Breite Palette an Problemstoffen in Gewässern

Bei den Problemstoffen unterscheidet man zwei grosse Gruppen: die Nährstoffe, zu denen vor allem Phosphor- und Stickstoffverbindungen gehören, und die organischen Spurenstoffe (Mikroverunreinigungen).

Nährstoffe – ein Überangebot bringt die aquatischen Ökosysteme aus dem Gleichgewicht

Stickstoffverbindungen gelangen aus verschiedenen Quellen in die Umwelt. Stickoxide aus Verbrennungsprozessen und Ammoniak aus der Landwirtschaft führen zu einer unerwünschten Düngung von Wäldern und Mooren. In Form von Gülle, Mist, Kompost oder Mineraldünger wird Stickstoff in den Boden eingebracht. Dort wird er in Nitrat umgewandelt und in die Fliessgewässer oder ins Grundwasser ausgeschwemmt. Phosphorverbindungen gelangen durch Abwasser sowie durch Abschwemmung von Dünger in die Gewässer. Da sie das Wachstum von Algen regulieren, führt ein Überangebot an Phosphor zu Algenblüten. In den vergangenen Jahrzehnten wurden grosse Anstrengungen unternommen, um den Zustand der Seen durch Reduktion der Phosphorbelastung zu verbessern.
 

Mikroverunreinigungen – kleinste Spuren mit grosser Wirkung

Unter dem Begriff «Mikroverunreinigungen» wird eine Vielzahl von Schadstoffen zusammengefasst, die man in den Gewässern findet. Meistens treten sie nur in tiefen Konzentrationen auf. Selbst dann können einige von ihnen Lebewesen im Wasser gefährden oder die Qualität unseres Trinkwassers beeinträchtigen. Die meisten Mikroverunreinigungen stammen aus Produkten, die in der Landwirtschaft, im Haushalt und im Garten oder in der Industrie und im Gewerbe verwendet werden, wie z. B. Pflanzenschutzmittel und Biozidprodukte, Medikamente, Putzmittel, Kosmetika oder künstliche Zusätze von Lebensmitteln.
 

Pestizide sind die wichtigsten Mikroverunreinigungen

Zu den wichtigsten Mikroverunreinigungen gehören die Pestizide. Das sind Wirkstoffe, die im Pflanzenschutz, der Schädlingsbekämpfung und im Materialschutz zur Anwendung kommen. Am Einsatzort sollen sie schädliche oder lästige Organismen vernichten oder abwehren. Gelangen die Pestizide in die Gewässer, entfalten sie auch dort ihre Wirkung. Sorgen bereiten vor allem die Insektizide, die nicht nur für die Insekten an Land, sondern auch für die wirbellosen Tiere im Wasser äusserst giftig sind.

Mikroverunreinigungen aus anderen Quellen

Haushalte, Pflegeeinrichtungen sowie Industrie und Gewerbe tragen ebenfalls zur Belastung mit Mikroverunreinigungen bei. Die Schadstoffe stammen aus Reinigungs- und Desinfektionsmitteln, Medikamenten, Kosmetika oder Korrosionsschutzmitteln. Herkömmliche Abwasserreinigungsanlagen (ARA) können die in diesen Produkten enthaltenen Stoffe oft nicht vollständig abbauen. Problematisch ist z.B. Diclofenac (Schmerzmittel), das bereits in tiefen Konzentrationen giftig für Fische ist.

 

Eintragswege der Schadstoffe in die Gewässer

Mikroverunreinigungen gelangen in die Gewässer, weil sie wie die Pestizide entweder direkt in der Umwelt angewendet oder wie die Medikamente in den ARA nur unvollständig abgebaut werden. Durch landwirtschaftliche Flächen fliessende Bäche sind in erster Linie den Wirkstoffen aus Pestiziden ausgesetzt. In kleineren Fliessgewässern können nach dem Spritzen hohe Konzentrationen auftreten.
Zum Schutz des Grund- und Trinkwassers ist es verboten, Herbizide und Biozidprodukte gegen Algen und Moose auf und an Strassen, Wegen und Plätzen sowie auf Dächern und Terrassen zu verwenden. Die Wirkstoffe können von dort leicht ausgewaschen werden und so in die Gewässer gelangen.
 

250 Millionen Kubikmeter Abwasser werden jährlich gereinigt

Über 99 Prozent der Einwohner/-innen des Kantons sind an die Kanalisation angeschlossen. Ihr Abwasser gelangt zusammen mit dem Abwasser aus Industrie und Gewerbe in eine von 77 Abwasserreinigungsanlagen (ARA). Rund 250 Millionen Kubikmeter Abwasser pro Jahr werden in den ARA zuverlässig behandelt und in Flüsse und Seen zurückgeleitet. Diese Wassermenge entspricht etwa dem zweifachen Fassungsvermögen des Greifensees. Die bereits hohe Reinigungsleistung der Zürcher ARA konnte in den letzten Jahren weiter verbessert und die Einleitbedingungen in die Gewässer mehrheitlich erfüllt werden.

Problematisch bleibt die ungenügende Elimination von organischen Spurenstoffen (Mikroverunreinigungen), die in die Gewässer gelangen. Bis im Jahr 2035 sollen deshalb 34 ARA im Kanton Zürich mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe zur Elimination von Mikroverunreinigungen aufgerüstet werden.

Die weitergehende Abwasserreinigung zeigt Erfolge

Messungen in den Gewässern zeigen erste Erfolge: seit der Inbetriebnahme der Reinigungsstufe zur Entfernung der Mikroverunreinigungen in der ARA Werdhölzli im Jahr 2018 lag beispielsweise die Konzentration von Diclofenac in der Limmat immer unterhalb der für Lebewesen kritischen Grenze.

Auch die Fracht von weiteren Mikroverunreinigungen aus den grossen Einzugsgebieten des Kantons Zürich ist in der Periode 2018 bis 2020 im Vergleich zu derjenigen von 2015 bis 2017 zurückgegangen.
 

Der Klärschlamm ist eine wertvolle Ressource

Der bei der Abwassereinigung anfallende Klärschlamm, rund 30’000 Tonnen pro Jahr, wird seit 2015 zentral in Zürich verwertet. Dies ermöglicht eine umweltschonende Entsorgung und die Rückgewinnung der wertvollen und knappen Ressource Phosphor.
 

Mikroplastik – eine weitere Herausforderung für die ARA und die Gewässer

Kleinste Kunststoffteilchen (Mikroplastik) können beispielsweise durch das Waschen von synthetischen Textilien, aber auch durch Reifenabrieb von Fahrzeugen freigesetzt werden. Sie gelangen über Oberflächenabfluss oder Abwasser in die Umwelt. Mikroplastik entsteht ebenfalls durch die Zersetzung von Plastikgegenständen, zum Beispiel als Folge von Littering.

Das Plastik wird zwar mit der Zeit zerkleinert, zersetzt sich aber nur langsam. Dadurch kommt es zu einer anhaltenden Anreicherung von Mikroplastik in der Natur. Dort kann es unter Umständen Lebewesen gefährden, wenn es fälschlicherweise als Nahrung aufgenommen wird. In den ARA des Kantons Zürich werden bis zu 93 Prozent des Mikroplastiks aus dem Abwasser entfernt. Trotzdem gelangen täglich rund 600 Gramm Mikroplastik in die Zürcher Gewässer. Im Grund- und Trinkwasser konnte bisher kein Mikroplastik nachgewiesen werden.

Gefährdung der Wasserorganismen durch Nährstoffe abnehmend

Dank umfangreicher Gewässerschutzmassnahmen gelang es, die Wasserqualität bezüglich Nährstoffen dauerhaft zu verbessern. Erhöhte Nährstoffkonzentrationen führen heute kaum mehr zu einer Gefährdung der Wasserlebewesen, da das giftige Ammonium und Nitrit nur noch ganz selten in erhöhten Konzentrationen vorkommen. Die Ammoniumkonzentrationen sind in der letzten Messperiode nochmals deutlich gesunken und die Nitritkonzentrationen erfüllten die Zielvorgaben erstmals vollständig seit Messbeginn.

Diese erfreuliche Entwicklung ist auf den fortlaufenden Ausbau und die Sanierung von ARA sowie Massnahmen in der Landwirtschaft zurückzuführen. Zusätzlich begünstigten mehrere milde Winter die Umwandlung von Nitrit in Nitrat und führen damit zu geringeren Nitritkonzentrationen in den Gewässern.

Hoher Abwasseranteil führt zu Überschreitungen der Zielvorgaben

Die Nitrat- und Phosphatbelastung geht zwar trotz Bevölkerungswachstum leicht zurück. Dennoch werden die Zielvorgaben für Fliessgewässer regelmässig überschritten. Die ARA erfüllen die geltenden Einleitungsbedingungen mit wenigen Ausnahmen. Je höher aber der Abwasseranteil im Gewässer ist, desto häufiger können die Zielvorgaben für Nitrat und Phosphat nicht eingehalten werden.

In Gewässern, die nicht als Vorfluter für ARA dienen, erfüllten 64 Prozent die Zielvorgaben für beide Indikatoren gleichzeitig. Vergleichbar hoch ist die Zielerfüllung bei den Fliessgewässern mit einem Abwasseranteil von bis zu 30 Prozent. Die mangelhafte Zielerfüllung auch bei geringem Abwasseranteil macht deutlich, dass diffuse Einträge aus der Landwirtschaft und durch Entlastungen aus der Kanalisation bei Starkregen ebenfalls einen Beitrag zur Belastung leisten.

Mikroverunreinigungen überschreiten die Vorgaben der Gewässerschutzverordnung

Die Wasserproben aus den Fliessgewässern werden auf eine Reihe von Pestiziden und andere Mikroverunreinigungen untersucht. Sechzehn Verbindungen haben mindestens einmal den Anforderungswert der Gewässerschutzverordnung (GSchV) überschritten. Deutlich an der Spitze steht das Arzneimittel Diclofenac, auf seine Kosten gehen zwei Drittel der Überschreitungen. Pestizide sind zu 28 Prozent für alle Überschreitungen verantwortlich.

Da Arzneimittel über ARA in die Gewässer eingetragen werden, können vor allem Fliessgewässer mit einem hohen Anteil an Abwasser die Anforderungen der GSchV nicht einhalten.
 

Bevölkerungswachstum, Landwirtschaft und Klimawandel verzögern Gesundung der Seen

Um den Zustand der Seen zu überprüfen, werden die fünf grössten Seen im Kanton regelmässig untersucht. Die Wasserqualität der Zürcher Seen nahm zwischen 1980 und 2000 stark zu. In den letzten 20 Jahren verbesserte sie sich allerdings nur noch langsam oder verschlechterte sich gar wieder. Das Bevölkerungswachstum und die anhaltenden erheblichen Belastungen durch die Landwirtschaft und den Klimawandel bremsen jedoch den Erfolg von Gewässerschutzmassnahmen.

Phosphor beeinflusst Qualität des Seewassers massgeblich

Die Qualität von Seewasser wird massgeblich durch Phosphor beeinflusst. Er gelangt durch Abwasser sowie durch Abschwemmung von Dünger in die Gewässer. Da er das Algenwachstum in Seen reguliert, wurden erhebliche Anstrengungen zur Reduktion der Phosphorbelastung unternommen. Als Folge sanken die Konzentrationen stark. Da in den letzten Jahrzehnten der Nutzungsdruck und die Bevölkerung in den Einzugsgebieten anstiegen, gingen die Konzentrationen jedoch nur noch langsam zurück oder nahmen sogar wieder zu. Heute kann die Phosphorkonzentration im Zürich-, Pfäffiker- und Türlersee als gut beurteilt werden. Im Greifen- und Hüttnersee ist sie nach wie vor zu hoch.
 

Positive Entwicklung im Greifensee

Nach dem starken Anstieg der Phosphorkonzentration zwischen 2014 und 2017 ging die Konzentration im Greifensee in den letzten vier Jahren wieder zurück. Aufgrund der warmen Witterung kam es im Greifensee in den Wintern zwischen 2014 und 2017 zu verkürzten Zirkulationsphasen, das Seewasser wurde nicht gut durchmischt. Dadurch wurde mehr Phosphor aus dem Sediment rückgelöst und die Phosphorkonzentration im See stieg an. Mehrere Stürme in Orkanstärke haben im Winter 2017/2018 zu einer ausgeprägten Mischung der Wassermassen geführt, wodurch der Trend zu steigenden Phosphorkonzentrationen gebrochen werden konnte.
 

Der Einfluss des Klimawandels muss beobachtet werden

Das Beispiel des Greifensees zeigt, dass die Klimaerwärmung den Erfolg der Gewässerschutzmassnahmen schmälert. Die Wassertemperatur der Seen nimmt deutlich zu.

Wie sich das veränderte Zirkulationsverhalten auf die verschiedenen Prozesse in den Seen auswirkt, muss in den nächsten Jahren genauestens beobachtet werden.

Erhöhte Nitratkonzentrationen im Grundwasser bereiten nach wie vor Sorgen

Das Grundwasser hat überwiegend eine gute Qualität. Unerwünschte Inhaltsstoffe sind aber noch immer stellenweise in erhöhter Konzentration nachzuweisen. So zum Beispiel Nitrat, das in erster Linie auf die Auswaschung aus intensiv genutzten Ackerböden zurückzuführen ist. Damit wurde der Anforderungswert an Grundwasser für Nitrat in den Jahren 2018-2021 nur bei rund 75 Prozent aller Trinkwasserfassungen eingehalten. Für Menschen sind die gemessenen Nitratkonzentrationen gemäss aktuellem Wissensstand aber nicht gesundheitsgefährdend.

Unerwünschte Mikroverunreinigungen im Grundwasser

Bei den Pestiziden sind nur vereinzelt Wirkstoffe messbar und diese überschreiten den Anforderungswert selten. Es werden aber vermehrt Abbauprodukte nachgewiesen, bei denen die Beurteilung erst teilweise geregelt ist. Die Belastungen aus Siedlungsgebieten und Industrie (z.B. durch Lösungsmittel, Medikamente) sind auf tiefem Niveau konstant geblieben. Gemäss aktuellem Wissensstand und heutiger Rechtslage sind keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu erwarten. Dennoch sind Mikroverunreinigungen im Grundwasser gemäss dem Vorsorgeprinzip generell unerwünscht.

Umgang mit Chlorothalonil Abbauprodukten noch unklar

Das Pflanzenschutzmittel Chlorothalonil wurde gegen Pilzbefall eingesetzt. Seitdem das Mittel auf eine mögliche Gesundheitsgefährdung neu beurteilt wurde, werden seine Abbauprodukte im Grundwasser untersucht. Ist Grundwasser zur Trinkwassergewinnung vorgesehen, müssen die Vorgaben der Lebensmittelgesetzgebung mit einfachen Aufbereitungsverfahren (z.B. UV-Desinfektion) eingehalten werden. Abbauprodukte von Chlorothalonil lassen sich jedoch nicht einfach aus dem Wasser entfernen.

Seit zwei Jahren gilt deshalb ein Anwendungsverbot für Chlorothalonil. Da sich Grundwasser relativ langsam erneuert und die Abbauprodukte sehr langlebig sind, können diese Verunreinigungen die Grundwasserqualität noch während Jahren beeinträchtigen.
 

Lebendige Gewässer für Natur und Mensch

Um eine standorttypische Vielfalt an Tieren und Pflanzen zu beherbergen, brauchen Bäche, Flüsse und Seen neben einer guten Wasserqualität auch einen natürlich strukturierten Lebensraum. Knapp die Hälfte der Fliessgewässer im Kanton Zürich weisen jedoch ungenügende Strukturen auf. Es sind grosse Anstrengungen nötig, um durch Revitalisierungen die natürlichen Funktionen der Gewässer wiederherzustellen. Davon profitiert aber nicht nur die Natur, sondern auch die Bevölkerung. Naturnahe Grünräume und Gewässer sind beliebte Erholungsräume.
 

In kleinen Schritten zu mehr Raum

Bei einer Revitalisierung ist der fehlende Raum eine grosse Herausforderung. Die Kantone haben deshalb vom Bund den Auftrag erhalten, den Raumbedarf festzulegen, der für die natürlichen Gewässerfunktionen, den Schutz vor Hochwasser sowie die Gewässernutzung nötig ist. Dazu gehört auch die Erholungsnutzung. Dieser Raumbedarf («Gewässerraum») wird in den nächsten Jahren gesichert.

Der Revitalisierungsplan des Kantons Zürich

Der Kanton Zürich hat rund 100 Kilometer Fliessgewässerstrecken bestimmt, die bis 2035 revitalisiert werden. Auch fünf Kilometer Seeufer sollen in den nächsten 20 Jahren revitalisiert werden. Zusammen mit der Revitalisierung der Gewässer werden weitere Massnahmen umgesetzt. Sie sollen mehr Geschiebe in die Flüsse bringen, die Fischwanderung verbessern und unnatürliche Wasserstände unterhalb von Flusskraftwerken verringern.

Balance zwischen Natur und Erholung

Auch die Erholungsnutzung an den Gewässern für die Bevölkerung durch punktuelle Zugänge an die Gewässer wird in den nächsten zehn bis 15 Jahren verbessert. Im Rahmen des «fil bleu Glatt» wird beispielsweise der Glattraum von Dübendorf bis Opfikon mit einem kombinierten Fuss-/Veloweg, Gewässerzugängen und der Revitalisierung der Glatt aufgewertet. Bei all diesen Massnahmen wird auf ein Gleichgewicht zwischen Erholungsnutzung und den Anliegen des Naturschutzes geachtet, um Konflikte zu vermeiden.

Abnehmender Fischbestand in den Fliessgewässern

Seit den Achtzigerjahren nehmen die Fischbestände in den Fliessgewässern stark ab. Hauptfaktoren sind vor allem Lebensraumdefizite (Verbauungen, Wanderhindernisse), ungenügende Wasserqualität (Pestizidrückstände und andere Mikroverunreinigungen) und die Folgen der Klimaerwärmung (Winterhochwasser, Trockenheit, hohe Sommertemperaturen). Trotz verschiedener Massnahmen haben sich die Bestände noch nicht erholt. Der Kanton Zürich strebt deshalb an, Massnahmen zur Aufwertung von aquatischen Lebensräumen und Verbesserung der Wasserqualität weiter auszubauen.

Erfolgreiche Naturverlaichung in naturnahen Gewässern

Über Jahrzehnte wurden besonders die Forellenbestände in Fliessgewässern mittels Einbringen von Jungfischen gestützt. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass dieser sogenannte Besatz nicht immer erfolgversprechend ist. Daher richtet sich der Fokus nun vermehrt auf die natürlichen Verlaichung. In kürzlich untersuchten, naturnahen Gewässern im Knonauer Amt funktioniert diese gut. Auf einen Besatz wird dort künftig verzichtet. Diese Ergebnisse unterstreichen die Wichtigkeit von Revitalisierungen und Habitataufwertungen für die Naturverlaichung der Fische.

Gebietsfremde Arten bereits in vielen Seen und Flüssen

Ein zunehmendes Problem stellen auch verschiedene Arten von gebietsfremden aquatischen Tieren und Pflanzen dar, die inzwischen viele Gewässer im Kanton Zürich besiedelt haben. Um eine weitere Verschleppung in bislang unbesiedelte Gewässer zu verhindern, ist es wichtig, die aktuelle Verbreitung der bereits vorhandenen gebietsfremden Tiere und Pflanzen zu kennen.

Den Steinkrebs schützen und fördern

Heimische Flusskrebse sind in unseren Gewässern stark zurückgegangen und vielerorts ganz verschwunden. Nebst der Verbauung der Fliessgewässer und Abnahme der Wasserqualität spielte die Verdrängung durch importierte Krebsarten aus Amerika eine grosse Rolle. Diese invasiven Arten sind häufig auch Träger der Krebspest. Die Krankheit ist für europäische Krebse tödlich und reduzierte einen Grossteil der Bestände.

Der Kanton Zürich hat deshalb ein Förderprogramm gestartet, um das Aufkommen und die Verbreitung des nationalen geschützten Steinkrebses zu verbessern. Eine Massnahme ist die Wiederansiedlung in Fliessgewässern mit historisch bekannten Steinkrebspopulationen durch den Besatz mit Jungkrebsen. Da Steinkrebse in kühlen, naturbelassenen und strukturreichen Bächen leben, sind lebensraumaufwertende Massnahmen auch für diese Art von hoher Bedeutung.

Präventiv gegen die Quaggamuschel und andere invasive Neobiota vorgehen

Die aus dem Schwarzmeerraum stammende invasive Quaggamuschel breitet sich seit wenigen Jahren rasant in der Schweiz aus. Sie bildet dichte Bestände und kann die Artenzusammensetzung stark verändern. Zudem verstopft sie Rohre und Filteranlagen im Wasser. Das Problem bei aquatischen Neobiota besteht darin, dass in den meisten Fällen keine Mittel oder Methoden zur Verfügung stehen, um eine bestimmte Art grossflächig zu kontrollieren oder zu beseitigen, sobald sie sich in einem Gewässer angesiedelt hat. Daher ist es entscheidend, neue Einschleppungen zu verhindern.
 

Reinigen und Trocken von Booten und Wassersportgeräten als wirkungsvolle Massnahme

Oft werden aquatische Neobiota unbemerkt durch den Menschen mit Booten, Wassersport- oder Fischereimaterial von einem Gewässer zum nächsten verschleppt. Die Larven oder Eier sind oftmals von Auge kaum sichtbar. Daher müssen Boote und Ausrüstung, die von einem ins nächste Gewässer transportiert werden, sorgfältig kontrolliert, gereinigt und getrocknet werden. Nur so können die Gewässer von dem Eintrag neuer problematischer Arten geschützt werden.
 

Falsche Tierliebe – Aussetzen von Haus- und Aquarientieren

Nur wenige ausgesetzte Heim- und Aquarientiere überleben den Winter bei uns. Einige wenige Arten können sich jedoch etablieren und vermehren, z.B. Goldfische oder Rotwangenschmuckschildkröten. Durch Frassdruck bedrohen sie Bestände einheimischer Amphibien und Insekten. Die Freisetzung von Heimtieren ist verboten, dennoch findet sie immer wieder statt. Die Anschaffung eines Heimtiers sollte gut überlegt sein. Muss man sich trotzdem vom Heimtier trennen, wendet man sich am besten an eine Auffangstation.
 

Für unser Trinkwasser müssen wir Sorge tragen

Je nach Wohnort ist die Herkunft und Zusammensetzung des Trinkwassers unterschiedlich. Der grösste Anteil des Trinkwassers wird aus Grund- und Quellwasser gewonnen, das durch versickernde Niederschläge sowie infiltrierendes Bach- und Flusswasser gebildet wird. Über ein Drittel des Trinkwassers stammt aus dem Zürichsee. Die Wasserqualität der Gewässer hat somit auch für die Trinkwassergewinnung eine grosse Bedeutung.
 

Der Klimawandel wie auch das Bevölkerungswachstum werden den Druck auf die Wasserressourcen erhöhen und zu weiteren Belastungen führen. In Zukunft wird es eine grosse Herausforderung sein, den durch die zunehmenden Trockenheitsperioden steigenden Wasserbedarf für die landwirtschaftliche Bewässerung zu decken sowie qualitativ einwandfreies Trinkwasser bereitzustellen.

Versiegelte Flächen verhindern

Wasser ist die Lebensgrundlage für Menschen, Tiere und Pflanzen und befindet sich in einem ständigen Kreislauf. Im natürlichen Wasserkreislauf verdunstet in der Schweiz knapp die Hälfte des Regenwassers. Die zunehmende Verdichtung und Ausweitung des Siedlungsgebietes beeinflusst jedoch die lokalen Wasserkreisläufe. Wasserundurchlässige Flächen verhindern die Versickerung in den Untergrund und vermindern die Verdunstung. Die Folge ist ein erhöhter Oberflächenabfluss.

Der natürliche Wasserkreislauf als Vorbild

Die lokale Bewirtschaftung von Regenwasser soll sich deshalb vermehrt dem natürlichen Wasserkreislauf annähern. Die lokale Verdunstung und die Versickerung von Regenwasser werden gezielt gefördert. Auf begrünten (Dach-)Flächen kann das Wasser besonders gut verdunsten. Es entstehen artenreiche Lebensräume und die Verdunstung sorgt für ein ausgeglichenes Lokalklima. Die Versickerung speist das Grundwasser, das neben Quellwasser die wichtigste Trinkwasserquelle der Schweiz ist.