Der Klimawandel beeinflusst die Gewässer 

Einfluss des Klimawandels auf den Wasserkreislauf

Der natürliche Wasserkreislauf wird durch den Klimawandel erheblich verändert. Milde Winter, nasse Frühlinge und heisse Sommer mit intensiven Unwettern führen zu einer veränderten jahreszeitlichen Verteilung der Niederschläge: weniger Wasser wird als Schnee gespeichert, Gletscher schmelzen, und die Verdunstung nimmt zu. Dadurch verändern sich die Abflussmengen und die saisonale Verfügbarkeit von Wasser.

Steigende Wassertemperaturen und ihre Folgen für Wasserlebewesen

Die Wassertemperaturen in den Fliessgewässern steigen infolge des Klimawandels kontinuierlich an und überschreiten immer häufiger kritische Schwellenwerte für die dort lebenden Organismen.

Gleichzeitig nehmen Trockenperioden zu, während Hochwasserereignisse im Winter häufiger auftreten – beides kann die Fortpflanzung vieler Fischarten erheblich beeinträchtigen.

In den Seen zeigt sich die deutlichste Erwärmung im Herbst in den oberflächennahen Wasserschichten. Die Dauer der winterlichen Zirkulationsphase verkürzt sich, was die Rücklösung von Phosphor aus dem Sediment begünstigt. Dadurch reichern sich Nährstoffe im Seewasser an (Eigendüngung). Von den höheren Temperaturen und dem erhöhten Nährstoffangebot profitiert insbesondere die Burgunderblutalge.
 

Folgen für Wasserqualität und Nutzung

Der Klimawandel beeinflusst auch die Wasserqualität. Führen Flüsse und Bäche wenig Wasser, wird das gereinigte Abwasser, das in sie eingeleitet wird, ungenügend verdünnt – die Konzentrationen von unerwünschten Nährstoffen und Mikroverunreinigungen steigen.

Zur Bewältigung der negativen Effekte dieser Veränderungen braucht es neue Konzepte: ein integrales Risikomanagement beim Hochwasserschutz, mehr Feuchtgebiete zur Wasserspeicherung, ein verbessertes Management der Wasserkraftnutzung und der landwirtschaftlichen Bewässerung sowie den Erhalt und die Schaffung neuer Wasserlebensräume und kühlender Adern.

Schwammstadt und Schwammland als Antwort auf den Klimawandel

Um den Herausforderungen von Trockenheit, Hitze und Starkniederschlägen zu begegnen, wird weltweit und vermehrt auch im Kanton Zürich das Schwammstadt- und Schwammland-Prinzip zu Hilfe gezogen: Dabei wird mit städtebaulichen und anbautechnischen Methoden in Land- und Forstwirtschaft Wasser zurückgehalten und versickert. So kann es bei Trockenheit von den Pflanzen aufgenommen werden und über die Verdunstung die Umgebung kühlen. 

Nährstoffe und Mikroverunreinigungen beeinträchtigen die Wasserqualität 

Durch menschliche Tätigkeiten gelangt eine Vielzahl von Stoffen in die Gewässer, die zu Problemen führen können. Bei den Problemstoffen unterscheidet man zwei grosse Gruppen: die Nährstoffe, zu denen vor allem Phosphor- und Stickstoffverbindungen gehören, und die organischen Spurenstoffe (Mikroverunreinigungen).

Umweltbeobachtung

Die Wasserqualität der Gewässer und des Grundwassers im Kanton Zürich wird überwacht. Die Seen werden regelmässig beprobt, den Fliessgewässern an 15 Hauptmessstellen mittels Schöpfautomaten kontinuierlich Wasserproben entnommen. Zusätzlich werden an etwa 80 über den ganzen Kanton verteilten Messstellen monatlich Stichproben aus den Gewässern geschöpft und Messungen vor Ort durchgeführt. Die Grundwasserqualität wird an ausgewählten Messstellen, meist Grundwasserfassungen, erfasst und überwacht. Die Resultate ermöglichen die Beurteilung der langfristigen Entwicklung der Wasserqualität und eine geografische Übersicht der aktuellen Belastungen.

Nährstoffe – ein Überangebot bringt die aquatischen Ökosysteme aus dem Gleichgewicht

Phosphorverbindungen gelangen vor allem durch Abwasser sowie durch Abschwemmung von Dünger in die Gewässer, wo sie das Algenwachstum fördern – ein Überangebot an Phosphor kann zu Algenblüten führen. In den vergangenen Jahrzehnten wurden grosse Anstrengungen unternommen, um die Phosphorbelastung zu reduzieren und den Zustand der Seen dadurch zu verbessern.

Stickstoffverbindungen stammen aus verschiedenen Quellen. Stickoxide aus Verbrennungsprozessen und Ammoniak aus der Landwirtschaft führen über atmosphärischen Eintrag zu einer unerwünschten Düngung von Wäldern und Mooren. Stickstoff wird ausserdem über Dünger (Gülle, Mist, Kompost oder Mineraldünger) in den Boden eingebracht. Dort wird er u. a. zu Nitrat umgewandelt und kann in die Fliessgewässer oder ins Grundwasser ausgeschwemmt werden, sofern er nicht von Pflanzen aufgenommen wird. Eine weitere bedeutende Stickstoffquelle ist gereinigtes Abwasser. Seit Abwasserreinigungsanlagen (ARA) vermehrt strengere Anforderungen beim Stickstoffabbau einhalten müssen, konnte der Eintrag von Nitrat in die Gewässer reduziert werden.

Erfolge im Gewässerschutz

Umfangreiche Gewässerschutzmassnahmen konnten die Wasserqualität in Bezug auf Nährstoffe dauerhaft verbessern. Erhöhte Konzentrationen von giftigem Ammonium und Nitrit treten heute nur noch selten auf und gefährden die Wasserlebewesen kaum mehr.

Diese erfreuliche Entwicklung ist auf den kontinuierlichen Ausbau und die Sanierung von ARA sowie auf Massnahmen in der Landwirtschaft zurückzuführen. Zusätzlich begünstigten milde Winter die Umwandlung von Nitrit in Nitrat, was die Nitritbelastung in den Gewässern weiter reduzierte.
 

Die Belastung der Gewässer mit Nitrat und Phosphor ging nicht mehr wesentlich zurück. Die Vorgaben für Fliessgewässer werden regelmässig überschritten. Die ARA erfüllen zwar die geltenden Einleitbedingungen mit wenigen Ausnahmen. Fliessgewässer, die einen hohen Abwasseranteil haben, erfüllen die Zielwerte für Nitrat und Phosphat dennoch häufig nicht.

Auch bei geringem Abwasseranteil werden die Zielvorgaben nicht erreicht. Dies verdeutlicht, dass auch diffuse Einträge aus der Landwirtschaft sowie Entlastungen aus der Kanalisation bei Starkregen zur Belastung beitragen.

Im Grundwasser sind die Nitratkonzentrationen nach wie vor erhöht

Gemäss Gewässerschutzverordnung sollte Grundwasser weniger als 25 mg/l Nitrat aufweisen. Seit 1990 überwacht das AWEL die Nitratkonzentrationen im Grundwasser an ausgewählten Messstellen verteilt über den ganzen Kanton Zürich. Während die Qualität des Grundwassers in den 90er Jahren durch die neue Gewässerschutzverordnung und gezielte Düngeberatung stark verbessert werden konnte, stagniert die Nitratkonzentration einzelner Probenahmestellen seit 2002.

Die Ergebnisse zeigen auf, dass die bisherigen Massnahmen nicht ausreichen, die Nitratkonzentrationen im Grundwasser dauerhaft zu senken. Es sind zusätzliche Massnahmen im Bereich Bewirtschaftung und Beratung notwendig.

Mikroverunreinigungen – kleinste Spuren mit grosser Wirkung

Unter dem Begriff «Mikroverunreinigungen» wird eine Vielzahl von Schadstoffen zusammengefasst, die in Gewässern vorkommen – meist in sehr geringen Konzentrationen. Dennoch können einige dieser Stoffe Wasserlebewesen gefährden oder die Qualität unseres Trinkwassers beeinträchtigen. Das Kantonale Labor Zürich ist die zuständige Aufsichtsbehörde für das Trinkwasser, unser wichtigstes Lebensmittel überhaupt. 

Die meisten Mikroverunreinigungen stammen aus Produkten, die in der Landwirtschaft, im Haushalt und im Garten oder in der Industrie und im Gewerbe verwendet werden, etwa Pestizide, Medikamente, Reinigungsmittel, Kosmetika oder künstliche Lebensmittelzusätze.

Eintragswege der Mikroverunreinigungen in die Gewässer

Mikroverunreinigungen gelangen in die Gewässer, weil sie entweder wie die Pestizide direkt in der Umwelt angewendet oder wie die Medikamente in den ARA nur unvollständig abgebaut werden. 

Die Wirkstoffe können von dort leicht abgeschwemmt werden und so in die Gewässer gelangen.

Pestizide sind wichtige 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 bekämpfen 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 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.

Per- und polyfluorierte Stoffe (PFAS) – langlebig und giftig

Unter dem Begriff «Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen» (PFAS) werden organische Stoffe zusammengefasst, deren meist langkettigen Moleküle mehrere Fluoratome enthalten oder vollständig fluoriert sind. Diese Verbindungen werden seit Jahrzehnten u. a. in der Herstellung von Textilien, in Skiwachs, Elektronik, Papierbeschichtungen, Farben, Feuerlöschschäumen und Pflanzenschutzmitteln eingesetzt. Da sie in der Umwelt kaum abgebaut werden, lassen sie sich heute als Mikroverunreinigungen weltweit in Böden, Gewässern, Lebensmitteln und Organismen nachweisen.
Seit die OECD im Jahr 2021 eine umfassende Definition eingeführt hat, zählen mehr als zehntausend verschiedene Substanzen zu den PFAS.

Landwirtschaft kann viel zum Gewässerschutz beitragen

Der Nährstoffeintrag aus der Landwirtschaft in Gewässer und Grundwasser kann mit geeigneten Massnahmen reduziert werden. Wichtig sind die sichere Lagerung von Gülle und Mist und das bedarfsgerechte Ausbringen.

Damit weniger Pflanzenschutzmittel in Oberflächengewässer gelangen, gelten für ihren Einsatz strenge Anwendungsauflagen. Dazu zählen Pufferstreifen sowie weitergehende Abstandsauflagen, die gegenüber Gewässern einzuhalten sind und Massnahmen, die Abdrift minimieren. Produktionssysteme und Labelprogramme wie der Biolandbau und IP-Suisse stehen zudem für eine Lebensmittelproduktion mit einem geringeren Einsatz von Pflanzenschutzmitteln.

Plätze für die Befüllung und Reinigung von Spritzen verbessern den Gewässerschutz

Beim Befüllen und Reinigen von Spritzgeräten können Pflanzenschutzmittel oder pflanzenschutzmittelhaltiges Reinigungsabwasser in Gewässer gelangen. Diese punktuellen Einträge tragen wesentlich zur Belastung der Schweizer Gewässer mit Pestiziden bei. Bereits kleinste Mengen können Wasserlebewesen erheblich schädigen. Um dies zu verhindern, müssen sämtliche Spritzgeräte fachgerecht befüllt, gespült, gereinigt und gelagert werden. Dazu dient ein speziell dafür eingerichteter Platz mit geeigneter Rückhaltung und Entsorgung.

Am Strickhof, dem landwirtschaftlichen Bildungs- und Beratungszentrum des Kantons, wurde ein praxisnahes Modell für Füll- und Waschplätze entwickelt. Für den Bau solcher Anlagen, die auch von mehreren Betrieben genutzt werden können, stehen unter bestimmten Voraussetzungen Subventionen zur Verfügung. Damit leistet der Kanton einen wichtigen Beitrag im Gewässerschutz.

Abwasserreinigung - mit Technik gegen Mikroverunreinigungen

Über 99% der Haushalte des Kantons sind an eine Kanalisation angeschlossen. Ihr Abwasser gelangt, zusammen mit dem Abwasser aus Industrie und Gewerbe, in eine von 71 kommunalen ARA. Rund 260 Mio m³ Abwasser pro Jahr, knapp der doppelte Inhalt des Greifensees, werden in den ARA zuverlässig behandelt und in Flüsse und Seen zurückgeleitet. Die hohe Reinigungsleistung der Zürcher ARA konnte in den letzten Jahren weiter verbessert werden. 

In konventionellen ARA werden Mikroverunreinigungen nur ungenügend eliminiert. Deshalb werden ARA mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe ausgebaut.

Bereits 12 ARA im Kanton Zürich, die zusammen 51% des Zürcher Abwassers behandeln, sind aufgerüstet worden. Bis im Jahr 2035 werden 22 weitere ARA folgen.

Die weitergehende Abwasserreinigung zeigt Erfolge

Messungen in den Gewässern zeigen 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 den Perioden 2018 bis 2021 und 2022 bis 2025 im Vergleich zu derjenigen von 2015 bis 2017 zurückgegangen.

Der bei der Abwasserreinigung anfallende Klärschlamm, rund 30'000t pro Jahr, wird seit 2015 zentral in Zürich verwertet. Dies ermöglicht eine umweltschonende Entsorgung und zukünftig die Rückgewinnung der wertvollen und knappen Ressource Phosphor.

Wasser ist Lebensraum für Natur und Mensch 

Fliessgewässer vernetzen Lebensräume an Land und im Wasser und bilden die Lebensgrundlage für eine Vielzahl von Pflanzen- und Tierarten. Gleichzeitig zählen sie zu den am stärksten vom Menschen beeinträchtigten Ökosystemen – auch im Kanton Zürich. Seit der Industrialisierung wurden zahlreiche Gewässer begradigt und verbaut. Diese Eingriffe führten zu einer erheblichen Verarmung der ökologischen Vielfalt. Um die natürlichen Funktionen der Fliessgewässer für Mensch und Umwelt wiederherzustellen, verfolgt der Kanton Zürich eine umfassende Revitalisierungsstrategie.

Bis zum Jahr 2035 sollen rund 100km Fliessgewässer sowie etwa 5km Seeufer ökologisch aufgewertet werden. Neben baulichen Massnahmen steht auch die Verbesserung des Geschiebehaushalts im Fokus. Der Transport von Kies und Sand durch die Gewässer ist für Wasserlebewesen und laichende Fische von zentraler Bedeutung. Ergänzend dazu wird die Durchgängigkeit für Fische und andere aquatische Lebewesen verbessert sowie schädliche Schwall-Sunk-Abflüsse bei Wasserkraftwerken reduziert.

Mehr Natur, mehr Lebensraum: z.B. Revitalisierung der Jonen in Rifferswil

Zwischen 2023 und 2025 wurde die Jonen oberhalb von Rifferswil auf rund 1km Länge aus ihrem kanalisierten Bett befreit und in eine naturnahe Bachlandschaft verwandelt. Der mäandrierende Bach bietet nun vielfältige Lebensräume für Pflanzen, Amphibien, Fische und zahlreiche Tierarten wie Fledermäuse und Wiesel. Ergänzt wird das Projekt durch einen Erlebnispfad mit Info-Tafeln und Naturstationen, der den neuen Erholungsraum für Spaziergänger und Familien zugänglich macht.

Gewässerunterhalt sorgt für Strukturreichtum

Strukturen und geeigneten Lebensräume für Fische und Wasserinsekten können auch durch Pflegemassnahmen oder punktuelle kleinere Eingriffe geschaffen werden. Der kantonale und kommunale Gewässerunterhalt und die Gewässerwarte verfolgen mit ihrer Pflege gleichzeitig Ziele im Hochwasserschutz und in der Ökologie.

Im Rahmen eines kantonalen Strukturverbesserungsprojekts wertet der Gewässerunterhalt durch den Einbau von Strukturen kurze Gewässerabschnitte auf. Die Töss wurde durch den Einbau von strukturreichen Inseln in den Jahren 2024 und 2025 auf fast 200m aufgewertet. Mit diesen einfachen ingenieurbiologischen Massnahmen (Bauzeit rund vier Wochen) im Sohlenbereich die Habitatvielfalt deutlich erhöht. Dank den eingebauten Inseln gibt es eine viel grössere Strömungsvielfalt, abwechslungsreichere Wassertiefen und mehr Unterstände für Fische.

Erholungsräume entlang der Gewässer: Mehrwert durch ganzheitliche Wasserbauprojekte

Wasserbauprojekte im Kanton Zürich dienen heute nicht nur dem Hochwasserschutz, sondern verfolgen ganzheitliche Ziele: ökologische Aufwertung, landschaftlich attraktiv gestaltete Räume, Resilienz gegenüber dem Klimawandel und – wo möglich – die Schaffung von Erholungsräumen für die Bevölkerung. Letzteres ist gesetzlich verankert, wird aber oft nachrangig behandelt. Mit der Jubiläumsdividende 2020 der Zürcher Kantonalbank (ZKB) wurde das Projekt #hallowasser ins Leben gerufen. Es setzt einen neuen Schwerpunkt auf bewusst gestaltete Zugänge und Aufenthaltsräume entlang der Flüsse im Kanton Zürich und verleiht der Naherholung im Wasserbau zusätzliche Bedeutung.

An der Glatt konnten in den letzten Jahren bereits Projekte realisiert werden, die aufzeigen, wie attraktiv gestalteter Wasserbau und Erholung kombiniert werden können. In den nächsten Jahren werden entlang der Fliessgewässer im Kanton Zürich dank der Jubiläumsdividende der ZKB weitere, attraktive Zugänge entstehen.

Gebietsfremde Arten haben schon viele Seen und Flüsse besiedelt

Verschiedene Arten von gebietsfremden aquatischen Tieren und Pflanzen (aquatische Neobiota) wie die Quaggamuschel oder der Grosse Höckerflohkrebs haben inzwischen viele Gewässer im Kanton Zürich besiedelt. 
Weil in den meisten Fällen keine Mittel oder Methoden zur Verfügung stehen, um eine bestimmte Art grossflächig zu kontrollieren oder zu beseitigen, ist es entscheidend, neue Einschleppungen zu verhindern. Es ist wichtig, die aktuelle Verbreitung der bereits vorhandenen gebietsfremden Tiere und Pflanzen zu kennen und wirkungsvolle Präventionsmassnahmen umzusetzen.

Die Larven oder Eier sind mit dem blossen Auge oft kaum sichtbar. Daher müssen Boote und Ausrüstung, die von einem ins nächste Gewässer transportiert werden, sorgfältig kontrolliert, gereinigt und getrocknet werden. Der Kanton Zürich hat am 1. April 2025 eine Schiffsmelde- und -reinigungspflicht (SMRP) eingeführt. Kennzeichnungspflichtige Boote müssen bei jedem Gewässerwechsel gemeldet und bei einer autorisierten Reinigungsstelle gereinigt werden. Das Ziel der Massnahme ist es, die von der Quaggamuschel noch freien Gewässer zu schützen und die Einschleppung neuer Arten zu verhindern.