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Forschungskomplex gelöster organischer Kohlenstoff (DOC)

In den letzten zwei bis drei Jahrzehnten werden in vielen Oberflächengewässern Europas und Nordamerikas steigende Konzentrationen von gelöstem organischen Kohlenstoff (dissolved organic carbon: DOC) beobachtet. Dieser Trend ist auch in den Böden und Vorflutern bewaldeter und von Mooren und organischen Nassstandorten geprägter sächsischer Einzugsgebiete zu erkennen. Hohe und weiter zunehmende DOC-Konzentrationen finden sich bereits in einigen sächsischen Trinkwassertalsperren. Dabei geraten die bestehenden technischen Aufbereitungsmöglichkeiten zur Entfernung des DOC an ihre Grenzen. Um dem gesetzlichen Auftrag der Wasserversorgung in Qualität und Menge nachkommen zu können, müssten technologische Anpassungen bei der Trinkwasseraufbereitung auf Grundlage realistischer Prognosen der Entwicklung der DOC-Konzentration geplant werden. Dafür ist ein detailliertes Verständnis der Prozesse, die zum DOC-Anstieg führen, erforderlich.

Dazu widmet sich das Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie verschiedenen Forschungsprojekten und Monitoringmaßnahmen, wie z.B.:

FuE Projekt „Quellstärke von DOC-Austrägen aus Böden“

FuE Projekt „Bodenhydrologie“

Sondermessnetzes DOC

 

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(© LfULG, Laura Degenkolb)

Einzugsgebiete der von der DOC-Problematik betroffenen Trinkwassertalsperren Werda, Muldenberg, Carlsfeld und Sosa in Südwestsachsen

Kartenausschnitt von Südwestsachsen mit den farbig markierten Einzugsgebieten jener Trinkwassertalsperren, die DOC-belastet sind
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(© LfULG, Daniel Brückner)

V-Wehr am Zulauf der Wilzsch in die Talsperre Carlsfeld

Nahaufnahme eines V-Wehrs mit fließendem Überlauf
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(© LfULG, Annika Möller)

Rotbraunfärbung eines Fließgewässers durch starke DOC-Austräge im Einzugsgebiet der Talsperre Carlsfeld

Naturbelassener rot-brauner Bach fließt durch ein sonnengefluteten Wald
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(© LfULG, Laura Degenkolb)

DOC-haltiges Gewässer an einem organischen Nassstandort

braunes Gewässer umgeben von Birken und Fichten
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Entwicklung der DOC-Konzentration in den Zuflüssen der Talsperre Sosa von 1995-2019, basierend auf dem Messwerten der LTV (Stand Mai 2019).

Das Bild zeigt ein Diagramm mit zwei Punktwolken in blau und rot.

DOC, früher auch Huminstoffe genannt, sind relativ stabile, hochmolekulare Substanzen, die natürlicherweise in terrestrischen und aquatischen Ökosystemen vorkommen. Sie entstehen bei der Zersetzung von organischer Materie aus schwer umsetzbaren Resten, die z.T. miteinander verknüpft werden. Daher bilden sie ein polymeres Gemisch aus verschiedensten organisch-chemischen Bausteinen.

Ansteigende DOC-Konzentrationen sind ein weltweit zu beobachtendes Phänomen. Folgende überregionale Einflussfaktoren tragen dazu bei, dass DOC-Konzentrationen in Oberflächengewässer ansteigen:

  • Temperaturanstieg durch Klimawandel
  • Erhöhte Primärproduktion (durch Temperatur- und CO2-Anstieg)
  • Veränderte Niederschlagsverteilung (häufigere Dürreperioden und Starkregenereignisse)
  • Sinkende atmosphärische Säuredepositionen
  • Veränderte Landnutzung
  • (anthropogen veränderte) Moore im Einzugsgebiet und deren Regeneration/Degeneration

 

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