die wenigen bis jetzt vorliegenden Analysen ergaben,

dass BT auch in Grund- und Trinkwasser in Nanogramm-

Konzentrationen nachweisbar ist, wobei die Trinkwasser-

aufbereitung zu einer drastischen Reduktion führt. Die

weit verbreitete Belastung der aquatischen Umwelt durch

die persistenten, gut wasserlöslichen und damit hoch-

mobilen Benzotriazole gleicht sehr der Gewässerverun-

reinigung durch den Komplexbildner Ethylendiamintetra-

acetat (EDTA). In beiden Fällen wird das ökotoxikologi-

sche und toxikologische Risiko jedoch als relativ gering

eingestuft (vorläufig geschätzter niedrigster Effektwert

PNEC = 30 Mikrogramm pro Liter).

Abbildung 1: Strukturformeln von Benzotriazol (BT) und

Methylbenzotriazole (MBT).

H3C

Benzotriazol [BT] Methylbenzotriazole [MBT]

HN

N

N

HN

N

N

Abbildung 2: Wochengang der Benzotriazolkonzentrationen im

Abwasser der Kläranlage Kloten-Opfikon.

µg/l

0

3

6

9

12

15

18

November 200218. 19. 20. 21. 22. 23. 24.

VKB NKB vor Sandfilter nach Sandfilter

Abbildung 3: Benzotriazol- und Methylbenzotriazol-Frachten im

Rhein bei Weil am Rhein.

kg/W

och

e

0

50

100

150

200

250

300

Okt. Nov. Dez. Jan. Feb. März April Mai Juni2002 2003

MBT

BT

Abbildung 2 zeigt die BT-Konzentrationen während einer

Woche in der Kläranlage Kloten-Opfikon. In der biologi-

schen Stufe wird BT um weniger als 20% eliminiert und

im Sandfilter gibt es keine zusätzliche Elimination, wie

dies etwa für Nonylphenol-Verbindungen festgestellt

worden ist. Die gleich hohen Konzentrationen an Werk-

tagen und am Wochenende weisen auf das Fehlen eines

35

Mikrobieller Abbau von Nonylphenol

Frédéric Gabriel, Walter Giger, Hans-Peter Kohler

Nonylphenol, Nonylphenolmono- und -diethoxylat, be-

kannte Fremdstoffe mit endokriner Wirkung, gelangen in

die Umwelt als Stoffwechselprodukte von Nonylphenol-

polyethoxylat, ein in Industrie und Landwirtschaft im

grossen Massstab verwendetes anionisches Tensid. Der

Umstand, dass technisches Nonylphenol ein Gemisch

von mindestens 22 Isomeren darstellt, die sich im Ver-

zweigungsmuster der Nonylkette unterscheiden, hat die

Aufklärung des weiteren Abbaus von Nonylphenol-Deri-

vaten sehr erschwert. Die Zusammenarbeit mit Klaus

Günther (Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre,

Forschungszentrum Jülich) hat es uns nun erstmals er-

möglicht, reine Nonylphenol-Isomere zum Studium des

Abbaus zu verwenden.

Entgegen der allgemeinen Auffassung, Nonylphenol-Iso-

mere seien aufgrund des starken Verzweigungsgrades

ihrer Nonylketten schwer abbaubar, konnten wir feststel-

len, dass 4-(3’,6’-Dimethylhept-3’-yl)phenol, als Kohlen-

stoffquelle einem Kulturgefäss mit Belebtschlamm zuge-

setzt, innerhalb einer Woche fast vollständig abgebaut

wurde. Nach aufwändiger Suche konnte denn auch vom

Klärschlamm ein Bakterium isoliert werden, das auf be-

stimmten Nonylphenol-Isomeren als einziger Kohlenstoff-

und Energiequelle zu wachsen vermag.

Aufgrund seines Fettsäureprofils, der Analyse einer

Teilsequenz seiner 16S ribosomalen DNA und seiner

Stoffwechseleigenschaften wurde das Isolat durch die

Deutsche Stammsammlung von Mikroorganismen als

Sphingomonas xenophaga (Stamm Bayram) identifiziert.

In der Literatur sind bis anhin nur zwei Mikroorganismen

beschrieben worden, die technisches Nonylphenol effi-

zient abzubauen vermögen. Diese gehören ebenfalls zu

den Sphingomonaden, welche erst etwa vor 15 Jahren

als eigenständige Gruppe erkannt wurden und die auf-

grund ihrer ausserordentlichen metabolischen Fähig-

keiten, eine breite Palette von sonst schwer abbaubaren

Xenobiotika zu metabolisieren, immer mehr ins Rampen-

licht der Umweltmikrobiologie rücken. Alle drei Stämme

scheinen nur den aromatischen Teil des Nonylphenols zu

verwenden und scheiden die verzweigten Nonylketten in

Form von C9-Alkoholen mit unverändertem Kohlenstoff-

gerüst in das Medium aus. Dabei wird durch einen unbe-

kannten Mechanismus die Alkylkette vom Aromaten ge-

trennt und an ein Sauerstoffatom gekoppelt (Abbildung 1).

Um den Einfluss des Verzweigungsmusters der Nonyl-

kette auf die Abbaubarkeit der einzelnen Isomere zu

untersuchen, wurde Stamm Bayram eine Mischung aus

fünf verschiedenen Isomeren als einzige Kohlenstoff-

quelle angeboten (da Nonylphenol sehr wenig wasser-

löslich ist, bildete es ein Tröpfchen auf der Flüssigkeits-

oberfläche und die gelöste Konzentration entsprach der

maximal löslichen). Unter den Isomeren besassen NP9

und NP19 eine stark verzweigte Alkylkette, NP21 und

NP1 eine sehr wenig verzweigte und nNP eine lineare

(Abbildung 2). Es zeigte sich, dass alle Isomere zu einem

gewissen Grade abgebaut werden konnten, wobei die

Umwandlung umso schneller vor sich ging, je stärker

verzweigt die Alkylkette war (Abbildung 2). In fünf Parallel-

experimenten, in denen die Isomere einzeln vorlagen,

wurden die zwei stark verzweigten Isomere NP9 und

NP19 beide deutlich schneller abgebaut als alle Isomere

in der Mischung zusammengenommen. Da im Falle der

Mischung die Gesamtkonzentration an gelöstem Stoff

grösser sein sollte als im Falle der einzeln vorliegenden

Isomere, könnte dies auf eine gewisse toxische Wirkung

von Nonylphenol auf das untersuchte Bakterium hin-

weisen. Erklären liesse sich der verlangsamte Abbau der

Mischung auch durch die Vorstellung, dass die reaktiven

mit den wenig reaktiven Isomeren um die Wirkstelle ge-

wisser Abbauenzyme konkurrenzieren. Im Kontrast zum

Versuch mit der Isomerenmischung beobachtete man bei

den Versuchen mit den einzelnen Isomeren nur einen

Abbau der stark verzweigten Isomere NP9 und NP19 und

des Isomers NP1. Auf den zwei am wenigsten verzweig-

ten Isomeren NP21 und nNP vermochte das Bakterium

nicht zu wachsen und sie wurden dementsprechend

nicht metabolisiert. Mit Hilfe eines mit einem Gaschroma-

Abbildung 1: Abspaltung der aliphatischen Kette von Nonylphenol

(NP19) in Form eines Nonylalkohols (N9).

HO

HOunbekannter

Mechanismus

Stamm Bayram

Abbildung 2: Differenzieller Abbau eines Gemisches aus fünf Nonyl-

phenol-Isomeren durch Sphingomonas xenophaga, Stamm Bayram.

Inkubationszeit [Tage]

unbeimpfteKontrollen

nNP

NP21

NP1

NP19

NP9

NP

[%

]

0 5 10 15 20 250

20

40

60

80

100

HO

HO

HO

HO

HO

36

gen erwartet, östrogene Aktivität. Die entsprechenden

Carbonsäuren jedoch, Nonylphenoxyessigsäure (NP1EC)

und Octylphenoxyessigsäure (OP1EC), waren im Hefe-

test anti-östrogen. Da mechanistische Aspekte bei der

Erforschung endokrin aktiver Substanzen zunehmend an

Bedeutung gewinnen und für eine Abschätzung des Ge-

fährdungspotenzials wichtig sind, haben wir die Ursachen

für dieses unterschiedliche Verhalten der APnEO-Abbau-

produkte näher untersucht. Als Repräsentanten wurden

dabei NP und NP1EC verwendet.

NP1EC kann wie NP an den menschlichen Östrogen-

rezeptor binden. Das unterschiedliche Verhalten der bei-

den Substanzen bezüglich Östrogenizität muss daher auf

Ereignisse zurückzuführen sein, welche auf die Bindung

an den Östrogenrezeptor folgen. Wenn verschiedene

Substanzen an den Östrogenrezeptor binden, können sie

in diesem verschiedene Strukturänderungen, so genannte

Konformationsänderungen, auslösen. Wir haben solche

tographen gekoppelten Massenspektrometers gelang der

Nachweis der drei Nonylalkohole N9, N19 und N1, die

Umwandlungsprodukte der Wachstumssubstrate NP9,

NP19 und NP1 darstellen. Ausserdem wurden mit der

Hochleistungsflüssigchromatographie-UV-Spektroskopie

neue Umwandlungsprodukte detektiert, die möglicher-

weise zur Erklärung des oben erwähnten Mechanismus

der Bildung der Nonylalkohole beitragen werden.

Östrogen oder Anti-Östrogen – die Rolle der

Östrogenrezeptor-Struktur

Barbara V. Rutishauser, Rik I.L. Eggen

Verschiedene Abbauprodukte von Nonylphenolpoly-

ethoxylaten zeigen unterschiedliche Wirkung in einem

Hefetest für östrogene Aktivität. Nonylphenol, das eine

Abbauprodukt, wirkt östrogen, das andere, Nonyl-

phenoxyessigsäure, wirkt anti-östrogen. Verantwortlich

für diese unterschiedliche Wirkungsweise ist höchst-

wahrscheinlich die Östrogenrezeptor-Struktur, welche

mit der an den Rezeptor gebundenen Substanz variiert.

Alkylphenolpolyethoxylate (APnEO) werden als aktive

Substanzen in Reinigungsmitteln verwendet. Auch bei

der Herstellung von Plastik und als Zusätze in Farben

und Pestiziden finden sie Anwendung. Seit in der Schweiz

der Einsatz dieser Substanzen in Textilwaschmitteln ver-

boten ist, sind die Gehalte ihrer Abbauprodukte hierzu-

lande im Abwasser etwa zehnmal niedriger als vorher.

In Reinigungsmitteln und anderen Produkten finden sie

aber nach wie vor Anwendung. APnEO werden mikrobiell

abgebaut und es entstehen lipophile Produkte, welche

persistent sind in der Umwelt. Dies sind einerseits die

kurzkettigen APnEO und die Alkylphenole, welche durch

Abbau der Polyethoxylatkette entstehen. Wohl bekannte

Vertreter dieser Abbauprodukte sind Nonylphenol und

Octylphenol. Beide Substanzen verdanken ihren hohen

Bekanntheitsgrad der Tatsache, dass sie Umweltschad-

stoffe mit östrogener Wirkung sind. Wird andererseits

während des Abbaus die terminale Ethoxygruppe der

APnEO oxidiert, entstehen die entsprechenden Carbon-

säuren. Die Carbonsäuren wurden in zwei Studien als die

in Kläranlagenabläufen und Flusswasser am reichlichsten

vorhandenen alkylphenolischen Verbindungen identifiziert

[1, 2].

Mit einer Hefe, die dank molekularbiologischer Methoden

den menschlichen Östrogenrezeptor produziert und die

östrogene Aktivität von Chemikalien anzeigt, haben wir

Vertreter der APnEO-Abbauprodukte auf ihre östrogene

Aktivität untersucht. Nonylphenol (NP) und Octylphenol

(OP) zeigten dabei, wie aufgrund früherer Untersuchun-

Abbildung: Beim Abbau der Alkylphenolpolyethoxylate (APnEO) wird

primär die Ethoxylatkette verkürzt und es entstehen kurzkettige

APnEO wie Alkylphenolmonoethoxylate. Durch weiteren Abbau der

Ethoxylatkette entstehen Alkylphenole (z.B. Nonylphenol [NP]). Wird

die terminale Ethoxygruppe oxidiert, entstehen Alkylphenoxyessig-

säuren (z.B. Nonylphenoxyessigsäure [NP1EC]). NP und NP1EC

können beide an den Östrogenrezeptor (ER) binden, induzieren aber

unterschiedliche Rezeptorkonformationen. Wenn der Rezeptor NP

gebunden hat, kann er mit dem Östrogen-Antwortelement (ERE) auf

der DNA interagieren, wenn NP1EC gebunden ist, findet keine Inter-

aktion statt.

DNA

Alkylphenoxyessigsäuren(APEC)

R

z.B.

O

Alkylphenolpolyethoxylate (APnEO)

Alkylphenole(AP)

Alkylphenolmonoethoxylate (AP1EO)

z.B. NP1EC z.B. NP

ERE

ERE

XDNA

[CH2 CH2

COOH

O

R O CH2

R O R OHCH2

CH2 OH

]n H

ER ER

ER ER

37

Konformationsänderungen mit NP, NP1EC und der östro-

genen Standardsubstanz, dem Steroidhormon β-Estra-

diol (E2), untersucht. Dabei zeigte sich, dass alle drei

Substanzen, wenn sie an den Rezeptor binden, eine an-

dere Rezeptorkonformation induzieren. Um in der Hefe

eine positive östrogene Antwort hervorrufen zu können,

muss der Rezeptor mit einem so genannten Östrogen-

Antwortelement (ERE) auf der DNA interagieren können.

Wir haben daher untersucht, ob der Östrogenrezeptor,

wenn er sich in der durch die jeweilige Substanz indu-

zierten Konformation befindet, mit einem ERE interagie-

ren kann. Mit NP oder E2 an den Rezeptor gebunden,

interagierte dieser mit dem ERE, jedoch schien die Inter-

aktion im Detail unterschiedlich zu sein. Wenn der Re-

zeptor jedoch NP1EC gebunden hatte, wurde überhaupt

keine Interaktion mit dem ERE beobachtet. Diese Inter-

aktion ist aber Voraussetzung für eine positive östrogene

Antwort im Hefetest. Zusammenfassend entsteht die

anti-östrogene Wirkung von NP1EC höchstwahrscheinlich

folgendermassen: NP1EC konkurriert mit E2 um die

Bindung an den Östrogenrezeptor und verhindert dann

durch die nach der Bindung induzierte, NP1EC-spezifi-

sche Rezeptorkonformation eine Interaktion mit dem ERE

und wirkt damit anti-östrogen (Abbildung).

Literatur[1] Ahel M., Giger W., Schaffner C. (1994): Behaviour of alkylphenol

polyethoxylate surfactants in the aquatic environment – II. Occurrence

and transformation in rivers. Wat. Res. 28, 1143 –1152.

[2] Barber L.B., Brown G.K., Zaugg S.D. (2000): Potential endocrine

disrupting organic chemicals in treated municipal wastewater and river

water. In: Analysis of Environmental Endocrine Disruptors (L.H. Keith,

T.L. Jones-Lepp, and L.L. Needham, Eds.), ACS Symposium Series

747, pp. 97–123. Oxford University Press.

17α-Ethinylestradiol: Elimination der östro-

genen Aktivität und Bildung von Abbauprodukten

während der Ozonung

Marc M. Huber, Thomas A. Ternes, Urs von Gunten

Hormone und hormonell wirksame Chemikalien stehen in

Verdacht, für den Rückgang der Fischpopulationen in

vielen Gewässern mitverantwortlich zu sein. Eine weiter-

gehende Abwasserreinigung mittels Ozonung könnte die

Freisetzung vieler dieser Stoffe vermindern. In der vor-

liegenden Studie konnte am Beispiel des synthetischen

Steroidhormons 17α-Ethinylestradiol (EE2) bestätigt

werden, dass im Wasser die durch dieses Hormon ver-

ursachte östrogene Aktivität mit Ozon effizient reduziert

werden kann.

Unter den Hormonen spielen in der Umwelt die natür-

lichen Hormone Estradiol und Estron sowie das synthe-

tische Hormon EE2, das Bestandteil der Antibabypille ist,

wegen ihrer hohen Wirksamkeit eine zentrale Rolle. Diese

Verbindungen gelangen mit dem Abwasser in die Klär-

anlage, wo sie nur teilweise abgebaut werden und somit

mit dem gereinigten Abwasser in die Gewässer einge-

leitet werden. Zur Verminderung des Eintrags von Hormo-

nen ist daher zu überprüfen, ob die Reinigungsleistung

der Kläranlagen verbessert werden muss. Eine Möglich-

keit dazu wäre die Behandlung des gereinigten Abwas-

sers mit Ozon.

Am Beispiel von EE2 wurde untersucht, ob Ozon in der

Lage ist, die östrogene Aktivität, die durch die Anwesen-

heit von östrogenen Verbindungen im Wasser verursacht

wird, zu vermindern. In einer früheren Untersuchung

wurde bereits gezeigt, dass Ozon sehr schnell mit den

oben genannten Hormonen reagiert [1]. Die Reaktion mit

Ozon führt allerdings nicht zur vollständigen Mineralisie-

rung dieser Verbindungen, sondern bewirkt nur eine Ver-

änderung ihrer chemischen Struktur. Die entstehenden

Produkte könnten daher immer noch hormonell wirksam

sein. Ziel dieser Studie war es abzuklären, welche Ozo-

nungsprodukte bei der Reaktion von EE2 und Ozon ent-

stehen und vor allem, ob diese Produkte noch östrogen

aktiv sind.

In einem ersten Schritt wurden mittels moderner analyti-

scher Methoden (Gas- und Flüssigchromatographie ge-

koppelt mit Massenspektrometrie) die Ozonungsprodukte

von EE2 identifiziert. Abbildung 1 zeigt die chemische

Struktur einiger Produkte. Da sich die chemische Struk-

Abbildung 1: Chemische Struktur einiger Produkte, die bei der

Reaktion von Ozon mit EE2 entstehen.

HO

OH

EE2

O

O

HOHO

HO

O

HO

OHOH

O

OHO

O

HO

O

OOH

O

O

O

OHO

O

O

HOHO

Ozon

38

tur der Reaktionsprodukte deutlich von der Struktur von

EE2 unterscheidet, kann bereits aus diesen Ergebnissen

geschlossen werden, dass diese Moleküle wahrschein-

lich eine viel geringere östrogene Aktivität aufweisen als

EE2. Zur Bestätigung dieser Annahme wurden wässrige

Lösungen mit EE2 nach einer Ozonbehandlung auf die

östrogene Aktivität hin untersucht. Dieser Test wurde

mittels gentechnisch veränderter Hefezellen, die einen

menschlichen Östrogenrezeptor enthalten, durchgeführt.

Abbildung 2 zeigt die Abnahme der EE2-Konzentration

und der östrogenen Aktivität als Funktion der Ozon-

zugabe. Die Tatsache, dass die EE2-Konzentration und

die östrogene Aktivität parallel abnehmen, zeigt, dass

die östrogene Aktivität der Ozonungsprodukte viel ge-

ringer sein muss als diejenige von EE2. Die östrogene

Aktivität würde im Falle der Bildung von östrogenaktiven

Ozonungsprodukten weniger stark zurückgehen als die

EE2-Konzentration. Aufgrund dieser Ergebnisse kann der

Schluss gezogen werden, dass die Ozonung eine geeig-

nete Methode zur Verminderung der östrogenen Aktivität

in Wasser ist und zu diesem Zweck für die Trink- und

Abwasserreinigung eingesetzt werden kann.

Literatur[1] Huber M.M., Canonica S., Park G.-J., von Gunten U. (2003): Oxida-

tion of Pharmaceuticals During Ozonation and Advanced Oxidation

Processes. Environ. Sci. Technol. 37, 1016 –1024.

[2] Routledge E.J., Sumpter J.P. (1996): Estrogenic Activity of Surfactants

and Some of their Degradation Products Assessed Using a Recombi-

nant Yeast Screen. Environ. Tox. Chem. 15, 241– 248.

Veterinär-Antibiotika in der Umwelt – eine neue

Analysenmethode ebnet den Weg zu Feldstudien

Heinz Singer, Krispin Stoob, Michael Burkhardt,

Christian Stamm, Maren Kahle, Stephan Müller

Feldstudien stellen hohe Anforderungen an die Analytik,

da eine grosse Anzahl von Proben, die zumeist geringe

Substanzkonzentrationen enthalten, mit hoher Präzision

gemessen werden müssen. Eine im Prozess Wasser und

Landwirtschaft neu entwickelte Online-SPE-LC-MS/MS-

Methode bietet nun die Möglichkeit, Sulfonamid-Anti-

biotika schnell und zuverlässig in Wasserproben zu quan-

tifizieren. Diese Methode wurde inzwischen erfolgreich

bei mehreren Feldstudien eingesetzt.

Die Untersuchung des Vorkommens und Verhaltens land-

wirtschaftlicher Hilfsstoffe in der Umwelt ist der Haupt-

tätigkeitsbereich des Prozesses Wasser und Landwirt-

schaft (W+L). Neben den Pestiziden liegt seit einigen

Jahren der Fokus auch auf Veterinär-Antibiotika. Berichte

über Antibiotikarückstände in der Umwelt und über die

Ausbreitung von antibiotikaresistenten Bakterien haben

zu einem wachsenden Interesse in der Öffentlichkeit und

zu der Einsetzung des nationalen Forschungsprogramms

NFP 49 «Antibiotikaresistenz» geführt.

Im Rahmen des NFP 49 wird derzeit im Einzugsgebiet des

Greifensees eine Reihe von Studien mit dem Ziel durch-

geführt, die Rückhalte-, Transport- und Abbauprozesse

von Veterinär-Antibiotika in der Umwelt zu beschreiben.

Das Hauptaugenmerk liegt hierbei auf den Sulfonamiden,

die aufgrund ihrer Einsatzmengen und physikochemi-

schen Eigenschaften als potenzielle Problemsubstanzen

für aquatische Ökosysteme gelten.

In zwei Studien auf geneigtem Grünland wurde auf Plot-

sowie Feldmassstab (2 m2 und 0,5 ha) nach Ausbringung

von antibiotikahaltiger Gülle aus Schweinemastbetrieben

der Austrag von Sulfonamiden untersucht. Um diese Ver-

suche zu ermöglichen, bedurfte es allerdings einer leis-

tungsfähigen Analytik, da sehr viele Proben anfielen und

Werte bis in den unteren ng/l-Bereich präzise quantifi-

ziert werden mussten. Aus diesem Grund wurde eine

neue Analysemethode entwickelt, die eine einfache,

schnelle, kosteneffiziente und zuverlässige Bestimmung

von Sulfonamiden sowie deren Abbauprodukten in Um-

weltproben auch im Spurenbereich erlaubt. Dies wurde

durch die Online-Verbindung einer automatischen Fest-

phasenextraktion (SPE) mit einem Flüssigchromatograph-

Tandem-Massenspektrometer (LC-MS/MS) erreicht.

Durch die Kopplung eines Autosamplers mit zwei ge-

trennt schaltbaren Sechs-Wege-Ventilen kann eine an-

gereicherte Probe eluiert und am LC-MS/MS gemessen

werden, während gleichzeitig das System die nächste

Probe auf der SPE-Kartusche anreichert. Insgesamt ist

nur noch eine Probemenge von 20 ml erforderlich. Durch

die automatisierte Probenanreicherung und Messung

können 100 Wasserproben innerhalb von 3 Tagen analy-

siert werden.

Die Methode wurde für zahlreiche Wirkstoffe (u.a. Sulfa-

methazin, Sulfathiazol, Sulfadiazin, Sulfomethoxazol, Sul-

fadimethoxin) und deren Metaboliten validiert. Durch die

Abbildung 2: Abnahme der EE2-Konzentration und der östrogenen

Aktivität als Funktion der Ozonzugabe. Die EE2-Konzentration

und die östrogene Aktivität sind relativ zu den entsprechenden

Werten der Ausgangslösung (10 µM EE2) gegeben.

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0

Ozon/EE2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

c/c 0

EE2-Konzentrationöstrogene Aktivität

39

Verwendung von isotopenmarkierten Sulfonamiden als

interne Standards ist die Quantifizierung ausserordentlich

zuverlässig. Da sich die jeweilige Substanz und der zu-

gehörige interne Standard bei der Anreicherung und der

Messung identisch verhalten, fallen Probleme bezüglich

variierender Extraktionsausbeute bei der SPE-Anreiche-

rung und matrixbedingte Störungen bei der Ionenbildung

im Massenspektrometer weg. Die Quantifizierungs-

grenzen liegen je nach Substanz zwischen 2 und 15 ng/l.

Inzwischen hat sich die neue Analysenmethode bei der

Untersuchung der Proben aus den Plot- bzw. Feldstudien

bewährt. So wurden sowohl im oberflächlichen Abfluss

der künstlich beregneten Plotversuche als auch in dem

zum Feldversuch angrenzenden Fliessgewässer Sulfon-

amidkonzentrationen im Bereich von einigen Mikrogramm

pro Liter gemessen (Abbildung). Diese Studien werden

zurzeit noch im Detail ausgewertet.

Grosses Potenzial zur Reduktion des Eintrages

von Herbiziden in Oberflächengewässer durch

Berücksichtigung von Standortfaktoren

Christian Leu, Heinz Singer, Christian Stamm,

Stephan Mülller, René Schwarzenbach

In einem kleinen Untersuchungsgebiet (2,1 km2) wurde

einerseits untersucht, wie sich der Eintrag von drei weit

verbreiteten Maisherbiziden in Oberflächengewässer

unterscheidet, und andererseits, wie ausgeprägt die Ein-

träge der Herbizide zwischen verschiedenen Maisfeldern

variieren. Im Gegensatz zu den Herbiziden, die sich

relativ ähnlich verhielten, wurden enorme Unterschiede

zwischen den Feldern beobachtet. Deshalb lässt sich

postulieren, dass die Herbizidbelastung von Oberfächen-

gewässern sehr effizient reduziert werden könnte durch

Gebrauchseinschränkungen auf Risikoflächen.

Im Jahr 1992 wurde in der Schweiz eine neue Landwirt-

schaftspolitik eingeführt, unter anderem mit dem Ziel, bis

zum Jahr 2005 die Herbizideinträge in die Oberflächen-

gewässer um 50% zu reduzieren. Schon heute kann

jedoch aufgrund von aktuellen Studien, die den Herbizid-

eintrag in verschiedenen Schweizer Seen quantifizieren,

gesagt werden, dass dieses Ziel wahrscheinlich nicht

erreicht werden kann. Will man an den Zielen festhalten,

müssen deshalb neue Massnahmen eingeführt werden.

Solche Massnahmen zur Minimierung der Einträge von

landwirtschaftlichen Nutzflächen sind allerdings schwierig

zu definieren, da das Ausmass der Gewässerbelastung

bei gegebener Applikationsmenge von einer Vielzahl sich

gegenseitig beeinflussender Faktoren abhängt, wie Hang-

neigung, Bodentyp und Gewässernähe von behandelten

Feldern, Witterungsbedingung oder den Eigenschaften

der applizierten Herbizide.

Um ein umfassendes Bild über den Herbizidtransport in

landwirtschaftlichen Nutzgebieten zu erhalten, haben wir

im Jahr 2000 Gewässereinträge von drei weit verbreite-

ten Maisherbiziden von 13 Feldern eines 2,1 km2 grossen

Gebietes im Zürcher Oberland untersucht. Die drei Her-

bizide wurden in einer identischen Mischung (Atrazin

Abbildung: Verlauf der Sulfamethoxazolkonzentration in einem

kleinen Fliessgewässer während eines Regenereignisses nach

Applikation von antibiotikahaltiger Gülle auf angrenzenden Gras-

flächen.

Ko

nzen

trat

ion

[ng

/l]

0

200

400

600

800

1000

1200

10. Mai 20039. Mai 2003

KonzentrationWasserabfluss

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

Was

sera

bflu

ss [

m3/s

]

Abbildung: Abfluss (A) und Konzentrationsverlauf der drei Herbi-

zide (B) am Ausfluss des Untersuchungsgebietes während dem

wichtigsten Regenereignis, welches 23 Tage nach der Applikation

stattfand. Der Pfeil kennzeichnet einen Konzentrationspeak, der

durch die Abschwemmung einer kleinen Atrazinmenge von einem

Hof verursacht wurde.

[µg

/l]

[m3/s

]

0,0

0,5

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

A

23 24

Tag nach Applikation

25 26

Atrazin (zeitproportionale Proben)Atrazin (abflussproportionale Proben)Dimethenamid (zeitproportionale Proben)Dimethenamid (abflussproportionale Proben)Metolachlor (zeitproportionale Proben)Metolachlor (abflussproportionale Proben)

B

40

0,84 kg/ha, Dimethenamid 0,75 kg/ha und Metolachlor

0,42 kg/ha) auf allen Maisfeldern innerhalb von 12 Stun-

den ausgebracht und waren somit nach ihrer Applikation

identischen Wetterbedingungen ausgesetzt. Die Herbizid-

konzentrationen in den Böden wurden bis 50 Tage nach

der Applikation bestimmt und die Ausflüsse von drei Teil-

gebieten (0,7 km2) wurden bis 70 Tage nach der Applika-

tion intensiv beprobt.

Während der ersten zwei Regenereignisse nach der Appli-

kation, welche ergiebig genug waren, um die Oberböden

zu sättigen, fand mehr als 80% des Gesamteintrages der

Substanzen in die Bäche statt. Dabei wurden die Sub-

stanzen via oberflächliche Abschwemmung und via grobe

Poren in Drainagen transportiert und somit sehr schnell

in die Bäche eingetragen, praktisch ohne Interaktion mit

der Bodenmatrix. Als Folge wurden am Ausfluss des

Gebietes sehr ähnliche Konzentrationsverläufe der drei

Herbizide gemessen mit maximalen Konzentrationen

zwischen 0,9 µg/l (Metolachlor) und 3,6 µg/l (Atrazin)

(Abbildung). Unterschiedlich schneller Rückgang der Her-

bizidkonzentrationen auf den Feldern sowie verschieden

effektive Mobilisierung der Substanzen in das abflies-

sende Wasser führten dazu, dass die Gewässereinträge

der drei Herbizide jedoch im Maximum nur um einen

Faktor 3 variierten. Relative Einträge von Atrazin, Dime-

thenamid und Metolachlor machten 0,82%, 0,27% bezie-

hungsweise 0,41% der applizierten Mengen aus. Dem-

gegenüber variierten die Einträge aus zwei verschiedenen

Untersuchungsgebieten während den zwei relevantesten

Regenereignissen bis zu einem Faktor 58! Diese enorme

Variabilität kann auf Feldeigenschaften zurückgeführt

werden, welche vor allem denjenigen Anteil an Regen-

wasser beeinflussen, der die Bäche via schnelle Trans-

portwege, das heisst ohne langsames Perkulieren durch

die Bodenmatrix, erreicht. Folglich sind die Bodendurch-

lässigkeit, Topographie und die Drainagen entscheidende

Standortfaktoren. Im Gegensatz dazu wurden Feldeigen-

schaften, welche die Verfügbarkeit der Herbizide für den

schnellen Transport in die Gewässer beeinflussen (z.B.

organische Bodenmatrix) als weniger wichtig identifiziert.

Durch Einschränkungen von Applikationen auf Feldern

mit einer ausgeprägten Tendenz, Herbizide via schnelle

Transportwege in Oberflächengewässer abzugeben,

könnte der Herbizideintrag in Gewässer effektiv reduziert

werden. Details zu dieser Studie sind in [1, 2] aufgeführt.

Literatur[1] Leu C., Singer H., Stamm C., Müller S.R., Schwarzenbach R.P. (2004):

Simultaneous Assessment of Sources, Processes and Factors Influ-

encing Herbicide Losses to Surface Waters in a Small Agricultural

Catchment. Submitted to Environ. Sci. Technol.

[2] Leu C., Singer H., Stamm C., Müller S.R., Schwarzenbach R.P. (2004):

Variability of Herbicide Losses from 13 Fields to Surface Water within

a Small Catchment after a Controlled Herbicide Application. Submit-

ted to Environ. Sci. Technol.

Evaluation du risque des pesticides pour les

eaux de surface en Suisse

Nathalie Chèvre, Heinz Singer, Stephan Müller (EAWAG);

Edwin Müller (OFEFP, Berne)

Certains pesticides sont régulièrement mesurés dans

les eaux de surface en Suisse. Le risque que représente

cette contamination pour le milieu aquatique peut être

mis en évidence au travers d’une évaluation du risque

consistant à comparer les concentrations mesurées dans

l’environnement avec des valeurs d’écotoxicité sur des

organismes aquatiques. Notre étude porte sur l’évalua-

tion du risque des pesticides dans les eaux de surface

en Suisse et sur la définition de critères de qualité pour

ces substances.

En Suisse, la Confédération, les cantons et les instituts

de recherche ont mené ces dernières années des cam-

pagnes de mesure qui ont révélé la présence de pesti-

cides dans les eaux de surface. De manière générale, la

contamination par les pesticides agricoles est saisonnière,

les concentrations les plus élevées (jusqu’à quelques

µg/l dans les ruisseaux et moyennes rivières) étant mesu-

rées pendant et après l’application, lors d’événements

pluvieux (Figure). Cependant, tous les pesticides n’ont

pas la même probabilité d’être mesurés dans les eaux.

Les caractéristiques physico-chimiques de ces subs-

tances, de même que les caractéristiques locales du

sol où ils sont appliqués (topographie, drainage, etc.)

jouent un rôle prépondérant dans la contamination du

milieu aquatique. Ainsi, des quelques 450 substances

actives autorisées en Suisse, une vingtaine, principale-

ment des herbicides, sont régulièrement mesurées dans

les eaux de surface. L’évaluation directe des effets néga-

tifs d’un pesticide sur le terrain est difficile dû au fait que

d’autres paramètres environnementaux (température,

nourriture, présence d’autres polluants, etc.) ont égale-

ment une influence sur les communautés aquatiques.

Pour cette raison, une approche théorique «d’évaluation

du risque» est généralement appliquée pour estimer

Figure: Concentrations en isoproturon dans la rivière Aa Mönch-

altorf (débit temps sec 0,5 m3/s) mesurées pendant l’année 1999

comparées avec la valeur de non-effet estimée à 0,3 µg/l.

Jan. Mars AvrilFév. Mai Juill. AoûtJuin Sept. Oct.0,0

Co

ncen

trat

ion

[µg

/l]

Isoproturon

Ris

que

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

0,6risquepour l’environnement

pas de risquepour l’environnement

0,3

Période d’application

41

le risque des pesticides pour le milieu aquatique. Cette

approche compare les concentrations en pesticide

mesurées avec des concentrations de non-effet à long

terme pour le milieu aquatique. Ces concentrations de

non-effet sont extrapolées sur la base de données d’éco-

toxicité pour différents organismes aquatiques, données

qui ont généralement été déterminées en laboratoire

dans des conditions standardisées. Une telle comparai-

son entre concentrations mesurées et concentration de

non-effet peut être effectuée pour chaque pesticide et

permet ainsi une estimation du risque de ce pesticide

pour le milieu aquatique. La Figure montre l’exemple de

l’évaluation du risque de l’isoproturon, un herbicide

appliqué au printemps et en automne dans les cultures

de céréales. Les concentrations maximums sont mesu-

rées pendant et après la période d’application lors

d’événements pluvieux. Sur la base des tests d’écotoxi-

cité, la concentration de non-effet a été calculée égale

à 0,3 µg/l ce qui correspond également au critère de

qualité pour les eaux de surface fixé en Allemagne. La

comparaison des concentrations mesurées pendant

l’année 1999 dans la rivière Aa Mönchaltorf (ZH) avec

cette valeur limite montre un dépassement uniquement

pendant de courtes périodes au printemps (risque supé-

rieur à 1, Figure). Pour cette rivière, le risque pour le

milieu aquatique lié à cet herbicide est donc faible. Les

concentrations de non-effet calculées lors de l’évaluation

du risque peuvent être utilisées comme critère de qualité

pour les eaux de surface représentant alors des concen-

trations qui ne doivent pas être dépassées pendant

l’année. Nous travaillons actuellement, conjointement

avec l’OFEFP, sur la détermination de critères de qualité

pour les pesticides dans les eaux de surface en Suisse.

LittératureChèvre N., Singer H., Müller S., Müller E. (2003): Risikobeurteilung von

Pestiziden in Schweizer Oberflächengewässern. gwa Gas, Wasser, Abwas-

ser H. 12, 906 – 917.

42

Ökosystemforschung

Hitzesommer 2003: Erhöhte Gletscherschmelze

beeinflusst Schwebstoffdynamik im pro-glazialen

Lej da Silvaplauna, 1800 m ü.M.

Michael Sturm, Alex Blass, Thomas Kulbe, Brian Sinnet,

Alois Zwyssig (EAWAG); Christian Bigler (VITA Universität

Bern); Martin Grosjean (NCCR-climate Universität Bern);

Adrian Jakob, Ursula Leuenberger (BWG Bern); Christian

Ohlendorf (GEOPOLAR Universität Bremen)

Der Hitzesommer 2003 zeichnete sich durch lang anhal-

tende Wärmeperioden aus, die zu ungewöhnlich starkem

Abschmelzen der Gletscher führten. Die Schwebstoff-

dynamik im pro-glazialen Lej da Silvaplauna reagierte

sofort auf diese aussergewöhnliche Situation.

Seit Juni 2001 sind die Hochgebirgsseen des Oberenga-

dins Gegenstand interdisziplinärer Projekte, an denen

die EAWAG beteiligt ist und in Zusammenarbeit mit ver-

schiedenen in- und ausländischen Forschungsinstituten

und unterstützt durch NCCR-climate die Entstehung

und Interpretation von Klima- und Umweltsignalen unter-

sucht. So soll unter anderem festgestellt werden, wie

sich niederschlagsreiche Perioden von Zeiten unterschei-

den lassen, welche vor allem durch Schmelzwässer von

Gletschern dominiert werden.

Eine Reihe von Messgeräten steht im Einsatz zur konti-

nuierlichen Aufzeichnung verschiedener Umweltparameter

auf dem Land und im Wasser. Es sind dies automatische,

zeitlich hochauflösende Sedimentfallen und Minithermis-

toren im 75 m tiefen Lej da Silvaplauna, Pegel-, Tempe-

ratur- und Trübungs-Messgeräte im Fexbach (dem von

Gletschern beeinflussten und wichtigsten Zufluss des

Sees) und die von MeteoSchweiz betriebenen Stationen

für Lufttemperatur und Niederschlag in Sils-Maria und

für Windgeschwindigkeit und Windrichtung in Maloja

(2003). Die Auswertung dieser Datenreihen ist im Gange

und lässt erste Aussagen zu im Zusammenhang mit dem

Hitzesommer des Jahres 2003.

Der Temperaturverlauf 2003 der Messstation Sils-Maria

war nicht durch kurze, hohe Spitzenwerte charakterisiert,

sondern durch lang anhaltende Wärmeperioden zwischen

Juni und September. In diesem Zeitraum lagen die Tem-

peratur-Tagesmittel in der Regel >15 °C (Abbildung, dünne

Kurve). Wie in anderen Gebirgsregionen der Schweiz

führte das zu aussergewöhnlich hohen Abschmelzraten

der Gletscher, auch im Einzugsgebiet des Lej da Silva-

plauna. Dadurch erhöhte sich die Trübung des die Glet-

scher entwässernden Fexbachs deutlich.

Als Folge der lang andauernden Zufuhr schwebstoff-

reicher «Gletschermilch» kam es auch im See zu stark

erhöhten Sedimentationsraten. Zunächst erhöhten sie

sich Ende Mai im Hypolimnion auf ca. 5 g pro m2 und

Jahr (Abbildung, dicke durchgezogene Kurve). Ab Ende

Vo

rber

eitu

ng

vo

n S

edim

enta

tio

ns-

Fal

len

fü

r d

en E

insa

tz im

75

m t

iefe

n L

ej d

a S

ilvap

lau

na.

(F

oto

EA

WA

G)

43

Juli bis Mitte September traten hohe Sedimentations-

raten im gesamten Wasserkörper auf, wobei Spitzenwerte

bis 56 g pro m2 und Jahr im Epilimnion und bis 71 g pro

m2 und Jahr im Hypolimnion erreicht wurden (Abbildung).

Das «Hitzejahr 2003» unterscheidet sich damit deutlich

vom vorangegangenen Jahr 2002, in dem Temperaturen

über 15 °C nur an wenigen Tagen im Juli auftraten. Die

Sedimentationsraten im Lej da Silvaplauna zeigen diese

Unterschiede noch offensichtlicher. Während es im Som-

mer 2002 nur in der ersten Julihälfte ein Kurzereignis mit

maximal 22 g pro m2 und Jahr gab, beeinflussten die

andauernd hohen, ca. 7fach grösseren Sedimentations-

raten des Sommers 2003 den gesamten Wasserkörper

des Sees. Erhöhte Gletscherablation, ausgelöst durch

aussergewöhnlich lange Perioden hoher Temperatur,

verursacht eine starke Zunahme von Schwebstoffen in

Zuflüssen pro-glazialer Seen und beeinflusst nachhaltig

deren Schwebstoffdynamik.

Auswirkungen des globalen Klimawandels

auf den Abbau organischer Substanz in

Schilfröhrichten

Mark Gessner, Maria Joy Daigo, Sheku Kamara,

Daniel Steiner, Manuela Filippini

Alle aktuellen Klimaprognosen sagen für dieses Jahrhun-

dert übereinstimmend einen globalen Temperaturanstieg

voraus. Welche Auswirkungen er auf Prozesse in Gewäs-

sern und Feuchtgebieten hat und welche Rückkopplungs-

effekte auf das Klima zu erwarten sind, ist weitgehend

unerforscht. Unsere Freilandversuche in einem Schilf-

röhricht zeigen, dass die von uns festgestellte beacht-

liche Beschleunigung des Abbaus pflanzlicher Biomasse

nicht aufgrund einfacher, im Labor bestimmter Tempera-

turbeziehungen vorhergesagt werden kann. Langfristig

können die hohen Abbauraten eine markante Verschie-

bung anaerober und aerober Abbauprozesse mit sich

bringen – mit potenziell weit reichenden Folgen für das

Klima.

In Feuchtgebieten und Flachwasserzonen von Gewässern

bilden Röhrichtpflanzen während der Vegetationsperiode

oft mehr Biomasse, als in einem Jahr abgebaut werden

kann. Dieses Ungleichgewicht führt langfristig zur Anrei-

cherung organischer Substanz im Sediment; der Atmo-

sphäre wird Kohlendioxid (CO2) entzogen und der durch

die Verbrennung fossiler Brennstoffe verursachte Treib-

hauseffekt abgeschwächt. Neben der Produktion von

Biomasse ist folglich die Rate des Streuabbaus von ent-

scheidender Bedeutung für den Netto-Kohlenstofffluss

zwischen Atmosphäre und Feuchtgebieten [1, 4].

Als biologischer Vorgang wird der Abbau von Pflanzen-

streu massgeblich von der Umgebungstemperatur ge-

steuert. Es ist deshalb zu erwarten, dass die vom IPCC

Abbildung: Lej da Silvaplauna. Schwebstoffdynamik der Jahre 2002 und 2003, gemessen in automatisch aufzeichnenden Sedimentfallen in

25 m Wassertiefe (dicke gestrichelte Kurve, EPI-Falle) und in 72 m Wassertiefe (dicke durchgezogene Kurve, HYPO-Falle). Der Lufttempera-

turverlauf (dünne Kurve) stellt den Tagesmittelwert dar, der an der Meteostation Sils-Maria gemessen wurde; die Messwerte der Station

Sils-Maria wurden uns von MeteoSchweiz zur Verfügung gestellt.

2002 2003

50/71 g/m2 und Tag

Sed

imen

tatio

nsra

te[g

/m2 u

nd T

ag]

Tem

per

atur

[°C

]

–20

–10

0

10

20

0

5

10

15

20

25

Jahr 2002/03Jan. Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sep. Okt. Nov. Dez. Jan. Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sep. Okt. Nov.

Abbildung 1: Versuchseinheiten (Mesokosmen) im Uferröhricht

des Hallwilersees zur Ermittlung des Effekts globaler Temperatur-

erhöhungen auf den Abbau organischer Substanz unter Freiland-

bedingungen.

BeheizterMesokosmosBeheizterMesokosmos

Kontrolle imSeeKontrolle imSee

Kontroll-mesokosmosKontroll-mesokosmos

Heizungs- undPumpensteuerungHeizungs- undPumpensteuerung

44

[3] für dieses Jahrhundert prognostizierte globale Tem-

peraturerhöhung der bodennahen Atmosphäre von

1,4 – 5,8 °C zu einer merklichen Beschleunigung des

Streuabbaus führt. Um diesen Temperatureffekt unter

realistischen Bedingungen experimentell abzuschätzen,

installierten wir elektrisch beheizbare Versuchseinheiten

(Mesokosmen) in einem natürlichen Schilfröhricht des

Hallwilersees (Abbildung 1).

Zeitgleich mit dem natürlichen herbstlichen Eintrag von

Schilfstreu in das Gewässer verteilten wir standardisierte,

mit Schilfstreu gefüllte Netzbeutel [2] zufällig auf 4 be-

heizte Mesokosmen, 4 unbeheizte Kontrollmesokosmen

und 4 offene Kontrollflächen. Die Temperatur in den be-

heizten Mesokosmen lag im Mittel 1,8 °C über der See-

temperatur. Wir verwendeten Netzbeutel mit zwei ver-

schiedenen Maschenweiten: grobmaschige Beutel (7 mm

Maschenweite) erlaubten Streu fressenden Wassertieren

den Zugang zur Streu, während der Abbau in feinmaschi-

gen Beuteln (0,5 mm Maschenweite) in erster Näherung

mikrobielle Prozesse widerspiegelte. An fünf Probe-

nahmetagen wurde von jeder Stelle ein grob- und ein

feinmaschiger Netzbeutel entnommen und analysiert.

In den grobmaschigen Beuteln führte die experimentelle

Wassererwärmung zu einem deutlich schnelleren Abbau

der Schilfstreu (Abbildung 2A). Wahrscheinlich ist dies

primär auf Streu fressende Tiere zurückzuführen, die in

den beheizten Mesokosmen gegen Ende des Winters

früher aktiv wurden. Als Akteure kommen insbesondere

die Wasserassel, Asellus aquaticus, und verschiedene

Köcherfliegenlarven in Betracht.

Der Abbau in feinmaschigen Netzbeuteln war bei er-

höhter Temperatur ebenfalls beschleunigt (Abbildung 2B).

Der Effekt fiel jedoch geringer aus, als wir theoretisch

und aufgrund unserer Labormessungen der mikrobiellen

Atmungsaktivität bei verschiedenen Temperaturen erwar-

tet hatten. Diese Ergebnisse unterstreichen die grund-

legende Bedeutung von Feldexperimenten unter natür-

lichen Bedingungen, um die Auswirkungen der aktuellen

Klimaveränderungen auf Ökosysteme verlässlich abzu-

schätzen.

Die Folgen des von uns beobachteten beschleunigten

Streuabbaus sind potenziell weit reichend. Der Netto-

effekt auf die Kohlenstoffflüsse zwischen Feuchtgebieten

und Atmosphäre ist allerdings schwer vorhersagbar: Die

verstärkte, den Treibhauseffekt unmittelbar anheizende

CO2-Emission führt nämlich auch dazu, dass weniger

organische Substanz im Sediment anfällt. Damit steht

den Abbauprozessen – insbesondere der Methanbildung

– im anaeroben Sedimentkörper langfristig weniger

Kohlenstoff zur Verfügung. Da die Treibhauswirkung von

CO2 rund 20-mal schwächer ist als die von Methan,

könnte die verringerte Methanemission die erhöhte CO2-

Freisetzung nicht nur mildern, sondern sogar überkom-

pensieren. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die kritische

Balance zwischen aeroben und anaeroben Abbauprozes-

sen offenbar selbst bei geringen Temperaturveränderun-

gen markant verschoben werden könnte.

Literatur[1] Brix H., Sorrell B.K., Lorenzen B. (2001): Are Phragmites-dominated

Wetlands a Net Source or Net Sink of Greenhouse Gases? Aquatic

Botany 69, 313 – 324.

[2] Gessner M.O. (2000): Breakdown and Nutrient Dynamics of Sub-

merged Phragmites Shoots in the Littoral Zone of a Hardwater Lake.

Aquatic Botany 66, 9 – 20.

[3] IPCC (2001): Climate Change 2001: The Scientific Basis. Contribution

of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovern-

mental Panel on Climate. Summary for Policymakers. Cambridge

University Press, Cambridge, England.

[4] Kuehn K.A., Steiner D., Gessner M.O. (2004): Diel Mineralization

Patterns of Standing-dead Plant Litter: Implications for CO2 Flux from

Temperate Wetlands. Ecological Monographs (im Druck).

Spurensuche in den Sedimenten des Tovelsees,

Italien

Thomas Kulbe, Michael Sturm, Brian Sinnet (EAWAG);

Flavio Anselmetti (Geologisches Institut ETH Zürich);

Peter Appleby (Dept. Mathematical Sciences University

of Liverpool); Marco Cantonati (Museo Tridentino di

Scienze Naturali Trento)

Der kleine Tovelsee liegt auf 1178 m ü.M. im Adamello-

Brenta-Nationalpark, umgeben von den Brenta-Dolomiten

der italienischen Alpen. Der See war über 200 Jahre lang

bekannt für eine starke sommerliche Rotfärbung des

Wassers, verursacht durch die unizellulare Algenspezies

Glenodinium sanguineum Marchesoni. Seit 1964 tritt

diese Rotfärbung nicht mehr auf. Was ist passiert?

Abbildung 2: Effekt einer experimentellen Temperaturerhöhung auf

den Abbau von Schilfstreu in grobmaschigen (A) und feinmaschigen

(B) Netzbeuteln. Letztere spiegeln vor allem mikrobielle Prozesse

wider. Die Kreissymbole stellen Daten aus den beheizten Mesokos-

men dar, die quadratischen Symbole zeigen Daten der unbeheizten

Kontrollmesokosmen. Es sind jeweils Mittelwerte und Standard-

abweichungen dargestellt.

Verb

leib

end

e S

treu

[% a

schf

reie

Tro

cken

sub

stan

z]

0

20

40

60

80

100

Expositionszeit [Monat] Expositionszeit [Monat]0 2 4 6 0 42 6

A B

45

Es gibt einige Hypothesen über die Ursachen des Auf-

tretens bzw. des Verschwindens der Rotfärbung. Sie

reichen von Änderungen des Nährstoffhaushaltes durch

veränderte Landnutzung über den Wechsel des lokalen

Klimas und der Hydrologie des Sees bis hin zum Einfluss

der auf den nahen Apfelplantagen teilweise massiv ver-

wendeten Herbizide. Nicht zuletzt weil der See mit seiner

roten Färbung eine der Hauptattraktionen des National-

parks war, wurde 2001 von der autonomen Provinz

Trento ein internationales Forschungsprojekt finanziert,

welches aus sechs Teilprojekten besteht; die Sedimen-

tologie-Gruppe der EAWAG ist für die Bearbeitung des

Sedimentarchivs verantwortlich.

Als Basis der im See zu entnehmenden Sedimentkerne

diente eine detaillierte seismische Kartierung der Sedi-

mente (3,5 kHz Pinger), durchgeführt von Flavio Ansel-

metti. Wie in anderen Gebirgsseen ist die Gesamt-

mächtigkeit der Sedimente trotz des steilen Reliefs von

Einzugsgebiet und Seebecken gering. Allerdings wurde

mit der Seismik eine mehr als 113 000 m3 grosse und 2 m

mächtige Rutschmasse festgestellt, welche die gesamte

nördliche Hälfte des 40 m tiefen Seebeckens bedeckt.

Auf der Rutschung, deren Alter noch bestimmt werden

muss, wurden ca. 1 m mächtige Sedimente abgelagert.

Diese weisen in ihrem oberen Bereich eine deutliche

Feinschichtung (Lamination) auf, welche entsteht, wenn

keine Bioturbation stattfindet. Das ist der Fall, wenn das

Tiefenwasser des Sees anoxisch ist und benthisches

Leben ausschliesst. Der untere Teil der Sedimentabfolge

weist dagegen ungeschichtete, bioturbierte Ablagerun-

gen auf, welche auf das Vorhandensein von benthischen

Organismen und damit auf Sauerstoff im Tiefenwasser

hinweisen. Das bedeutet, dass im See eine Änderung

im Nährstoffhaushalt und im Mischungsverhalten des

Tiefenwassers stattgefunden hat. Dadurch kam es in den

jüngeren, 30 cm mächtigen und laminierten Ablagerun-

gen zu einer Erhöhung der Konzentration von organi-

schem Kohlenstoff. Ausserdem treten in diesem Bereich

immer wieder hohe Kohlenstoffmaxima auf (Abbildung).

Wann diese Veränderung im See stattgefunden hat, lässt

sich noch nicht genau datieren. Bisherige Altersbestim-

mungen der Sedimente deuten auf kleine durchschnitt-

liche Sedimentationsraten von ca. 0,12 cm/Jahr hin,

womit diese Änderung vor ca. 500 Jahren stattgefunden

hätte. Überraschenderweise sind aber die Mächtigkeiten

der jüngsten Ablagerungen des Tovelsees lateral sehr

variabel. Sie erschweren eine eindeutige Datierung, da

Referenzlagen (marker beds) in den Sedimentkernen ver-

schiedener Kernstationen bis zu 20 cm in ihrer Sediment-

tiefe variieren können. Ein solches Phänomen ist in einem

so kleinen See bisher noch nicht beschrieben worden,

wobei eine sekundäre Störung bei der Kernentnahme

ausgeschlossen werden kann. Zurzeit lassen sich nun

die folgenden Schlussfolgerungen ziehen:

• Zu einer noch nicht bestimmten Zeit gab es im Tovel-

see ein Rutschungsereignis, das eine Rutschungs-

masse von ca. 113 000 m3 generierte.

• Wie andere Gebirgsseen weist auch der Tovelsee eine

kleine Sedimentationsrate von ca. 0,12 cm pro Jahr

auf.

• Vor etwa 300 – 500 Jahren erfolgte im See eine Ände-

rung des Nährstoffregimes, das Tiefenwasser wurde

sauerstofffrei und benthische Organismen verschwan-

den.

• Hinweise auf die Ursachen, den Beginn bzw. das Ende

der Carotinoid-Produktion durch Glenodinium san-

guineum MARCHESONI und die Rotfärbung des See-

wassers sind in den Sedimenten des Tovelsees noch

nicht gefunden worden.

Edelgase in Seesedimenten zur Rekonstruktion

vergangener Umweltbedingungen in einem See

Matthias Brennwald, Markus Hofer, David Livingstone,

Stephan Klump, Kuno Strassmann, Rolf Kipfer

Die gelösten atmosphärischen Edelgase im Porenwasser

von Seesedimenten stellen ein Archiv für die physika-

lischen Bedingungen des überstehenden Wassers dar.

Eine neu entwickelte Methode ermöglicht zum ersten

Mal, Edelgase im Porenwasser zu messen. Damit kann

gezeigt werden, dass der Seespiegel des Issyk-Kul vor

ca. 5000 Jahren um 250 m tiefer als heute gelegen hat.

Die Konzentrationen atmosphärischer Edelgase in Seen

entsprechen den atmosphärischen Gleichgewichtskon-

zentrationen, die durch die Wassertemperatur, die Salz-

konzentration des Wassers und den Luftdruck während

Abbildung: Konzentration von organischem Kohlenstoff im Sedi-

mentkern TOV01-6/V. Erkennbar sind im laminierten Bereich (0 – 30

cm) eine Zunahme der durchschnittlichen Kohlenstoffkonzentration

und das Auftreten von mehreren Kohlenstoffmaxima.

Organischer Kohlenstoff [%]

laminiert

homogen

Tie

fe [

cm]

0

10

20

30

400 2 6 104 8 12

46

des Gasaustauschs an der Wasseroberfläche gegeben

sind. Bei der Sedimentation werden die Edelgaskonzent-

rationen durch den Einschluss von Porenwasser im

Sediment archiviert. Somit erwartet man, dass die Edel-

gaskonzentrationen im Porenwasser die physikalischen

Bedingungen des Sees in der Vergangenheit widerspie-

geln (siehe Abbildung 1).

Um das Porenwasser als palaeoklimatisches Edelgas-

archiv zu nutzen, wurde ein Verfahren entwickelt, womit

die Edelgaskonzentrationen im Porenwasser bestimmt

werden können. Die Sedimentproben werden im Feld in

Kupferrohre abgefüllt, die dann gasdicht verschlossen

werden. Dabei muss jeglicher Kontakt des Sediments

mit der Atmosphäre ausgeschlossen werden, um Konta-

minationen oder Verluste der sehr flüchtigen Edelgase

zu verhindern. Im Labor werden die Kupferrohre unter

Vakuumbedingungen geöffnet und erhitzt, um die Edel-

gase aus dem Porenwasser zu extrahieren. Diese Gas-

probe wird dann massenspektrometrisch analysiert [1].

Im Issyk-Kul, einem grossen und abflusslosen Gebirgs-

see in Kirgisien, zeigen die Edelgasprofile im Sediment

ausgeprägte Minima bei ca. 90 cm Sedimenttiefe (Abbil-

dung 2). Diese Minima können nur dadurch erklärt wer-

den, dass in der Vergangenheit der Salzgehalt des Was-

sers deutlich höher gewesen sein muss als heute. Im

Issyk-Kul war die Gesamtmasse der im Wasser gelösten

Salze während den letzten 30 000 Jahren konstant. Die

Salzkonzentration des Wassers ist auf den hier relevan-

ten Zeitskalen (< 5000 Jahre) deshalb ein direktes Mass

für das Volumen des Wasserkörpers und somit auch

für den Seespiegel. Somit ist der Seespiegel direkt mit

den Edelgaskonzentrationen im Porenwasser verknüpft,

wobei die Edelgasminima konsistent auf einen um ca.

250 m tieferen Seespiegel hinweisen [2].

Die Edelgasprofile im Issyk-Kul korrelieren gut mit der

Lithologie und der mineralogischen Zusammensetzung:

Im selben Bereich, wo die Konzentrationsminima der

Edelgaskonzentrationen auftreten, zeigt die mineralogi-

sche Zusammensetzung des Sediments einen erhöhten

Gehalt an Magnesiumcalcit, was auf einen deutlich höhe-

ren Salzgehalt des Wassers hinweist. Zudem ist das

Sediment in diesem Bereich grobkörniger, was mit einer

ufernäheren Lage zusammenhängen könnte.

Der untersuchte Sedimentkern wurde in den obersten

Zentimetern mittels 210Pb und 137Cs datiert. In einem

anderen Kern wurde ein 14C-Alter der Magnesiumcalcit-

schicht von ca. 5000 Jahren bestimmt. Mit Hilfe dieser

Datierungen lässt sich aus den Edelgasdaten folgern,

dass der Seespiegel während des mittleren Holozäns um

ca. 250 m tiefer war als heute [2]. Dies zeigt, dass die

damaligen hydrologischen und klimatischen Verhältnisse

im Einzugsgebiet des Issyk-Kul deutlich von den heutigen

Bedingungen abwichen.

Literatur[1] Brennwald M.S., Hofer M., Peeters F., Aeschbach-Hertig W., Strass-

mann K., Kipfer R., Imboden D.M. (2003): Analysis of Dissolved Noble

Gases in the Pore Water of Lacustrine Sediments. Limnol. Oceanogr.:

Methods 1, 51– 62, 2003.

http://aslo.org/lomethods/free/2003/0051.pdf.

[2] Brennwald M.S., Peeters F., Imboden D.M., Giralt S., Hofer M., Living-

stone D.M., Klump S., Strassmann K., Kipfer R. (2004): Atmospheric

Noble Gases in Lake Sediment Pore Water as Proxies for Environmen-

tal Change. Geophys. Res. Lett. (in press).

Wie reagiert der Greifensee auf reduzierten

Phosphoreintrag?

Lorenz Moosmann, Beat Müller, Michael Sturm, Alfred

Wüest

Der Greifensee weist auch heute noch eine hohe Algen-

produktion auf, da weiterhin bedeutende Phosphor-

mengen in den See gelangen. Um zu bestimmen, wie

Abbildung 1: Funktionsweise des Edelgasarchivs im Sediment.

Sedimentkern(flaches Wasser)

Atmosphäre

See

Sedimentkern(tiefes Wasser)

1.

2.

3.

GasaustauschDie Gleichgewichtskonzentratio-nen der gelösten Edelgase sinddurch die Wassertemperatur (T),die Salinität (S) und den Luftdruck(p) gegeben.

Transport im WasserkörperDie vertikalen Edelgasprofile imWasser widerspiegeln dieIn-situ-T und -S der Wassersäule.

PorenwassereinschlussDie Edelgaskonzentrationenwerden im Porenwasserarchiviert.

Abbildung 2: Mineralogische Zusammensetzung des Sediments

(Cc: Calcit, Cc-H2O: Monohydrocalcit, Mg-Cc: Magnesiumcalcit) und

die Konzentrationen atmosphärischer Edelgase im Porenwasser

(Ci), die zur besseren Übersicht mit den heutigen Gleichgewichts-

konzentrationen (Ci,eq) normalisiert wurden.

0

40

80

120

90 100 90 100 90 100 90 1000 40 80

M [%]

Sed

imen

ttie

fe [

cm] Ne Ar Kr Xe

Mg-CcCc-H2O

Ci/Ci,eq [%]

Cc

47

der See auf Veränderungen im Eintrag reagiert, wurde

eine interne Bilanz erstellt, und es wurde die Entwicklung

des Phosphorinhalts bei verschiedenen Einträgen ermit-

telt. Diese Einträge müssen stark reduziert werden, um

den Seezustand dauerhaft zu verbessern.

Durch Optimierung der Abwasserreinigung hat sich der

Zustand des Greifensees in den vergangenen 30 Jahren

deutlich verbessert: Die Konzentration des Nährstoffs

Phosphor ging von einem Maximum von über 500 mg/m3

auf Werte im Bereich von 70 bis 90 mg/m3 zurück. Aller-

dings führen diese Konzentrationen immer noch zu einer

zu hohen Algenproduktion; und absinkende Algen, die

im Tiefenwasser abgebaut werden, zehren im Lauf des

Sommers den gesamten Sauerstoff im Hypolimnion.

Zur Reduktion des Phosphoreintrags sind im Einzugs-

gebiet des Greifensees Massnahmen in den Bereichen

Siedlungsentwässerung, Abwasserreinigung und Land-

wirtschaft geplant. Um zu bestimmen, wie sich der

Phosphorinhalt im Greifensee bei verringertem Eintrag

entwickelt, wurde eine interne Bilanz erstellt. Dabei

gingen wir wie folgt vor:

An der tiefsten Stelle des Greifensees wurden vier Sedi-

mentkerne entnommen. Aus der Konzentration von Phos-

phor in den obersten Sedimentschichten und aus der

jährlichen Sedimentationsrate konnte die Nettosedimen-

tation bestimmt werden, d.h. jene Menge Phosphor,

welche pro Jahr definitiv im Sediment abgelagert wird.

Für die interne Bilanz wurde die Nettosedimentation zu-

sammen mit dem Anteil, welcher den See durch den Ab-

fluss verlässt, dem Phosphoreintrag aus den Zuflüssen,

den Abwasserreinigungsanlagen und der atmosphäri-

schen Deposition gegenübergestellt. Diese Phosphor-

flüsse sind in der Abbildung schematisch dargestellt. Die

über mehrere Jahre bestimmte Änderung des Phosphor-

inhalts im See ergänzte die Bilanz. Üblicherweise ist eine

der in der Abbildung gezeigten Grössen unbekannt und

wird aus der Bilanz abgeschätzt. Da für den Greifensee

jedoch alle Grössen bekannt waren, diente die Bilanz als

Kontrolle der ermittelten Grössen. So stimmte der Phos-

phorinput aus der Bilanz erstaunlich gut mit dem aus

Messungen in den Zuflüssen bestimmten Input überein.

Zur weiteren Aufschlüsselung der Phosphorflüsse wur-

den Sedimentfallen in der Wassersäule verankert. Durch

regelmässige Auswertung des in den Sedimentfallen ab-

gelagerten Materials wurde bestimmt, wie viel Phosphor

im Lauf des Jahres in Form von Partikeln (hauptsächlich

Algen) absinkt. Diese so genannte Bruttosedimentation

führt zu einer Reduktion des Phosphorgehalts im Epi-

limnion und einer Anreicherung im Hypolimnion bzw. im

Sediment. Die Bruttosedimentation ist jedoch grösser

als die Nettosedimentation, da ein Teil des absinkenden

Phosphors aus dem Sediment zurück in die Wassersäule

gelangt.

Aus der Kenntnis der internen Bilanz konnte bestimmt

werden, wie sich die Konzentration im See ändert, wenn

der Input an Phosphor reduziert wird. Unter bestimmten

Rahmenbedingungen, die im Greifensee gut erfüllt sind,

ändert sich der Phosphorinhalt linear mit dem Input. Da

das Wasser im Greifensee relativ schnell ausgetauscht

wird (die mittlere Aufenthaltszeit beträgt 1,2 Jahre),

macht sich eine Reduktion des Inputs rasch im Seeinhalt

bemerkbar. Um den Seezustand dauerhaft zu verbes-

sern, sind noch sehr grosse Anstrengungen im Einzugs-

gebiet nötig.

Abbildung: Schematische Darstellung

der Phosphorflüsse für die Bilanz im

Greifensee. Die Muster der Pfeile

geben die Herkunft der Daten an. Die

aktuelle Bilanz (Mittelwert 1998 – 2002)

von bioverfügbarem Phosphor lautet:

Eintrag = 11,6 t/Jahr; Bruttosedimen-

tation = 6,9 t/Jahr; Nettosedimenta-

tion = 4,5 t/Jahr; Abfluss = 7,2 t/Jahr.

AbflussZuflüsse, ARA

Epilimnion

Hypolimnion

Sediment

Bruttosedimentation

Nettosedimentation

Deposition

Messungen SedimentfallenSchätzungen Sedimentkern

48

Grundwasser in Botswana oder: Never disturb a

theory by data

Stephan Klump, Monica Sanesi, Markus Hofer, Rolf Kipfer

Multi-Tracer-Studien liefern wichtige Informationen über

Dynamik und Aufenthaltszeiten von Grundwassersys-

temen. Im hier untersuchten Aquifer widersprechen die

gemessenen Tracerdaten den Berechnungen eines

bereits existierenden Grundwassermodells, auf dessen

Grundlagen Brunnen für die Wasserversorgung geplant

und gebohrt wurden. Im Sinne einer nachhaltigen Res-

sourcennutzung muss dieser Widerspruch aufgelöst und

das Grundwassermodell der neuen Datenlage angepasst

werden.

Der untersuchte Grundwasserleiter (Aquifer) liegt nahe

der Stadt Kanye im Süden von Botswana (Abbildung 1).

Er wird von wasserdurchlässigen Dolomiten gebildet, die

von schlecht durchlässigen Magmatiten und klastischen

Sedimentiten (vorwiegend Sandsteinen) umgeben sind.

Zahlreiche Brunnen, die mit Pumpen ausgerüstet sind,

dienen der lokalen Trink- und Brauchwasserversorgung

(Abbildung 2). Einige dieser Brunnen liefern jedoch viel

weniger Wasser, als dies aufgrund der Berechnungen mit

einem Grundwassermodell erwartet wurde. Aus diesem

Grund führten wir Traceruntersuchungen durch, um die

bestehende Modellvorstellung des Grundwassersystems

zu überprüfen.

Atmosphärische Edelgase, Tritium, Fluorchlorkohlen-

wasserstoffe (FCKW) und Schwefelhexafluorid (SF6) kön-

nen als Markierungsstoffe oder Tracer zur Bestimmung

der Herkunft und der Fliessdynamik eines Grundwassers

verwendet werden. Aus den gemessenen Tracerkonzent-

rationen können das Wasseralter sowie die klimatischen

Bedingungen während der Grundwasserneubildung be-

stimmt werden.

Zur Charakterisierung des Aquifers wurden im Frühjahr

2003 Grundwasserproben in dem Gebiet südlich von

Kanye entnommen. Das bereits existierende Modell so-

wie die Messungen des Grundwasserspiegels deuten auf

eine generelle Grundwasserströmung von Westen nach

Osten in einem zusammenhängenden Aquifer hin. Die

Tracerdaten widersprechen jedoch diesem vereinfachten

Modell des Aquifers. Auf den ersten Blick erscheinen

aber auch die Resultate der verschiedenen Tracer unter-

einander widersprüchlich. Die Wasseralter, die mit Hilfe

der FCKW-Methode bestimmt wurden, zeigen eine Abnah-

me des Alters von Westen nach Osten, die SF6-Methode

hingegen zeigt die jüngsten Wasseralter im Westen. Dies

kann damit erklärt werden, dass der dolomitische Aquifer

im Westen von magmatischen Gesteinen begrenzt wird.

Alle Wasserproben, die SF6 enthalten, wurden nahe die-

ser lithologischen Grenze entnommen. Zudem enthalten

diese Proben grosse Heliumüberschüsse, die beim

radioaktiven Uran- und Thoriumzerfall in der Erdkruste

entstehen. Die Analyse der Edelgase zeigt, dass ein Teil

des Grundwassers unter anderen als den heutigen kli-

matischen Bedingungen infiltriert ist. All das spricht für

einen Zufluss von wahrscheinlich altem Grundwasser aus

den magmatischen Gesteinen im Westen des Aquifers

und die Beimischung einer jungen Wasserkomponente,

die modernes SF6 enthält.

Es ist im vorliegenden Fall nicht möglich, alle Tracerdaten

durch ein konsistentes Grundwassermodell zu erklären,

das von einem einheitlichen, zusammenhängenden Aqui-Abbildung 1: Lage und vereinfachte geologische Karte des Unter-

suchungsgebietes nahe der Stadt Kanye im Süden von Botswana.

Dolomite (Aquifer)

Magmatite

klastischeSedimentite

magmatische Gänge

Verwerfungen

Probenahmestellen

Kanye

Botswana

25° 15' E

25° 00' SKanye

4 km

Abbildung 2: Probenahme an einem Grundwasserbrunnen im Unter-

suchungsgebiet. (Foto: Peter Preuschoff, Zürich)

49

fer ausgeht. Vielmehr deuten die neu gewonnenen Infor-

mationen darauf hin, dass der Aquifer in mehrere Blöcke

unterteilt ist, die nur teilweise hydraulisch miteinander

verbunden sind und separat modelliert werden müssen.

Als hydraulische Barriere zwischen den unterschiedlichen

Aquiferblöcken dienen sehr wahrscheinlich schlecht

durchlässige magmatische Gänge, die vielerorts den

Dolomitkörper durchziehen.

Wird nun Trinkwasser aus einem solchen abgetrennten

Block des Aquifers gepumpt, kann nur wenig Wasser

aus den benachbarten Bereichen nachströmen und der

Grundwasserspiegel sinkt stark ab. Wahrscheinlich ist

das der Grund dafür, dass einige Brunnen weniger Was-

ser liefern, als ursprünglich prognostiziert wurde, oder im

Extremfall gar zeitweise versiegen.

Der Nyos-See – entschärfte Zeitbombe und

einmaliges natürliches Labor

Martin Schmid, Christian Dinkel, Andreas Lorke,

Alfred Wüest EAWAG); Greg Tanyileke (IRGM Cameroon);

Michel Halbwachs (Université de Savoie)

Der Nyos-See ist ein ausserordentlicher Kratersee. Einer-

seits ist er aufgrund hoher Kohlendioxidkonzentrationen

eine grosse Gefahr für die lokale Bevölkerung, anderer-

seits ist er ein einmaliges natürliches Labor, um das Phä-

nomen der Doppeldiffusion zu studieren.

Der Nyos-See, ein Kratersee im Nordwesten Kameruns,

erlangte im August 1986 traurige Berühmtheit, als eine

grosse Menge Kohlendioxid (CO2) aus dem See ausbrach.

Das CO2 überflutete die benachbarten Täler und führte

zum Erstickungstod von mehr als 1700 Menschen. Die

Fachwelt rätselte über die Ursache des CO2-Ausbruchs

und kam schliesslich zu folgendem Schluss: Das CO2

stammte aus einer Quelle, die warmes, salzhaltiges und

CO2-reiches Wasser ins Tiefenwasser des Sees einspeist.

Die saisonale Mischung, die alljährlich während der

Trockenzeit stattfindet, erreicht nur eine Tiefe von etwa

50 Metern. Darunter ist der See ausserordentlich ruhig

und sehr stabil geschichtet. Das CO2 konnte sich des-

halb im Tiefenwasser über Jahrzehnte hinweg anreichern,

bis es Konzentrationen im Bereich der Sättigung er-

reichte. In diesem Zustand ermöglichte schon eine ge-

ringe Anhebung eines Wasserpakets die Entstehung

von Blasen, was dann eine Kettenreaktion auslöste, die

schliesslich zum Ausbruch eines grossen Teils des im

See gespeicherten CO2 führte.

Der See füllt sich seit dem Ausbruch langsam wieder

mit CO2 auf. Ein erneuter Ausbruch wäre nach einigen

Jahrzehnten möglich, wenn keine Gegenmassnahmen

ergriffen würden. Die Regierung Kameruns hat deshalb

beschlossen, gemeinsam mit einer internationalen For-

schungsgruppe eine Anlage zur Entgasung des Sees ein-

zurichten, um diese Zeitbombe zu entschärfen. Nach

einigen experimentellen Versuchen wurde im Jahr 2001

durch ein Team unter der Leitung von Michel Halbwachs

von der Université de Savoie mit der Entgasung begon-

nen. Die Anlage besteht im Wesentlichen aus einer Röhre,

die Wasser aus dem Tiefenwasser an die Oberfläche ab-

leitet. Der Auftrieb durch die Entgasung genügt, um das

Wasser-Gas-Gemisch ohne Pumpe in einer bis zu 50 m

hohen Fontäne aus dem Rohr schiessen zu lassen (Abbil-

dung 1).

An der EAWAG wird nun in einem Forschungsprojekt

untersucht, wie durch diese Entgasung die Stabilität der

Schichtung und der CO2-Gehalt im See verändert wer-

den. Zu diesem Zweck wurde mit der an der EAWAG ent-

wickelten Software AQUASIM ein Simulationsmodell des

Sees erstellt, mit welchem die Auswirkungen verschiede-

ner Entgasungsszenarien ausgerechnet werden können.

Momentan wird das Modell mit Messdaten vom See ge-

eicht, welche im November 2002 und im Dezember 2003

erhoben wurden. Bei diesen Expeditionen wurden unter

anderem vertikale Profile von Temperatur, Leitfähigkeit,

pH und Sauerstoffgehalt gemessen und in verschiedenen

Tiefen über zwei Jahre hinweg Temperaturmessgeräte

und Sedimentfallen eingesetzt.

Der Nyos-See ist aber nicht nur eine gefährliche Zeit-

bombe. Die gemessenen Temperatur- und Leitfähigkeits-

profile enthüllten auch seinen Wert als einmaliges natür-

liches Labor. In den Profilen konnten in 55 bis 70 Metern

Tiefe über 20 durchmischte Schichten von 20 bis 210 cm

Dicke beobachtet werden, die durch starke Gradienten

voneinander getrennt sind (Abbildung 2). Eine solche

Abbildung 1: Fontäne der Entgasungsanlage im Nyos-See.

(Foto: Andreas Lorke)

50

Struktur ist typisch für das Phänomen der Doppeldiffu-

sion. Dieses beruht darauf, dass die molekulare Diffusion

von Wärme im Wasser etwa 100-mal schneller abläuft

als diejenige von gelösten Stoffen. Dies kann lokal zu

unstabilen Schichten führen, wenn eine durch gelöste

Stoffe stabilisierte Schichtung von unten geheizt oder

von oben gekühlt wird. Die Bildung solcher Stufen wurde

im Labor schon verschiedentlich nachgewiesen, konnte

aber bisher nur in sehr wenigen Seen beobachtet wer-

den. Neben den genannten Schichtungsverhältnissen

braucht es dafür auch einen sehr ruhigen See, damit die

Doppeldiffusion nicht von stärkeren Mischungsprozessen

überdeckt wird. Der Nyos-See bietet deshalb die ein-

malige Gelegenheit, die zeitliche Entwicklung und die

räumlichen Strukturen dieser Stufen in einem natürlichen

System zu untersuchen.

Eisen- und Mangankrusten im Baikalsee als

Klimaindikatoren?

Beat Müller, Liba Granina, Michael Sturm, Martin Märki,

Bernhard Wehrli

Spektakuläre Krusten von Eisen- und Manganoxiden bil-

den sich in den Sedimenten des Baikalsees an Stellen

mit besonders geringer Sedimentation. Ihre Anwesenheit

ist ein charakteristischer Indikator für geringen Nährstoff-

eintrag und gute Sauerstoffversorgung des Seebodens.

Relikte solcher Krusten im älteren Sediment deuten auf

abrupte Änderungen im Sedimentationsregime und damit

auf mögliche Klimaveränderungen in der Vergangenheit

hin.

Im mittleren und nördlichen Becken des Baikalsees fin-

det man an einigen Stellen überraschend dunkelbraune

bis schwarze Schichten von bis zu 2 cm Mächtigkeit im

Sediment. Eine ungewohnte Farbenpracht erscheint

in diesen Sedimenten, die im oberen Bereich in vielen

gelb-, crème-, orange- und ockerfarbigen Sedimentlagen

leuchten, in 10 – 20 cm Tiefe abrupt von einer zuerst

schwarzen, dann hellbraunen Schicht unterbrochen wer-

den und darunter in einheitlichem Grünblau verbleiben

(Abbildung 1). Es ist die besondere Redoxchemie des

Eisens und des Mangans, welche diese spektakulären

Strukturen hervorbringt. Wie entstehen sie?

Die Oxide von Eisen und Mangan sind schwer löslich.

Verschwindet der Sauerstoff, was bei jedem Sediment in

einer gewissen Tiefe der Fall ist, werden diese Oxide

reduziert und sind in dieser Form sehr gut löslich. Die

Eisen- und Manganionen diffundieren im Porenwasser

des Sediments nach oben, wo sie wieder oxidiert werden

und ausfallen, sobald sie mit Sauerstoff in Berührung

kommen. Die beobachteten Krusten können sich bilden,

wenn nur sehr wenig organisches Material zur Verfügung

steht, welches diese reduzieren und auflösen kann. Die-

ser Prozess ist nur bei äusserst geringen Sedimentations-

raten und sehr kleinen Konzentrationen von organischem

Kohlenstoff möglich und in Seen ausserordentlich selten.

Die Krusten werden gespeist vom im tieferen Sediment

gelösten Eisen und Mangan, welches nach oben diffun-

diert. Gleichzeitig werden mit wachsender Mächtigkeit

des Sediments die Krusten immer tiefer begraben. Der

Abbildung 2: Doppeldiffusive Stufen in der Temperatur und im

Salzgehalt, beobachtet im Dezember 2002.

TemperaturSalzgehalt

Tie

fe [

m]

Salzgehalt [g/kg]

Temperatur [°C]

70

66

62

58

54

5021,8 22,0 22,2 22,4 22,6

0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70

Abbildung 1: Sedimentkern aus 367 m Tiefe vom «Academician

Ridge», einem unterseeischen Rücken zwischen Mittel- und Nord-

becken mit sehr geringen Sedimentationsraten. (Foto: Michael

Sturm)

51

dritte, langsamste Prozess ist ihre Auflösung am unteren

und Ausfällung am oberen Ende. Dadurch wandert die

gesamte Akkumulationszone hinter der Sedimentober-

fläche her und «akkumuliert» das Eisen und Mangan zu-

sätzlich auf. Mit Messungen von Eisen und Mangan in

diesen Sedimentlagen sowie der Beprobung von Poren-

wasser konnten diese Prozesse bestätigt werden. Die

Messungen geben Auskunft über die Zeitdauer der Bil-

dung der Krusten, und ihre Tiefe unter der Oberfläche

zeigt ihr Alter. Die Übereinstimmung von beiden Daten

bestätigt, dass die Krusten in einem dynamischen Gleich-

gewicht mit den abbauenden (diagenetischen) Prozessen

des Sediments sind.

Womit werden aber im sauerstofflosen Bereich die Oxide

reduziert und aufgelöst? Es ist aus Laborexperimenten

bekannt, dass Eisenoxide von freiem Sulfid wieder redu-

ziert werden können. Vergleicht man anhand der Kon-

zentrationsprofile die Anzahl der bei der Reduktion von

Sulfat umgesetzten Elektronen mit dem entsprechenden

Umsatz von Eisen und Mangan via Porenwasser, so

erhält man ein Elektronenverhältnis von etwa 1. Dies legt

nahe, dass Schwefelwasserstoff die Eisen- und Mangan-

oxide reduziert (Abbildung 2).

Die Bildung und Auflösung dieser Krusten ist sehr sen-

sibel für Veränderungen der Sedimentationsrate, des

Anteils an organischem Kohlenstoff und der Sauerstoff-

versorgung des Tiefenwassers. Diese werden beeinflusst

von der gesamten Seeökologie und diese wiederum vom

regionalen Klima. Überreste solcher Krusten findet man

in alten Sedimentschichten des Sees. Ihre Existenz deu-

tet darauf hin, dass zur Zeit, als sie «begraben» wurden,

Änderungen im Sedimentregime, also im gesamten See-

ökosystem und damit im Klima stattgefunden haben. Die

Relikte früherer Krusten im älteren Sediment könnten

daher als Klimaindikatoren verwendet werden, wenn man

die steuernden Faktoren ihrer «Lebensgeschichte» ver-

steht.

LiteraturGranina L., Müller B., Wehrli B. (2004): Origin and Dynamics of Fe- and

Mn-sedimentary Layers in Lake Baikal. J. Chem. Geol. (in print).

Änderungen der magnetischen Suszeptibilität

und der Sedimentationsbedingungen im

Baikalsee

Ira Baster, Michael Sturm (EAWAG); Ramon Egli (Institut

für Geodäsie und Photogrammetrie, ETH Zürich); Fried-

rich Heller (Institut für Geophysik, ETH Zürich); Elena

G.Vologina (RAS-SB Institute of Earth Crust, Irkutsk)

Die Bestimmung ferromagnetischer Mineralien in Sedi-

menten erlaubt die Korrelation von Sedimentprofilen

sowie die Unterscheidung von detritischen und authigen

(d.h. im Sediment) gebildeten Mineralien. Unterschiede

im Vorkommen dieser Mineralien können auf klimatische

und umweltbedingte Änderungen zurückgeführt werden.

Ferromagnetische Mineralien, die in lakustrinen und mari-

nen Sedimenten vorkommen, enthalten Informationen

über die Umweltbedingungen, unter denen sie entstan-

den sind. Sie können durch Messung der magnetischen

Anfangssuszeptibilität (MS) in Sedimentkernen einfach

und zerstörungsfrei bestimmt werden. MS-Messungen

erlauben einerseits die weiträumige Korrelation von Sedi-

mentkernen in einem See, andererseits die Bestimmung

der Entstehung von magnetischen Mineralien.

Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes CON-

TINENT, dessen Schweizer Teil an der EAWAG durchge-

führt wurde, erfolgten ausgedehnte Untersuchungen der

Oberflächensedimente des Baikalsees. Zwischen 2001

und 2003 wurden für eine detaillierte sedimentologische

Analyse über fünfzig Kurzkerne in verschiedenen Berei-

chen des Sees entnommen. Diese Analysen dienten ins-

besondere der Charakterisierung der Sedimentverteilung

von ungestört abgelagerten Sedimentabfolgen auf sub-

aquatischen Höhenrücken (ridges) sowie der Bestimmung

von Umweltbedingungen am Übergang von spätglazialen

(pleistozänen) zu holozänen Sedimenten vor ca. 10 000

Jahren.

Die Lithologie der Sedimente zeigt einen Übergang von

feinkörnigen Sedimenten im Pleistozän zu diatomeen-

Abbildung 2: Mediation der Redoxprozesse in eisen- und mangan-

reichen Sedimentschichten des Baikalsees. Dabei sind Fe(II) und

Mn(II) gelöstes Eisen bzw. Mangan, FeOOH und MnO2 Eisen- und

Manganoxid, SO42– (Sulfat) und HS– (Sulfid).

Corg

Fe(II)

MnO2

SO42–

HS– FeOOH

Fe(II)

Manganoxid-Schicht

oxidiertes Sediment

reduziertes Sediment

Eisenoxid-Schicht

Mn(II)

FeOOH

Sed

imen

ttie

fe

52

reichen Sedimenten im Holozän und ist in den gemesse-

nen MS-Profilen dokumentiert. So betragen die MS-Werte

in den pleistozänen Sedimenten ca. 60�10– 6 SI-Units,

während sie im Holozän unter 25�10– 6 SI-Units liegen.

Im Bereich des Übergangs Pleistozän/Holozän lassen

sich immer wieder MS-Maxima mit sehr hohen Intensitä-

ten (bis zu 3000�10– 6 SI-Units) feststellen (Abbildung).

Um Auswirkungen der nach der Probenahme erfolgten

Oxidation auf die magnetischen Mineralien festzustellen,

wurden jeweils zwei MS-Messungen durchgeführt. Eine

erste Messung erfolgte unmittelbar bei der Entnahme der

Sedimentkerne, die zweite Messung erfolgte nach zwei

Jahren. Das Verschwinden einzelner MS-Maxima bzw.

das Auftreten «inverser» MS-Peaks bei der Wiederholung

der Messung weist auf eine Veränderung (Instabilität)

der magnetischen Mineralien unter Sauerstoffzufuhr hin

(Abbildung). Die Messung weiterer magnetischer Eigen-

schaften wie der Erwärmungskurven der isothermalen

remanenten Magnetisierung (IRM) und der Curie-Tempe-

ratur erlaubte die Unterscheidung von authigen, diageni-

tisch gebildeten Mineralien (Eisensulphide, z.B. Greigit)

und stabilen, detritischen Mineralien (Eisenoxide, z.B.

Magnetit). Greigit (Fe3S4), belegt durch MS-Maxima (G in

der Abbildung), wird durch magnetotaktische Bakterien

in Form sehr feiner Teilchen (60 nm) unter Sauerstoff-

abschluss gebildet. Er weist gut erkennbare magnetische

Eigenschaften auf, ist aber unter oxidierenden Bedingun-

gen instabil. Im Gegensatz dazu bleibt Magnetit (M in

der Abbildung) auch in den oxidierten Kernen erhalten.

Die identifizierten magnetischen Mineralien in den Sedi-

menten des Baikalsees können drei Kategorien zugeord-

net werden:

• Detritischer Magnetit (Fe3O4), der über äolischen und

fluviatilen Transport in den See gelangt. Der Anteil an

detritischem Magnetit nimmt im Holozän wegen des

reduzierten Windeintrags und der Verdünnung durch

Zunahme der Produktivität im See deutlich ab.

• Diagenetischer Magnetit, der von magnetotaktischen

Bakterien produziert wird.

• Bakterieller Greigit, der sich in Sedimentbereichen

mit starker bakterieller Aktivität unter anoxischen Be-

dingungen bildet. Die erhöhte bakterielle Aktivität wird

vermutlich von einer erhöhten Konzentration organi-

schen Materials ausgelöst, wie sie oft am Übergang

Spätglazial/Holozän auftritt.

Die Hungerkur der Brienzerseefelchen

Rudolf Müller, Mampasi Mbwenemo Bia,

Christian Rellstab

Der massive Ertragseinbruch bei den Felchenfängen der

Berufsfischer am Brienzersee in den Jahren 1999 und

2000 konnte auf Nahrungsmangel zurückgeführt werden:

Weil die Hauptnahrung der Felchen, die Wasserflöhe, von

Anfang 1999 bis Mai 2000 im See praktisch vollständig

fehlte, verlangsamte sich das Wachstum der Felchen

stark. Ausserdem magerten sie ab und konnten nicht

mehr gefangen werden, da sie durch die Netzmaschen

schlüpften.

In den Jahren 1999 und 2000 brach der Felchenertrag

der Berufsfischer am Brienzersee auf ca. 10% der Vor-

jahre ein. Dies hatte ein verstärktes öffentliches Interesse

an den Vorgängen im Brienzersee zur Folge. Dabei stand

die Frage im Raum, ob der Einbruch bei den Fischerträgen

auf seeinternen Vorgängen beruhte, oder ob allenfalls

verstärkte Trübstoffeinträge infolge veränderter Betriebs-

weise der oberliegenden Kraftwerke zum Fangrückgang

geführt haben könnten. Im Auftrag des Kantons Bern

wertete die EAWAG deshalb das umfangreiche Material

aus dem fischereilichen Überwachungsprogramm des

Fischereiinspektorats aus, um den Ursachen für den Er-

tragsrückgang auf die Spur zu kommen. Im Vordergrund

standen dabei mögliche Veränderungen des Wachstums

als Folge des verringerten Nahrungsangebots: Gemäss

Abbildung: Magnetische Suszeptibilitätsprofile, gemessen im Juli

2001 und Mai 2003. Die beiden Messungen stimmen gut überein,

ausser an den Stellen, die durch stark reduzierendes Milieu ge-

kennzeichnet sind: z.B. in 17 cm Tiefe, in 54 cm Tiefe oder am

Spätglazial/Holozän-Übergang in 74 cm Tiefe.

0

20

40

60

80

100

120

140

Tie

fe

[cm

]

M.S. [10–6 SI-units]102 103101

30 cm

54 cm

86 cm

104 cm

G

MH

olo

zän

Ple

isto

zän

Juli 2001Mai 2003

53

Aufnahmen des Gewässer- und Bodenschutzlabors (GBL)

des Kantons Bern fehlten die wichtigsten Futterorganis-

men der Felchen, die Wasserflöhe (Daphnia, Bythotre-

phes), von Januar 1999 bis Mai 2000 fast vollständig im

See. Als weitere Gründe für die schlechten Felchenfänge

kamen ein verringerter Befischungsdruck, ein reduzierter

Felchenbestand wegen geringen Jahrgangsstärken oder

genetische Effekte in Frage.

Ein Vergleich zwischen Fangaufwand und Fangertrag

zeigte, dass der Ertragseinbruch 1999/2000 bei den

Felchen nicht durch einen geringeren Fangaufwand zu-

stande kam, sondern durch die schlechte Fängigkeit der

sehr mageren Fische. Auch die Vermutung, wonach sich

Degenerationserscheinungen bei den Brienzerseefelchen

bemerkbar machen könnten, liess sich nicht bestätigen.

Wachstumsanalysen an Schuppen von 1460 Fischen er-

möglichten es, die bekannten zwei Wachstumsformen

der Brienzerseefelchen zu identifizieren: Langsamwüchser

(«Brienzlig» bzw. «Kleinfelchen») und Schnellwüchser

(«Grossfelchen»). Der Felchenfang der Berufsfischer setzt

sich zu wechselnden Teilen aus Klein- und Grossfelchen

zusammen, wobei im Winter in den Grundnetzen meist

die Kleinfelchen dominieren, im Sommer in den Schweb-

netzen eher die Grossfelchen.

Das Wachstum beider Felchentypen war in den Jahren

1999 und 2000 stark verlangsamt, offensichtlich wegen

Futtermangels (Abbildung). Dadurch blieben die Fische

klein und konnten mit den regulären Netzen nicht ge-

fangen werden. Ausserdem war die Korpulenz beider

Felchentypen 1999 und 2000 sehr tief, d.h., die Fische

waren mager, ebenfalls als Folge der fehlenden Futter-

basis. Die geringe Korpulenz hat ebenfalls zur schlechten

Fängigkeit mit Kiemennetzen beigetragen. Felchen be-

vorzugen Wasserflöhe vor allen anderen Organismen und

hungern lieber, als dass sie das andere Zooplankton fres-

sen. Mit dem Erscheinen der Wasserflöhe ab Juni 2000

nahm die Korpulenz der Felchen wieder zu, das Längen-

wachstum setzte ein und der Fangertrag stieg allmählich

wieder an.

Das Auftreten neuerer Felchenjahrgänge, also 1997

bis 2000, im untersuchten Material zeigt, dass diese

Jahrgänge zwar möglicherweise reduziert vorkommen,

aber nicht völlig fehlen. Dies lässt wieder auf bessere

Fischerträge hoffen. Im Rahmen eines zweijährigen

Forschungsprojekts am Brienzersee soll ab 2004 unter

anderem der zentralen Frage nachgegangen werden,

warum die Wasserflöhe von Januar 1999 bis Mai 2000

im See fehlten.

LiteraturMüller R. (2003): Populationsdynamische Untersuchungen an den Felchen

des Brienzersees. Auswertung und Interpretation des vorhandenen Daten-

materials, im Auftrag des Fischereiinspektorats des Kantons Bern, Unter-

suchungsbericht. EAWAG, 81 S., Februar 2003.

http://www.gsa.bve.be.ch/upload/pdf/gbl044d.pdf

Die Konsequenz verschiedener

Verpaarungsszenarien für das langfristige

Überleben natürlicher Fischpopulationen

Claus Wedekind, Rudolf Müller

Ein gängiges Konzept des Artenschutz- und Populations-

managements von Fischen ist, einige Tiere in geschützter

Umgebung zu züchten (z.B. in Fischzuchtanstalten) und

die Nachkommen für zumindest einige Zeit in geschützter

Umgebung aufzuziehen. Dabei wird fast immer die na-

türliche Partnerwahl umgangen, d.h., es werden Fische

aufgezogen, deren Eltern sich wahrscheinlich nicht ge-

wählt hätten oder die teilweise von Vätern stammen, die

sich nicht am Laichplatz hätten behaupten können. Wir

untersuchen die genetische Konsequenz verschiedener

Management-Optionen am Beispiel des Klein- und Gross-

felchens und der Bachforelle.

Wir benutzen Wildfänge für kontrollierte Kreuzungsexpe-

rimente und testen die Lebensfähigkeit der Nachkommen

unter experimentellen Bedingungen im Labor und im

Freiland. Dazu werden eine Anzahl Männchen und Weib-

chen so miteinander verpaart, dass alle möglichen Ge-

schwisterschaften produziert werden (z.B. 10 Männchen

�10 Weibchen = 100 Geschwisterschaften). Jede Ge-

Abbildung : Oben: Biomasse der Wasserflöhe (Daphniiden) und der

anderen Zooplankter im Brienzersee 1995 – 2001 (Daten GBL Kt. BE).

Unten: Längenwachstum der Grossfelchen im Brienzersee, Jahr-

gänge 1994 – 2000 (feine Linien) und nach Altersklasse. Der Wachs-

tumsrückgang fällt mit dem Ausbleiben der Wasserflöhe zusammen.

0

50

100

150

200

250

300

350

0

5

10

15

20

25

30

g/m

2 [

0–1

00

m]

Tota

lläng

e [m

m]

andere ZooplankterDaphniiden

Jahr

4. Jahr3. Jahr

2. Jahr

1. Jahr

1 99 4 1 99 5 1 99 6 1 99 7 1 99 8 1 99 9 2 00 0 2 00 1

54

schwisterschaft wird auf verschiedene Behälter verteilt

und unter experimentellen Bedingungen aufgezogen.

Wenn wir die Jungensterblichkeit aller möglichen Ver-

paarungen kennen, können wir die Konsequenz verschie-

dener Verpaarungsszenarien abschätzen. Abbildung 1

zeigt die Überlebensraten der Eier während einer bakte-

riellen Infektion. Der graue Balken zeigt die mittlere Über-

lebensrate der Nachkommen, die sich aus einer Zufalls-

verpaarung ergeben würde. Der dunkle Balken zeigt die

mittlere Überlebensrate der Nachkommen aus einer opti-

malen Partnerselektion, d.h., wenn jedes Weibchen sich

nur mit dem Männchen verpaaren würde, das die besten

Gene für seine Nachkommen hat. Verglichen mit Zufalls-

verpaarung (was in etwa in Brutanstalten stattfindet)

führte also optimale Partnerselektion in unserer ersten

Studie zu einer etwa 66%igen Reduktion der infektions-

bedingten Sterblichkeit der Nachkommen. Noch ist

unklar, wieweit durch tatsächliche Partnerwahl dieses

theoretische Optimum erreicht werden kann.

Viele Fischarten bilden zur Laichzeit sekundäre Ge-

schlechtsmerkmale aus, z.B. den so genannten Laich-

ausschlag (Abbildung 2). Er besteht aus vielen, relativ

kleinen keratinhaltigen Tuberkeln, die meistens bei

Männchen stärker ausgeprägt sind als bei Weibchen.

In unserer ersten Studie mit Felchen fanden wir, dass die

Nachkommen von Männchen mit starkem Laichausschlag

resistenter gegen die bakterielle Infektion waren als die

Nachkommen von Männchen mit keinem oder nur schwa-

chem Laichausschlag. Wenn also unter natürlichen Be-

dingungen die Weibchen stark ornamentierte Männchen

bevorzugen, so führt Zufallsverpaarung, d.h. der Wegfall

von sexueller Selektion, zu einer Reduktion der mittleren

genetischen Qualität in den nächsten Generationen. Die-

ser mögliche Nachteil muss mit den Vorteilen von unter-

stützender Fischzucht verrechnet werden (Wedekind

2002). Unsere Studien zeigen ausserdem, dass Fische

mit ihren vielen Nachkommen ein gutes experimentelles

Modell für grundsätzliche Fragen des Artenschutz- und

Populationsmanagement von Vertebraten sind.

Literatur Wedekind C. (2002): Sexual Selection and Life History Decisions: Implica-

tions for Supportive Breeding and the Management of Captive Populations.

Conservation Biology 16, 1204 –1211.

Die Reaktion der Fische auf Flussaufweitungen

in der Thur

Corinne Hörger, Yvonne Keiser, Armin Peter

Aufgeweitete Fliessstrecken in der Thur weisen im Ver-

gleich zu kanalisierten Abschnitten eine höhere Habitats-

vielfalt auf. Die Fischdichte ist in den aufgeweiteten

Strecken höher. Bezüglich der Artenvielfalt gibt es keine

klaren Unterschiede. Grosse Flussaufweitungen haben

ein grösseres ökologisches Potenzial als kleinere Auf-

weitungen, da sich komplexere Habitate ausbilden. Mit

Ausnahme des Schneiders weisen die sensiblen Fisch-

arten in der Thur keine hohen Dichten auf. Um die Frage

zu beantworten, ob es mit Aufweitungen gelingt, die

sensiblen Fischarten zu fördern, braucht es ein besseres

Verständnis, wie Aufweitungen auf Fische wirken.

Die Thur ist seit 1890 korrigiert und ab Schwarzenbach

(Kanton St. Gallen) fast lückenlos begradigt. In den

1970er Jahren brachen einige Hochwasserschutzdämme

und es kam zu grossen Überschwemmungen. Darauf

wurden die Sicherung und die Sanierung der Hoch-

wasserbauten vorangetrieben. Da dem korrigierten Fluss

die einstige Dynamik fehlte, sollte mit den naturnahen

Eingriffen ab 1990 dem Fluss wieder mehr Raum zur Ver-

fügung gestellt werden. So entstanden zwischen 1991

und 2002 an den Fliessstrecken entlang der Kantone

Zürich und Thurgau mehrere Flussaufweitungen (Abbil-

dung). Das sind aktive Revitalisierungseingriffe auf Stre-

cken von mehreren hundert Metern Länge. Eines oder

beide der verbauten Ufer werden gänzlich von den Ver-

Abbildung 1: Konsequenz

verschiedener Verpaarungs-

szenarien. Die Abbildung zeigt

die mittleren Überlebensraten

der Eier während einer bakte-

riellen Infektion im Labor.

Üb

erle

ben

srat

ed

er E

ier

[%]

0

20

40

60

80

100

PartnerselektionZufall Optimal

Abbildung 2: Einige Fischarten entwickeln zur Laichzeit den so

genannten Laichausschlag, der aus vielen kleinen Tuberkeln

besteht. Detailansicht einiger Tuberkel am Kopf eines Rotaugen-

männchens (Rutilus rutilus). (Foto: C. Wedekind)

55

bauungsstrukturen (z.B. Blockwurf) befreit und es wird

entweder auf eine Ufersicherung verzichtet oder sie wird

weiter hinten neu, möglichst naturnah, hergestellt. Auf

diese Weise erhält der Fluss Raum zurück und kann die-

sen bei Hochwasser überfluten. Es entstehen dynami-

sche Gewässerstrukturen mit Kiesbänken, bei grosser

Breite sogar ein verzweigtes Flussgerinne.

Um die Auswirkungen dieser Flussaufweitungen auf die

Fische zu beurteilen, wurden im Frühling/Sommer 2003

sieben verschiedene Flussaufweitungen in den Kantonen

Zürich und Thurgau elektrisch befischt. Insgesamt wur-

den 4738 m aufgeweitete Flussstrecken untersucht.

Zusätzlich befischten wir 2148 m der kanalisierten Thur,

450 m der Binnenkanäle entlang der Thur sowie 795 m

der naturnahen Thur im Kanton St. Gallen.

Bei den elektrischen Befischungen wurden gezielt die

vorhandenen Uferstrukturen und eine zirka 3 m breite

Fläche entlang der Ufer befischt. Die gefangenen Fische

wurden bestimmt, gemessen und wieder in den Fluss

zurückgesetzt. Zur Charakterisierung der befischten

Strecken wurden die Fliessgeschwindigkeiten und die

Wassertiefen entlang der befischten Uferstrukturen ab-

geschätzt.

Die Untersuchungen zeigten, dass sich die Thur durch

eine hohe Artenvielfalt bei den Fischen auszeichnet. Die

kanalisierten Strecken (254 Fische pro 100 m Uferlänge)

weisen im Vergleich mit den Aufweitungen (325 Fische

pro 100 m Uferlänge) weniger Fische auf. Bei der Arten-

vielfalt konnten zwischen den Aufweitungen und den

kanalisierten Strecken keine wesentlichen Unterschiede

festgestellt werden. Schmerle, Alet und Aal dominieren

in den Kanalstrecken. Der Schneider, eine in der Schweiz

gefährdete Fischart, ist hingegen in den Aufweitungen

häufiger. Allerdings wurden einige Fischarten nur als

Einzelexemplare gefangen, stets in den aufgeweiteten

Strecken.

Die naturnahe Thur im Oberlauf unterscheidet sich be-

züglich der untersuchten Strecken im Unterlauf deutlich.

Wenig anspruchsvolle Fischarten wie Alet und Schmerle

sind in den untersuchten Strecken in der Nähe der

Neckermündung nicht mehr zahlreich, hingegen sind

dort sensible Fische, die als Indikatorarten dienen, häu-

figer vorhanden (Bachforelle, Barbe, Groppe).

Die Binnenkanäle beherbergten zur Zeit der Abfischungen

Arten mit Präferenzen für kühles Wasser (Bachforelle).

Die Thur wurde im Sommer 2003 bis 26 °C warm, zu

warm für die Kälte liebende Bachforelle. Die Binnenkanäle

sind an einem heissen Sommertag rund 5 – 6° kälter als

die Thur. Dank der funktionierenden freien Fischwande-

rung zwischen Thur und Binnenkanälen ist es den Kälte

liebenden Fischarten möglich, die hohen Sommertempe-

raturen im Hauptfluss zu vermeiden und auf die Kanäle

auszuweichen.

Die durchgeführten Untersuchungen zeigten, dass die

Habitate in den Aufweitungsstrecken eine höhere Variabi-

lität (Wassertiefe, Fliessgeschwindigkeit) aufweisen und

es den Fischen tendenziell besser geht. Wie weit sich

kanalisierte und aufgeweitete Strecken allerdings gegen-

seitig beeinflussen, ist noch unklar und wird in den

nächsten Monaten untersucht.

Als Fazit ergibt sich:

• Die Fischartenzahl in der Thur ist mit 17 gefangenen

Fischarten hoch.

• Sensible Fischarten weisen nur geringe Dichten auf

(Nase, Strömer), oder ihre geringe Dichte im Mittel-

und Unterlauf ist als ökologisches Defizit (Barbe) zu

werten.

• Bachforellen und Äschen kommen in der Thur selten

vor. Für diese eher Kälte liebenden Fischarten sind die

Sommertemperaturen zu hoch. Bachforellen konnten

in den kälteren Binnenkänalen in grosser Anzahl nach-

gewiesen werden.

• Der sensible Schneider scheint von den Aufweitungen

zu profitieren.

• Die kanalisierte Thur weist grosse strukturelle Defizite

auf.

• Grosse Flussaufweitungen weisen ein grosses öko-

logisches Potenzial auf, da ihre Habitatsvielfalt hoch

ist (Aufweitung bei Altikon-Neunforn).

• Um die ökologischen Verbesserungen durch Fluss-

aufweitungen besser zu beurteilen, sind weitere

Erfolgskontrollen an unterschiedlichen Aufweitungen

nötig.

Abbildung: Thur in der aufgeweiteten Strecke bei Altikon-Neunforn

mit hoher Habitatsvielfalt. (Foto: Armin Peter)

56

Erwärmung der Fliessgewässer und

Forellenfangrückgang, ein Zusammenhang?

Renata E. Hari, David M. Livingstone, Rosi Siber,

Patricia Burkhardt-Holm, Herbert Güttinger

Die verschiedenen Altersstadien von Forellen stellen

unterschiedliche Ansprüche an die Wassertemperatur.

Durch die Klimaerwärmung sind diese in warmen Flüssen

des Mittellandes und der Voralpen nicht mehr erfüllt. Die

Ausbreitung der Nierenkrankheit PKD wird begünstigt. In

höheren Lagen sind die Bedingungen für die Forellen

freundlicher geworden.

Die Diskussion um die Klimaerwärmung legt nahe, Ver-

änderungen der Wassertemperatur als mögliche Ursache

für den Fischfangrückgang zu prüfen. So lautet denn die

diesbezügliche Hypothese des Projektes «Fischnetz»:

Veränderungen der Wassertemperatur haben zu einem

Rückgang der Fischpopulation und des Fischfangertrages

geführt.

Bachforellen bevorzugen kühle Fliessgewässer und

wachsen am besten bei etwa 13 °C. Wassertemperatu-

ren über 25 °C ertragen erwachsene Forellen nur einige

Stunden. Die Nahrungsaufnahme und das Wachstum

werden bei Temperaturen oberhalb 19 °C bzw. unter

4 °C praktisch eingestellt. Jungfische bevorzugen einen

engeren Temperaturbereich von 6 bis 14 °C. Eier benö-

tigen für ihre Entwicklung in der Schweiz eine Wärme-

menge von ca. 420 Gradtagen, was bei einer Wasser-

temperatur von knapp 5 °C etwa 90 Tagen entspricht.

Eine Erwärmung um 1 °C verkürzt diese Entwicklungszeit

um einen Fünftel. Die Wassertemperatur wirkt sich auch

indirekt über das Nahrungsangebot, die Krankheitserreger

und chemische Vorgänge auf Fische aus. Kritisch können

bereits Temperaturen über 15 °C sein, da sie zum Aus-

bruch der häufig tödlich verlaufenden Nierenkrankheit

PKD führen.

Die starke Klimaerwärmung in der Schweiz betrifft nebst

der Luft und den Seen auch die Fliessgewässer. Fluss-

temperaturdaten des Bundesamtes für Wasser und Geo-

logie wurden auf das Ausmass der Erwärmung hin über-

prüft. In den 25 Flüssen mit Langzeitreihen von 1978

bis 2002 stiegen die Wassertemperaturen um 0,4 °C bis

1,6 °C; im Mittelland mehr, in höheren Lagen weniger

(Abbildung) [1, 2, 3]. Der Anstieg erfolgte sprunghaft in

den Jahren 1987 und 1988 gleichzeitig mit einer Ände-

rung der Grosswetterlage über dem Atlantik (Nordatlan-

tische Oszillation). Bei den Abflussmengen der Flüsse

konnten keine analogen Veränderungen festgestellt

werden. Da die verschiedenen Entwicklungs- und Alters-

stadien der Fische innerhalb des Jahreslaufes unter-

schiedliche Temperaturansprüche stellen, galt die be-

sondere Aufmerksamkeit der jahreszeitlichen Struktur

der gefundenen Erwärmung: Der Temperaturanstieg

erfolgte nicht gleichmässig über das ganze Jahr verteilt,

sondern hauptsächlich in den Monaten Februar bis

August; im Herbst fand praktisch keine Veränderung

statt [3]. Für die Klimaerwärmung als Hauptursache

der Erwärmung sprechen die schweizweit kohärenten

Schwankungsmuster der Temperaturverläufe des Was-

sers und der Luft. Mit dem Temperaturanstieg fallen neu

verschiedene voralpine Gewässer in den kritischen Be-

reich für PKD. Die Lebensräume der Forellen verschoben

sich während der betrachteten 25 Jahre um 100 – 200

Höhenmeter flussaufwärts.

Abbildung: Verlauf der 12-Monate-

Mittelwerte (gleitend in 2-Monate-

Schritten) einiger Schweizer Fliess-

gewässer. Die Temperaturen weisen

kohärente Schwankungsmuster auf

und sind um 1987/1988 sprunghaft

angestiegen.Jahr

Was

sert

emp

erat

ur [

°C]

Limmat, Baden

Aare, Brugg

Rhone, Chancy

Broye, Payerne

Aare, Bern

Thur, Andelfingen

Ticino, Riazzino

Emme, Emmenmatt

Rhein, vor Bodensee

Linth, Mollis

Rhone, Sion

Reuss, Seedorf

Aare, Brienzwiler

Lonza, Blatten

69 73 77 81 85 89 93 97 013

4

5

6

7

9

8

10

11

12

13

57

Die Hypothese, dass Veränderungen der Wassertempe-

ratur zu einem Rückgang der Fischpopulationen und

Fangerträge beigetragen haben, hat sich bei warmen

Mittellandflüssen mit mehrwöchigen Perioden über 15 °C

bestätigt. Bei kühleren, höher gelegenen Fliessgewässern

muss diese Hypothese hingegen verworfen werden, da

die positiven Effekte einer Erwärmung zu überwiegen

scheinen. Wichtigste, aber erst langfristig wirksame

Massnahme zum Erhalt der Fischpopulationen ist die

Bekämpfung der globalen Klimaerwärmung. Voranzu-

treiben ist die Beseitigung von Wanderhindernissen in

den Gewässern, damit die Tiere in kühlere Regionen aus-

weichen können. Das Erhalten und Schaffen kühlerer

Bachabschnitte kann die Symptome bereits kurzfristig

lindern [1].

Literatur[1] Güttinger H., Hari R.E. (2004): Hypothese Wassertemperatur,

Kap. 5.11, in: Dem Fischrückgang auf der Spur, Schlussbericht des

Projektes Netzwerk Fischrückgang Schweiz, EAWAG Dübendorf,

BUWAL Bern.

[2] Hari R.E., Zobrist J. (2003): Trendanalyse der NADUF-Messresultate

1974 bis 1998. Schriftenreihe der EAWAG Nr. 17. Dübendorf.

[3] Hari R.E., Güttinger H. (2004): Temperaturverlauf in Schweizer Flüssen

1978 – 2002, Auswertungen und grafische Darstellungen fischrelevan-

ter Parameter, in: Dem Fischrückgang auf der Spur, Schlussbericht

des Projektes Netzwerk Fischrückgang Schweiz, EAWAG Dübendorf,

BUWAL Bern.

Möglichkeiten naturnaher Gestaltung der

Temperatur in der Rhone

Werner Meier, Martin Frey, Lorenz Moosmann,

Michael Schurter, Seraina Steinlin, Alfred Wüest

Im Rahmen der geplanten 3. Rhonekorrektion soll neben

dem Hochwasserschutz auch der ökologische Zustand

der Rhone verbessert werden. Unter anderem sind die

Wassertemperaturen der Rhone zwischen Oberwallis und

Genfersee durch Kanalisierung und Wasserkraftnutzung

in den letzten beiden Jahrhunderten deutlich verändert

worden. Für eine Verbesserung der Temperaturverhält-

nisse für die Fliessgewässerlebewesen werden die

Schaffung von Rückzugsmöglichkeiten wie z.B. Totarme,

grossflächige Aufweitungen mit Stillwasserzonen sowie

Ausgleichsbecken zur Dämpfung von Schwall und Sunk

vorgeschlagen.

Vor der Kanalisierung gab es in der Rhone deutlich grös-

sere Temperaturvariationen als heute. Die Wassertempe-

ratur im Hauptstrombereich war durch den Einfluss der

Gletscher und der Schneeschmelze zwar auch im Som-

mer natürlicherweise relativ tief. Über den Talquerschnitt

gab es jedoch in den unterschiedlichen Lebensräumen

grosse Unterschiede von mehr als 10 °C, wie sie heute

noch beim unbeeinflussten Tagliamento in den Südost-

alpen vorkommen. Durch die Kanalisierung wurden die

Wasseroberfläche und die Aufenthaltszeit des Wassers

sowie der Austausch mit dem Grundwasser verkleinert

und damit auch der Energieaustausch mit Atmosphäre

und Sediment.

In der kanalisierten Rhone ist die Wassertemperatur über

den gesamten Querschnitt praktisch gleich. Rückzugs-

möglichkeiten wie Totarme und Stillwasserzonen mit

unterschiedlichen Wassertemperaturen sind für die Fliess-

gewässerlebewesen kaum mehr vorhanden oder nur

schwer zugänglich.

Der Betrieb der im letzten Jahrhundert gebauten Wasser-

kraftwerke glättet die jährlichen Temperaturschwankun-

gen: Im Mittel werden sie im Winter um ca. 2 °C erhöht

und im Sommerhalbjahr um ca. 1 °C erniedrigt. Rund

ein Zehntel des jährlichen Wärmeinhalts der Rhone wird

durch die Stauseen vom Sommer in den Winter über-

tragen. Die Produktion von elektrischem Strom in den

Wasserkraftwerken entzieht dem Wasser rund ein Sechs-

tel vom Wärmeinhalt, welchen die Rhone in den Genfer-

see einträgt. Durch die Produktion von Spitzenstrom

treten vor allem im März/April und September/Oktober

unterhalb der Wasserrückgaben in der Rhone kurzfristige

Temperatursprünge (Schwall/Sunk) von bis zu 2,4 °C

innerhalb einer Stunde auf. Bei besonders stark beein-

flussten Zuflüssen wie z.B. der Lonza (Frey 2002) werden

die täglichen Temperaturschwankungen total verändert

(Abbildung). Die Erhöhung der Wassertemperatur um

0,8 °C durch die Klimaänderung in den letzten 20 Jahren

kompensiert den kühlenden Effekt der Wasserkraftwerke.

Abbildung: Wassertemperaturen der Lonza vor der Mündung in

die Rhone im Sommer 2002. Mit Modellrechnungen wurde die

hypothetische natürliche Wassertemperatur (gestrichelte Linie)

ohne Kraftwerkseinfluss berechnet. Beim Vergleich mit der ge-

messenen Wassertemperatur (ausgezogene Linie) mit Kraftwerks-

einfluss wird deutlich, dass das tägliche Temperaturmaximum

durch die Turbinierung und Rückleitung von kaltem Wasser aus

dem Kraftwerk Gampel vom Tag in die Nacht verschoben wird.

Die Temperaturdifferenz (gepunktete Linie) beträgt bis zu 3 °C.

Tem

per

atur

[°C

]

– 4

– 2

0

2

4

6

8

10

12

Datum10. Sept. 12 Uhr 11. Sept. 12 Uhr 12. Sept.

58

Die grössten ökologischen Defizite bei der Wassertempe-

ratur der Rhone sind

• die fehlende Temperaturvariabilität aufgrund der Kana-

lisierung,

• der abgesenkte und geglättete Jahresgang sowie

• die kurzfristigen Temperatursprünge durch die Wasser-

kraftwerke.

Weitere menschliche Einflüsse auf den Temperaturhaus-

halt der Rhone wie Kühlwasserzuflüsse und Wasser-

entnahmen spielen für den Wärmehaushalt eine unter-

geordnete Rolle.

Für eine Verminderung der negativen Effekte des verän-

derten Temperaturhaushalts der Rhone werden folgende

Massnahmen empfohlen:

• Schaffung von Rückzugsmöglichkeiten für die Fliess-

gewässerorganismen bei intolerablen Temperaturbe-

dingungen in der Rhone durch Totarme und bessere

Anbindung von Seitenbächen.

• Grossflächige Aufweitungen, bei welchen auch Still-

wasserzonen entstehen.

• Ausgleichsbecken unterhalb der Wasserkraftwerke,

welche die Abflussänderungen durch Schwall und

Sunk dämpfen und somit die Temperatursprünge ver-

kleinern.

Literatur

Frey, M. (2003): Temperaturmodellierung – Auswirkungen von Kraftwerken

auf das Temperaturregime in Zuflüssen der Rhone. Diplomarbeit ETHZ/

EAWAG. http://www.rhone-thur.eawag.ch/DA_Frey.pdf

Austrockungsdynamik in einer Flusslandschaft

Andreas Rotach, Daniel Schläpfer, Urs Uehlinger,

Klement Tockner

Natürliche Flusslandschaften sind expandierende und

kontraktierende Ökosysteme. Bereits geringe Abfluss-

schwankungen können zu markanten Änderungen der

benetzten Flächen führen. In extremen Fällen versickert

das gesamte Oberflächenwasser im Schotterbett. Ein

trockenes Flussbett bleibt zurück – ein charakteristisches

Merkmal von Karstbächen, mediterranen Gewässern und

Restwasserstrecken. Welche Auswirkungen ergeben sich

dadurch für die Lebensbedingungen der aquatischen und

terrestrischen Organismen, und wie werden ökologische

Prozesse beeinflusst? Diesen Fragen wird im Rahmen

des Tagliamento-Projektes nachgegangen.

Von April bis Juli 2003 wurden entlang eines 40 km lan-

gen und bis zu 1,5 km breiten Flussabschnittes des

Tagliamento (Friaul, Italien) regelmässig Durchfluss, Aus-

dehnung des trockenen Abschnittes, Infiltrations- und

Exfiltrationsraten von Oberflächen- und Grundwasser

und Habitatverteilung bestimmt. Erste Auswirkungen auf

Biofilmentwicklung und Sedimentrespiration wurden

untersucht.

Bis zu 22 km Flusslauf fallen oberflächig trocken und

unterbrechen somit natürlicherweise das longitudinale

Kontinuum (Abbildung 1). Nur während weniger Tage

im Jahr entsteht eine durchgehende Fliessstrecke. Pro

Sekunde und Flusskilometer versickern im Durchschnitt

drei Kubikmeter Wasser in den aus Schotter bestehen-

den Grundwasserleiter; insgesamt verschwinden so bis

zu 70 Kubikmeter pro Sekunde. Ab etwa Flusskilometer

115 führt der Tagliamento wieder permanent Wasser, da

wasserundurchlässige marine Feinsedimente das Wasser

wieder an die Oberfläche leiten. Aber nur etwa 10% des

versickerten Wassers kehren in das ursprüngliche Fluss-

bett des Tagliamento zurück. Ein Grossteil speist Bäche

und Flüsse angrenzender Einzugsgebiete oder es wird

zur Bewässerung entnommen.

Häufiger Wechsel zwischen Austrocknung und Überflu-

tung charakterisiert den mittleren Teil der Untersuchungs-

strecke. Der Flusslauf änderte im Mittel seine Länge um

täglich mehr als 1000 m (Abbildung 2). Die Geschwindig-

keit, mit der das System sich ausdehnte (expandierte)

und zusammenzog betrug maximal 3 km/h beziehungs-

weise 0,5 km/h. Dabei stranden grosse Mengen an wir-

bellosen Tieren und Jungfischen. Die gestrandeten Tiere

Abbildung 1: Häufigkeit der Expansions-Kontraktions-Zyklen

(Frequenz; dünne Linie) und relative Dauer der oberflächigen

Wasserführung (Benetzungsdauer; dicke Linie). Der trockene

Abschnitt erstreckt sich maximal zwischen Kilometer 91 und 113

(Erklärung s. Text).

Freq

uenz

[#

]

0

2

4

6

8

10

0

20

40

60

80

100

80 90 100

Flusskilometer

110 120 130

Ben

etzu

ngsd

auer

[%

]

Abbildung 2: Längenentwicklung des trockenen Flussabschnittes

(Mai bis Juni 2003).

Tro

cken

stre

cke

[km

]

5

10

15

20

25

1. April 1. Mai 1. Juni 1. Juli 1. Aug.

59

sind eine wichtige Nahrungsressource für Vögel, Lauf-

käfer und Spinnen. Erfolgt das Trockenfallen sehr rasch,

verenden auch viele grosse Fische. Im heissen Sommer

2003 wurde die Austrocknungsdynamik wegen der Was-

serentnahme für die Landwirtschaft zusätzlich verstärkt.

Der häufige Wechsel zwischen Überflutung und Trocken-

fallen beeinträchtigte zeitweise den Algenaufwuchs

(= autotropher Biofilm) und die Respiration (Sauerstoff-

zehrung) in den oberflächennahen Sedimenten. Im per-

manent Wasser führenden Abschnitt am Ende der Unter-

suchungsstrecke (km 115 –130) waren der Algenaufwuchs

und die Respiration höher und räumlich auch wesentlich

heterogener wegen einer vergleichsweise grossen Habi-

tatvielfalt. Man findet dort alluviale Quellen, Tümpel und

Gerinne unterschiedlicher Grösse. Im Vergleich dazu ist

der Bereich, wo der Fluss trockenfällt, relativ monoton,

d.h., es dominiert vor allem das im Sommer wenig ver-

zweigte Hauptgerinne.

Die Studie zeigt den unteren Tagliamento als äusserst

dynamisches Ökosystem, das geprägt ist durch rasche

und räumlich ausgedehnte Expansions- und Kontrak-

tionszyklen. Diese Arbeit und weitere Vorstudien deuten

darauf hin, dass in diesem System Organismen und Pro-

zesse von der Verfügbarkeit, Heterogenität und Fragmen-

tierung von Habitaten kontrolliert werden.

Der Hydraulik-Gerinnemorphologie-Modul des

Integrativen Flussrevitalisierungsmodells

Steffen Schweizer, Peter Reichert, Mark Borsuk

Entscheide für Hochwasserschutz- und Lebensraum-

verbesserungsmassnahmen sollten auf einer möglichst

guten Abschätzung der Konsequenzen der verschiede-

nen vorgeschlagenen Massnahmen beruhen. Dafür wird

ein Integratives Wahrscheinlichkeitsnetzwerkmodell

entwickelt, das die Ursache-Wirkungs-Beziehungen zwi-

schen Revitalisierungsmassnahmen und Flusshydraulik,

Abbildung 1: Struktur und Teilmodelle

des Integrativen Flussrevitalisierungs-

modells.

Revitalisierungs-massnahmen

Fluss-Hydraulikund

-Morphologie

LokaleWirtschaft

TerrestrischeFauna

Auen-vegetation Benthos Fische

Gewässermorphologie, Flora (Wasserpflanzen, Auenwald)

und Fauna (Wirbellose und Fische) im und am Gewässer

sowie Auswirkungen auf die lokale Wirtschaft darstellt.

2003 konnte eine erste Version des Hydraulik-Gewässer-

morphologie-Moduls entwickelt werden.

Revitalisierungsmassnahmen wirken sich primär auf

Flusshydraulik und Gewässermorphologie eines Fluss-

abschnitts aus, die ihrerseits die relevanten biologischen

Systeme im (Benthos, Fische) und am Fluss (Ufervegeta-

tion, terrestrische Fauna) beeinflussen (Abbildung 1).

Die Entwicklung eines Integrativen Modells (IM) erfordert

die Aufarbeitung wissenschaftlicher Information (Literatur,

wissenschaftliche Daten, bestehende Modelle, ExpertIn-

nenbefragungen) und deren Darstellung in einem ein-

heitlichen Rahmen. Die wesentlichen Argumente für die

Implementierung des IM als Wahrscheinlichkeitsnetz sind

die sehr einfache Kombination verschiedener Informa-

tionsquellen, das unkomplizierte Abbilden von Ursache-

Wirkungs-Beziehungen, das simultane Betrachten ver-

schiedener Raum- und Zeitskalen sowie der Einbezug

von Unsicherheiten bezüglich Modell-Eingabegrössen,

Modellstruktur und Modellresultaten.

Der Hydraulik-Gerinnemorphologie-Modul (vereinfacht in

Abbildung 2 dargestellt) gliedert sich in vier weitere

Teilmodelle:

• Gerinnemorphologie,

• Geschiebehaushalt,

• Fliessgeschwindigkeit und Sohlenschubspannung,

• Kolmation.

Gerinnemorphologie: Die Regressionsformeln von Bled-

soe und Watson [1] und die Unterscheidungskriterien von

Da Silva [2] erlauben anhand des jährlichen oder bord-

vollen Abflusses, des Medians des Sedimentkorndurch-

messers, des Gefälles und der maximalen Gerinnebreite

eine Prognose der Zugehörigkeit der Gerinnemorphologie

eines Flusses in eine der folgenden vier Klassen:

• geradlinige Flussführung,

• alternierende Kiesbänke,

60

• Mäander,

• verzweigtes Flusssystem.

Geschiebehaushalt: Damit sich morphologische Struk-

turen wie Kiesbänke ausbilden können, muss zudem (bei

bordvollem Abfluss) der Geschiebeeintrag in den interes-

sierenden Flussabschnitt grösser sein als seine Geschie-

betransportkapazität. Dabei geht der Geschiebeeintrag

in dem betrachteten Flussabschnitt als Modell-Eingabe-

grösse in den Hydraulikmodul ein, und die Geschiebe-

transportkapazität wird mit der Formel von Meyer-Peter

[3] abgeschätzt.

Fliessgeschwindigkeit und Sohlenschubspannung: Die

Kenntnis der Gerinnemorphologie und eine Schätzung

der Reibung aus der Korngrösse machen es möglich, für

interessierende Abflusssituationen (z.B. Q347, MQ, ...)

Sohlenschubspannungs- und Fliessgeschwindigkeits-

verteilungen zu schätzen.

Kolmation: Die Konzentration suspendierter Stoffe, der

Abfluss (Sohlenschubspannung) und die Korngrössenver-

teilungen der suspendierten Stoffe und des Bettmaterials

bestimmen die Geschwindigkeit, mit welcher Sediment-

poren durch Feinpartikel verstopft werden (Kolmation).

Sind die Bedingungen für Kolmation gegeben, kann deren

zeitliche Entwicklung mit der Formel von Schälchli [5]

berechnet werden. Unter Verwendung der Häufigkeit

dekolmatierender Hochwasser kann damit ein mittlerer

Grad der Kolmation berechnet und als Anteil Fein- zu

Grobmaterial angegeben werden. Die Wiederkehrzeit für

ein bettaufreissendes Hochwasser (mit einer vollständi-

gen Dekolmation der Sohle) lässt sich mit dem Ansatz

von Günter [4] (Bestimmung des Grenzabflusses) und der

Kenntnis des Hydrographen ermitteln.

Diese Arbeit ist Teil des multidisziplinären «Rhone-Thur-

Projekts», das sich mit der wissenschaftlichen Unterstüt-

zung von Flussrevitalisierungen beschäftigt.

Literatur[1] Bledsoe B.P., Watson C.C. (2001): Logistic Analysis of Channel Pattern

Thresholds: Meandering, Braiding, and Incising. Geomorphology 38,

281– 300.

[2] Da Silva A. (1991): Alternate Bars and Related Alluvial Processes.

Thesis of Master of Science, Queen’s University, Kingston, Ontario,

Canada, 225 Seiten.

[3] Meyer-Peter E., Müller R. (1948): Formulas for Bedload Transport.

Proc. IAHR 3rd Congress, Stockholm.

[4] Günter A. (1971): Die kritische mittlere Sohlenschubspannung bei

Geschiebemischungen unter Berücksichtigung der Deckschichtbildung

und der turbulenzbedingten Sohlenschubspannungsschwankungen.

Mitt. VAW Nr. 3, Zürich.

[5] Schälchli U. (1993): Die Kolmation von Fliessgewässersohlen: Pro-

zesse und Berechnungsgrundlagen. Mitt. VAW Nr. 124, Zürich.

Einbezug von Interessengruppen in den

Entscheidungsprozess bei Flussrevitalisierungs-

projekten

Markus Hostmann, Bernhard Truffer, Peter Reichert

Der Einbezug von betroffenen Interessengruppen (Stake-

holders) ist ein wichtiges Element für den Erfolg eines

Flussrevitalisierungsprojektes. Entscheidungsfindungs-

methoden sind geeignete Instrumente, um die Werthal-

Abbildung 2: Vereinfachte Darstellung

des Fluss-Hydraulik- und -Morphologie-

moduls (dunkel hinterlegte Rechtecke

mit fetter Schrift stellen Modellresultate

dar).

Morphologie/Geometrie

Fliessgeschwin-digkeit/Sohlen-schubspannung

Kolmation

Depositions-/Eintiefungsrate

Gefälle

1-jährigerHochwasser-

abfluss

Hydrograph

FlussbreiteKorngrössen-

verteilung

Grenz-abfluss

TypischeAbflüsse

Transport-kapazität

WiederkehrzeitDekolmation

Geschiebe-eintrag

Konzentrationsuspendierter

Stoffe

61

tungen der Stakeholders zu erheben und Revitalisierungs-

varianten miteinander zu vergleichen. Mit dem entwickel-

ten Entscheidungsmodell können die Konfliktpotenziale

der Varianten ermittelt und denkbare Verhandlungsansätze

ausgearbeitet werden.

In der Schweiz sind nur noch ca. 10% der Fliessgewässer

in einem natürlichen oder naturnahen Zustand [1]. Durch

die Erkenntnis der Wichtigkeit natürlicher Flussläufe und

neuer gesetzlicher Rahmenbedingungen wurden in den

letzten Jahren vermehrt Revitalisierungsmassnahmen

durchgeführt. Unter Revitalisierung versteht man die Wie-

derherstellung einer naturnahen Flusslandschaft. Der

Entscheidungsprozess bei Revitalisierungsprojekten wird

jedoch durch mehrere Faktoren beeinflusst. Zum einen

beruhen Konflikte bei Hochwasserschutz- und Revitali-

sierungsvorhaben meist auf unterschiedlichen Nutzungs-

interessen im Planungsgebiet [2]. Zum anderen erstrecken

sich die Planungs- und Bauphasen der Revitalisierungs-

massnahmen über längere Zeiträume und sind mit einer

grossen Komplexität und Unsicherheit verbunden.

Für eine erfolgreiche Planung von Revitalisierungsmass-

nahmen ist es wichtig, dass die Komplexität des Prozes-

ses berücksichtigt und die betroffenen Interessengruppen

einbezogen werden. Als Fallbeispiel dieser Studie wurde

ein geplantes Hochwasserschutzprojekt (inkl. Flussraum-

aufwertung) bei Weinfelden TG an der Thur ausgewählt.

Für dieses Fallbeispiel wurden vier Varianten ausgearbei-

tet. Es stellt sich nun die Frage, welche Revitalisierungs-

variante den betroffenen Stakeholders einen möglichst

grossen Nutzen bringt. Dazu werden in einem ersten

Schritt die Ziele definiert, welche zu einer nachhaltig ge-

nutzten Thur beitragen (Abbildung).

Für unser Fallbeispiel haben wir acht grössere Stake-

holdergruppen identifiziert. Von jeder Stakeholdergruppe

haben wir jeweils 3 – 4 Vertreter interviewt und haben sie

gefragt, wie wichtig ihnen die verschiedenen Ziele sind.

Basierend auf diesen Bewertungen und einer Abschät-

zung der Konsequenzen der verschiedenen Varianten

konnten wir berechnen, welcher Projektvorschlag den

einzelnen Interessengruppen den grössten Nutzen bringt

und gesamthaft gesehen das geringste Konfliktpotenzial

aufweist.

Die Resultate aus dieser Studie zeigen, dass für die

Mehrheit der Stakeholdergruppen die ökologische Auf-

wertung und der Hochwasserschutz sehr wichtige Ziele

sind, gefolgt von den geringen Projektkosten [3]. Für

einen Teil der Interessengruppen sind jedoch auch die

Erhaltung des Landwirtschaftslandes und die Erholungs-

möglichkeiten von grosser Bedeutung. Beim Vergleich

der beschriebenen Varianten zeigte sich, dass jede der

vier Alternativen ein signifikantes Konfliktpotenzial auf-

weist. Mit dem entwickelten Entscheidungsmodell können

nun aktiv neue Lösungen ausgearbeitet werden, welche

ein geringeres Konfliktpotenzial darstellen. In unserem

Fallbeispiel beinhaltet die ausgearbeitete Verhandlungs-

option eine ökologische Aufweitung des Flusses und ein

Hochwasserrückhaltebecken, welches gleichzeitig land-

wirtschaftlich genutzt werden kann. Da diese Alternative

allen Interessengruppen Nutzen bringt und gleichzeitig

das geringste Konfliktpotenzial aufweist, kann sie eine

mögliche Konsenslösung für die involvierten Stakeholders

darstellen.

Literatur[1] BUWAL, Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (1997): Umwelt

in der Schweiz. Bern.

[2] BWG, Bundesamt für Wasser und Geologie (2001): Hochwasserschutz

an Fliessgewässern, Wegleitung. Biel.

[3] Hostmann M., Truffer B., Reichert P., Borsuk M. (2004): Stakeholder

values in decision support for river rehabilitation (in Begutachtung).

Nachweis extrem kleiner Konzentrationen

an kosmogenen Radionukliden im Eis

Maura Vonmoos, Jürg Beer, Silvia Bollhalder Lück,

Irene Brunner

Kosmogene Radionuklide erweisen sich als immer nütz-

lichere Werkzeuge, um vergangene Umweltbedingungen

(Klima, Sonnenvariabilität, Erdmagnetfeld) zu rekonst-

ruieren resp. zu datieren. Ihre Häufigkeit auf der Erde ist

jedoch so extrem klein, dass ihre Messung in einer Eis-

probe dem Nachweis eines Tropfen Farbstoffs im Zürich-

Abbildung: Für das Oberziel einer nachhaltigen Thur müssen ver-

schiedene Teilziele berücksichtigt werden.

NachhaltigeThur

GeringeProjektkosten

KurzeRealisierungszeit

Guter ökologischerZustand

GuterHochwasserschutz

GuterErholungsnutzen

Erhaltung derLandwirtschaft

Schaffung vonArbeitsplätzen

62

see gleichkommt. Solche extrem niedrigen Konzentratio-

nen stellen höchste Anforderungen an die Probenaufbe-

reitung und die Analytik.

Die Konzentration der Radionuklide 10Be, 36Cl und 26Al

im Eis ist verschwindend klein. Diese zu erfassen, er-

fordert deshalb extrem empfindliche Messinstrumente,

fallen doch z.B. auf ein 10Be-Atom im Eis 1018 H2O-Mo-

leküle, im Falle von 36Cl resp. 26Al sind es gar eine resp.

zwei Grössenordnungen mehr. Um nur einige Millionen

Atome quantitativ aufbereiten zu können, muss eine be-

kannte Menge des stabilen Isotopes (9Be, 35Cl resp. 27Al),

genannt Carrier, beigegeben werden. Durch diese Fixie-

rung der Verhältnisse der radioaktiven zu deren stabilen

Isotopen können die Konzentrationen unabhängig von

den absoluten Mengen bestimmt werden. Um die extrem

kleinen Verhältnisse (ca. 10–12 –10–14) zu messen, braucht

es so genannte Beschleunigermassenspektrometer (BMS)

[1]. Ihre extreme Empfindlichkeit erreichen sie dadurch,

dass sie im Gegensatz zu herkömmlichen Massenspekt-

rometern die Teilchen auf sehr hohe Energien beschleuni-

gen. Dadurch lassen sich Moleküle und andere Isotope

gleicher Masse unterdrücken.

An der EAWAG werden im Rahmen internationaler Pro-

jekte Eisproben aus Kernbohrungen von Grönland und

aus der Antarktis aufbereitet und mittels der BMS-Anlage

der ETH Zürich und des PSI gemessen [2, 3]. Im Folgen-

den wird als Beispiel die aktuelle Be-Aufbereitung (EPICA-

Projekt, Antarktis) beschrieben.

An die Probenaufbereitung werden sehr hohe Anforde-

rungen gestellt: Aus einigen 100 g Eis müssen einige

Millionen Be-Atome extrahiert und eine Kontamination

mit dem Isobar 10B verhindert werden. Gleichzeitig sollte

der Gesamtaufwand möglichst klein bleiben. Für eine

optimale Analyse mit der BMS-Anlage müssen das Isoto-

penverhältnis und der Strom in der Ionenquelle möglichst

gross sein. Zudem ist man gezwungen, mit einer mög-

lichst kleinen Probenmenge auszukommen, denn Eisbohr-

kerne sind teuer und sehr begehrt. Über Jahre wurde

die Probenaufbereitungsmethode weiterentwickelt, um

all den z.T. widersprüchlichen Anforderungen gerecht zu

werden.

Mit Ionentauscher kann Be vom Wasser getrennt werden.

Durch die gemeinsame Ausfällung von Be mit Silber wird

die Probe gut handhabbar und liefert in der BMS-Anlage

gute Ströme (Abbildung). Zudem kann so die Carrier-

menge und damit auch die Probengrösse reduziert wer-

den, ohne dass das Isotopenverhältnis zu klein wird.

Untergrundsignale, welche die Messungen beeinträch-

tigen, werden durch spezielle Reinigungsstufen oder

Massnahmen minimiert. So verhindert ein Quarzrohr,

dass das Be/Ag-Gemisch beim Oxidieren im Muffelofen

durch Ausgasen von 10B aus dem Schamottstein des

heissen Ofens kontaminiert wird.

Seit den Anfängen der Be-Aufbereitung an der EAWAG

konnte die Qualität der BMS-Proben erheblich verbes-

sert, die Aufbereitungszeit verkürzt und die erforderliche

Probenmenge bedeutend reduziert werden.

Dank diesen Optimierungen liessen sich die zeitliche

Auflösung der Messpunkte und unsere Chancen im inter-

nationalen Wettbewerb um die interessantesten Proben

erheblich verbessern.

Literatur[1] Kutschera W. (1993): Accelerator Mass Spectrometry: Counting Atoms

Rather than Decays. Nuclear Physics News 3, 15 – 21.

[2] Suter M. (1990): Accelerator Mass Spectrometry: State of the Art in

1990. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B52,

211– 223.

[3] Beer J. (1997): Accelerator Mass Spectrometry: a New Tool in Envi-

ronmental Sciences. Nuclear Physics News 7, 15 – 22.

Abbildung: Das Be/Ag-Oxid wird für die BMS-Messung in ein Target

gepresst. (Foto: Susi Lindig)

63

Umwelt und Gesellschaft

Globaler virtueller Wasserhandel – wie effizient

wird gebundenes Wassers genutzt?

Hong Yang, Lei Wang, Karim C. Abbaspour,

Alexander J.B. Zehnder

Diese Studie untersucht den Effizienzgewinn durch den

weltweiten virtuellen Wasserhandel (d.h. von Wasser, das

in Nahrungsmitteln enthalten ist) unter Berücksichtigung

von Wassereinsparung, Zusatzkosten und Einfluss auf die

Umwelt.

Die Food and Agricultural Organization der Vereinten

Nationen FAO hat das so genannte CROPWATER-Modell

entwickelt. Mit dessen Hilfe kann für verschiedene

Getreidearten und Länder der virtuelle Wassergehalt in

Getreide errechnet werden, z.B. der Wasserbedarf für

bestimmte Produktionseinheiten. Anhand dieser Schät-

zung wird der virtuelle Wassergehalt beim Export und

Import von Getreideprodukten für einzelne Länder er-

mittelt, in einem zweiten Schritt dann das Volumen des

virtuellen Wasserexports und Wasserimports für alle

Länder gegengerechnet. Die Differenz zwischen den

beiden Grössen gibt Auskunft über die Höhe der globa-

len Wassereinsparung. Diese kommt durch die höhere

Produktivität des Wassers im Getreide der Exportländer

zustande, wenn man sie mit den entsprechenden Grössen

für Importländer vergleicht. Grob zusammengefasst zeigt

diese Differenz, wie viel Wasser zusätzlich für die Pro-

duktion des Getreides notwendig wäre, würde es im Im-

portland selbst angebaut (Tabelle). Die Ergebnisse legen

den Schluss nahe, dass durch den Handel mit Nahrungs-

mitteln jährlich weltweit ca. 337 km3 Wasser eingespart

werden. Der Beitrag des Weizen- und Maishandels ist

dabei besonders gross.

Aus hydrologischer Sicht können «blaue» und «grüne»

Wasserressourcen unterschieden werden. Wasser in

Flüssen, Seen, Speichern, Teichen und Aquiferen wird

blau genannt. Zur künstlichen Bewässerung in der Land-

wirtschaft wird in der Regel blaues Wasser verwendet.

So genanntes grünes Wasser entsteht beim Rückfluss

in die Atmosphäre über die Evapotranspiration (ET). Alles

in allem sind die Zusatzkosten und die Auswirkungen auf

Bew

ässe

run

g im

Tu

la V

alle

y, M

exik

o.

(Fo

to:

EA

WA

G)

64

Betrachtet man eine definierte Nahrungsmittelmenge, so

führt die im Vergleich zu Importländern höhere Wasser-

produktivität in Exportländern zu einem höheren virtuellen

«Wasserwert» in Importländern. Wir berechneten das

Nettovolumen des virtuellen Wasserexports für die ex-

portierende bzw. importierende Seite. Die Berechnung

ermittelt den virtuellen Wasserwert einer vorgegebenen

Nahrungsmittelmenge am Ausgangsort und Zielort des

Handels. Die Ergebnisse zeigen wesentliche Unterschiede

im virtuellen Wasservolumen auf den beiden Seiten (Ab-

bildung 2). So etwa wiegt das Volumen von 73 km3 virtu-

ellen Wassers, das aus Nordamerika exportiert wird,

149 km3 virtuelles Wasser in Ostasien auf. Im Mittleren

Osten sind die entsprechenden Volumina 17 km3 bzw.

55 km3.

Diese Studie zeigt, dass virtuelles Wasser in erster Linie

von Ländern mit hoher Wasserproduktivität in Länder

mit niedriger Wasserproduktivität fliesst, wodurch eine

globale Wassereinsparung zustande kommt. Da grünes

virtuelles Wasser gegenüber blauem im gesamten vir-

tuellen Wasserhandel überwiegt, entstehen vergleichs-

weise geringe Zusatzkosten und Auswirkungen auf die

Umwelt. Das Ergebnis legt nahe, dass der weltweite

die Umwelt bei der Verwendung von grünem statt blauem

Wasser niedriger. Daher ist auch der virtuelle Handel mit

grünem Wasser insgesamt effizienter.

Der Anteil von grünem bzw. blauem Wasser am globalen

virtuellen Wasserhandel bei Nahrungsmitteln ist in der

Abbildung 1 dargestellt. Es wird ersichtlich, dass auf der

Exportseite lediglich die USA und Thailand einen be-

trächtlichen Anteil an blauem virtuellem Wasser verwen-

den. Daher ist der globale virtuelle Wasserexport beein-

druckend «grün».

Tabelle: Globaler virtueller Wasserimport und -export und daraus resultierende Wassereinsparung (Mittelwert 1997– 2001).

Getreideart

Weizen

Reis

Mais

Gerste

Soja

Gesamt

Globaler virtueller Brutto-wasserimport (km3/Jahr)

318,8

53,5

97,3

55,1

104,9

980,7

Verhältnis zwischen virtuellerWassereinsparung und -import in %

40,9

–18,8

59,0

36,4

35,3

34,3

Volumen (km3/Jahr)

130,3

–10,1

57,4

20,1

37,1

336,8

Globale WassereinsparungGlobaler virtueller Brutto-wasserexport (km3/Jahr)

188,4

63,2

39,5

31,7

67,3

644,0

Abbildung 2: Virtuelle Wasserströme nach Regionen, Mittelwerte 1997– 2001.

Exportland VWExport

km3

Importland VWImport

km3

N-Amerika 7330221727

OstasienZentralamerikaNord- + WestafrikaMittlerer OstenAndere

14964585571

S-Amerika 3021181215

WesteuropaOstasienMittlerer OstenNord- + WestafrikaAndere

2625352138

Ozeanien 15111013

OstasienSüdostasienMittlerer OstenAndere

20241424

Abbildung 1: Blauer und grüner virtueller Wasserexport in den

wichtigsten Exportländern, Mittelwerte 1997– 2001.

0

20

40

60

80

100

Virt

uelle

r W

asse

rexp

ort

[km

3/J

ahr]

USAKanada

AustralienFrankreich

ArgentinienThailand

Brasilien

Blauer virtueller WasserexportGrüner virtueller Wasserexport

65

Nahrungsmittelhandel im Hinblick auf den Einsatz von

Wasserressourcen ein hohes Effizienzpotenzial besitzt.

LiteraturAllan J.A. (2003): Virtual Water – the Water, Food, and Trade Nexus Useful

Concept or Misleading Metaphor, Water International 28 (1), 106 –113.

Yang H., Zehnder A.J.B. (2002): Water Scarcity and Food Import – a Case

Study for Southern Mediterranean Countries, World Development 30,

1413 –1430.

Yang H., Reichert P., Abbaspour K., Zehnder A.J.B. (2003): A Water Re-

sources Threshold and its Implications for Food Security. Environ. Sci.

Technol. 37 (14), 3048 – 3054.

Die Versorgungssektoren im Jahre 2025

Kornelia Konrad, Bernhard Truffer, Dieter Rothenberger

Wie werden die Bereitstellung, der Konsum und die poli-

tische Regulierung von Versorgungsleistungen im Jahre

2025 in Deutschland erfolgen? Im Rahmen des Verbund-

projektes «Integrierte Mikrosysteme der Versorgung»

wurden mögliche Zukunftsentwicklungen in den Sektoren

Wasser, Strom, Gas und Telekommunikation aufgezeigt.

In einer Reihe von Workshops mit Vertretern der Ver-

sorgungswirtschaft, der Politik, der Konsumenten- und

der Umweltverbände wurden vier mögliche Szenarien

abgeleitet.

Das Projekt wird von der EAWAG-Arbeitsgruppe CIRUS

gemeinsam mit deutschen Forschungspartnern bearbei-

tet (www.mikrosysteme.org). Im Anschluss an sektor-

spezifische Studien und Expertenworkshops wurde eine

Folge von drei jeweils 2-tägigen Szenarioworkshops

durchgeführt, an der ca. 20 Experten aus den vier Sek-

toren teilnahmen, welche jeweils unterschiedliche gesell-

schaftliche Perspektiven auf die Versorgungsleistungen

repräsentierten.

In einem ersten Schritt bestimmten die Teilnehmer die

wichtigsten Einflussfaktoren für die zukünftige Entwick-

lung der vier Sektoren. Die Faktoren umfassten Ent-

wicklungen in den Bereichen Technologie und Anlagen,

Politik, Ökonomie, Gesellschaft, Kundenbedürfnisse und

Nutzungsverhalten innerhalb der Sektoren und in ihrem

Umfeld. Die Teilnehmer legten für die Einflussfaktoren

mögliche alternative Ausprägungen im Jahre 2025 fest

und bestimmten Wechselwirkungsbeziehungen zwischen

den Faktoren. Mit Hilfe eines Softwaretools wurde eine

Schar konsistenter Szenariogerüste erzeugt, von denen

vier ausgewählt wurden, welche sich bezüglich Kriterien

wie Plausibilität und Bandbreite auszeichneten. Die Teil-

nehmer konkretisierten und interpretierten diese Szena-

rien (Abbildung).

Szenario A beschreibt eine weitgehende Entwicklung hin

zu sog. «integrierten Mikrosystemen der Versorgung».

Es zeichnet sich durch einen hohen Anteil dezentraler

Erzeugungs- und Aufbereitungsanlagen – 50% Energie,

30% (Ab)wasser – und ein hohes Mass an Wechsel-

wirkungen zwischen den Sektoren aus. Diese ergeben

sich im Zuge der Verbreitung der dezentralen, integrier-

ten Erzeugungseinheiten (Strom, Gas, Abwasser) und

von Konzepten des Demand-Side Management, welche

auch Leistungen aus dem Telekommunikationssektor

voraussetzen. Weiter umfasst dies eine Zunahme der

durch Versorgungsunternehmen angebotenen Dienst-

leistungen, z.B. Contracting-Angebote und Bündelpro-

dukte. Dies ist Bestandteil aller vier Szenarien.

Szenario B geht hingegen von einer Entwicklung aus,

die stärker im Rahmen bekannter Versorgungsstrukturen

verläuft. Die Erzeugung und Aufbereitung von Energie

und (Ab)wasser findet nach wie vor ganz überwiegend

in zentralen Anlagen statt. Dabei werden die möglichen

Effizienzgewinne zentraler Kraftwerkstechnologien maxi-

mal ausgenutzt und ein Anteil von 30% regenerativer

Energien in der Stromerzeugung erreicht.

Szenario C weist im Energiebereich einen relativ hohen

Anteil dezentraler Anlagen aus (35%), im (Ab)wasser-

bereich verläuft die Entwicklung wie in Szenario B. Im

Unterschied zu Szenario A, in welchem Dekonzentrations-

tendenzen bei den Versorgungsunternehmen stattfinden,

ist hier die Unternehmensstruktur durch international

operierende Oligopole dominiert. Diese betreiben neue

Geschäftsmodelle wie Demand-Side Management oder

den Betrieb dezentraler Anlagen. Im Stromsektor wird

der Atomausstieg gestoppt und der Anteil erneuerbarer

Energien liegt bei vergleichsweise niedrigen 10%.

In Szenario D dominieren wie in Szenario C internatio-

nale Oligopole die Versorgungsunternehmen, auch der

Energiemix unterscheidet sich nicht. Die dezentraleAbbildung: Workshopteilnehmer bei der Detailausarbeitung der

Szenarien.

Stromerzeugung stagniert jedoch, während – getrieben

durch Versorgungsengpässe in diesem Szenario in

stark wachsenden Grossstädten – Wasserrecycling bei

20 – 25% der Haushalte eingesetzt wird.

In den folgenden Projektphasen werden die Szenarien

im Hinblick auf Nachhaltigkeitskriterien bewertet, für

besonders relevante Innovationsfelder vertiefte Analysen

durchgeführt und abschliessend mit Vertretern unter-

schiedlicher Akteursgruppen Optionen für Handlungs-

strategien entworfen.

Privatsektorbeteiligung in der Siedlungs-

wasserwirtschaft

Dieter Rothenberger

Im Auftrag der Deutschen Gesellschaft für Technische

Zusammenarbeit (GTZ) hat die Forschungsgruppe CIRUS

die Beteiligung von privaten Unternehmen (PSP) in der

Siedlungswasserwirtschaft untersucht. Dabei wurde

deutlich, dass zusätzlich zu eventuellen Effizienzgewinnen

auch Effizienzverluste aufgrund von Transaktionskosten

im Zuge der Ausschreibung, Vertragsverhandlung etc.

berücksichtigt werden müssen.

Insbesondere in Entwicklungsländern wurden in den

letzten zehn Jahren verstärkt private Unternehmen in die

Wasserversorgung eingebunden. Mit Hilfe dieser PSP-

Modelle soll einerseits privates Investitionskapital zur

Tabelle: Vergleich von PSP-Optionen.66

Erneuerung und Erweiterung der oftmals maroden Versor-

gungsanlagen gewonnen werden. Andererseits geht man

davon aus, dass private Betreiber effizient arbeiten und

damit die Kosten insgesamt sinken. Im Gegensatz zu

dieser klassischen ökonomischen Überlegung, die sich

auf die Effizienz in der Leistungserbringung beschränkt,

geht die Neue Institutionelle Ökonomie (NIÖ) einen Schritt

weiter. Sie betrachtet auch die Transaktionskosten, die

sich z.B. bei der Suche nach dem geeigneten Betreiber,

den Vertragsverhandlungen, dem Vertragsmonitoring

sowie den Nachverhandlungen nach Vertragsabschluss

ergeben.

Grundsätzlich ist zu erwarten, dass die Transaktions-

kosten umso höher sind, je länger die Vertragsdauer, je

komplexer die Aufgabenstellung und je geringer der

Wettbewerb ist. In diesen Situationen gewinnen auch die

ungleiche Verteilung von Wissen (asymmetrische Infor-

mation) sowie die Möglichkeit, opportunistisch zu han-

deln, also Vereinbarungen nach Vertragsabschluss nicht

einzuhalten, an Bedeutung (Tabelle).

In einer Untersuchung von sechs PSP-Projekten der GTZ

konnte die Relevanz von Transaktionskosten bestätigt

werden. Es zeigte sich, dass der Entscheidungsprozess

für PSP und die Vorbereitung der Verträge sehr zeitauf-

wändig waren (Abbildung). Die Vorbereitung der Aus-

schreibung und der Vertragsunterlagen kostete im Durch-

schnitt 1 Mio. USD und machte damit 10 – 20% des

gesamten Auftragsvolumens aus. Trotz der langen Vor-

bereitungszeit war in drei der sechs Projekte die Daten-

basis in den Unterlagen unzureichend. Hierdurch wurden

Vertragsart undKurzbeschreibung

ServicevertragKlar definierte Aufgabenwerden in kurzfristigenVerträgen vergeben; meistpauschale Vergütungen

ManagementvertragDirekte Unterstützung beiKernaufgaben im Bereich der Betriebsführung;Vertragsdauer: 3 – 8 Jahre

Lease-VertragBetriebsführung, Instand-haltung des gesamtenSystems werden vergeben;Vertragsdauer: 8 – 20 Jahre

KonzessionsvertragBetriebsführung, Instand-haltung, Investitionen desgesamten Systems werdenvergeben; Vertragsdauer:10 – 30 Jahre

Unsicherheit/Komplexität

geringkurze Laufzeit, einfacherVertrag

mitteloftmals leistungsabhängigeEntgelte, mittlere Vertrags-komplexität

hochlangfristiger, komplexerVertrag; Refinanzierung überGebühren

sehr hochsehr langfristig und hoheInvestitionen; sehr komplexeVertragswerke, Refinanzie-rung über Gebühren

Wettbewerb

sehr hochgrosse Anzahl von Unter-nehmen mit ausreichenderExpertise, da geringe Anfor-derungen

mittel bis hochAnforderungsprofil moderat;keine Investitionen

niedriggeringe Anzahl von Unter-nehmen mit ausreichenderExpertise

sehr niedrigkaum Unternehmen mitausreichender Expertise und Investitionsbereitschaft

Bedeutung vonInformationsasymmetrieund opportunistischemVerhalten

geringgeringer Anreiz für oppor-tunistisches Verhalten, dakurze Laufzeit und keineInvestitionen

mittelmittlerer Anreiz für oppor-tunistisches Verhalten, darelativ kurze Laufzeit undkeine Investitionen

hochhoher Anreiz für opportunis-tisches Verhalten: privaterBetreiber profitiert von Inves-titionen, ohne diese tätigenzu müssen

sehr hochhoher Anreiz für opportunis-tisches Verhalten, da Nach-verhandlungen über Preise,Kosten, Investitionen zentralsind

Höhe derTransaktionskosten

geringrelativ einfache Handhabung;sehr geringe Gebundenheit

gering bis mittelNachverhandlungen möglich;geringe Gebundenheit

hochhäufig Nachverhandlungenwegen Tarifen, hohe Gebun-denheit

sehr hochhäufig Nachverhandlungenwegen Tarifen und Investitio-nen; sehr hohe Gebunden-heit

67

Nachverhandlungen nach Unterzeichnung der Verträge

erforderlich, was zu einer weiteren Zunahme der Trans-

aktionskosten führte. In späteren Verhandlungsrunden

über Preiserhöhungen und die Leistungen der privaten

Betreiber zeigte sich ausserdem, dass die Privaten über

deutlich bessere Informationen als die Regulierungs-

behörden verfügten, wodurch die öffentliche Kontrolle

schwierig war. Gleichzeitig wurde, auch wegen der

ungleichen Verhandlungsbasis, ein Mangel an Koopera-

tionsbereitschaft von Seiten des öffentlichen Partners

festgestellt, was die Leistungen der privaten Betreiber

negativ beeinflusste.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass Trans-

aktionskosten und das Problem der asymmetrischen

Information eine grosse Rolle bei PSP-Projekten spielen

und in Zukunft stärker zu berücksichtigen sind. Eine

Möglichkeit, um Transaktionskosten zu verringern und

Fehlentwicklungen zu vermeiden, ist der «Micro-Scale-

PSP»-Ansatz. Dieser Ansatz ist ein Stufenmodell und

umfasst die Gründung einer privaten Gesellschaft in

öffentlicher Hand. Diese Gesellschaft vergibt bestimmte

Aufgaben wie z.B. das Inkassomanagement oder die

Zählerablesung in kurzfristigen Verträgen an (lokale) Un-

ternehmen.

Auch wenn zur detaillierten Beurteilung dieses Ansatzes

noch weitere Arbeiten erforderlich sind, so lässt sich

doch bereits abschätzen, dass er einige Vorteile mit sich

bringt. Neben einer Effizienzsteigerung kann die Infor-

mationsbasis verbessert werden und man sammelt Erfah-

rungen mit der Kontrolle privater Unternehmen. Darauf

aufbauend können dann Service- oder Management-

verträge vergeben werden, die langfristig in Konzessions-

verträge mit privaten Investitionen münden. So liesse

sich die Wahrscheinlichkeit von Nachverhandlungen und

Schwierigkeiten in der Zusammenarbeit zwischen öffent-

lichen und privaten Partnern deutlich vermindern.

LiteraturRothenberger D. (2004): Private Sector Participation – Experiences of GTZ

MEN-REM. Studie im Auftrag der Deutschen Gesellschaft für Technische

Zusammenarbeit (GTZ).

Liberalisierung des Elektrizitätsmarktes

und ökologische Innovationen

Jochen Markard

Eine Dissertation in der Forschungsgruppe CIRUS hat

untersucht, welche Auswirkungen die Marktliberalisierung

auf das Innovationsgeschehen im Elektrizitätsmarkt hat.

Im Fall von zwei ökologischen Innovationen wurden die

Innovationsstrategien von mehr als 30 Elektrizitätsversor-

gungsunternehmen analysiert. Die Studie kommt zu dem

Ergebnis, dass in liberalisierten Märkten eine Zunahme der

Innovationsaktivität, eine grössere Vielfalt an Innovationen

und Strategien, mehr Produktinnovationen sowie eine Ver-

änderung der Innovationsnetzwerke zu beobachten sind.

Die Versorgungssektoren (Strom, Gas, Wasser) durch-

laufen derzeit tief greifende Veränderungen. Ein zentraler

Einflussfaktor ist dabei die Liberalisierung, d.h. die Ein-

führung von Wettbewerb und die weitgehende Abschaf-

fung der Versorgungsmonopole. Im Elektrizitätsmarkt

ist der wirtschaftliche und strukturelle Wandel heute am

weitesten fortgeschritten und so bietet sich dieser Sektor

für eine Analyse der Konsequenzen an. Es kommt hinzu,

dass viele der heute eingesetzten Technologien zur Strom-

erzeugung mit negativen Umwelteffekten verbunden sind:

Luftschadstoffe, radioaktive Abfälle oder Eingriffe in

Gewässersysteme. Im Sinne einer langfristig tragfähigen

Entwicklung ist es erforderlich, die negativen Umwelt-

folgen zu verringern. Ökologische Innovationen wie etwa

neue Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energie-

quellen können hier einen wichtigen Beitrag leisten.

Im liberalisierten Markt stehen Elektrizitätswerke vor

grundlegend neuen Herausforderungen. Eine strategische

Reaktionsmöglichkeit für die Unternehmen ist eine ver-

stärkte Innovationstätigkeit, d.h. die gezielte Entwicklung

und Verbreitung von neuen Produkten, Dienstleistungen

oder Technologien am Markt. Es stellt sich die Frage,

inwiefern die Liberalisierung die Innovationsaktivitäten

der Elektrizitätsunternehmen verändert und ob in der

Folge insbesondere ökologische Innovationen bevorzugt

entwickelt werden bzw. sich besser verbreiten.

Die hier vorgestellte Dissertation basiert auf einer quali-

tativen Erhebung der Innovationsstrategien von Strom-

versorgern in den zwei Innovationsfeldern Ökostrom und

Brennstoffzelle. Ökostrom ist ein neues Produkt, das sich

von herkömmlichen Versorgungsangeboten durch eine

hohe Umweltqualität der Stromerzeugung auszeichnet.

Die Brennstoffzelle ist eine neue, hocheffiziente Techno-

logie zur Erzeugung von Strom und Wärme aus Wasser-

stoff bzw. Erdgas. Schwerpunkt der Erhebung waren

44 Interviews mit Angestellten von Elektrizitätswerken.

Insgesamt wurden dabei mehr als 30 Unternehmen in

Abbildung: Zeitbedarf in PSP-Prozessen.

0

Dau

er [

Mo

nate

]

Ägypten Yemen Jordanien(Amman)

BurkinaFaso

Zambia Jordanien(Region Nord)

Entscheidungsprozess pro/contra PSPErstellung der Ausschreibungsunterlagen

10

20

30

40

Tabelle: Komponenten des entwickelten Modells.68

Deutschland, der Schweiz und den Niederlanden einbe-

zogen.

Die Untersuchung hat gezeigt, dass sich die Innovations-

aktivitäten der Elektrizitätsversorger infolge der Liberali-

sierung zunehmend an Kostensenkungspotenzialen,

Kundeninteressen und Profitmöglichkeiten orientieren,

während früher vor allem die Qualität und Sicherheit der

Versorgung wichtig war. Gleichzeitig setzt der Wettbe-

werb Anreize, sich mit Hilfe neuer Produkte und Techno-

logien von der Konkurrenz zu differenzieren und durch

die Innovationsaktivitäten neue Kompetenzen aufzubauen.

Diese Faktoren bewirken eine generelle Zunahme von

Innovationen.

Die befragten Unternehmen verfolgen z.T. sehr unter-

schiedliche Innovationsstrategien, wobei jedoch in beiden

untersuchten Innovationsfeldern ähnliche Strategie-

Grundtypen identifiziert werden können. Es gibt jeweils

offensive Strategien mit dem Ziel, eine Führungsposition

im betreffenden Marktsegment anzustreben, und eher

passive Strategien, die etwa darauf ausgerichtet sind,

bei einer Innovation dabei zu sein oder Erfahrungen zu

sammeln. Darüber hinaus war festzustellen, dass die

traditionellen Innovationsnetzwerke und Arbeitskreise auf

der Branchenebene an Bedeutung verloren haben, weil

die Interessen und Strategien der Firmen heterogener

geworden sind. In der Folge findet z.T. ein Rückzug der

Innovationsaktivität in die Unternehmen sowie eine Neu-

bildung von sehr spezifischen, kleineren Netzwerken

statt. Gleichzeitig entstehen grössere Freiräume im Um-

gang mit neuen Produkten und Technologien. Es kommt

zu einer Ausweitung des Suchraums für Innovationen

und zu einer Zunahme der Innovationsvielfalt.

Aufgrund der neuen Freiräume, der Aktivitäten von

Konkurrenten und des Bedarfs, sich am Markt zu diffe-

renzieren, wächst bei vielen Elektrizitätswerken die

Bereitschaft, ökologische Innovationen voranzutreiben.

Gleichzeitig hat die Liberalisierung aber auch dazu ge-

führt, dass z.B. Energiesparkampagnen oder ökologie-

orientierte Beratungsangebote aus Kostengründen

eingestellt wurden. Die Entwicklung von ökologischen

Innovationen muss daher im Einzelfall betrachtet werden

und hängt auch im liberalisierten Markt stark von ent-

sprechenden staatlichen Rahmenbedingungen ab.

Literatur Markard J. (2003): Liberalisierung des Elektrizitätsmarkets und ökologische

Innovationen. Diss ETHZ Nr. 15 295.

Markard J., Truffer B., Imboden D. (in press): The Impacts of Market Libe-

ralization on Innovation Processes in the Electricity Sector. Energy &

Environment.

Markard J., Truffer B. (in press): The Promotional Impacts of Green Power

Products on Renewable Energy sources: Direct and Indirect Eco-

effects. Energy Policy.

Effiziente Nachführung grosser Datenmengen

Stefano Gianella, Willi Gujer

Im Rahmen des Vollzuges der Gewässerschutzgesetz-

gebung fallen sowohl auf kommunaler als auch auf kan-

tonaler Ebene viele Daten an, für welche eine laufende

Nachführung organisiert werden muss. Die Datenmenge,

die unterschiedlichen Qualitätsanforderungen, die zahl-

reichen beteiligten Stellen, die vielfältigen Vollzugs-

aufgaben sowie häufig informelle Kommunikationspfade

erschweren diese Aufgabe. Die bessere Nutzung des vor-

handenen Wissens über einzelne Datensysteme erlaubt

eine effizientere Nachführung grosser Datenmengen.

Ziel der Datennachführung ist es, das gesamte Daten-

system einer Verwaltung aktuell zu halten, und zwar so,

dass die Informationsversorgung aller Aufgabenträger

innerhalb und ausserhalb der Verwaltung jederzeit ge-

währleistet werden kann. Nicht alle Daten sind aber

ständig nachzuführen. Eine laufende Nachführung ist für

Daten einzurichten, welche eine hohe Bedeutung haben,

sich häufig verändern und von denen erwartet wird, dass

sie jederzeit verwendet werden können.

Das Zusammenspiel verschiedener Faktoren verhindert

häufig eine effiziente laufende Datennachführung:

• Öffentliche Verwaltungen sind verantwortlich für sehr

viele Daten, für welche ganz unterschiedliche Quali-

tätsanforderungen zu berücksichtigen sind.

• Daten werden an unterschiedlichen Orten aufbewahrt

und durch mehrere Personen und unterschiedliche

Informatikmittel verwaltet.

• Zwischen den Arbeitsabläufen der Verwaltung und

den Datensystemen existieren vielfältige Zusammen-

hänge: Ein Arbeitsablauf kann Änderungen in ver-

schiedenen Datensystemen auslösen. Häufig laufen

Zweck

Identifizieren und Beschreiben der Informa-tionsressourcen, deren Beziehungen und derzugrunde liegenden Datenschemas

Identifizieren und Beschreiben der organisato-rischen Einheiten und deren Kompetenzen

Identifizieren und Beschreiben der Arbeits-abläufe, der beteiligten Stellen sowie derverwendeten Informationsressourcen

Identifizieren und Beschreiben der internenund externen Datenflüsse

Identifizieren und Beschreiben der Anforderun-gen an die Datenqualität

Abbildung von Ereignissen, welche bei derDurchführung einzelner Arbeitsabläufe aus-gelöst werden und die zu Veränderungen inden Informationsressourcen führen

Modellkomponente

Informationsmodell

Organisationsmodell

Prozessmodell

Kommunikationsmodell

Qualitätsmodell

Ereignismodell

69

mehrere Arbeitsabläufe gleichzeitig, wobei diese nicht

dokumentiert sind, aber viele Stellen involvieren. Dabei

ist nicht systematisch festgelegt, wann welche Daten

nachgeführt werden müssen.

• Sehr oft werden Datenflüsse nur mangelhaft dokumen-

tiert. Das Fehlen wichtiger Informationen oder sogar

das «Nicht-informiert-Werden» verhindert die Daten-

nachführung.

Die aus diesen Faktoren resultierende Komplexität gilt als

Hauptgrund für nicht systematisch nachgeführte Daten-

systeme. Wir suchen nach Lösungen, welche diese Kom-

plexität beeinflussen. Eine erste Möglichkeit reduziert

sie z.B. durch Standardisierung von Datenformaten oder

die Integration von Insellösungen in ein System. Ein zwei-

ter Weg besteht darin, die Komplexität formal mit Hilfe

der Modellierung begreifbar zu machen. Der Vorteil dieser

Lösung ist, dass die vielfältigen Zusammenhänge ver-

schiedener Einflussfaktoren detailliert beschrieben wer-

den.

Basierend auf der Erfahrung mit kommunalen und kan-

tonalen Verwaltungen ist im Rahmen einer Dissertation

ein Modell entwickelt worden, welches die komplexen

Zusammenhänge im Umgang mit verschiedenen Daten-

systemen strukturiert beschreibt. Durch die Modellierung

sind die wichtigsten Systemelemente identifiziert und

deren Beziehungen dargestellt worden. Die Komponen-

ten des entwickelten Modells sind in der Tabelle darge-

stellt.

Basierend auf dem Modell wurde eine Software für die

Organisation der Datennachführung für Verwaltungen

entwickelt (Abbildung). Diese regelt die notwendigen

Arbeitsabläufe und erhöht die Effizienz der Nachführung

durch die weitgehende Automatisierung einzelner Arbeits-

schritte. Die Software konnte bereits in mehreren Pro-

jekten eingesetzt werden. Dabei zeigt sich, dass das

entwickelte Modell zu einem rationelleren Umgang mit

dem Wissen führt, das bisher vor allem «in den Köpfen»

einzelner Mitarbeiter vorhanden war.

Verhindert eine grosse Prognoseunsicherheit

das Unterstützen von Entscheiden?

Peter Reichert, Mark Borsuk

Die Prognoseunsicherheit von Modellen zur Beschreibung

des Verhaltens von Umweltsystemen ist oft sehr gross.

Dies kann dazu führen, dass bei Prognosen für das

Systemverhalten verschiedener zur Diskussion stehender

Massnahmen die Unsicherheit über die Zielgrösse we-

sentlich grösser ist, als es die erwarteten Unterschiede

für alternative Massnahmen sind. Es wurde ein Verfahren

entwickelt, das es erlaubt, die Unsicherheit der Differenz

der Zielgrösse für zwei Alternativen zu berechnen. Da

die Unsicherheit dieser Differenz oft wesentlich kleiner ist

als die Unsicherheit der absoluten Werte der Zielgrösse,

kann die Differenz der Zielgrössen in solchen Fällen zur

Entscheidungsunterstützung herangezogen werden.

Die Prognose der Konsequenzen von Umweltmassnah-

men ist sehr schwierig. Sie erfordert einerseits ein quan-

titatives Verstehen der wesentlichen Wirkungsmechanis-

men in einem System. Andererseits wird Wissen über

die auf das System einwirkenden Einflussfaktoren und

deren Änderung aufgrund der Massnahmen benötigt.

Für Umweltsysteme sind Kenntnisse über diese Grössen

oft mit einer grossen Unsicherheit verbunden, was zu

einer grossen Prognoseunsicherheit führt. Es ist dann

nicht untypisch, dass die Prognoseunsicherheit einer

Zielgrösse wesentlich grösser ist als der erwartete Unter-

schied zwischen den Konsequenzen der verschiedenen

Handlungsalternativen.

In vielen Fällen bestehen Umweltmassnahmen darin,

anthropogene Stoffflüsse, z.B. Emissionen von Schad-

stoffen, zu reduzieren. In diesen Fällen kann man in der

Regel den Effekt im Sinn der Verringerung der Belastung

relativ einfach quantifizieren. Dies trifft auch dann zu,

wenn es andere Quellen gibt, deren Flüsse nur sehr

ungenau bekannt sind. In solchen Fällen kann die Prog-

nose einer Schadstoffkonzentration in der Umwelt sehr

ungenau sein, deren Reduktion bei der Realisierung

einer Massnahme kann aber trotzdem recht genau abge-

schätzt werden. Es ist dann also eine Beurteilung der

Effektivität der Massnahme möglich, auch wenn die Prog-

nose der zu erwartenden Konzentration sehr unsicher ist.

In diesem Beispiel ist die Prognose der Differenz einer

Zielgrösse zwischen verschiedenen Alternativen sehr viel

genauer als die Prognose der Zielgrössen für beide Alter-

Abbildung: Beispiel aus der Nachführungssoftware.

70

nativen an sich. Um zu untersuchen, ob dies ein typischer

Fall ist, müssen die Einflussgrössen auf die Berechnung

der Zielgrösse auf ihre Abhängigkeit zwischen den bei-

den Handlungsalternativen untersucht werden. Die Ein-

flussgrössen können in drei Kategorien eingeteilt werden:

(I) Einflussgrössen, die durch die Alternative nicht be-

einflusst werden; (II) Einflussgrössen, die durch die Alter-

native teilweise beeinflusst werden; und (III) Einfluss-

grössen, die durch die Alternative vollständig verändert

werden, wegfallen oder neu dazukommen. Sind die die

Unsicherheit dominierenden Ursachen Einflussgrössen

der Kategorie (I), so ist zu erwarten, dass die Unsicher-

heit der Prognose der Differenzen von Zielgrössen viel

kleiner ist als die Unsicherheit der Prognose der Werte

der Zielgrössen. Ist dagegen die Unsicherheit der Prog-

nose durch Einflussgrössen der Kategorie (III) dominiert,

so ist kein grosser Unterschied in der Unsicherheit zu

erwarten. Bei Einflussgrössen der Kategorie (II) hängt

das Resultat vom Grad der Abhängigkeit ab.

Im vorliegenden Projekt wurden ein Formalismus und

Berechnungsroutinen erarbeitet, die diese Zusammen-

hänge mathematisch darstellen und in die Prognose-

rechnungen einfliessen lassen können. Damit können

Entscheide auch bei grosser Prognoseunsicherheit unter-

stützt werden.

Die Abbildungen 1 und 2 zeigen die Resultate eines

didaktischen Beispiels, das mit diesen Berechnungs-

routinen bearbeitet wurde. Abbildung 1 zeigt die Wahr-

scheinlichkeitsverteilung für die Phosphor-Jahresfracht

in einen See ohne bzw. mit Phosphor reduzierenden

Massnahmen. Es ist offensichtlich, dass die Unsicherheit

der Prognose sehr viel grösser ist als der Effekt. Dabei

wurde angenommen, dass die Phosphor reduzierenden

Massnahmen die Auswaschung von Phosphor während

Starkregenereignissen aus landwirtschaftlich genutzten

Flächen verringern. Die Unsicherheit ist in erster Linie so

gross, weil die Anzahl der Starkregenereignisse nicht

bekannt ist. Abbildung 2 zeigt die Wahrscheinlichkeits-

verteilung der Differenz in der Phosphorfracht unter ver-

schiedenen Abhängigkeitsannahmen: Unabhängigkeit der

Frachten (punktiert); Unabhängigkeit der Frachten pro

Regenereignis, aber perfekte Abhängigkeit der Regen-

ereignisse (ausgezogen); partielle Abhängigkeit der

Frachten pro Regenereignis und perfekte Abhängigkeit

der Regenereignisse. Da die Abhängigkeit der Prognosen

für verschiedene Massnahmen selten untersucht wird,

wird oft argumentiert, dass der Effekt insignifikant ist,

wenn er kleiner als die prognostische Unsicherheit ist.

Dabei wird implizit angenommen, dass die Frachten für

die verschiedenen Alternativen unabhängig voneinander

sind (punktierte Linie). Da die Anzahl Regenereignisse in

einem gegebenen Jahr aber für alle Massnahmen die-

selbe ist, ist die Annahme der perfekten Abhängigkeit

dieser dominierenden Unsicherheitsursache realistisch.

Damit ist die Unsicherheit der Prognose der Reduktion

sehr viel genauer als diejenige der Fracht. Unterschiede

ergeben sich dann noch aus Abhängigkeitsannahmen

für andere Unsicherheitsbeiträge (ausgezogene und ge-

strichelte Linien). Dieses einfache Beispiel zeigt, dass

die Berechnung der Wahrscheinlichkeitsverteilung von

Differenzen von Zielgrössen zwischen verschiedenen

Handlungsalternativen zusätzliche Information liefern

kann, die für den Entscheidungsprozess wesentlich sein

kann. Dies ist von speziell grosser Bedeutung, wenn die

Prognoseunsicherheit gross ist.

LiteraturReichert P., Borsuk, M. (im Druck): Does High Forecast Uncertainty Pre-

clude Effective Decision Support?, Environmental Modelling and Software.

Berücksichtigung von Unsicherheiten für

die Bewertung und Planung siedlungswasser-

wirtschaftlicher Infrastruktur

Helge Daebel, Marc Neumann, Christoph Ort, Willi Gujer

An Fallbeispielen aus dem Bereich der Planung und

Bemessung siedlungswassertechnischer Systemelemente

wird die explizite Berücksichtigung von Unsicherheiten

untersucht. Das dafür nötige Vorgehen wird erarbeitet,

Potenziale und Schwierigkeiten werden aufgezeigt. Der

Ansatz unterstützt fallspezifische Problemanalysen,

Abbildung 1: Wahrscheinlichkeitsverteilung der Phosphorfracht

in einen (hypothetischen) See mit (gestrichelt) und ohne Phosphor

reduzierende Massnahmen (ausgezogen).

Wah

rsch

einl

ichk

eits

-d

icht

e [1

/t]

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

Phosphorfracht [t]

0 10 20 30 40

Abbildung 2: Wahrscheinlich-

keitsverteilung der Differenz

der beiden in Abbildung 1

dargestellten Phosphorfrach-

ten für drei verschiedene

Abhängigkeitsannahmen

(siehe Text für mehr Details).

Wah

rsch

einl

ichk

eits

-d

icht

e [1

/t]

0,00

0,10

0,20

0,30

0,50

0,40

0,60

Differenz derPhosphorfracht [t]

–10 –5 0 5 10

71

darauf aufbauende Entscheidungsprozesse und Über-

wachungsstrategien, bedingt aber gleichzeitig die Über-

tragung von zusätzlicher Verantwortung auf Ingenieure,

Systemeigentümer und Aufsichtsbehörden.

Die Arbeit der Umweltingenieure und -ingenieurinnen

umfasst Aufgaben, die häufig von mangelhaften Grund-

lagen und grosser Unsicherheit geprägt sind. Die pro-

fessionelle Arbeit berücksichtigt diese Randbedingungen

heute noch wenig systematisch. Dies kann entweder zu

einem unverhältnismässig hohen Verbrauch an Ressour-

cen oder aber zu einer Unterschätzung von Risiken

führen.

Die Forschungsgruppe hat sich zum Ziel gesetzt, das

Potenzial der expliziten Berücksichtigung von Unsicher-

heiten innerhalb des Aufgabengebietes der Siedlungs-

wasserwirtschaft zu untersuchen. Explizit bedeutet in

diesem Zusammenhang, dass unsichere Daten und

Modellparameter als Zufallsvariablen angesehen und

durch eine Wahrscheinlichkeitsverteilung beschrieben

werden. Unsicherheiten werden somit direkt ihren Quel-

len zugewiesen. Die Berechnung der Modellresultate

erfolgt unter Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeiten

(stochastische Modellierung). Dieses Vorgehen steht im

Gegensatz zu traditionellen Planungs- und Bemessungs-

methoden, bei denen Unsicherheiten meist pauschal

über Sicherheitsfaktoren berücksichtigt werden.

Die wesentlichen Herausforderungen bestehen in der

Beschreibung der mehrdimensionalen Wahrscheinlich-

keitsverteilungen der variierenden Eingangsgrössen

und der unsicheren Parameter, des Weiteren in der Wahl

der stochastischen Modellierungsmethode, der Inter-

pretation wahrscheinlichkeitsbasierter Resultate sowie

der Entwicklung von Strategien zur Weiterverarbeitung

und Nutzung der gewonnenen Information.

Die explizite Berücksichtigung von Unsicherheiten wird

derzeit an Fallbeispielen untersucht:

• Bemessung eines Ozonreaktors zur Desinfektion von

Trinkwasser (siehe Abbildung);

• Planung und Bemessung eines Regenüberlaufbeckens;

• stochastische Vorhersage von Verschmutzungskon-

zentrationen im Kanalnetz.

Unsere bisherigen Analysen zeigen, dass für Planung

und Bemessung nach stochastischen Methoden deutlich

mehr Verantwortung vom gesetzlichen Rahmen auf die

Ingenieure, die Systemeigentümer und die Aufsichts-

behörden übertragen wird. Ingenieure müssen sich zu-

sätzliche Kompetenzen in den Bereichen Systemanalyse

und Statistik aneignen. Auf Seiten der Systemeigentümer

bedarf es der Erstellung eines Risikoprofils. Den Auf-

sichtsbehörden obliegt es, Kriterien vorzugeben und

geeignete Überwachungskonzepte zu entwickeln. Dabei

ist die Unterscheidung der natürlichen Variabilität (z.B.

stündliche Regenmenge) und der Unsicherheit aufgrund

mangelnden Wissens (z.B. durch Messunsicherheit) zwin-

gend, um korrekte Schlussfolgerungen ziehen zu können.

Der identifizierte Nutzen des stochastischen Ansatzes

liegt hauptsächlich in der Problemanalyse, der Unter-

stützung von Entscheidungsprozessen und der Entwick-

lung von Überwachungsstrategien. Im Gegensatz zu

normierten Bemessungsansätzen führt das Vorgehen mit

expliziter Zuordnung von Unsicherheiten zu fallspezifi-

schen Analysen und Problemlösungen. Entscheidungs-

prozesse werden transparenter und erfordern gleichzeitig

eine fundierte Begründung, was z.B. für den Vergleich

von Design-Alternativen gilt. Die gewonnenen Erkennt-

nisse ermöglichen einerseits die Entwicklung von Mess-

kampagnen, um «Unwissen» in der aktuellen Bewertung

zu reduzieren, und andererseits die Schaffung von Moni-

toring-Konzepten, um zukünftige Planungsprozesse zu

unterstützen.

Anhand der momentanen und späteren Fallstudien sollen

weitere Potenziale und Probleme (z.B. nötige Daten-

qualität, Metadaten und Rechenaufwand) der wahrschein-

lichkeitsbasierten Planung und Bemessung herausgear-

beitet werden. Abschliessendes Ziel ist es, Möglichkeiten

und Grenzen für eine Einführung des Vorgehens in die

Ingenieurpraxis zu diskutieren.

Abbildung: Beispiel einer frequentistisch-probabilistischen Dimen-

sionierung für die Desinfektion von Trinkwasser: Mit einer Wahr-

scheinlichkeit von 80% wird in 90% der Zeit eine Keimkonzentration

von 0,005 Keime/l im Ablauf eingehalten.

Parameterunsicherheit0,40,6

0,81,0

0,00,2

Variabilität 0,00,2

0,40,6

0,81,0

Kei

mko

nzen

trat

ion

[Lo

g]

–8

–7

–6

–5

–4

–3

–2

–1

–0

Keimkonzentration:Logarithmus der Keimkonzentration im Ablauf des Reaktors

Variabilität:Kumulative relative Häufigkeit aufgrund natürlicher Variabilität

Parameterunsicherheit:Konfidenzniveau aufgrund von Parameterunsicherheit

ArianneManigliaKinder-pavillon

MaxReutlingerLehrlings-wesen

MaxMauzTD/BaFA

PamelaGravesPD und FEKD

UeliBundiL+M

PeterBacciniS+E

StephanMüllerW+L

ChristianZurbrügg(ad interim)SANDEC

MarkusBollerSWW

AlfredWüestAPEC

Mark Gessner(ad interim)LIM

RikEggenMIX

MarcSuterAQU

HerbertGüttingerWeiter-bildung,Umwelt-management

IsabelWiedmerWissens-transfer

RenéSchwarzenbach

RolandSchertenleib

Ursvon GuntenW+T

UeliBundiStv. Direktor

Direktion Prozesse

Logistik + Marketing (L+M)

IGW

Alexander J.B.ZehnderDirektor

WilliGujer

BernhardWehrliSURF

Stab

PeterHäniLeitung

YvonneUhligPublicRelations

RenéSchwarzenbachInstitut fürGewässerschutzund Wasser-technologie

MonikaZempBibliothek

GabrielPiepkeINF

E A W A G - I N T E R N Organigramm

7372

Abkürzungen

APEC Angewandte Gewässerökologie

AQU Aquatische Umweltanalytik

BaFA Bauten Forschungsanstalten

CHEMPRO Chemische Problemstoffe

FEKD Finanz-, Einkaufs- und Kaufmännische

Dienste

INF Informatik

ING Ingenieurwissenschaften

LIM Limnologie

L+M Logistik und Marketing

MIX Umwelt-Mikrobiologie und Molekulare

Ökotoxikologie

PD Personaldienst

SANDEC Wasser und Siedlungshygiene in

Entwicklungsländern

S+E Stoffhaushalt und Entsorgungstechnik

SIAM Systemanalyse, Integrated Assessment

und Modellierung

SURF Oberflächengewässer

SWW Siedlungswasserwirtschaft

TD Technischer Dienst

W+L Wasser und Landwirtschaft

W+T Wasserressourcen und Trinkwasser

Stand: 1. Januar 2004

HansruediSiegristING

PeterReichertSIAM

WalterGigerCHEMPRO

74

Beratende Kommission 2003

Ursula MauchMauch Consulting, Oberlunkhofen(Präsidentin)

Dr. André BachmannDirektor BMG Engineering AG, Schlieren

Dr. Ursula BrunnerRechtsanwälte Ettler Brunner Suter Bächtold,Zürich

Dr. Peter DonathEnvironment, Health & Safety,Ciba Speciality Chemicals Inc., Basel

Dr. Mathias HohlVizedirektor, DirektorEMS-Dottikon AG, Dottikon

Dipl. Ing. Bernhard JostAmt für Gewässerschutz und Wasserbau des Kantons Zürich, Zürich

Dr. Claude MartinDirecteur GénéralWWF – World Wide Fund for Nature, Gland

Dr. Philippe RochDirektor, Bundesamt für Umwelt, Wald undLandschaft, BUWAL, Bern

75

Umweltschutz an der EAWAG

Herbert Güttinger, in Zusammenarbeit mit dem Umwelt-

Team

Am 15. April 2003 hat die EAWAG die Einführung des

Ressourcen- und Umweltmanagementsystems der Bun-

desverwaltung RUMBA mit dem Schlussaudit erfolgreich

abgeschlossen. Die Umweltvorgaben für den Neubau

sind nach der Genehmigung des Bauvorhabens durch

das eidgenössische Parlament und der Erteilung der

Baubewilligung auf dem besten Weg zur Realisierung.

Bei den Dienstfahrten konnten 2003 nochmals zwei

wichtige Vorhaben realisiert werden: die Kompensations-

abgabe auf Flugreisen für klimawirksame Emissionen

und die Förderung der Nutzung von Velos.

RUMBA

In einem Voraudit hat der externe Berater am 6. März

2003 geprüft, welche Elemente von RUMBA an der

EAWAG bereits funktionsfähig sind und was noch fehlte.

Mit einer Informationskampagne und der Bereinigung der

Relevanzanalyse konnte das Umwelt-Team bis zum

Schlussaudit aber die Anforderungen so weit erfüllen,

dass RUMBA am 15. April 2003 offiziell eingeführt war.

Das Umwelt-Team hat nach der öffentlichen Vorstellung

der Resultate der Prüfung durch den Auditor und den

Direktor den Anlass mit einem «Umwelt-Dessert» aus

Bioprodukten gebührend gefeiert.

Thomas Schindler, der während sechs Monaten als

Praktikant an der EAWAG arbeitete, half uns bei der Ein-

führung von RUMBA. Sein Praktikumsbericht enthält die

Bewertung der Einführung eines Umweltmanagement-

systems an einer Forschungsanstalt und betrachtet auch

andere Hochschulinstitutionen.

Bauten

Die allgemeinen ökologischen Anforderungen für den

Neubau wurden im Verlaufe von 2003 zunehmend fass-

barer. Im Folgenden sind einige Beispiele aus dem

umfangreichen Forderungskatalog in den Submissions-

unterlagen aufgeführt.

Der Energiebedarf für Heizung und Warmwasser im

neuen «Forum Chriesbach» beträgt ca. 20 MJ/m2 · Jahr,

ein Wert welcher ca. 50% unter dem Minergie-P-Standard

liegt. Die Energieversorgung soll durch Vakuum-Sonnen-

kollektoren, Computer-Server-Abwärme und Erdregister

sowie Wärmerückgewinnung erfolgen. Eine Photovoltaik-

anlage soll mindestens ein Drittel des Stromverbrauchs,

nämlich ca. 60 MWh/Jahr, liefern und eine Pilotanlage

mit Brennstoffzelle wird zu Forschungszwecken in das

Energieversorgungssystem integriert.

Regenwasser wird auf dem Dach des Gebäudes und in

einem Wassergarten gesammelt und als Brauchwasser

für die WC-Spülung verwendet. Dabei kommt eine inno-

vative Technik mit schwimmender Pflanzendecke zur

Anwendung. Die WC-Anlagen werden mit NoMix-Toiletten

zur Separatsammlung von Urin ausgestattet.

Die verwendeten Materialien sollen nach dem neusten

Stand des Wissens umweltfreundlich sein. Soweit mög-

lich wird Recyclingbeton verwendet, Mörtel und Putze

dürfen keine Biozide enthalten, Holzwerkstoffe sollen

nach Möglichkeit FSC-zertifiziert sein, Lösemittel dürfen

in Anstrichstoffen, Fugendichtungsmassen und Kleb-

stoffen nicht verwendet werden.

Die ökologischen Anliegen mussten in der Bau-Kern-

gruppe gegen andere Anforderungen wie Zweckmässig-

keit, Finanzierbarkeit, Ästhetik, gesetzliche Vorgaben

etc. abgewogen werden. Dabei waren insbesondere die

feuerpolizeilichen Anforderungen manchmal nur schwer

mit den übrigen Anforderungen in Einklang zu bringen.

Mit der Genehmigung der Baubotschaft durch die Eid-

genössischen Räte und der Erteilung der Baubewilligung

durch die lokalen Behörden ist nun der Weg frei für einen

nachhaltigen Neubau. Viele umweltrelevante Fragen

werden noch zu beantworten sein, so zum Beispiel die-

jenige der Umgebungsgestaltung, der Ausrüstung und

Materialwahl und schliesslich der Betriebskonzepte.

Anlässlich des europäischen Naturschutzjahres 1995 hat

die EAWAG beschlossen, ihr Areal naturnah zu bewirt-

schaften. Im Jahr 2003 hat der beauftragte Gärtner einen

Plan zur längerfristigen Betreuung entworfen, der nun mit

kleinen Anpassungen schrittweise realisiert wird. Ein

wichtiges Element dieser Entwicklung ist die Förderung

einer vielfältigen Flora und Fauna, inkl. Fledermäusen,

Schmetterlingen und Hornissen. Füchse, Elstern, Wespen

und Bienen sind bereits auf dem Areal.

Verkehr

2003 wurden 96 Generalabonnements (GA) bezogen,

28 mehr als vor der zusätzlichen Vergünstigung durch

die EAWAG im Jahr 2001. Auf Antrag des Umwelt-Teams

wird der Kauf von GA seit 2002 durch die EAWAG durch

eine pauschale Preisermässigung gefördert (inklusive

des Bundesrabatts von 15% beträgt diese Ermässigung

1000 CHF für GA 1. Klasse, 800 CHF für GA 2. Klasse).

Die Idee, verwaiste Fahrräder auf dem Areal zu requirie-

ren, zu reparieren und als Geschäftsvelos den EAWAG-

Mitarbeitenden zur Verfügung zu stellen, war genial und

ein grosser Erfolg. Nach einem Aufruf wurden alle Fahr-

76

räder ohne gültige Versicherungsmarke für 2003 gekenn-

zeichnet und nach einer Frist von einer Woche einge-

sammelt und in der Werkstatt deponiert. Meldete sich

nach einem weiteren Monat immer noch kein Eigentümer

und keine Besitzerin, so wurden die noch einigermassen

guten Velos repariert und in den Pool der EAWAG aufge-

nommen. Es konnten ca. 100 Velos gesammelt werden,

über 20 davon werden bereits genutzt, weitere müssen

noch instand gestellt werden, um die Nachfrage vollstän-

dig abdecken zu können (Abbildung).

Das Umwelt-Team hat der Geschäftsleitung einen Antrag

für eine Kompensationsabgabe bei Flugreisen vorgelegt.

Es sollen auf sämtlichen Flugreisen 10 Franken pro

Flugstunde erhoben und zur Finanzierung von Projekten

verwendet werden, welche die Emission von klimawirk-

samen Schadstoffen verringern (die Geschäftsleitung hat

den Antrag am 28. Januar 2004 genehmigt).

Mehr Informationen: http://www.eawag.ch/about/

umweltschutz/d_betrumwltsch.html

Mitglieder des Umwelt-Teams:

Martin Elsner, Kai-Uwe Goss, Herbert Güttinger, Claude

Jaques, Yvonne Lehnhard, Thomas Lichtensteiger, Max

Mauz, Bouziane Outiti, Christiane Rapin, Christine Roth,

Michael Schurter, Nina Schweigert, Alexander Zehnder

Abbildung: Blick in den Veloraum der EAWAG im Chriesbach-

Gebäude. (Foto: Herbert Güttinger)

International Water

Management Course IWMC –

Wasserpartnerschaft zwischen

EAWAG und Swiss Re

Peter Reichert

Wasser ist unsere Lebensgrundlage schlechthin. Die

gegenwärtige Entwicklung des weltweiten Wasser-

verbrauchs ist jedoch alles andere als nachhaltig: Falls

heutige Nutzungspraktiken nicht grundlegend verändert

werden, wird im Jahr 2025 rund die Hälfte der Welt-

bevölkerung in Wasserknappheit leben. Die Wasser-

qualität und damit auch der Zugang zu sauberem Trink-

wasser spielen eine weitere kritische Rolle in dieser

Problematik. Um die Millennium Development Goals der

Uno für Wasser zu erreichen (Goal 7, Target 10: halve,

by 2015, the proportion of people without sustainable

access to safe drinking water and basic sanitation), sind

bis 2015 Investitionen von jährlich 26,7 Milliarden USD

nötig.

Um einen Beitrag zur Lösung dieser Probleme zu leisten,

haben die EAWAG und die Swiss Re den International

Water Management Course IWMC initiiert. Die EAWAG

möchte dabei ihre Erfahrung zur Lösung wasserbezoge-

ner Probleme vermitteln, die Swiss Re bringt Erfahrung

in Risikomanagement ein und unterstützt den Kurs als

Teil ihres Sharing-Solutions-Programms für eine nach-

haltige Zukunft («A Sharing Solutions initiative by Swiss

Re – towards a sustainable future»). Zusätzlich zu den

Experten von EAWAG und Swiss Re werden internatio-

nale Experten als Instruktoren beigezogen.

Das Ziel des Kurses ist die Vermittlung von Methoden zur

Entscheidungsfindung und zum Einbezug von Betroffe-

nen und Beteiligten im Bereich des nachhaltigen Wasser-

managements. Kursschwerpunkte sind die Aufbereitung

des naturwissenschaftlichen und technischen Wissens

über die Wasserprobleme, die Quantifizierung und for-

male Darstellung der Bewertungen von Betroffenen und

Beteiligten und die Kombination dieser Information zur

Entscheidungsunterstützung. Der Kurs richtet sich an

Manager und Berater aus Verwaltung, Umweltverbänden,

Entwicklungsorganisationen, Beratungsunternehmen,

Wasserversorgungs- und -entsorgungsunternehmen und

anderen Unternehmen, die sich mit Entscheidungen im

Wasser- und Umweltbereich befassen.

Zu Beginn des Kurses werden Methoden zur Entschei-

dungsfindung und Einbindung von Anspruchsgruppen

77

vorgestellt. Anschliessend werden diese Methoden in Fall-

studien auf wasserbezogene Probleme angewandt und

vertieft. Vorträge zu relevanten Wasserthemen, die nicht

mit demselben Detaillierungsgrad behandelt werden

können, runden den Kurs ab. Der Kurs wird jährlich mit

einem wechselnden inhaltlichen Schwerpunktthema

durchgeführt. Da die Teilnehmerzahl rund 20 Personen

nicht übersteigt, ist ein interaktives Arbeiten möglich.

Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer haben dabei die

Gelegenheit, Lösungsstrategien selbst zu erarbeiten und

diese den von anderen Gruppen erarbeiteten Lösungs-

strategien und der in Wirklichkeit gewählten Lösung

gegenüberzustellen.

Im Juli 2003 wurde das IWMC-Konzept in einem Pilot-

kurs im Forschungszentrum für Limnologie der EAWAG

in Kastanienbaum bei Luzern getestet. Die insgesamt

16 Teilnehmenden und die Instruktoren haben den ersten

Kurs sehr positiv bewertet. Die Kombination der Grund-

lagenvermittlung mit anwendungsorientierten Fallstudien

und die Möglichkeit der Diskussion mit internationalen

Experten aus Forschung und Praxis wurden als äusserst

wertvoll beurteilt und als wichtiger Weg zur Entwicklung

nachhaltiger Wassermanagementstrategien angesehen.

Aufgrund der gemachten Erfahrungen und der Empfeh-

lungen der Teilnehmenden wird der IWMC künftig drei bis

vier Tage dauern und inhaltlich auf ein von Jahr zu Jahr

wechselndes Schwerpunktthema fokussiert sein. Dies

erleichtert sowohl in zeitlicher als auch in finanzieller Hin-

sicht vielen Interessierten die Teilnahme am Kurs.

Der nächste Internationale Wassermanagementkurs

(International Water Management Course IWMC) wird

vom 28. September bis zum 1. Oktober 2004 im Swiss

Re Centre for Global Dialogue in Rüschlikon (nahe Zürich)

stattfinden. Das Schwerpunktthema für das Jahr 2004

ist «Flussmanagement», wobei die Anwendung von Multi-

kriterienmethoden und ökonomischen Bewertungsmetho-

den zur Unterstützung von Entscheidungsfindungspro-

zessen anhand aktueller Fallstudien (u.a. zu Fliessgewäs-

serrevitalisierungsprojekten, zu Hochwasserschutz- und

Staudammprojekten) vermittelt wird. Neben den Experten

der EAWAG, ETH und Swiss Re werden wieder interna-

tional anerkannte Experten den Kurs mitgestalten.

Mehr Information über den IWMC kann man unter

http://www.iwmc.ch finden oder kontaktieren Sie uns

direkt via iwmc@eawag.ch oder IWMC, c/o EAWAG,

8600 Dübendorf, Schweiz.

Fallstudien des Pilot-IWMC 2003

• Water quality management at the catchment scale:

the US TMDL experience

• Application of economic and ecological valuation

techniques to water management

• Private sector participation – the case of Cartagena

(Columbia)

• Nitrogen management at the catchment, aquifer and

household scale

• Ecolabelling of hydropower plants and products

• Ilisu Dam Review

• River restoration and flood protection

• Causal attribution of aquatic ecosystem degradation:

a case study in assessment of fish catch decline in

Switzerland

Externe Experten am Pilot-IWMC 2003

Prof. Malin Falkenmark, Chair Scientific Program

Committee, Stockholm International Water Institute

(SIWI), Schweden

Dr. Peter Gleick, President Pacific Institute, Oakland,

CA, USA

Prof. Kenneth H. Reckhow, Duke University, Durham,

NC, USA

Dr. Joel D. Scheraga, National Program Director, Glo-

bal Change Research Program, US EPA, Washing-

ton, DC, USA

Prof. Henry J. Vaux Jr., Associate Vice President, Uni-

versity of California System, CA, USA

Dr. Wouter van de Bund, Joint European Research

Centre, Ispra, Italien

Exkursion. Wir waren um mehr Sicherheit auf dem

Arbeitsweg zum Bahnhof Stettbach bemüht, besuchten

MitarbeiterInnen bei längeren Spitalaufenthalten und

waren auch bei Pensionierungen präsent. Auch die Ge-

sundheit der Mitarbeitenden ist uns ein Anliegen, deshalb

unterstützen wir die Sportangebote an der EAWAG, vor

allem administrativ und finanziell.

Ausserhalb der EAWAG repräsentieren wir das Personal

und tauschen Erfahrungen aus durch unsere Mitwirkung

in Kommissionen, unter anderem: Kommission aller PV-

Vertretungen im ETH-Bereich (David Kistler), Arbeits-

gruppe der Gleichstellungsbeauftragten im ETH-Bereich

(Gabriella Meier Bürgisser), PVB-Kommission des ETH-

Bereichs (David Kistler). Die Konstitution dieser letzten

Kommission wurde vorgängig von den Sozialpartnern

beim In-Kraft-Treten des neuen ETH-Gesetzes einge-

fordert, was auch genehmigt wurde. Danach wurde im

Herbst 2002 eine achtköpfige Kommission gebildet (ein/e

VertreterIn pro Institution). Diese Kommission tagt drei-

bis viermal jährlich und bearbeitet die Geschäfte, welche

das Personal im ganzen ETH-Bereich oder nur in Teilen

desselben betreffen.

Über unsere Tätigkeit an der EAWAG berichten wir lau-

fend durch Sitzungsprotokolle, auf der Webseite und die

Herausgabe unserer Hauszeitung PV InForm (Claudia

Bänninger-Werffeli, Gabriella Meier Bürgisser).

Die PV engagierte sich auch beim Thema Chancengleich-

heit an der EAWAG, da die Stelle für Chancengleichheit

immer noch vakant und keine Gleichstellungskommis-

sion mehr tätig ist. Gabriella Meier Bürgisser nahm als

delegiertes PV-Mitglied Einsitz in der schon erwähnten

Arbeitsgruppe im ETH-Bereich. Diese Kommission ver-

steht sich als Plattform für den Erfahrungsaustausch und

hat letztes Jahr verschiedene Projekte lanciert, darunter

die Erstellung eines Pflichtenheftes für die Stelle für

Chancengleichheit in den einzelnen Institutionen und die

Erarbeitung einer Indikatorenliste für das Controlling der

Chancengleichheit im ETH-Bereich.

An der EAWAG sind in den Jahren 2001 und 2002 eine

«Gender-Analyse» und ein daraus folgender Workshop

durch ein externes Unternehmensberatungsbüro durch-

geführt worden. Der in der Folge erstellte Handlungs-

bedarfskatalog soll nun die weiteren notwendigen Schritte

aufzeigen. Verschiedene von der Direktion eingesetzte

Arbeitsgruppen sollen Schwerpunkte weiterbearbeiten,

z.B. die Kommunikationskultur an der EAWAG, die

Wertschätzung der Arbeit verschiedener Berufsstände,

Karrieremöglichkeiten oder die Förderung der Sichtbar-

keit und Transparenz aller Abläufe. Des Weiteren hat die

PV zusammen mit dem Personalausschuss der EMPA

eine Schulung des Personals in den Themenbereichen78

Überblick über die Personal-

vertretung und ihre Aktivitäten

David Kistler, Gabriella Meier Bürgisser,

Claudia Bänninger-Werffeli

Die Aufgabe der Personalvertretung PV besteht in der

Vertretung des Personals in allen personellen Belangen.

Als Ansprechpartner von beiden Seiten sind die PV-Mit-

glieder auch Bindeglied zwischen dem Personal und der

Direktion. Mit dieser findet alljährlich eine gemeinsame

Aussprache statt. Sonst treffen wir uns mindestens alle

zwei Monate zu einer Sitzung. Eine Sitzung pro Jahr

findet gemeinsam mit dem Personalausschuss der EMPA

statt. Die Personalvertretung PV wird alle vier Jahre

vom Personal neu gewählt oder bestätigt. Sie setzt sich

zusammen aus VertreterInnen aus fast allen Stufen und

Bereichen des EAWAG-Personals.

In den letzten zwei Jahren wurden wir entscheidend mit

einbezogen bei Vernehmlassungen, insbesondere bei

den neuen Verordnungen für den ETH-Bereich, beim

Leistungsauftrag 2004 – 2007 des Bundesrates an den

ETH-Rat und bei der Zielvereinbarung 2004 – 2007

zwischen dem ETH-Rat und der EAWAG. Auch bei der

EAWAG-Klausur sowie an den GL/PL-Sitzungen war die

PV vertreten.

Zu den allgemeinen Aufgaben gehört die Mithilfe bei

der Organisation vom Skitag und der jährlichen EAWAG-

Die aktuellen PV-Mitglieder (von links): Claudia Bänninger-Werffeli,

Peter Gäumann, Gabriella Meier Bürgisser, Stefanie Töpperwien

und David Kistler. Christian Dinkel fehlt auf dem Bild. (Foto: René

Schönenberger)

79

Mobbing, Diskriminierung und sexuelle Belästigung am

Arbeitsplatz organisiert (Gabriella Meier Bürgisser und

David Kistler). Ein umfassendes, neu überarbeitetes

Dossier ist als Präventionsinstrument geschaffen worden

und bietet Betroffenen Lösungswege an.

Obwohl die EAWAG in den Leistungsaufträgen und Ziel-

vereinbarungen immer wieder das Ziel anstrebt, den

Anteil der Frauen, speziell in Führungsfunktionen, zu

erhöhen, ist in den obersten Kaderstufen noch keine

Besserung in Sicht, vor allem nicht bei den Stellen mit

wissenschaftlicher Funktion. Es soll nicht unerwähnt

bleiben, dass hier gewisse Anstrengungen unternommen

wurden, wie z.B. bei Neubesetzungen von Professuren

oder Geschäftsleiterstellen, doch blieb der Erfolg leider

aus. Solange nicht gezielt an der Nachwuchsförderung

gearbeitet wird und ein familienfreundliches Betriebs-

klima entsteht, wird sich an der unbefriedigenden Situa-

tion nichts ändern. Für die in der Gender-Analyse iden-

tifizierten Probleme sollen in Zukunft Arbeitsgruppen

geeignete Massnahmen suchen und vorschlagen.

Die PV wünscht sich für die Zukunft generell noch effi-

zientere und fristgerechte Abläufe.

Zum Schluss möchten wir der Direktion und dem Per-

sonaldienst für das entgegengebrachte Vertrauen ganz

herzlich danken. Dem abtretenden Direktor Alexander

J.B. Zehnder wünschen wir alles Gute in seiner neuen

Tätigkeit.

EAWAG-Jahresberichte –

ein Rückblick

Rudolf Koblet

Dies ist mein 25. und letzter Jahresbericht, den ich als

Redaktor betreue. Im Herbst 2004 werde ich in den

Ruhestand treten. Ich möchte hier nochmals auf frühere

Jahresberichtszeiten zurückblicken, vor allem in die Ära

von Prof. Werner Stumm.

EAWAG-Jahresberichte gab es seit 1947. Diese um-

fassten zunächst nur wenige Seiten und wurden auf der

Schreibmaschine mit Durchschlägen getippt. In der Ära

von Prof. Otto Jaag waren sie ausschliesslich für die

Leitung der ETH und für das Archiv bestimmt. Den ge-

wöhnlichen Mitarbeitern war der Einblick verwehrt, es

waren richtige Geheimdokumente. Dies änderte sich

schlagartig, als Prof. Werner Stumm 1970 Direktor wurde.

Von jetzt an wurden die Jahresberichte in grosser Zahl

gedruckt und sie waren vor allem für die Öffentlichkeit

bestimmt.

Nachdem Dietegen Stickelberger 1971 Redaktor des

Jahresberichtes geworden war, bekam dieser ein unver-

kennbares Gesicht mit jährlich wechselnden Umschlag-

farben und mit einer als Vexierbild gehaltenen Titelfoto-

grafie, deren Auflösung auf der Umschlaginnenseite zu

finden war. Ich erinnere mich noch gut an jene Zeit: an

die chaotischen Papierbeigen in Herrn Stickelbergers

Büro und an viele nervöse, laute Gespräche – denn er

schrieb im Interesse eines einheitlichen, verständlichen

Stils sämtliche Beiträge um, gar nicht zur Freude der

selbstbewussten Autorinnen und Autoren. Der Höhe-

punkt war jeweils die «Audienz» bei Prof. Stumm zur

Genehmigung der Texte. Nachher entspannte sich die

Situation: Brigitte Hauser, die Sekretärin, nahm die ganze

Papierflut und die Schreibmaschine mit nach Hause,

um die Reinschrift zu erschaffen. Für die nächsten zwei

Wochen war sie im Büro nicht mehr zu sehen.

Im Jahre 1979 trat Dietegen Stickelberger in den Ruhe-

stand und ich wurde nun Redaktor des Jahresberichtes.

Gott sei Dank wusste Brigitte Hauser, «wie es ging»!

Zunächst gab es aber eine ganz neue Klippe: Im Herbst

1979 hatte an der ETH Zürich eine «Forschungs- und

Innovationsausstellung» stattgefunden, und von daher

besass die EAWAG vier grossformatige Farbposter über

«Experimentelle Forschung für den Gewässerschutz».

Dieses Thema nun wollte Professor Stumm als Schwer-

punkt im Jahresbericht abgehandelt wissen, illustriert mit

farbigen Reproduktionen dieser Poster. Dabei lernte ich

Ab 1980 gestaltete ich das Titelblatt neu mit einer ganz-

seitigen Fotografie. Die Bilder blieben oft Vexierbilder.

Die Fotos für die Titelbilder wählte der Direktor aus, zu-

mindest liess ich es ihn glauben, wenn er sich zwischen

mehreren völlig ungeeigneten und dem von mir favori-

sierten Bild entscheiden durfte!

Werner Stumm verstand Spass. Das Titelbild von 1985

zeugt davon (Abbildung 1). Hier unterschob er mir ein

Bild, das er in wissenschaftlicher Sprache auf der Um-

schlaginnenseite als Oberflächenmodell an der Mineral-

Wasser-Grenzfläche beschrieb. Ein Auszug:

... Die Oberflächen sind viel weniger homogen, als man

sich das gemeinhin vorstellt. Es gibt verschiedene Stufen,

Schraubenversetzungen und andere Defekte, die Reak-

tionsabläufe massgeblich beeinflussen. Bei diesem Bild

sind die spiralig angeordneten Oberflächenversetzungen

im Grossen und im Kleinen besonders gut ausgebildet.

... Um welche Grenzfläche handelt es sich?

Nur wer sich durch die lange Liste der Kurse und Fach-

tagungen im Anhang durchgelesen hatte, erfuhr auf Seite

90 in einer Fussnote die Wahrheit:

Auf dem TITELBLATT ist übrigens ein spanischer Speise-

blumenkohl abgebildet, der sich als anschauliches,

makroskopisches Modell für die Feinstruktur einer mikro-

skopischen Oberfläche besonders gut eignet!

Alle Jahre wieder fand – EDMZ-verordnet – die Evaluation

der so genannten «günstigsten» Druckerei statt. Erst

später konnten wir dann für längere Zeit mit der gleichen

Firma zusammenarbeiten. Als Gegenleistung für dieses

Entgegenkommen der EDMZ kreierte unser Fotograf, Paul

Schlup, die benötigten Offsetfilme selber – eine mehr-

tägige Präzisionsarbeit in der Dunkelkammer im Keller!

Ein ewiger Kampf blieb der Abgabetermin der gedruckten

Berichte, meist Ende April. Der ewig letzte Text, der ein-

traf war – schon zu Werner Stumms Zeit! – der allererste

im Bericht, nämlich die Einleitung des Direktors. Irgend-

wann, nach langem Warten und zahlreichen Ermahnun-

gen, lag dann die in schwungvoller Handschrift mit

hellblauer Tinte auf weisse Halbkartons geschriebenen

Manuskriptblätter vor. Sie wurden schnellstens von einer

der Direktionssekretärinnen abgetippt. Zum Redigieren

blieb kaum Zeit, denn ich musste sie raschmöglichst

zur Übersetzerin nach Schwamendingen bringen. Als

«Zückerchen» für die Romands wurde in den Jahren

1981–1987 die Einleitung auch französisch abgedruckt!

Die Redaktionsarbeit in den 1980er Jahren glich der

meines Vorgängers. Ich schrieb zwar die Texte nicht neu,

aber auch meine weniger weit gehenden Änderungs-

wünsche führten zu Wutanfällen und Rückzugsdrohun-

gen. Mit der Zeit lernte ich, damit zu leben. Irgendwann80

schnell die Rolle der Eidg. Drucksachen- und Material-

zentrale EDMZ kennen. Sie bestimmte bundesweit das

Aussehen der Jahresberichte, wählte die Druckerei aus,

lieferte das Papier usw. Der Standard für Bundes-Jahres-

berichte war damals: «oben links geheftet, ohne Titel-

blatt»! Da passte der Wunsch von Prof. Stumm gar nicht

hinein. Ein Briefwechsel auf höchster Ebene löste jedoch

den Konflikt – natürlich setzte sich Werner Stumm durch:

die Poster wurden reproduziert. Per VW-Bus, gesteuert

von der Bibliothekarin Elisabeth Stüssi, transportierten

wir die unförmigen Poster in ein Fotostudio nach Winter-

thur. Nach vielen weiteren Stationen lagen diese farbig

im A3-Format vor und wurden je einmal gefaltet in jeden

Bericht eingelegt.

Die von Dietegen Stickelberger stammende Idee, die

Texte durch «Auflockerungsbilder» zu bereichern, behielt

ich bei und stellte sie unter einheitliche Themen, z.B.:

1979: Die EAWAG im Feldeinsatz,

1981: Dienstleistungen der Versuchsstation Tüffenwies,

1984: Die Veränderung der Landschaft am Standort der

EAWAG seit 1916,

1985: Strukturen der Grenzfläche zwischen Wasser bzw.

Eis und der Luft.

Abbildung 1: Jahresbericht-Titelblatt von 1985. Unten links eine

schematische Darstellung der Grünalge Pediastrum duplex, die von

1980 –1991 alle Titelblätter zierte. Weitere Erklärungen im Text.

(Foto: Bernhard Wehrli, Vorbereitung der Probe: Gerhard Furrer)

81

zog die Neuzeit auch beim EAWAG-Jahresbericht ein.

Brigitte Hauser erzählt:

In die 1980er Jahre fiel die Einführung des Textverarbei-

tungssystems, das mir – und wohl auch anderen Sekre-

tärinnen – einiges Kopfzerbrechen verursachte und mich

bis in den Traum verfolgte. Roland Schertenleib begleite-

te diese Neuerung und milderte jeweils mit dem In-Gang-

Setzen des streikenden Druckers und gutem Zuspruch

meine Verzweiflung. Dieser Technologiesprung war wohl

der grösste in meiner Laufbahn, noch tiefgreifender als

die Umstellung auf den PC, die auch kein Kinderspiel

war.

1988 schrieb Therese Hänni den Jahresbericht auf die-

sem Schreibsystem. Nachher besorgte dies Lilo Schwarz

auf dem Computer.

Nicht vergessen darf ich die Leistungen der Zeichnerin-

nen. Bis 1997 zeichnete Heidi Bolliger die Strichzeich-

nungen für den Jahresbericht. Anfangs sass sie an ihrem

riesengrossen Zeichentisch und gestaltete selbstsicher

und erfolgreich mit Feder, Zirkel und Lineal die schwie-

rigsten Darstellungen. Abbildung 2 zeigt ein solches

Meisterwerk. Dass diese an Luftballone gemahnende

Darstellung für die meisten Leser unverständlich blieb,

lag nicht an Heidi. Auch am Computer arbeitete sie bald

ebenso virtuos wie am Zeichenbrett. Ihre Nachfolgerin-

nen seither waren Lydia Zweifel und Yvonne Lehnhard.

Nicht immer ging alles gut beim Jahresbericht. Einige

Male musste er wieder in die Druckerei zurück: 1978 war

eine wichtige Fotografie missraten und die Farbe des

Umschlags wirkte zu grell. Auch 1982 war er nicht gut

Abbildung 2: Hohe Schule für die Zeichnerin Heidi Bolliger: Abbildung 3.5 aus dem Beitrag «Kleine Kreisläufe im Epilimnion von Seen» von Hans-

ruedi Bürgi, Peter Bossard und Heinz Ambühl von 1980. Dazu gehörte eine Legende von eineinhalb Seiten Umfang in Kleinschrift. Ich bin wohl

nicht der Einzige, der den Sinn dieses Kunstwerks nicht ganz verstanden hat!

82

genug, wie ich bei einem dummerweise getätigten Kon-

trollanruf aus den Ferien in Griechenland erfahren musste.

1992 hatte es so viele Tippfehler, dass sogar die Rein-

schrift weitgehend neu erstellt werden musste. Von da an

wurden alle Berichte von Gerda Thieme und von profes-

sionellen Korrektoren überprüft. Gerda Thieme gehört

auch nach ihrer Pensionierung im Jahre 1995 bis heute

zum Redaktionsteam. Kritisch war die Situation auch, als

der Computer, auf dem alle fertigen Zeichnungsfiles des

Berichtes lagen, seinen Dienst einstellte. Da kamen wir

mit einigen Tagen Verzögerung und einem blauen Auge

davon. Beim letztjährigen Bericht schliesslich wurde ver-

sehentlich eine Abbildung zweimal abgedruckt und eine

andere vergessen – auch das Korrekturbüro hatte den

Schönheitsfehler übersehen. Hier half ein Erratumblatt.

Unter Theresa Büsser als PR-Spezialistin erhielt der

EAWAG-Jahresbericht 1993 mit Hilfe von Dani Schneider,

Zürich, ein völlig neues Aussehen. Der ganze Herstel-

lungsgang wurde professioneller und komplizierter, die

Freiheiten des Redaktors dagegen umso kleiner; das

Layout wurde Peter Nadler in Küsnacht übertragen. An

der EAWAG wurden keine Reinschriften mehr erstellt,

sondern die als Files geschriebenen Texte der Autoren

wurden vom Redaktor direkt überarbeitet und dienten

als Vorlage für den Layouter. Alle Zeichnungen wurden

nach bestimmten Vorgaben von den Zeichnerinnen über-

arbeitet. Auch der tabellarische Anhang wurde zur reinen

Computerarbeit. Neu zierte ein Titelbild den Beginn jedes

Kapitels und das Foto auf dem Umschlag wurde farbig

gedruckt.

Theresa Büssers Nachfolgerin, Yvonne Uhlig, legte ihr

Augenmerk verstärkt auf aussagekräftigere Kapiteltitel-

bilder. Ihre Handschrift wird auch der Jahresbericht der

Zukunft tragen, denn es ist jetzt hohe Zeit, dass der

EAWAG-Jahresbericht ein anderes Gesicht bekommt.

Eine neue Redaktorin oder ein neuer Redaktor wird sich

dieser Aufgabe annehmen. Ich wünsche dem EAWAG-

Jahresbericht und seinen Macherinnen und Machern

alles Gute für die Zukunft.

Aus dem Personal

Rudolf Koblet unter Mitarbeit von Georg Henseler, Ingrid

Holderegger, Max Reutlinger, Erika Vieli, Margrit Weber

Im Laufe des Jahres 2003 wurden folgende Mitarbeiterin-

nen und Mitarbeiter pensioniert:

Ende März ging Frau Ingrid Holderegger in Pension.

Ingrid Holderegger kam im Mai 1990 als technische Mit-

arbeiterin an die EAWAG zu Peter Huggenberger. Sie

machte mit ihm zusammen Radarmessungen im Feld

(Rafzerfeld, Linsental) zum Thema Grundwasser und

Bodenbeschaffenheit und analysierte Sedimentproben

aus Bohrkernen. In der Folge baute sie das Dünnschliff-

labor auf, in dem sie Gesteine und Sedimente präparierte

und untersuchte. Nach dem Weggang von Peter Hug-

genberger nach Basel wechselte sie im Prozess Ober-

flächengewässer in die Gruppe von Mike Sturm, wo sie

sich vor allem auf die Analyse von Sedimentkernen, z.B.

auch aus dem Baikalsee, spezialisierte. Als Abschluss

ihrer Tätigkeit an der EAWAG gestaltete sie mit den Stei-

nen, die sie für den Tag der offenen Tür geschliffen hatte,

einen Schaukasten zum Thema Gletscherablagerungen

im Glatttal.

Ende Juli trat Frau Margrit Weber in den vorzeitigen

Ruhestand. Sie trat am 1. Juni 1989 in die EAWAG ein

und arbeitete fortan im Personaldienst und führte das

Sekretariat. Das Tätigkeitsgebiet von Margrit Weber war

sehr vielseitig: Sie war zuständig für die Terminüber-

wachung von Personalgeschäften, insbesondere auch

bei befristeten Anstellungen. Sie bearbeitete die Gesuche

an die Fremdenpolizei und an das Arbeitsamt. Sie er-

teilte Auskünfte an sich Bewerbende, Behörden und

Mitarbeitende und betreute jeweils die Lehrtochter oder

den Lehrling. Die organisatorischen Belange betreffend

Kinderzulage, Vorsorgeuntersuchungen der SUVA und

Zivildienst gehörten ebenfalls zu ihrem Tätigkeitsgebiet.

Ende September ging auch Georg Henseler in den Ruhe-

stand. Nach seinem Kulturingenieurstudium an der ETH

trat er 1967 in die damalige Abteilung für Müllforschung

der EAWAG ein. Die Aufgaben von Georg Henseler wäh-

rend seiner 36-jährigen Tätigkeit an der EAWAG waren

geprägt durch den ständigen Wandel der schweizeri-

schen Abfallwirtschaft im Umgang mit Abfällen, was den

jeweiligen Zeitgeist resp. die Strategie widerspiegelt:

Gewässerschutz – Umweltschutz – Umweltökologie –

Ressourcenhaushalt. Dieser Wandel führte zu einem brei-

ten Spektrum von Beratungs- und Forschungstätigkeiten,

mit denen Georg Henseler vertraut wurde (wie Abnahme-

versuche, Konzeptstudien, Transferfunktionen von Ent-

83

sorgungsprozessen, regionale und betriebliche Stoffhaus-

haltsstudien). Diese Entwicklung spiegelte sich auch in

der Bezeichnung der Abteilung, die noch unter der Lei-

tung von Prof. Rudolf Braun zur «Abteilung feste Abfall-

stoffe» wechselte und später unter Führung von Prof.

Peter Baccini zum «Forschungsbereich Stoffhaushalt und

Entsorgungstechnik» wurde. Ein wichtiges Anliegen in

den frühen Jahren von Georg Henselers Tätigkeit war die

Dokumentation. Da damals Fachbücher im Gebiet der

festen Abfälle noch weitgehend fehlten, war der Aufbau

einer Separatasammlung wichtig.

Wir wünschen den Pensionierten alles Gute für den

nächsten wichtigen Lebensabschnitt, vor allem aber

Glück, Gesundheit und viel Musse, um sich dem zu wid-

men, was ihnen am Herzen liegt.

Am 16. April ist Elie Eichenberger, früherer Mitarbeiter

der Abteilung Biologie gestorben. Am 6. Dezember ist

Denis Mavrocordatos, Mitarbeiter des Prozesses Sied-

lungswasserwirtschaft, von einer Segelfahrt auf dem

Genfersee nicht mehr zurückgekommen. Ausführliche

Würdigungen von Elie Eichenberger und Denis Mavrocor-

datos finden sich ab Seite 3.

Am 6. Januar 2003 ist Frau Elisabeth Kriemler gestorben.

Sie nahm am 1. April 1986 ihre Tätigkeit in der Cafeteria

auf. Rasch gewöhnte sie sich ein und führte das Per-

sonal schon bald auf ihre Weise. Ilse, wie sie genannt

wurde, liebte geregelte Abläufe und ging äusserst flink

an die Arbeit. Ihr Engangement für unsere Cafeteria war

gross. Sie war stolz darauf, dass sie nach entsprechen-

der Ausbildung die Prüfung für das Kantonale Wirte-

patent bestand. 1988 brannte unsere Cafeteria ab, für

ein Jahr bezog man das «Panoramastübli» im H-Stock

des Laborgebäudes. Mit viel Elan und Flexibilität nahm

Ilse auch diese Hürde. Die EAWAG wuchs in dieser Zeit

und das Bedürfnis nach Verpflegung nahm zu. Auch

mit dem Bezug des «Chriesbach-Gebäudes» wuchs der

Arbeitsumfang, wurde doch dort eine Kaffeemaschine

aufgestellt und ein zunehmend grösseres Angebot brach-

te Mehrarbeit mit sich.

Am 26. März 2003 ist Dipl. Ing. Hans Weber gestorben.

Seit 1955 gehörte er der Abteilung für Ingenieurwissen-

schaften an. Schon früh engagierte er sich für das Re-

cycling von Kieswaschwasser in Kiesgruben und Fertig-

betonwerken, eine Technik, die heute überall eingeführt

ist. Gegen den Schluss seiner Tätigkeit sah er die Um-

weltprobleme und deren Lösung in einem immer grösser

werdenden Rahmen, wobei ihm das Studium der sanften

Wassertechniken vergangener Zeiten zu neuen Einsich-

ten und Ideen verhalf. Seit Ende Januar 1988 war Hans

Weber im Ruhestand.

Wir werden die Verstorbenen in ehrender Erinnerung be-

halten.

Am 1. November, am Dies Academicus, ehrte die Uni-

versität Neuenburg Prof. Peter Baccini, den Leiter der

Abteilung Stoffhaushalt und Entsorgungstechnik an der

EAWAG und Professor für Stoffhaushalt und Entsorgungs-

technik am Departement Bau und Umwelt der ETH Zü-

rich, mit dem Ehrendoktortitel. Die Ehrendoktorwürde

wurde ihm verliehen als visionärer Wissenschafter und

treibende Kraft in der Förderung interdisziplinärer und

transdisziplinärer Forschung in den Bereichen Umwelt

und Nachhaltigkeit. Prof. Peter Baccini hatte 17 Jahre in

Neuenburg analytische Chemie und Umweltchemie ge-

lehrt und einen prägenden multidisziplinären Zugang ver-

mittelt.

Frau Edith Kaiser wurde für ihre Dissertation mit dem

Titel «Sources, Transformations, and Fates of Riverine

Organic Matter» mit der silbernen Medaille der ETH aus-

gezeichnet.

Im Berichtsjahr wirkten folgende Gastwissenschafterin-

nen und Gastwissenschafter an der EAWAG:

• Acero Juan L., Prof., Universidad de Extremadura,

Badajoz, Spanien (Juli – August 2003, im Prozess W+T)

• Blazina Maria, M.Sc., Institut Rudjer Boskovich, Rovinj,

Kroatien (22. September – 3. Oktober 2003, im Prozess

MIX)

• Duong Hong Anh, Ph.D., Vietnam National University,

Hanoi, Vietnam (August – September 2003, im Prozess

W+T)

• Garcia Ana Isabel Leal, Dipl.-Ing., University of Extre-

madura, Badajoz, Spain (Juli – Septemper 2003, im

Prozess SWW)

• Grimberg Stefan, Prof. Dr., Clarkson University, Pots-

dam, NY, USA (1. August 2002 – 31. Juli 2003, im Pro-

zess MIX)

• Hess Tom, Prof. Dr., University of Idaho, Moscow,

Idaho, USA (17. Februar – 10. Juli 2003, im Prozess MIX)

• Ingendahl Detlef, Dr., Carl-Philipps-Universität, Mar-

burg, Deutschland (9.–12. April 2003, im Prozess SIAM)

• Johnson Bill, Prof. Dr., Univ. of Utah, Salt Lake City,

USA (5. Juni – 5. September 2003, im Prozess MIX)

• Kevbrina Marina, Institute of Microbiology of the

Russian Academy of Sciences Moscow, Russland

(1. Oktober – 30. November 2003, im Prozess SURF)

• Lee Daniel C., Dr., Redwood Sciences Laboratory,

U.S. Forest Service, Arcata, California USA (1.– 6. Ok-

tober 2003, im Prozess SIAM)

• Lee Woo Young, Mr., Seoul National University, Seoul,

Korea (4.– 29. August 2003, im Prozess MIX)

84

• Linden Karl, Prof., Duke University, Durham, NC, USA

(September – Dezember 2003, im Prozess W+T)

• Masson André, Dr., Kantonsschule Zug (Februar –

August 2003, im Prozess APEC)

• Nakamura Keigo, Dr., Japanese Research Institute of

Infrastructure, Tsukuba, Japan (Oktober 2003 – Sep-

tember 2004, im Prozess LIM)

• Nozhevnikova Alla, Prof. Dr., Institute of Microbiology,

Russian Academy of Sciences, Moscow, Moskau,

Russland (Februar, April, Mai, August, September

2003, im Prozess SURF)

• Odzak Niksa, Institute of Oceanography and Fisheries,

Split, Kroatia (Januar – Dezember 2003, im Prozess

AQU)

• Palmquist Helena, Dipl-Ing., Lulea University of Tech-

nology, Lulea, Sweden (Mai – August 2003, im Prozess

SWW)

• Pandey Gunjan, IMTECH, Chandigarh, Indien (15. Sep-

tember –15. Dezember 2003, im Prozess MIX)

• Pham Thi Kim Trang, Vietnam National University,

Hanoi, Vietnam (Juni – August 2003, in den Prozessen

MIX und W+T)

• Prigiobbe Valentina, Dipl.-Ing., Università degli Studi

di Roma, Italia. (Juni 2003 – Januar 2004, im Prozess

ING)

• Roberts Elen, Institut für Geographie, Universität Hei-

delberg, Deutschland (2.–11. April 2003, im Prozess

SURF)

• Santschi Peter, Prof., Texas A&M University, Galveston,

USA (3. März – 25. April 2003, im Prozess SURF)

• Schröder Hartwig, Institut für Umwelt-Geochemie,

Universität Heidelberg, Deutschland (2.–17. April 2003,

im Prozess SURF)

• Srinivasan Raghavan, Dr., Spacial Sciences Laboratory

Texas, College Station, Texas (10.–12. Juli 2003, im

Prozess SIAM)

• Suberkropp Keller, Prof., University of Alabama,

Tuscalloosa, Alabama, USA (Februar – Juli 2003, im

Prozess LIM)

• Suar Mrutyunjay, Universität Delhi, Indien (1. Dezem-

ber 2002 – 31. Mai 2003, im Prozess MIX)

• Suntornvongsagul Kallaya, New Jersey Institute of

Technology, Federated Department of Biology, Newark,

USA (1. August – 30. September 2003, im Prozess

SURF)

• Wang Yingying, Universität Hongkong (1. Juni 2003 –

31. Januar 2004, im Prozess MIX)

• Wedekind Claus, PD Dr., University of Edinburgh, U.K.

(Dezember 2002 – Dezember 2003, mit Unterbrechun-

gen, im Prozess LIM)

• Yoshimura Chihiro, Dr., University of Tokyo, Japan

(Januar 2003 – Januar 2004, im Prozess LIM)

• Zentner Matthews, Oregon State University, USA

(18. Juni –10. September 2003, im Prozess MIX)

Ressourcen

Ueli Bundi, Pamela Graves, Herbert Güttinger,

Peter Häni, Ueli Joss, Max Mauz

Personal

Im Jahr 2003 wurden total 313,8 Personenjahre finanziert

(2002: 289,6). Die Zahl der aus Budgetmitteln finanzier-

ten Stellen erhöhte sich von 220,3 im 2002 auf 225,6 im

2003, was einer Zunahme von 2,4% entspricht. Aus

Drittmitteln sind 2003 88,2 Personenjahre (2002: 69,3)

oder gut 27% mehr finanziert worden.

Die EAWAG hat entsprechend ihrem personalpolitischen

Leitbild die Förderung der Mitarbeitenden durch Weiter-

bildung systematisch und wo immer möglich gemeinsam

mit EMPA und WSL an die Hand genommen. Der Kurs

«Writing English for Science» war aber auch 2003 der

Favorit. Er wird zwei- bis dreimal pro Jahr für 14 Perso-

nen durchgeführt.

Auch im 2003 haben sich Forscherinnen und Forscher

der EAWAG als begehrte Personen für leitende Aufgaben

an Universitäten erwiesen. Nicht weniger als sechs Per-

sonen der EAWAG sind auf Professuren an in- und aus-

ländischen Universitäten berufen worden und haben des-

halb die EAWAG verlassen. Auch wenn dieser Austausch

in der Forschungsgemeinschaft erwünscht ist, bedeuten

die Abgänge für die EAWAG einen erheblichen Substanz-

verlust, der oft nur nach längerer Zeit wieder ausgegli-

chen werden kann. Um im Gegenzug auch hoch qualifi-

zierte Personen an die EAWAG holen zu können, sind wir

darauf angewiesen, dass für Forschende in leitenden

Positionen sowohl bezüglich des Status als auch bezüg-

lich der Entlöhnung Lösungen gefunden werden, die im

Vergleich zu Universitäten konkurrenzfähige Angebote

ermöglichen.

Bauten und Räume

Der Neubau Zentrale Bereiche EAWAG/EMPA, das Forum

Chriesbach, das einerseits als Ersatz für bisher in einer

Mietliegenschaft genutzte Büroflächen dient und anderer-

seits zusätzliche Flächen für Aus- und Weiterbildungs-

aktivitäten und für zentrale Einrichtungen von EAWAG

und EMPA bietet, konnte 2003 wichtige Hürden nehmen:

Im Januar entschied sich die Jury für das Projekt «Vision»

aus dem Studienwettbewerb und am 6. Oktober reichte

das BaFA (Bauten Forschungsanstalten) das Baugesuch

ein. Parallel dazu hat das Parlament das «Bauprogramm

85

sind in erster Linie Rückstellungen im Umfang von 6,47

Mio. Fr., die für die in den kommenden Jahren geplanten

Bauvorhaben (Baubotschaft 2003) von 75 Mio. Fr. ge-

bildet werden; der Bestand der Rückstellungen für Bau-

ten beläuft sich jetzt auf 18,8 Mio. Fr. Zudem haben sich

die zweckgebundenen Drittmittel um 1,35 Mio. Fr. auf

10,75 Mio. Fr. erhöht, der restliche Anstieg ist auf die

übrigen aktivierten Aufwendungen (Immobilien-Auslagen)

zurückzuführen.

Der Gesamtertrag erhöhte sich gegenüber dem Vorjahr

um 2,26 Mio. Fr. auf 55,68 Mio. Fr. wie folgt:

• Der Finanzierungsbeitrag des Bundes reduzierte sich

unter anderem durch die Kreditsperre um rund 1 Mio.

Fr.

BILANZ EAWAG 2002 2003

Flüssige Mittel und Wertschriften 306 701 270 838Forderungen 826 183 1 595 759Finanzmittel und Drittmittel 9 857 356 10 752 969Rechnungsabgrenzung 11 562 380 18 556 861Total Umlaufvermögen 22 552 620 31 176 427

Sachanlagen (Investitionsgüter) 3 516 948 3 777 598Finanzanlagen (Darlehen netto) 0 0Finanzanlagen (Beteiligungen netto) 0 0Übrige aktivierte Aufwendungen 1 475 865 2 396 895Vorschüsse aus Spezialfinanzierungen 0 0Total Anlagevermögen 4 992 813 6 174 493

AKTIVEN 27 545 433 37 350 920

Laufende Finanzverbindlichkeiten 619 570 957 868Verbindlichkeiten gegenüber staatlichen Stellen 42 681 257 284Verpflichtungen für Sonderrechnungen 0 0Rechnungsabgrenzung 765 244 787 290Total Fremdkapital kurzfristig 1 427 495 2 002 442

Finanzverbindlichkeiten 0 0Sonstige Verbindlichkeiten 0 0Rückstellungen 14 796 245 22 186 288Total Fremdkapital langfristig 14 796 245 22 186 288

Total Fremdkapital 16 223 740 24 188 730

Forschungsförderung 1 613 555 1 559 472Ressortforschung 1 562 681 2 425 431Wirtschaftsorientierte Forschung 5 535 654 4 488 153Europäische Forschungsprogramme 492 621 1 099 218Total zweckgebundenes Fondskapital 9 204 511 9 572 274

Ertragsüberschuss 563 613 616 349Reserven aus Finanzierungsbeitrag des Bundes 449 497 328 534Freie Reserven 203 348 1 180 695Kapital 900 724 1 464 338Total Eigenkapital 2 117 182 3 589 916

PASSIVEN 27 545 433 37 350 920

2004 der Sparte ETH-Bereich» behandelt und bewilligt.

Anfang 2004 ist die Baubewilligung erteilt worden. Bau-

beginn für das Forum Chriesbach, ein Vorzeigeprojekt für

nachhaltiges Bauen, ist im Frühjahr 2004; der Bezug ist

im Spätherbst 2005 geplant.

In Kastanienbaum ist die Planung für den Neubau des

Bootshauses weit vorangeschritten, die Ausführung ver-

zögert sich aber wegen Einsprachen.

Finanzen

Die Bilanzsumme ist von 27,55 Mio. Fr. im Jahr 2002 auf

37,35 um 9,81 Mio. Fr angestiegen. Dafür verantwortlich

86

Erfolgsrechnung EAWAG 2002 2003

Finanzierungsbeitrag des Bundes (inkl. zusätzliche Budgetabtretungen) 44 151 600 44 204 627Entgelte aus Drittmitteln 8 833 085 10 481 330Diverse Erlöse 440 714 877 754Auflösung Drittmittel-Rückstellung 0 0Ausserordentlicher Ertrag 0 0Betriebsfremder Ertrag 0 0Auflösung übrige Rückstellungen 0 120 962Finanzertrag 0 0

Gesamtertrag 53 425 399 55 684 673

Material 1 728 830 1 607 556Personal 32 293 164 33 353 622Übriger Sachaufwand 3 883 706 5 013 302Infrastrukturaufwand 3 574 251 2 393 172Abschreibungen 1 624 797 2 253 097Bildung Drittmittel-Rückstellung 0 1 345 109Ausserordentlicher Aufwand 0 0Beiträge Transferausgaben 54 797 40 431Betriebsfremder Aufwand 0 0Bildung übrige Rückstellungen 8 226 375 6 665 140Rückstellung akt. Bauinvestitionen 1 475 865 2 396 895Zinsaufwand 0 0

Gesamtaufwand 52 861 785 55 068 324

Gesamtergebnis 563 613 616 349

• Höhere Budgetabtretungen vom ETH-Rat, und den

Forschungsanstalten für spezifische Projekte (u.a. für

das von der EAWAG betreute Projekt «Novatlantis,

Strategie Nachhaltigkeit» des ETH-Bereichs) von 1,17

Mio. Fr.

• Es wurden 2,09 Mio. Fr. mehr Forschungs-Drittmittel

und Entgelte (Total 11,36 Mio. Fr.) eingeworben.

Der Gesamtaufwand erhöhte sich um 2,21 Mio. Fr. auf

55,07 Mio. Fr.:

• Die Personalausgaben trugen wegen zusätzlich finan-

zierten Personenjahren 1,06 Mio. Fr. bei.

• Die Honorare für wissenschaftliche Dienstleistungen

und Beratungen stiegen u.a. wegen den vertraglichen

Vereinbarungen des Projektes «Novatlantis» und Zu-

sammenarbeitsverträgen mit lokalen Institutionen in

Entwicklungsländern zwecks Umsetzung des Projektes

SODIS gegenüber dem Vorjahr um 1,1 Mio. Fr.

• Der Infrastrukturaufwand reduzierte sich u.a. wegen

Auflösung von im Vorjahr getätigten Aufwand-Rück-

stellungen für die Telefonie und für einen Bootsschaden

um 1,1 Mio. Fr.

Die Investitionsausgaben reduzierten sich bei Mobilien

und Informatik um 0,37 Mio. Fr. Die Investitionen im Bau-

wesen waren um 0,9 Mio. Fr. höher als im Vorjahr. Im

Vergleich zum Budget 2003 sind sie wegen terminlichen

Verschiebungen um 4,02 Mio. Fr. tiefer, was höhere als

geplante Bau-Rückstellungen zur Folge hat.

Während des Jahres wurde die seit 1989 in Gebrauch

stehende Finanzverwaltungssoftware AKANEX durch

VSoft ersetzt. Damit steht nun ein modernes, kosten-

günstiges, relativ einfach zu unterhaltendes, bediener-

freundliches und voll integriertes Softwarepaket zur Ver-

fügung. Es deckt neben den reinen Finanzanwendungen

(Finanz- und Betriebsbuchhaltung inkl. Kostenstellen-

und Kostenträgerrechnung) auch den dezentralen Einkauf

sowie die Möglichkeit von Salärverpflichtungen auf ein-

zelnen Krediten ab. Der dezentrale Zugriff von allen com-

putergestützten Arbeitsplätzen der EAWAG ist mit ent-

sprechender Berechtigung gewährleistet und wird von

über 100 Mitarbeitenden genutzt. Damit können früher

zeitaufwändig geführte «Schattenbuchhaltungen» sowie

die auf FileMaker basierende Einkaufssoftware in den

einzelnen Organisationseinheiten abgelöst werden.

87

A N H A N G

Zusammengestellt von Rudolf Koblet

Kurse und Fachtagungen der

EAWAG

20.– 22. Januar

Neue Methoden der Restwasserbemessung.

PEAK-Anwendungskurs A21/03

Leitung: Lorenz Moosmann, Armin Peter, Alfred Wüest

5.–7. Februar

Evaluation Ökostrom, Kastanienbaum

Leitung: Bernhard Truffer, Peter Häni

10.–12. März

Neue Methoden der Restwasserbemessung.

PEAK-Anwendungskurs A21/03-2

Leitung: Lorenz Moosmann, Armin Peter, Alfred Wüest

11.–13. März

Ökotoxikologie-Kurs: Hauptmodul R: Risiko-Abschätzung /

Cours d’Ecotoxicologie Module Principal R: Evaluation des

Risques (coetox R/03)

Leitung: Kristin Becker (EPFL); Renata Behra, Herbert Güttinger

(EAWAG); Joseph Tarradellas (EPFL)

14. März

Ökotoxikologie-Kurs: Präsentationstagung / Cours d’Eco-

toxicologie: Workshop de présentation (coetox P/03)

Leitung: Kristin Becker (EPFL); Renata Behra, Herbert Güttinger

(EAWAG); Joseph Tarradellas (EPFL)

20. März

Workshop Gerinneaufweitungen – Eine geeignete Massnahme

zur Entwicklung naturnaher Flusssysteme? Workshop im

Rahmen des Rhone-Thur-Projektes

Leitung: Armin Peter, Klaus-Dieter Schulz

23.– 27. März

Environmental Future of Aquatic Ecosystems. 5th International

Conference on Environmental Future (ICEF), ETH Zurich

Leitung: Nicolas Polunin (President Foundation of Environmental

Conservation, Le Grand-Saconnex GE); Alexander J.B. Zehnder

(EAWAG);

Organisation: Peter Häni, Christiane Rapin (EAWAG)

23.– 25. April

Workshop Linking Limnology with Hydrology in the Framework

of IAD, Bratislava, Slovakia

Chair: Jürg Bloesch (President IAD)

9. Mai

Projekt «Netzwerk Fischrückgang Schweiz»: Von der Analyse

zur Synthese. 5. Fachseminar Fischnetz, EAWAG, Dübendorf

Leitung: Herbert Güttinger; Moderation: Patricia Holm, Karin Scheurer

Info

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88

15. Mai

Crash Course for Conflict Transformation, Kastanienbaum

Leitung: Andreas Matzinger (EAWAG); Simon Mason (ETHZ)

2. Juni

Ökotoxikologie-Kurs: Präsentationstagung / Cours d’Eco-

toxicologie: Workshop de présentation (coetox P/03)

Leitung: Kristin Becker (EPFL); Renata Behra, Herbert Güttinger

(EAWAG); Joseph Tarradellas (EPFL)

25.– 26. Juni

Cours d’Ecotoxicologie Module de Base (coetox Bf/03)

Leitung: Kristin Becker (EPFL); Renata Behra, Herbert Güttinger

(EAWAG); Joseph Tarradellas (EPFL)

5.–10. Juli

International Water Management Course (IWMC) 03

Leitung: Peter Reichert, Alexander J.B. Zehnder

15. August

Center for Innovation Research for the Utility Sector CIRUS

Day, Kastanienbaum

Leitung: Bernhard Truffer, Sylvia Harms, Kornelia Konrad, Jochen

Markard, Dieter Rothenberger

16.– 22. August

Mantra East 3rd Project Meeting & 7th International DIPCON

Conference, Dublin, Ireland

Member Internat. Advisory Committee: Jürg Bloesch

20.– 22. August

Activated Sludge Simulation Program ASIM-Seminar

(in Zusammenarbeit mit der Holinger AG)

Leitung: Willi Gujer, Hansruedi Siegrist, Leiv Rieger, Christian Abegg-

len, Rolf Fankhauser (EAWAG); Jan Suter Fred Tschui (Holinger AG)

27.– 28. August

Chemische Problemstoffe, PEAK-Vertiefungskurs V24/03

Leitung: Walter Giger, Urs von Gunten, Hans-Peter E. Kohler

29. August

Workshop Flammschutzmittel, Workshop FSM, im Rahmen des

Vertiefungskurses V24/03

Leitung: Walter Giger, Hans-Peter E. Kohler (EAWAG); Martin Kohler

(EMPA)

3.– 5. September

Conference on Analytical Chemistry: Analytical Chemistry of

Organic Contaminants in the Environment. From Determining

Trace Contaminants to Advocating Sustainability, Uto Kulm,

Zurich

Steering committee: Prof. Walter Giger (EAWAG); Dr. Marijan Ahel

(Rudjer Boskovic Institute, Zagreb); Dr. Hans-Rudolf Buser (Agricul-

tural Research Station, Wädenswil); Prof. Jennifer Field (Oregon State

University); Prof. Martin Reinhard (Stanford University); Dr. Peter

Schmid (EMPA, Dübendorf)

5. September

Retentionsweiher, praxisorientierte Tagung der Fachstelle für

Ökologie Sursee in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für

angewandte Ökologie Schattweid, Wolhusen und der EAWAG,

in Rothenburg

Leitung: Josef Blum (Sursee); Rolf Heinisch (Wolhusen); Beat Müller

(EAWAG)

9.–10. September

Biofilme in aquatischen Systemen, PEAK-Basiskurs B11/03

Leitung: Renata Behra, Paolo Landini

17. September

Siedlungsentwässerung im Wandel (Infotag 2003)

Leitung: Hansruedi Siegrist, Yvonne Uhlig

22.– 24. September

IWA International Conference on Nano and Microparticles in

Water and Wastewater Treatment, Zurich

Organizing Committee: Markus Boller, Denis Mavrocordatos, Wouter

Pronk, Brigitte Pfister (EAWAG); Hanspeter Klein (Swiss IWA); Urs

Kamm (SVGW); Jürg Meier (VSA); Bernard Birou (VATECH-Wabag)

23.– 24. September

Introduction to Simulation and Data Analysis with AQUASIM,

PEAK Basic Course B7/03

Leitung: Mark Borsuk, Johanna Mieleitner, Peter Reichert

24.– 26. September

2nd International Seminar on Environmental Engineering

Education E3, Dubendorf

Leitung: Willi Gujer (EAWAG); Eberhard Morgenroth, Paul Bishop

(USA); Mohamed F. Hamoda (Kuwait); Anna Ledin, Mogens Henze

(Dänemark); Peter Krebs, Ralf Otterpohl (Deutschland); Zaini Ujang

(Malaysia)

25.– 26. September

Environmental Systems Analysis, PEAK Advanced Course

V25/03

Leitung: Karim Abbaspour, Mark Borsuk, Peter Reichert, Steffen

Schweizer, Jing Yang

20.– 22. Oktober

Workshop Updating IAD River Quality Map of the Danube and

Major Tributaries

Organisation: Rüdiger Schmid (Wasserwirtschaftsamt Regensburg);

Jürg Bloesch (EAWAG)

30./31. Oktober

Swiss Group for Mass Spectrometry, Annual Meeting Beaten-

berg

Organisation: Andreas Stämpfli (F. Hoffmann-La Roche AG); Raffaele

Tabacchi (Universität Neuenburg); Jean-Luc Wolfender (Universität

Lausanne); Marc Suter (EAWAG); Hansjörg Walther (Solvias AG)

6. Dezember

Die Auen der Schweiz – Raumbedarf und Perspektiven –

Quelle place pour les zones alluviales en Suisse?

Leitung: Klement Tockner (EAWAG) unter Mitarbeit von Schweiz.

Gesellschaft für Hydrologie und Limnologie SGHL, Bundesamt für

Umwelt, Wald und Landschaft BUWAL und Bundesamt für Wasser

und Geologie BWG

10.–12. Dezember

Short Course on Image Analysis/SCIA, Kastanienbaum

by Pierre Francus, Quebec/Canada, organized by EAWAG-NCCR in

the EAWAG Centre Kastanienbaum/CH

89

Lehrveranstaltungen

Sommersemester 2003 und Wintersemester 2003/2004

* gemeinsam mit Dozenten, die nicht zur EAWAG gehören

Lehrveranstaltungen ETH Lausanne

• Evaluation du risque des substances. Cours postgrade. ENAC-

EPFL Lausanne, Dr. Nathalie Chèvre

Lehrveranstaltungen ETH Zürich

Allgemeine Toxikologie und Ökotoxikologie Dr. Rik Eggen*

• Analytische Chemie V, Strategische Übung Dr. Marc Suter

• Angewandte Limnologie Dr. Hans Rudolf Bürgi, Dr. Armin Peter,

PD Dr. Christopher T. Robinson

• Anthropogene Schadstoffe: Eigenschaften und Dynamik

Prof. Walter Giger, Dr. H.P.-E. Kohler*

• Aquatische Lebensgemeinschaften Dr. Hans Rudolf Bürgi,

PD Dr. Mark O. Gessner, PD Dr. Christopher T. Robinson

• Aquatische Mikroinvertebraten und Kryptogamen (Algen) Dr. Hans

Rudolf Bürgi

• Aquatische Physik I: Einführung in die Physik aquatischer Systeme

Dr. Rolf Kipfer*

• Aquatische Physik II (Vorlesung mit Übungen) Prof. Alfred Wüest*

• Biogeochemische Kreisläufe Prof. Bernhard Wehrli, Dr. Maria

Dittrich

• Biologie III: Ökologie Dr. Hans Rudolf Bürgi*

• Biologische Abwasserreinigung Prof. Willi Gujer

• Biotechnologie I: Allgemeine Biotechnologie Prof. Thomas Egli*

• Chemie aquatischer Systeme Prof. Laura Sigg

• Chemie I Dr. Werner Angst, Dr. Johanna Buschmann, Dr. Dieter

Diem*

• Chemie II Dr. Dieter Diem

• Chemie II Dr. Werner Angst , Dr. Johanna Buschmann,

Dr. Dieter Diem*

• Chemische Hydrogeologie Dr. Eduard Hoehn

• Einführung in die Entscheidungsanalyse Prof. Peter Reichert,

Dr. Mark Borsuk

• Einführung in die Umweltchemie und Umweltmikrobiologie

Prof. René P. Schwarzenbach, Prof. Bernhard Wehrli*

• Einführung in die Umweltgeologie Dr. Eduard Hoehn*

• Einführung in die Umweltpsychologie und Umweltsoziologie

PD. Dr. Hans-Joachim Mosler*

• Entsorgungstechnik I: Einführung in Entsorgungssysteme

Dr. Stefan Rubli, Dr. Thomas Lichtensteiger, Prof. Peter

Baccini

• Entsorgungstechnik II + III: Geotechnik und Geochemie von

Deponien I + II Dr. C. Annette Johnson*

• Entsorgungstechnik IV: Sekundärressourcen Dr. Thomas Lichten-

steiger

• Exkursionen in Ökologie Dr. Hans Rudolf Bürgi*

• Fachexkursionen Prof. Willi Gujer*

• Fachexkursionen Dr. Thomas Lichtensteiger, Prof. Peter Bac-

cini*

• Fallstudien in Umweltchemie und -mikrobiologie Dr. Thomas B.

Hofstetter, Prof. René P. Schwarzenbach*

• Fische: Biologie, Ökologie, Ökonomie Dr. Rudolf Müller, Dr. Armin

Peter

• Grundlagen der Biochemie Dr. Werner Angst, Dr. H.P.-E. Kohler,

Prof. Alexander J.B. Zehnder

• Grundwasserökologie (Vorlesung und Praktikum) Dr. Tom Gonser

• Integriertes Grundpraktikum II (in 3 Gruppen) Aquatische Ökologie

Dr. Hans Rudolf Bürgi , PD Dr. Christopher T. Robinson

• Integriertes Grundpraktikum II, Synthese Dr. Dieter Diem,

Dr. Hans Rudolf Bürgi, Dr. Rolf Kipfer

• Labor für Umweltingenieurwissenschaften Dr. Stefan Rubli*

• Limnogeologie Dr. Michael Sturm*

• Limnologie: Fliessgewässer und Seen Dr. Hans Rudolf Bürgi,

PD Dr. Christopher T. Robinson, Dr. Urs Uehlinger

• Mikrobielle Ökologie Prof. Thomas Egli*

• Mikrobiologie Dr. Jan-Roelof van der Meer, Prof. Alexander J.B.

Zehnder

• Mikrobiologie Prof. Thomas Egli, Dr. Jan-Roelof van der Meer,

Prof. Alexander J.B. Zehnder

• Modellierung von Bodenprozessen Dr. Karim Abbaspour*

• Natürliche Isotope in der Umwelt Prof. Jürg Beer

• Ökologie I: Grundlagen der Ökologie Dr. Hans Rudolf Bürgi*

• Ökologie natürlicher Gewässer Dr. Hans Rudolf Bürgi

• Ökologie von Feuchtgebieten PD Dr. Mark O. Gessner,

Dr. Klement Tockner

• Ökologische Genetik aquatischer Organismen PD Dr. Piet Spaak

• Physikalisch-chemische Verfahren Prof. Hansruedi Siegrist

• Praktikum Aquatische Systeme (für Fortgeschrittene) Dr. Hans

Rudolf Bürgi, Dr. Tom Gonser, Dr. Rolf Kipfer, Dr. Klement

Tockner, Prof. Bernhard Wehrli, Dr. Kornelia Zepp Falz*

• Praktikum Systematische und ökologische Biologie II Dr. Hans

Rudolf Bürgi*

• Seminar in Siedlungswasserwirtschaft Dr. Max Maurer

• Seminar in Umweltchemie und Umweltmikrobiologie Prof. René P.

Schwarzenbach, Dr. C. Schubert*

• Siedlungsentwässerung (Vorlesung mit Übungen) Prof. Willi Gujer

• Siedlungswasserwirtschaft Grundzüge Prof. Willi Gujer

• Siedlungswasserwirtschaft II Prof. Willi Gujer

• Stoffhaushalt der Anthroposphäre Prof. Peter Baccini

• Stoffhaushalt I: Regionaler Ressourcenhaushalt Prof. Peter Bac-

cini, Dr. Helmut Rechberger

• Stoffhaushalt II: Math. Modellierung Dr. Hans-Peter Bader

• Synthese-Woche Abteilung XB, Dr. Christian Stamm

• Systematik aquatischer Makroinvertebraten Dr. Klement Tockner

• Systematische und ökologische Biologie I Dr. Rudolf Müller,

Dr. Armin Peter, PD Dr. Christopher T. Robinson*

• The Science and Politics of International River Management

Prof. Bernhard Wehrli, Andreas Matzinger*

• Trinkwasser und Abwasser Dr. Mario Snozzi, PD Dr. Urs von

Gunten

• Umweltchemie I Prof. René P. Schwarzenbach, PD Dr. Kai-Uwe

Goss, Dr. Beat Müller*

• Umweltchemie I: Einführung in die Umweltchemie und Ökotoxikolo-

gie Dr. Rik Eggen, PD Dr. Beate Escher, Prof. René P. Schwar-

zenbach

• Umweltchemie II: PD Dr. Beate Escher

• Umweltchemie II Dr. Kai-Uwe Goss, Prof. René P. Schwarzen-

bach, Prof. Bernhard Wehrli

• Umweltchemie III PD Dr. Beate Escher, Prof. René P. Schwar-

zenbach*

• Umweltmikrobiologie I Dr. Rik Eggen, Dr. Paolo Landini,

Prof. Alexander J.B. Zehnder

• Umweltorientierte Bewertung chemischer Produkte PD Dr. Beate

Escher*

• Umweltsystemanalyse Prof. Peter Reichert

• Vertiefungsblock Siedlungswasserwirtschaft Prof. Willi Gujer,

Prof. Hansruedi Siegrist

• Vertiefungsblock Stoffhaushalt und Entsorgungstechnik

Dr. Thomas Lichtensteiger, Dr. Stefan Rubli, Dominic Wittmer,

90

Christian Holzner, Ruth Scheidegger, Dr. Helmut Rechberger,

Prof. Peter Baccini*

• Vertiefungsblock Stoffhaushalt und Entsorgungstechnik Prof. Peter

Baccini, Dr. C. Annette Johnson*

• Wassertechnologie Prof. Markus Boller, PD Dr. Urs von Gunten

• Wasserversorgung Prof. Markus Boller

Andere Hochschulen

Ecole Supérieure de Biotechnologie Strasbourg, Biozentrum

Basel

Mikrobielle Physiologie und Wachstumskinetik l Prof. Thomas Egli,

Dr. Mario Snozzi

Hochschule für Technik Zürich (HSZ-T)

Siedlungswasserwirtschaft Dipl. Ing. Hans Balmer

Hochschule Wädenswil

Probleme und Lösungsansätze der Siedlungswasserwirtschaft in

Entwicklungsländern Dionys Forster, Antoine Morel, Dipl. Ing.

Roland Schertenleib

International Institute for Infrastructural, Hydraulic and Envi-

ronmental Engineering (IHE), Delft NL

International Masters Programme in Sanitary Engineering Agnes

Montangero*

NCCR North-South, Bishkek, Kyrgyzstan

Integrated Training Course for Doctoral Students of the Inter- and

Transdisciplinary Research in the NCCR N-S Antoine Morel*

Network for Water and Sanitation (NETWAS International),

Dar es Salaam, Tanzania

Solid Waste Management Course Chris Zurbrügg

SWISSMEM – Die Schweizer Maschinen-, Elektro- und Metall-

industrie, Zürich

Basiskurs für Umweltbeauftragte: Wasser/Abwasser Dr. Eduard

Hoehn

Technische Universität Wien

Praktikum Wasseranalytik Dr. Stephan Müller*

UNESCO-IHE Water Management Institute, Delft NL

Watershed Management Dr. Hong Yang

Universität Basel

Der Fisch und seine Umwelt Prof. Patricia Holm

Seminar Revitalisierung von Kleinwasserkraftwerken (KWKW); Chance

zur nachhaltigen Wasserkraftnutzung? Prof. Patricia Holm*

Umweltnaturwissenschaften II – Naturwissenschaftliche Grundlagen

Prof. Patricia Holm*

Mikrobielle Züchtungstechnik, Environmental Biotechnology

Prof. Thomas Egli

Universität Bern

Wirtschaftsgeografie der Versorgung Dr. Bernhard Truffer

Einführung in die Photochemie und Umweltphotochemie

PD Dr. Barbara Sulzberger*

Universität Zürich

Angewandte Projekte umweltpsychologischer Simulation

PD Dr. Hans-Joachim Mosler

Simulation PD Dr. Hans-Joachim Mosler

Projektgruppe Sozialpsychologie I: Handeln im Alltag PD Dr. Hans-

Joachim Mosler

Université de Neuchâtel

Water and Sanitation in Emergency Engineering; Environmental

Sanitation Antoine Morel, Chris Zurbrügg*

Universität Wien

International Postgraduate Course in Limnology, Floodplain Ecology

Dr. Klement Tockner

Wissenschaftliche

Publikationen

Beiträge in referierten Zeitschriften

Aeschbach-Hertig W., Hofer M., Schmid M., Kipfer R., Imboden

D.M. (2002): The Physical Structure and Dynamics of a Deep,

Meromictic Crater Lake (Lac Pavin, France). Hydrobiologia 487 (1),

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Aeschbach-Hertig W., Stute M., Clark J.F., Reuter R.F., Schlos-

ser P. (2002): A Paleotemperature Record Derived From Dissolved

Noble Gases in Groundwater of the Aquia Aquifer (Maryland, USA).

Geochim. Cosmochim. Acta 66 (5), 797– 817. [03409]

Albrecht A. (2003): Validating Riverine Transport and Speciation

Models Using Nuclear Reactor-derived Radiocobalt. J. Environ.

Radioactivity 66, 295 – 307. [03487]

Alex J., Rieger L., Winkler S., Siegrist H. (2003): Progress in

Sensor Technology – Progress in Process Control? Part II: Results

From a Simulation Benchmark Study. Water Sci. Technol. 47 (2),

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Amirbahman A., Schönenberger R., Furrer G., Zobrist J. (2003):

Experimental Study and Steady-state Simulation of Biogeochemical

Processes in Laboratory Columns with Aquifer Material. J. Contam.

Hydrol. 64, 169 –190. [03479]

Ammann A.A., Hoehn E., Koch S. (2003): Ground Water Pollution

by Roof Runoff Infiltration Evidenced with Multi-tracer Experiments.

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Black Fly (Diptera: Simuliidae) Distribution and Diversity Along a

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Structure of a Rotating Biological Contactor Biofilm Treating Ammoni-

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Egli K., Langer C., Siegrist H., Zehnder A.J.B., Wagner M.,

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Appl. Geochem. 18, 1497–1506. [03485]

Faller P., Kobler B., Peter A., Sumpter J.P., Burkhardt-Holm P.

(2003): Stress Status of Gudgeon (Gobio gobio) from Rivers in

Switzerland With and Without Input of Sewage Treatment Plant

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on General Fugacity-based Model for Multiple Chemical Species.

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Fenner K., Scheringer M., Hungerbühler K. (2003): Joint Persis-

tence of Transformation Products in Chemicals Assessment: Case

Studies and Uncertainty Analysis. Risk Analysis 23 (1), 35 – 53.

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Fenner K., Scheringer M., Hungerbühler K. (2003): Prediction of

Overall Persistence and Long-range Transport Potential with Multi-

92

media Fate Models: Robustness and Sensitivity of Results. Environ.

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6 – 8 / Genomic Islands and Horizontal Gene Transfer Among Bacte-

ria. EAWAG news 56e, 6 – 8 / Ilots génomiques et transfert horizontal

de gènes entre bactéries. EAWAG news 56f, 6 – 8.

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Langzeitverhalten und Mechanismen der In-situ -Enteisung und

Entmanganung am Beispiel von La Neuveville. gwa Gas, Wasser,

Abwasser 83 (11), 821– 828. [03610]

Ward J.V. (2003): Die Ökologie alpiner Fliessgewässer. EAWAG news

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Wehrli B. (2002): Editorial: Tracer – Spurensicherung in der Umwelt-

forschung: Detektivarbeit. (Chinesisch: EAWAG news 52c, 2).

Wehrli B. (2002/2003): Alpine Gewässer – Fragile Vielfalt in Bedräng-

nis. Editorial: Die Alpen im Fluss. (Chinesisch: EAWAG news 55c, 2) /

Editorial: Behind the Alpine Scenery. EAWAG news 55e, 2 / Editorial:

Les Alpes en mouvement. EAWAG news 55f, 2.

Wiesmann J., Binggeli S. (2002): Unternehmensführung in den

Abwasserbetrieben. gwa Gas, Wasser, Abwasser 82 (7), 451– 455.

[03540]

Winder M., Spaak P. (2003): Genetische Diversität von Daphnien

in alpinen Seen. EAWAG news 56d, 22 – 23 / Genetic Diversity of

Daphnia in Alpine Lakes. EAWAG news 56e, 22 – 23 / La diversité

génétique des daphnies dans les lacs alpins. EAWAG news 56f,

22 – 23.

Wüest A., Jonas T., Lorke A., Schurter M. (2002): Mikrostrukturen

der Temperatur als Tracer für Turbulenz und Mischung. (Chinesisch:

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kraftwerke und ihre «Fernwirkung» auf talwärts liegende Gewässer.

(Chinesisch: EAWAG news 55c, 18 – 20) / Alpine Hydroelectric Power

Plants and their «Long-range» Effects on Downstream Waters.

EAWAG news 55e, 18 – 20 / Effets à distance des centrales hydro-

électriques alpines sur les lacs et cours d’eau situés en aval. EAWAG

news 55f, 18 – 20.

Wüest A., Moosmann L., Friedl G. (2003): Alpine Wasserkraftwerke

und Ihre «Fernwirkung» auf talwärts liegende Gewässer. Bull. SEV 94,

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Zaugg B. (2003): Der neue Verbreitungsatlas der Fische und Rund-

mäuler der Schweiz. fischnetz-info Nr. 11, 5 – 6 / Le nouvel atlas de

distribution des poissons de Suisse. fischnetz-info no. 11, 23 – 24.

Zehnder A.J.B. (2003): Editorial: Wasserfragen – was kann die

Schweiz beitragen? / Quelle pourrait être la contribution de la Suisse

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Zehnder A.J.B. (2003): Editorial: Alpine Fliessgewässer. EAWAG

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(Chinesisch: EAWAG news 54c, 2).

Zehnder A.J.B. (2003): Molekulare Strategien in der Umwelt – 135

Jahre spannende Forschung. EAWAG news 56d, 3 – 5 / Molecular

Strategies in the Environment – 135 Years of Spell-binding Research.

EAWAG news 56e, 3 – 5 / Les stratégies biomoléculaires dans le

domaine de l’environnement – 135 ans d’une recherche captivante.

EAWAG news 56f, 3 – 5.

Zepp K. (2002): RNA – ein Tracer zum Nachweis von Mikroorganis-

men. (Chinesisch: EAWAG news 52c, 12 –13).

Zwank L. (2002): Bestimmung der Isotopenzusammensetzung von

Umweltchemikalien. Neue Perspektiven in der Schadstoffhydrologie.

(Chinesisch: EAWAG news 52c, 6 –7).

Tätigkeit in Kommissionen,

Arbeitsgruppen etc.

• 7th International Conference on the Biogeochemistry of Trace

Elements, International Committee, Member Laura Sigg

• Ad-hoc-Arbeitsgruppe «DDT im Lago Maggiore», Mitglied Stephan

Müller

• Aguasan, Schweiz. Koordinationsgruppe im Bereich Wasserversor-

gung und Siedlungshygiene in Entwicklungsländern, Mitglieder

Roland Schertenleib, Martin Strauss, Martin Wegelin, Chris-

tian Zurbrügg

• Alliance for Global Sustainability (AGS), Scientific Council, Member

Roland Schertenleib

• American Water Works Asscociation Resarch Foundation (AW-

WARF), Emerging Technology Group, Member Markus Boller

• Annales Zoologici Fennici, Guest Editor Rudolf Müller

• Aquatic Ecosystem Health and Management Society (AEHMS)

Member Renata Behra

• Aquatic Geochemistry, Editorial Board, Member Laura Sigg

• Aquatic Sciences – Research across Boundaries, Editorial Board,

Editor-in-Chief Barbara Sulzberger; Editorial Assistant Silvia

Jost; Members Klement Tockner, Alfred Wüest

• Arbeitsgemeinschaft «Material- und Energieflussrechnung»

(Deutschland), Mitglied Susanne Kytzia

• Arbeitsgemeinschaft «Renaturierung des Hochrheins», Mitglied Jürg

Bloesch

• Arbeitsgemeinschaft zum Schutz der Aare, Mitglied Jürg Bloesch

• Arbeitsgruppe «Nullabwasserhaus Aquamin», Mitglied Hansruedi

Siegrist

105

• Arbeitsgruppe «Projektbegleitung der Kläranlage Luzern», Mitglied

Hansruedi Siegrist

• Arbeitsgruppe «Veterinärpharmaka in der Umwelt», Vorsitzender

Stephan Müller; Mitglieder Alfredo Alder, Christa McArdell

• Archives of Microbiology, Editor, Jan Roelof van der Meer

• ATV-DVWK – Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser

und Abfall e.V., Arbeitsgruppe 2.1.2 «Nachhaltige Siedlungswasser-

wirtschaft», Mitglieder Tove A. Larsen, Irene Peters

• ATV-DVWK, Arbeitsgruppe GB 5.1: «Nachhaltige Siedlungswasser-

wirtschaft», Mitglied Tove A. Larsen

• ATV-DVWK, Arbeitsgruppe «Wassersparen», Mitglied Irene Peters

• Auenberatungsstelle, Yverdon, Komitee-Mitglied Armin Peter

• AWEL – Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft des Kantons

Zürich, Koordinationsstelle für Störfallvorsorge, Task Force für

Biologische Sicherheit, Biologie-Fachberater Thomas Egli, Paolo

Landini

• AWEL, Wissenschaftlicher Beirat für Abfallkonzept 2002 – 2006,

Mitglieder Hans Peter Bader, Thomas Lichtensteiger

• BAG – Bundesamt für Gesundheit, Arbeitsgruppe «Übernahme

internationaler normierter Methoden», Mitglied Jürg Zobrist

• BAG, Expertengruppe «Umweltradioaktivität», Experte Jürg Beer

• Biodegradation, Editorial Board, Managing Editor Thomas Egli

• BirsVital, Begleitkommission, Mitglied Armin Peter

• bmb+f, Shaping Sustainable Transformation – Forschungsnetzwerk

finanziert durch das Deutsche Bundesministerium für Bildung und

Forschung, Bernhard Truffer

• Bundesamt für Energiewirtschaft, Kommission für die nukleare

Entsorgung (KNE), Mitglieder C. Annette Johnson, Rolf Kipfer

• Bundesamt für Landwirtschaft, Konferenz der Vorsteher der Um-

weltschutzämter der Schweiz (KVU), Arbeitsgruppe «Phosphor-

überschüsse», Mitglied Beat Müller

• Bundesministerium für Bildung und Forschung (Deutschland),

Mitglied Gutachtergremium Laura Sigg

• Bundesamt für Landwirtschaft, Projektgruppe «Evaluation der

Ökomassnahmen», Mitglieder Stephan Müller, Heinz Singer

• BUWAL – Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, Arbeits-

gruppe «Abfallentsorgung in Zementwerken», Revisionskommission,

Mitglied Thomas Lichtensteiger

• BUWAL, Arbeitsgruppe «Abschätzung der konkreten Gefahr gemäss

Altlasten-Verordnung mittels TRANSSIM», Mitglied Stefan Hader-

lein

• BUWAL, Arbeitsgruppe «Endokrine Effekte», Mitglieder Walter

Giger, Patricia Holm, Marc Suter

• BUWAL, Arbeitsgruppe «Kormoran und Fische», Mitglied Rudolf

Müller

• BUWAL, Arbeitsgruppe «Ökologische Kriterien mineralischer Bau-

stoffe», Mitglied Thomas Lichtensteiger

• BUWAL, Fachkommission für Ökotoxikologie, Mitglied Beate

Escher

• BUWAL/EAWAG/BWG/Kantonale Gewässerschutzfachstellen,

Modul-Stufen-Konzept Beurteilung der Fliessgewässer, Lenkungs-

ausschuss, Mitglied Ueli Bundi; Projektausschuss, Mitglieder

Armin Peter, Klaus Dieter Schulz, Werner Göggel; Arbeits-

gruppe Ökomorphologie Stufe S, Mitglieder Ueli Bundi, Klaus

Dieter Schulz, Werner Göggel

• BUWAL/EAWAG/Gewässerschutzamt des Kantons Bern/Wasserver-

sorgung Zürich, Arbeitsgruppe Modulkonzept Seen, Mitglieder Beat

Müller, Rudolf Müller, Stephan Müller; Vorsitzender Fachgruppe

«Litoral» Hans Rudolf Bürgi

• BUWAL/EAWAG/Gewässerschutzamt des Kantons Bern/Wasser-

versorgung Zürich, Task Force Modul-Stufen-Konzept Zustands-

beurteilung der Fliessgewässer, Mitglieder Armin Peter, Klaus

Dieter Schulz

• BUWAL/Schweiz. Gesellschaft für Hydrogeologie, Arbeitsgruppe

«Wegleitung zur Ausscheidung von Grundwasserschutzzonen und

Zuströmbereichen», Mitglieder Eduard Hoehn, Jürg Zobrist

• BWG – Bundesamt für Wasser und Geologie, Gruppe «Isotope und

Umwelt», Experte Jürg Beer

• BWG, Gruppe für operationelle Hydrologie, Mitglied Eduard

Hoehn; Arbeitsgruppe «Feststoffbeobachtung», Mitglied Michael

Sturm

• Canada Research Chairs Program; Reviewer Laura Sigg

• Centre Européen de Recherche et d’enseignement de Géosciences

de l’Environnement (CEREGE), Aix-en-Provence, France, Comité

d’Evaluation, Membre Laura Sigg

• Chemosphere, Editorial Board, Member Marc Suter

• Collaborative Council for Water Supply and Sanitation (CCWSS),

Working Group «Environmental Sanitation», Chairman Roland

Schertenleib

• Collaborative Working Group for the Promotion of Municipal Solid

Waste Management in Lower and Middle Income Countries, Mem-

ber Christian Zurbrügg, Silke Drescher

• Commissione internazionale per la protezione delle acque italo-

svizzere (CIPAIS), Esperta Renata Behra

• Conference on Trophic Dynamics in Freshwater Ecosystems,

Institute of Biology of Inland Waters, Russian Academy of Science,

Scientific Committee, Member Christopher T. Robinson

• Deutsche Forschungsgemeinschaft, Expertengruppe «Schwerpunkt-

programm Grundwasser», Mitglied Bernhard Wehrli

• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Stuttgart,

Expertenhearing zur Umweltbewertung der Wasserkraft, Bernhard

Truffer

• DVGW – Deutscher Verband des Gas- und Wasserfachs, Arbeits-

kreis «Partikelentfernung», Gast Markus Boller

• EAWAG/BUWAL, Projekt «Fischnetz», Projektleiterin Patricia Holm;

Mitglieder der Projektleitung Peter Dollenmeier, Walter Giger,

Herbert Güttinger, Ueli Ochsenbein, Armin Peter, Heinz Renz †,

Karin Scheurer, Helmut Segner, Erich Staub, Marc Suter

• Eidg. Departement des Innern (EDI), Informations- und Koordinati-

onsorgan «Umweltbeobachtung» (IKUB), Mitglied Jürg Zobrist

• Eidg. Forschungsanstalt für Agrarökologie und Landbau, Zürich-

Reckenholz, Begleitende Expertengruppe, Mitglied Ueli Bundi

• Eidg. Kommission für AC-Schutz (KOMAC), Arbeitsgruppe Mess-

organisation, Mitglied Jürg Beer

• EMBO Journal, Reviewer Paolo Landini

• EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt),

Forschungskommission, Mitglied Walter Giger

• Entsorgung und Recycling Zürich, Arbeitsgruppe «Optimierung

Kläranlagenbetrieb Werdhölzli», Mitglied Hansruedi Siegrist

• Environmental Science and Technology, European Office, Editorial

Board, Senior Associate Editor Alexander J.B. Zehnder; Asso-

ciate Editors Walter Giger, Laura Sigg; Advisory Board René P.

Schwarzenbach

• ETH Zürich, Forschungskommission, Mitglied Bernhard Wehrli

• ETH Zürich, Interdepartementale Unterrichtskommission «Umwelt

und natürliche Ressourcen», Vorsitz René P. Schwarzenbach

• ETH Zürich, Kompetenzzentrum Analytische Chemie (CEAC),

Mitglieder des Leitenden Ausschusses Marc Suter, Bernhard

Wehrli; Wilhelm Simon Scholarship, Award Comittee, Member

Marc Suter

• ETH Zürich, Studiendelegierter für den Studiengang Umweltinge-

nieurwissenschaften am Departement Bau, Umwelt und Geomatik

(D-BAUG) Willi Gujer

• ETH Zürich, Studiendelegierter für den Studiengang Umweltnatur-

wissenschaften René P. Schwarzenbach

106

• ETH Zürich, Unterrichtskommission Departement Umweltnaturwis-

senschaften, Mitglied Bernhard Wehrli (WS 2003/2004 Vertretung

für Bernhard Wehrli: Mark Gessner)

• ETH-Bereich, ECOINVENT 2000. Centre for Life Cycle Inventories,

Representative of EAWAG, Member Susanne Kytzia

• ETH-Bereich, Erfahrungsaustausch-Gruppe «Verwertung von

Wissen», Mitglied Isabel Wiedmer

• ETH-Bereich, Erfahrungsaustausch-Gruppe Informatik, Mitglied

Gabriel Piepke

• ETH-Bereich, Implementierung Strategische Planung (ISP), Vertreter

der EAWAG Peter Häni

• ETH-Bereich, Informatikkommission (IK-EB), Mitglied Gabriel

Piepke

• ETH-Bereich, Neues Lohnsystem im ETH-Bereich, Teilprojekt

Leistung, Vertreter der EAWAG Peter Häni; Teilprojekt Funktion,

Vertreter der EAWAG Mario Snozzi

• ETH-Bereich, Neues Organisationsrecht der Forschungsanstalten,

Vertreter der EAWAG Herbert Güttinger

• ETH-Bereich, Ressourcen- und Umweltmanagement in der Bundes-

verwaltung RUMBA, Gesamtprojektleitung Einführung von RUMBA

im ETH-Bereich Herbert Güttinger

• ETH-Bereich, Sounding Board «Neues Lohnsystem», Mitglied

Gabriel Piepke

• ETH-Rat, Lenkungsausschuss Strategie Nachhaltigkeit, Vorsitzen-

der Alexander J.B. Zehnder

• EU-COST – European Cooperation in the Field of Scientific and

Technical Research, Action 520 «Biofouling and Materials», Member

Oskar Wanner

• EU-COST, Action 629 «Impact and Indicators of Water Pollution in

Natural Porous Media», Swiss Representatives Jürg Zobrist, Nina

Schweigert

• EU-COST, Program 624 «Optimal Management of Wastewater

Systems», Working group 1, «Plant Operation», Member Leiv

Rieger

• EU-COST, Program 624 «Optimal Management of Wastewater

Systems», Management committee and Working Group 4 «Biologi-

cal processes», Member Hansruedi Siegrist

• European Chemical Industry Council (CEFIC), External Science

Advisory Panel, «The Long-range Research Initiative», Member

Alexander J.B. Zehnder

• European Commission, Scientific Committee on Toxicity, Ecotoxicity

and the Environment (CSTEE), Working Group on Phosphate

Substitutes, Member Alfredo Alder

• European Federation for Biotechnology, Section Microbial Physiolo-

gy, Member, (Delegierter Schweiz. Gesellschaft für Mikrobiologie)

Thomas Egli

• European Federation for Biotechnology, Section Environmental

Biotechnology, Chairman Thomas Egli

• European Federation of the Chemical Societies (FECS), Division of

Chemistry and the Environment, Member Walter Giger

• European Green Electricity Network (EUGENE), Head of the Wor-

king Group «Hydropower» Bernhard Truffer; Fachlicher Reviewer

Jochen Markard

• European Mountain Lake Ecosystems: Regionalization, Diagnostics

and Social Economic Evaluation (EMERGE), EU Project, Steering

Group, Convenor and Member David M. Livingstone

• European Network of Fresh Water Research Organizations (EurA-

qua), Member Peter Häni

• European Photochemistry Association (EPA), Executive Committee,

Member Silvio Canonica

• European Science Foundation (ESF), European Lake Drilling Project

(ELDP), Steering Committee, Member Michael Sturm

• European Society for Quantum Solar Energy Conversion (ESQSEC),

Scientific Board, Member Barbara Sulzberger

• European Society of Limnology and Oceanography (ESLO), Organi-

zing Committee, Member Gabriela Friedl

• Expertenhearing zur Definition eines Deutschen Ökolabelstandards

für Wasserkraftanlagen (WWF Deutschland), Bernhard Truffer

• Fachgruppe RUMBA der Bundesverwaltung, Mitglied als Vertreter

des ETH-Bereichs Herbert Güttinger

• FAO Food and Agriculture Organization, European Inland Fisheries

Advisory Commission (EIFAC), Chairman Rudolf Müller; Working

Group «Habitat – Fish», Member Armin Peter

• FEMS Microbiology Letters, Editor Hans-Peter E. Kohler; Re-

viewer Paolo Landini

• Flughafen Zürich-Kloten, Expertengruppe «Enteisung», Mitglieder

Markus Boller, Hans Peter E. Kohler

• Fonds national de la recherche Luxembourg, Comité de pilotage du

programme «EAU», Laura Sigg

• Freshwater Biological Association, UK, Council, Member Mark O.

Gessner

• Freshwater Biology, Special Issues Editor Mark O. Gessner

• GDCh – Gesellschaft Deutscher Chemiker, Arbeitsgruppe «Chemi-

kalienbewertung, Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie»,

Mitglied Beate Escher

• GDCh, Arbeitskreis Chemie und Biologie der Altlasten, Mitglied

Stefan Haderlein

• GDCh, Expertengremium «Wirkungsbezogene Verfahren zur Gewäs-

serbewertung» im Hauptausschuss II der Fachgruppe Wasserche-

mie, Mitglied Rik I.L. Eggen

• GDCh, Kommission «Biochemische Arbeitsmethoden» der Fach-

gruppe Wasserchemie, Mitglied Hans-Peter E. Kohler

• GDCh, Koordinierungsgremium des Hauptausschusses II «Stoffe

und Gewässergüte» der Fachgruppe Wasserchemie, Mitglied Rik

I.L. Eggen

• Geochemical Society, Member Bernhard Wehrli

• Geochemical Society, V.M. Goldschmidt Award Comittee, Member

Laura Sigg

• Gewässer- und Bodenschutzlabor (GBL) des Amts für Gewässer-

schutz und Abfallwirtschaft des Kantons Bern (GSA), Projekt

«Ökosystemveränderungen Brienzersee», Experten Rudolf Müller,

Hans Rudolf Bürgi; Leiter der begleitenden Expertengruppe

Alfred Wüest

• Global Applied Research Network (GARNET), Advisory Committee,

Member Roland Schertenleib

• Global Water Partnership, Member Roland Schertenleib

• Gothenburg Symposium, Scientific Committee, Member Markus

Boller

• Greifensee-Projekt, Mitglied der Steuergruppe Stephan Müller

• Gruppierung Gewässer- und Umweltschutzlaboratorien der Kan-

tone, Mitglieder Michael Berg, David Kistler

• gtz Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit, Arbeits-

gruppe «Profitable Environmental Management» des Pilotprojektes

P3U Dieter Rothenberger

• gtz, «Middle East and Northern Africa Network on Environment,

Water and Solid Waste «, Vorsitzender einer Arbeitsgruppe über

Alternativen zur Beteiligung Privater an der Wasserversorgung

Dieter Rothenberger

• Hermann-von-Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungs-

zentren, Senatsmitglied Alexander J.B. Zehnder

• Hochschulgruppe «Erfahrungsaustausch Simulation», Mitglieder

Leiv Rieger, Marc Böhler, Helge Daebel

• Holocene Climate Variability (HOLIVAR), Steering Committee,

Member Jürg Beer

• Hydrobiologia, Guest Editor Piet Spaak

• Hydrologischer Atlas der Schweiz, Atlaskommission, Mitglied Jürg

Bloesch

107

• Institut National de la Recherche Agronomique, Commission d’Eva-

luation collective du champ thématique «Fonctionnement et Gestion

des Ecosystèmes Aquatiques (FEA)», Membre Rudolf Müller

• Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Département des

Etudes Doctorales et Relations Internationales Scientifiques Villeur-

banne, France, Jury de soutenance de l’habilitation à diriger des

recherches en science, Membre Paolo Landini

• Interessengemeinschaft Ökologische Beschaffung (IGÖB), Vertreter

der EAWAG Herbert Güttinger

• Internat. Arbeitsgemeinschaft Donauforschung (IAD), Präsident

Jürg Bloesch

• Internat. Association for Sediment Water Science (IAWS), Board of

Directors, Member Jürg Bloesch

• Internat. Association of Hydraulic Research/Internat. Water Asso-

ciation (IAHR/IWA), Joint committee «Urban drainage», Member

Wolfgang Rauch

• Internat. Committee on Microbial Ecology (ICOME), Executive

Committee, Member Alexander J.B. Zehnder

• Internat. Geosphere-Biosphere Programme, Landeskomitee

Schweiz, Mitglied Jürg Beer

• Internat. Gewässerschutzkommission für den Bodensee (IGKB),

Arbeitsgruppe «See», Sachverständige Hans Rudolf Bürgi,

Heinrich Bührer; Arbeitsgruppe «Umland», Sachverständiger

Heinrich Bührer

• Internat. Kommission für die Hydrologie des Rheingebietes (KHR),

Mitglied Ueli Bundi

• Internat. Scientific Coordinating Committee for the Nyiragongo-N

Kivu Crisis (OCHA Support) Alfred Wüest

• Internat. Society for Industrial Ecology, Members Susanne Kytzia,

Helmut Rechberger

• Internat. Solid Waste Association – Delegate of Switzerland,

Working Group Developing Countries Christian Zurbrügg

• Internat. Solid Waste Association Switzerland – Advisory Board

Christian Zurbrügg

• Internat. Vereinigung für Limnologie (IVL-SIL), Landesvertreter der

Schweiz Jürg Bloesch, David M. Livingstone

• International Water Management Course (IWMC), Organizing

Committee Markus Boller

• Italian Ministry for Education, University and Research, Grant

Reviewer Marc Suter

• IWA – Internat. Water Association, Governing Board, Member,

Representative of VSA Willi Gujer

• IWA International Conference on «Nano- and Microparticles in

Water and Wastewater Treatment, Zurich, September 2003, Organi-

zing Committee Markus Boller, Wouter Pronk, Denis Mavro-

cordatos

• IWA, Research Committee, Member Markus Boller

• IWA, Specialist Group «Biofilm Processes», Chairman Oskar

Wanner

• IWA, Specialist Group «Particle Separation», Organizing Committee,

Member Markus Boller

• IWA, Specialist Group «Sustainable Sanitation», Member Roland

Schertenleib

• IWA, Specialist Group «Wastewater Reclamation», Recycling and

Reuse, Member Martin Strauss

• IWA, Specialist Group on Water and Waste Technology for Develo-

ping Countries, Member Roland Schertenleib

• IWA, Task Force «Biofilm Modelling», Initiator Oskar Wanner

• IWA, Task Group «Anaerobic Modelling», Member Hansruedi

Siegrist

• IWA, Task Group «Mathematical Modelling for Design and Operation

of Biological Wastewater Treatment», Member Willi Gujer

• IWA, Task Group «River Water Quality Modelling», Member Peter

Reichert

• Journal of Bacteriology, Reviewer Paolo Landini

• Journal of the North American Benthological Society, Associate

Editor Christopher T. Robinson

• Journal of Water Supply: Research and Technology – Aqua, Edito-

rial Board, Member Urs von Gunten

• Kantonale Einführungskurskommission für Chemielaboranten-

Lehrlinge, Mitglied Max Reutlinger

• Kantonale Prüfungskommission der Lehrlinge des Laborantenberu-

fes, Präsident Max Reutlinger; Experte René Schönenberger

• Kommission für die Nukleare Entsorgung, Mitglieder C. Annette

Johnson, Rolf Kipfer

• Kommission für Umwelt, Raumplanung und Energie UREK des

Ständerates, Hearing zur parlamentarischen Initiative Epiney zur

Abänderung der Restwasserbestimmungen im Gewässeschutz-

gesetz, Bernhard Truffer

• Limnology Editorial Board, Advisor Alfred Wüest

• Mantra East «Integrated Strategies for the Management of Trans-

boundary Waters on the European Fringe – the Pilot Study of Lake

Peipsi and its Drainage Basin», Member Internat. Advisory Commit-

tee Jürg Bloesch

• Microbiology Reviews, Federation of European Microbiology

Societies (FEMS), Editorial Board, Member Thomas Egli

• Nationale Arbeitsgruppe «Dokumentation Wasserversorgung»,

Mitglied Hans Balmer

• Nationale Arbeitsgruppe «Gewässerschutzkonzeption 21», Mitglie-

der Hans Balmer, Ueli Bundi, Patricia Holm

• Nationales Programm zur Dauerüberwachung der Fliessgewässer

(NADUF), Arbeitsgruppe, Mitglieder Max Reutlinger, Bernard

Wehrli, Jürg Zobrist

• Natural Environment Research Council of the UK, Grant Reviewer

Marc Suter

• North American Benthological Society (NABS), USA, Executive

Committee, Member Klement Tockner

• Nucleic Acid Research, Reviewer Paolo Landini

• OECD, Working group «Molecular technologies for safe drinking

water», Member Thomas Egli

• OECD-Experte für aquatische Ökotoxikologie (BUWAL), Mitglieder

Rik I.L. Eggen, Beate Escher

• Oikos, Guest Editor Mark O. Gessner

• Organisationskomitee zur Durchführung einer Spring School zum

Thema «New sites of knowledge production» durch das Science

and Technology Studies Netzwerk Schweiz, Bernhard Truffer

• ÖWAV – Österreichischer Wasserwirtschaftsverband, Arbeitsgruppe

«Entwässerungsverfahren», Mitglied Wolfgang Rauch

• ÖWAV, Fachgruppe Abfallwirtschaft, Ausschuss «Deponien im

Festgestein», Eduard Hoehn

• Ozone Science and Engineering, Editorial Board, Member Urs von

Gunten

• Pellston Conference, Organizing Committee Walter Giger

• Prüfungskommission für höhere Fachprüfung für Laboranten und

Laborantinnen (HFP), Experte David Kistler

• Rheinaubund, Co-Präsident Jürg Bloesch

• Russian Academy of Science – Siberian Branch (RAS-SB) and

National Science Foundation of Switzerland (SNF), Baikal Internat.

Center of Ecological Research (BICER), Delegate Michael Sturm

• SANW – Schweiz. Akademie der Naturwissenschaften, Präsident

Peter Baccini

• SANW, Ausschuss des GeoForums CH, Mitglied Michael Sturm

• SANW, Kommission für Ozeanographie und Limnologie (KOL),

Vizepräsident Michael Sturm; Mitglied David M. Livingstone

• SANW, Permafrost-Koordinationsgruppe, Mitglied Eduard Hoehn

• SANW, Schweiz. Hydrologische Kommission (Chy), Mitglied Alfred

Wüest

108

• Schweiz. Chemische Gesellschaft, Division Analytische Chemie,

Präsident Walter Giger

• Schweiz. Feuerwehrverband (SFV), Arbeitsgruppe Löschwasser-

versorgung, Mitglied Hans Balmer

• Schweiz. Gesellschaft für Hydrologie und Limnologie (SGHL),

Vorstandsmitglied Klement Tockner; Präsident Armin Peter

• Schweiz. Gesellschaft für Mikrobiologie, Kommission für Angewand-

te Mikrobiologie, Mitglied Thomas Egli

• Schweiz. Gruppe für Massenspektrometrie, Vorstandsmitglied Marc

Suter

• Schweiz. Kommission für Forschungspartnerschaft mit Entwick-

lungsländern, Mitglied ad personam Roland Schertenleib

• Schweiz. Nationalfonds, Forschungsrat, Abteilung Mathematik,

Natur- und Ingenieurwissenschaften, René P. Schwarzenbach

• Schweiz. Nationalfonds, Internationale Programme, SCOPES-

Projekt Rumänien, Leiter der Expertengruppe Walter Giger

• Schweiz. Nationalpark, Forschungskommission, Mitglied Chris-

topher T. Robinson

• Schweiz. Normenvereinigung, IBN/TK Nr. 107 «Wasserbeschaffen-

heit», Vorsitz Jürg Zobrist

• Schweiz. Studiengesellschaft für mineralische Rohstoffe, Fachstelle

für Sekundärrohstoffe, Mitglied Thomas Lichtensteiger

• Schweiz. Verein des Gas- und Wasserfaches (SVGW), Kommission

für Wasserfragen, Mitglieder Markus Boller, Urs von Gunten

• Science et Cité, «Runder Tisch», Mitglieder Michael Berg, Chris-

tine Bratrich, Rolf Kipfer, Gabriella Meier Bürgisser, Karin

Rüfenacht, Martin Strauss, Alexander J.B. Zehnder

• Scientific Board of «Environmental Biotechnology Research Centre»,

Silesian Technical University, Gliwice, Polen, Member Hansruedi

Siegrist

• Scientific Committee on Oceanic Research (SCOR), Working Group

117, Associate member Jürg Beer

• Senatskommission Nachdiplomstudium Umweltwissenschaften /

Nebenfach Umweltwissenschaften; Mitglied Hans-Joachim Mosler

• SIA, Schweiz. Ingenieur- und Architekten-Verein, Kommission für

Grundsatzfragen, Mitglied Thomas Lichtensteiger

• SIA, Unterarbeitsgruppe 162-4.4 «Umweltverträglichkeit von

Beton», Mitglied C. Annette Johnson

• Societas Internat. Limnologiae (SIL-INTECOL), Internat. GAP Com-

mittee, Working Group for Aquatic Primary Productivity, Member

Peter Bossard

• Sondermülldeponie Kölliken, Begleitkommission, Internat. Jury für

einen «Ideenwettbewerb» Gesamtsanierung, Expertin C. Annette

Johnson

• Stadt Dübendorf, Kommission für Gesundheitswesen und Umwelt-

schutz, Mitglied Michael Berg

• Stiftung Praktischer Umweltschutz Schweiz (PUSCH), Präsident

des Stiftungsrates Ueli Bundi; Mitglieder Stiftungsrat und Fach-

ausschuss Patricia Holm, Thomas Lichtensteiger

• Stiftung SOLAQUA, Mitglied Stiftungsrat Roland Schertenleib;

Geschäftsführer Martin Wegelin

• Sustainable Performance Group (SPG), Member Board of Directors

Alexander J.B. Zehnder

• Swiss Group for Mass Spectrometry; Board Member Marc Suter

• Technical University of Copenhagen, Assessment committee for the

selection of a professor in environmental geochemistry, Member

C. Annette Johnson

• Technisch-wissenschaftliche Arbeitsgruppe zur Sanierung der

Mittellandseen TWA (Baldeggersee, Sempachersee, Hallwilersee),

Mitglieder Bernhard Wehrli, Alfred Wüest, Beat Müller

• The ScientificWorld, Editorial Board, Associated Editor Jürg Beer

• UFZ, Umweltforschungszentrum Leipzig, Evaluationskomitee der

Sektion Gewässerforschung Magdeburg, Mitglied Bernhard Wehrli

• UFZ, Wissenschaftlicher Beirat, Mitglied René P. Schwarzenbach

• Université de Genève. Faculté des Sciences. Membre du jury de

thèse Renata Behra

• Universität Zürich/ETH Zürich/EAWAG, «Zentrum für Fremdstoff-

und Umweltrisikoforschung Zürich (XERR)», Mitglied des Leitungs-

ausschusses Rik I.L. Eggen

• Verein für umweltgerechte Elektrizität (VUE), Koordinationsstelle der

Fachauditorinnen und Fachauditoren, Mitglied Christine Bratrich

• Vereinigung Schweiz. Strassenfachleute (VSS), Subkommission

«Strassenentwässerung», Experte Markus Boller

• VSA – Verband Schweiz. Abwasser- und Gewässerschutzfachleute,

Vorstandsmitglieder Willi Gujer, Max Maurer

• VSA, Kommission «Abfall und Wasserressourcen», Mitglied

C. Annette Johnson

• VSA, Kommission «Abwasserentsorgung im ländlichen Raum»,

Mitglied Markus Boller

• VSA, Kommission «Chemie und Ökologie», Mitglied Urs Uehlinger

• VSA, Kommission «Ganzheitlicher Gewässerschutz», Vorsitzende

Tove A. Larsen

• VSA, Kommission «Messtechnik in der Siedlungsentwässerung»,

Mitglieder Hansruedi Siegrist, Michael Thomann

• VSA, Kommission «Optimierung Siedlungsentwässerung», Mitglied

Stefan Binggeli

• VSA, Kommission «Regenwasserentsorgung», Mitglied Markus

Boller

• VSA, Kommission «Weiterbildungskurse», Mitglied Max Maurer

• WasteNet, Swiss Forum for Resource Management, Members

Christian Zurbrügg, Silke Drescher

• WWW Biofilm Scientific Discussion Group, Initiator Oskar Wanner

• Zeitschrift Umweltpsychologie, Mitglied des Beirates Hans-Joa-

chim Mosler

• Zürcher Hochschule Winterthur (ZHW), Prüfungsexperte Markus

Boller

Diplomarbeiten und

Dissertationen

Diplomarbeiten

Aeberhard, Anna13C-Isotopenfraktionierung beim abiotischen Abbau von CCl4 durch

eisen(II)haltige Mineralien (ETHZ)

Bassin, Claudio

Charakterisierung von Escherichia coli – Isolaten aus der Umwelt:

Fähigkeit zur Anpassung an niedrige Konzentrationen von Kohlen-

stoff- und Energiequellen (Hochschule Wädenswil)

Baumann, Nathalie

Wirkungen von Flussgerinneaufweitungen auf Vögel der Uferpionier-

standorte – insbesondere Flussuferläufer und Flussregenpfeifer

(Universität Basel)

Bill, Christoph und Wüthrich, Raimund

Abbau von Östrogen in Urin – Auswertung und Erkenntnisse (ETHZ)

109

Bluszcz, Philipp

Prozessstudien zur Kalibration sedimentärer Tracer. Partikeldynamik

im Silvaplaner See (Südost-Schweiz) (Universität Bremen)

Borer, Paul

Effects of Siderophores on Light-induced Dissolution of Colloidal

Iron(III) (Hydr)oxides (ETHZ)

Dominguez, Damian

Exfiltration aus undichten Kanalnetzen – Angewandte Systemanalyse

in Siedlungswasserwirtschaft (ETHZ)

Düring, Andreas

Die Berechnung des Zementlagers im Bauwerk Schweiz im 20. Jahr-

hundert – Teil Tiefbau (ETHZ)

Dürrenmatt, Peter

Betonrecycling – Bewirtschaftung von Recyclingbeton in der Schweiz

anhand von Szenarien (ETHZ)

Erhart, Thomas

Untersuchung der Isotopenfraktionierung beim mikrobiellen Abbau

von MTBE: Methodenentwicklung und erste Messungen (ETHZ)

Fischer, Sarah

Hochwasserschutz- und Revitalisierungskonzept für die Bäche am

Chestenberg in Möriken-Wildegg (AG) (Hochschule für Technik Zürich

HSZ-T)

Frey, Martin

Temperaturmodellierungen – Auswirkungen von Kraftwerken auf das

Temperaturregime in Zuflüssen der Rhone (ETHZ)

Geerdinck, Ferdinand

Bepaling van endo- en exogene steroidhormonen in humaan vet-

weefsel (Katholieke Univ. Nijmegen, NL)

Gresch, Markus

Fremdwasser in der Kanalisation: Nutzung der Isotopenzusammen-

setzung des Wassers zur Fremdbestimmung (ETHZ)

Gwaze, Stewart

Structure, Dynamics and Energetics of Internal Waves in Lake Hallwil

(IHE Delft NL)

Hafner, Tina

Benzene Degradation by Ralstonia pickettii PK01: Growth and

Regulation in the Presence of the Alternative Substrate Succinate

(ESCB Strasbourg, France)

Hörger, Corinne und Keiser, Yvonne

Verbreitung und Habitatsansprüche der Fische in der Thur (ETHZ)

Jimenez, Joaquin

Following the Degradation of Chitin in Natural and Chitin-enriched

Freshwater Sediments from Lake Zug, Switzerland (IHE Delft NL)

Joos, Niklas

Spatial-temporal Distribution of Periphyton in the Lower Parts of the

River Thur: The Influence of Morphology, Hydraulics and Hydrology

(ETHZ)

Kadelbach, Philipp

Degradation of Phenoxyalkanoic Acid Herbicides by Sphingomonas

herbicidovorans MH in Soil (ETHZ)

Kamara, Sheku

Effect of Increased Temperature on Decomposition of Phragmites

australis and Associated Macroinvertebrate Assemblage in Lake

Hallwil, Switzerland (IHE Delft NL)

Katulic, Slavica

Kleinsäuger in unterschiedlichen Habitattypen von Flussauen (Thur/

Tagliamento) Diplomarbeit (ETHZ)

Logue, Brendan Jürg

Relationship Between Bacteria Genetic Diversity and the Ecosystem

Metabolism of Alpine Streams (ETHZ)

Luchsinger, Barbara

Functional Characterisation of Gpxh from Chlamydomonas reinhardtii

(ETHZ)

Matthaei, Sebastian

Expansion Contraction Cycle of a Stream/Lake Network in a High

Alpine Floodplain (ETHZ)

Niesel, Katharina

Applicability of Sodium Chloride for the Quantification of Exfiltration

from Urban Sewer Systems. Diplomarbeit (Universität Rostock, D)

Pham, Thi Ngoc Anh

Determination and Occurrence of Fluoroquinolone Antibacterial

Agents in Hospital Wastewater (EPFL)

Richter, Manuela

Ökotoxikologische Risikobewertung von Pharmaka in Urin nach

Behandlung im Bioreaktor und durch Membranfiltration (Hochschule

für angewandte Wissenschaften Bernburg – Dessau – Köthen, D)

Rohrbacher, Angelika

Untersuchung mikrobieller Gemeinschaften im Sediment der Rhone

und einiger Zuflüsse, Kanton Wallis, Schweiz, mit molekularökologi-

schen Methoden (Fachhochschule Weihenstephan, Umweltsicherung,

Weidenbach-Triesdorf, D)

Rüegg, Jannine

A) Macun Monitoring Manual, B) A Comparison of Macroinvertebrate

Assemblages in Temporary and Permanent Streams of the Macun

Lakes Region (ETHZ)

Rytz, Isabelle und Sydler, Pascal

Trinkwasserverbund Unteres Reusstal (ETHZ)

Santschi, Delia

Zeitliche Veränderung der winterlichen Abflusscharakteristik schweiz-

erischer Fliessgewässer. Eine Untersuchung im Rahmen des Projek-

tes «Netzwerk Fischrückgang Schweiz» (Universität Bern)

Scherrer, Andreas Marc

The Global Response to Singlet Oxygen in the Yeast Saccharomyces

cerevisiae (ETHZ)

Schlaepfer, Daniel und Rotach, Andres

Rapid Expansion-contraction Dynamics and Ecosystem Processes in

a Large Intermittent Floodplain River (Tagliamento, NE-Italy) (ETHZ)

110

Schulze, Franziska

Versauerungsverhalten des Reststoffkompartiments Elbisgraben

(Schweiz) (Universität Rostock, D)

Steiner, Roland

Untersuchungen im Pfynwald (Wallis): Wechselwirkungen zwischen

Rhone und Grundwasser mittels Tracern und Modellrechnungen

(ETHZ)

Suter, Luc und Tinner, Beat

Stadtentwässerung Uster: Studie zur Effizienz von Massnahmen zur

Reduktion des Phosphoreintrags in den Greifensee (ETHZ)

Sutter, Daniel und Zschokke, Mischa

Abbau von Östrogenen und Pharmaka in Urinbioreaktoren (ETHZ)

Üschner, Michael

Entwicklung einer Eich- und Messmethode zur Messung von Methan

mit Gasdiffusionssonden und Untersuchung der räumlichen Vertei-

lung von methanogenen Archaen und sulfat-reduzierenden Bakterien

im anaeroben Sediment des Rotsees (Schweiz) (Fachhochschule

Weihenstephan, Umweltsicherung, Weidenbach-Triesdorf, D)

Wanasen, Sri-Anant

Upgrading Conventional Septic Tanks by Integrating In-tank Baffles

(Asian Institute of Technology AIT, Bangkok, Thailand)

Werlen, Christoph

Interactions Between Hatchery and Wild Steelhead Trout

(Oncorhynchus mykiss) in the Keogh River (B.C., Canada) (ETHZ)

Dissertationen

Andrade, Austin Pedro

Towards New Biocompatible Materials: From Biological Polyesters to

Synthetic Copoly (Ester-urethanes) for Biomedical Applications. Diss.

ETHZ No. 15 143, Zurich 2003. [3699]

Binggeli, Stefan

Leistungsprozesse der Abwasserentsorgung – Methoden und Instru-

mente der Bewertung und Optimierung. Diss. ETHZ. Nr. 14 993,

Schrr. Institut für Hydromechanik und Wasserwirtschaft der ETHZ

(IHW), Bd.17. Zürich 2003. ISBN 3-906445-17-8 [03565]

Bouille, Rachel

La truite commune (Salmo trutta L.) dans la région du lac de Neuchâ-

tel; biologie et perspectives de gestion. Thèse de doctorat, Université

de Lausanne 2003.

Brucks, Wernher

Kollektive Nutzung natürlicher Ressourcen: Soziale und ökologische

Kontexteffekte. Diss. Universität Zürich 2003.

Ciani, Andrea

Photolysis processes in soils and other porous media. Diss. ETHZ

No. 15 306, Zurich 2003

Egli, Konrad Rüdiger

On the Use of Anammox in Treating Ammonium-rich Wastewater.

Diss. ETHZ No. 14 886, Zurich 2003. [03412]

Egli, Ramon

Environmental Influences on the Magnetic Properties of Lake Sedi-

ments. Diss. ETHZ No. 15 090, Zurich 2003.

Elsner, Martin

Reductive Dehalogenation of Chlorinated Hydrocarbons by Surface-

bound Fe(II) – Kinetic and Mechanistic Aspects. Diss. ETH No.

14 955, Zurich 2002. [03486]

Fux, Christian

Biological Nitrogen Elimination of Ammonium-rich Sludge Digester

Liquids. Diss ETHZ No. 15 018, Schrr. Institut für Hydromechanik

und Wasserwirtschaft der ETHZ (IHW), Bd. 18, Zürich 2003, ISBN

3-906445-18-6 [03556]

Krömker, Dörthe

Naturbilder und die Akzeptanz von Klimaschutzmassnahmen in

internationaler Perspektive. Diss. Gesamthochschule Kassel 2003.

Lacour, Stephan

Mechanism of Promoter Recognition and Transcription Regulation

by the σs Subunit of E. coli RNA Polymerase. Diss. ETHZ No.15 358,

Zurich 2003.

Leu, Christian

Sources, Processes and Factors Determining the Losses of Atrazine,

Dimethenamid and Metolachlor to Surface Waters: A Simultaneous

Assessment in Six Agricultural Catchments. Diss. ETHZ No. 15 156,

Zurich 2003.

Markard, Jochen

Liberalisierung des Elektrizitätsmarktes und ökologische Innovatio-

nen. Diss ETHZ Nr. 15295, 2003.

McGinnis, Daniel

Two-dimensional Lake and Reservoir Modeling: Natural and Plume-

induced Mixing Mechanisms. Diss. Virginia Polytechnic Institute and

State University (Virginia Tech) in Blacksburg, Virginia USA, 2003.

Meylan, Sébastien

Influence of Metal Speciation in Natural Freshwater on Bioaccumula-

tion of Copper and Zinc in Periphyton. Diss. ETHZ No. 15 297, Zurich

2003.

Peduzzi, Sandro

Interactions Among Sulfate-reducing and Purple Sulfur Bacteria in the

Chemocline of Meromictic Lake Cadagno, Switzerland. Diss. ETHZ,

No. 15 015, Zurich 2003. [03527]

Pfister, Franziska-Rita

Resource Potentials and Limitations of a Nicaraguan Agricultural

Region. Diss. ETHZ No. 15 169, Zurich 2003.

Rutishauser, Barbara Verena

Comparative Application of a Recombinant Yeast Estrogen Screen

and Mechanisms of Suppressed Activity. Diss. ETHZ No. 15 355,

Zurich 2003.

Sahan, Emel

Interrelations of Methanogens and Sulfate-reducing Bacteria in

Sediments of Through-flow and Stratified Lakes: Diss. ETHZ, Zurich

2003.

111

Schneeberger, Katrin

Remote Soil Measurements. Estimation of Hydraulic Properties of

Structured Soils Based on Microwave Radiometry. Diss. ETHZ No.

15 246, Zurich 2003.

Sentchilo, Vladimir

Molecular Aspects of Catabolic Gene Evolution in Pseudomonas.

Diss. ETHZ No. 15 178, Zurich 2003. [03514]

Steiner, Michele

Adsorption von Kupfer aus Niederschlagsabflüssen an granuliertes

Eisenhydroxid. Diss. ETH Nr. 14878, Zürich 2003.

Eine Forschungsanstalt des ETH-Bereichs

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