Untersuchung und Bewertung von Wasserproben entlang der Jagst vom Zeitpunkt der Jagstkatastrophe 2015 im Hinblick auf toxische Relevanz

01.01.2017 bis 31.10.2017

Ende August 2015 sorgte ein Großbrand einer Lagerhalle bei Kirchberg im Landkreis Schwäbisch-Hall, Baden-Württemberg, für besondere Aufregung: Mit dem Löschwasser, das von einem Rückhaltebecken nicht aufgehalten werden konnte, gelangten große Mengen an künstlichem Düngemittel in die Jagst, einem relativ naturnahem Nebenfluss des Neckars, und zogen dort ein massives Fischsterben nach sich. Trotz der massiven Umweltschäden ist der wissenschaftliche Nutzen dieses Ereignisses immens. Anhand dieses einzigartigen Beispiels können die Folgen einer massiven punktuellen Überdüngung auf ein relativ naturnahes Fluss-Ökosystem beobachtet werden.
Konzentrationen von Ammonium (NH4) und Nitrat (NO3) wurden an mehreren Messpunkten entlang des Fließgewässers zu verschiedenen Zeitpunkten durch dieLandratsämter Hohenlohe und Heilbronn erfasst. Um die Entwicklung der Ammoniumkonzentrationen in der Jagst, die eingetragenen Mengen und die Transportgeschwindigkeit besser zu verstehen, wird ein Advektions-Dispersions-Reaktions-Modell (1D) auf die vorliegenden Daten angewendet und mit verfügbaren Informationen (u.a. Fließgeschwindigkeit, Dispersionskoeffizient) parametrisiert. Aus dem Abgleich der Simulationen mit den vorliegenden Daten lässt sich die eingetragene Ammoniumnitratmenge sowie deren Transport und Abbau abschätzen. Gleichzeitig wurde entlang der Ammoniumfahne ein etwa 50 km langen Flussabschnitt bis zur Mündung der Jagst in den Neckar beprobt (Wasser- und Sedimentproben), um die durch den Düngeeintrag erfolgte Algenblüte zu beobachten. Chlorophyllkonzentrationen wurden als Indikator für die Biomasse der Algen gemessen. Hieran lässt sich jedoch nicht das Spektrum der in der Blüte vorhandenen Organismen (Algen und Bakterien) ermitteln. Vorläufige Analysen (Polymerase Chanin Reaction (PCR) anhand spezifischer Sonden (Primer)) lassen jedoch vermuten, dass auch Toxin-bildende Cyanobakterien an der Blüte beteiligt waren. Anhand einer genaueren molekularbiologischen Analyse durch Next-Generation Sequencing mit der Illumina Technik soll nun die genaue Zusammensetzung der Arten in der Algenblüte ermittelt werden, um deren toxisches Potential zu analysieren. Damit liefert das Projekt nicht nur einen Beitrag zum besseren Verständnis des Jagstunfalls und dessen Auswirkungen, sondern auch zur Zusammensetzung der Diversität einer Algenblüte nach einem Düngeeintrag.