6/71 - Das Wasser des Eriesee - 1971 von Barry Commoner

6 - Das Wasser des Eriesees

Commoner-1971

wikipedia Eriesee wikipedia John_Maynard

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Das eklatanteste Beispiel für die Umweltkrise ist in den Vereinigten Staaten der Eriesee, ein riesiger Binnensee, der groß genug wäre, die ewige Fortdauer der Natur zu versinnbildlichen.55 Der Eriesee war einst eine bedeutende natürliche Hilfsquelle für eine reiche Umgebung, zu der ein halbes Dutzend großer Städte mit einer Bevölkerung von 13 Millionen Menschen, riesige und mannigfaltige Industrien, üppige Felder und einträgliche Fischereibetriebe gehörten.

Aber während all dieser Reichtum geschaffen wurde, wurde der See selbst vernichtet: Er wurde derart verschmutzt, daß die ursprünglichen biologischen Systeme, auf deren einwandfreiem Funktionieren der soziale Wert des Sees beruhte, weitgehend absterben mußten. Am Schicksal des Eriesees kann man ermessen, welchen Schaden wir unseren natürlichen Hilfsquellen zufügen, um den Reichtum einer Nation zu schaffen.

Die Menschen, die in der Nähe des Eriesees wohnen, haben während des letzten Jahrzehnts mehr als genügend Beweise für dessen Vernichtung zu sehen bekommen. Fast alle Strände wurden wegen Verschmutzung geschlossen; jeden Sommer türmen sich an den Ufern riesige Wälle von verwesenden Fischen und Algen auf; den Dreck in dem ehemals glitzernden Wasser durchdringt kein Sonnenstrahl; Ölmassen, die in einen der Zuflüsse geleitet worden waren, gingen einmal in Flammen auf. Das Lebensgleichgewicht des Eriesees ist zusammengebrochen, und wenn der See heute auch noch nicht »tot« ist, so scheint er doch einer tödlichen Krankheit unrettbar preisgegeben.56.

Der Eriesee ist ungefähr 12.000 Jahre alt. Er entstand aus dem riesigen Eisschild, das sich einst vom Nordpol über das Festland schob, das Bett der Fünf Großen Seen Nordamerikas auswusch, später schmolz und die neugeschaffenen Bodensenken mit klarem Wasser auffüllte. Mineralien aus dem angrenzenden Felsgestein lösten sich in dem Wasser des neuentstandenen Sees, und seine Zuflüsse trugen Stoffe heran, die aus dem Erdboden herausgespült worden waren. Nun konnte das Leben im See beginnen.

Mikroskopisch kleine Pflanzen — die Algen — wuchsen heran und vermehrten sich; ihre Körpersubstanz gewannen sie aus dem Wasserstoff des Wassers, aus dem Stickstoff und Phosphor der gelösten Nitrate und Phosphate und aus dem Kohlenstoff des in der Luft enthaltenen Kohlendioxyds.

Gedeiht in einem Gewässer erst einmal der Algenwuchs, kann sich ein ganzes Netz von unterschiedlichen Lebensformen entfalten: kleine Tiere, die die Algen fressen; Fische, die sich von diesen Tieren ernähren; Zersetzungsbakterien, die die organischen Abfallstoffe der Tiere wieder zu anorganischen Verbindungen reduzieren — also zu Kohlendioxyd, Nitrat und Phosphat —, von denen sich dann wiederum eine neue Algengeneration ernähren kann. Diesen Kreislauf bezeichnet man als den grundlegenden ökologischen Frischwasserzyklus.

Die frühesten Beobachtungen über den Eriesee, die uns schriftlich überliefert sind, stammen aus dem 17. Jahrhundert. Danach enthielt er damals einen großen und vielfältigen Fischbestand. Das Wasser war klar und eher dünn von Algen besiedelt, denn die Nährsalze, die in den See hineinsickerten, reichten gerade aus, um einen bescheidenen Pflanzenwuchs zu ermöglichen, der zudem durch die sich von den Algen ernährenden Kleintiere im Zaum gehalten wurde. Für mehr als 200 Jahre blieb dieses biologische Gleichgewicht des Eriesees erhalten.

Um die Jahrhundertwende jedoch zeigten die Berichte der Fischereibetriebe am Eriesee, daß im Lebensgefüge des Sees plötzliche Veränderungen eingetreten waren.57. Da war zunächst der Rote Stör (Seestör) fast völlig verschwunden, ein schmackhafter und wertvoller Fisch, den man dort stets zu fangen pflegte. Vor 1900 belief sich der jährliche Seestörfang auf eine Million Pfund, zehn Jahre danach war die Ausbeute auf 77.000 Pfund gesunken und sollte diese Menge nie wieder überschreiten; im Jahr 1964 konnten sogar nur noch 4000 Pfund an Roten Stören gefangen werden.

1920 war dann der Amurhecht, der bis dahin ebenfalls zu Millionen Pfund jährlich gefangen worden war, praktisch ausgestorben. In den dreißiger Jahren betrug die Ausbeute an Erieseerenken, einer Fischsorte, die einmal die Hälfte des gesamten Fischbestands im Eriesee ausgemacht hatte, statt 14 Millionen Pfund nur noch 764.000 Pfund und erlangte auch später nie wieder auch nur annähernd das ursprüngliche Ausmaß; von 1960 bis 1964 wurden jährlich nur noch 8000 Pfund Erieseerenken gefangen. 1940 war dann plötzlich auch der Ertrag an Kanadischem Zander drastisch gesunken und fiel in den Jahren 1960 bis 1964 weiter bis auf knapp 1000 Pfund.

Wenige Jahre danach verschwanden mit einem Mal auch die Weißfische aus dem See, und in den sechziger Jahren ereilte dasselbe Schicksal den Blauen Nordamerikanischen Zander. Die Gesamtausbeute an Fischen unterscheidet sich — was ihr Gewicht anbelangt — heute zwar nicht wesentlich von der der Jahrhundertwende, aber all die wertvollen Fischsorten wurden von »gewöhnlichen« Sorten verdrängt — von Flußbarsch, Spitzbrasse, Wels, Karpfen und in den fünfziger Jahren von einem schlagartigen Zustrom an Stinten. Der Handelswert des Fangs ist daher erheblich gesunken.

Die Fische also gaben erste Alarmzeichen dafür, daß das Lebensgefüge des Eriesees irgendwelchen einschneidenden Veränderungen unterworfen worden war, und ließen die Jahre um 1900 als Beginn dieses biologischen Wandels erkennen.

1928 untersuchte die <Naturwissenschaftliche Gesellschaft> von Buffalo58 den See und stellte keine Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung oder im Tier- und Pflanzenbestand des Sees fest, auf die der Rückgang bestimmter Fischsorten hätte zurückgeführt werden können. Als Ursache für das Aussterben dieser Fische hatte man auch die Verschmutzung des Sees durch die Abwässer und Industrieabfälle der umliegenden Städte in Betracht gezogen, aber der Bericht der Gesellschaft schloß mit der Feststellung, man könne »zuverlässig sagen, daß der See insgesamt bemerkenswert frei von irgendwelchen Verunreinigungen ist... Die häufig wiederholte Behauptung, Abfälle aus dem Detroit River und von den Städten am Westufer des Sees würden den östlichen Teil überschwemmen und die Fischgründe zerstören, ist völlig unbegründet. Auf offener See konnten nirgendwo Verschmutzungen irgendwelcher Art entdeckt werden, die zu beanstanden wären — und zwar weder im Wasser selbst noch in den Schlickablagerungen auf dem Grunde des Sees.«

Eine andere mögliche Ursache für das Fischsterben konnte darin liegen, daß das Wasser zuwenig Sauerstoff enthielt, um die aktiveren Arten ausreichend damit versorgen zu können. Der Sauerstoffgehalt des Seewassers ist ein sehr empfindlicher Indikator für dessen Verschmutzungsgrad. Wenn Abwässer in ihrem »Rohzustand« in einen See abfließen können, reichern sie das Wasser stark mit organischen Stoffen an. Je mehr organische Substanzen in den See gelangen, desto mehr Sauerstoff ist notwendig, um sie in anorganische Verbindungen umzuwandeln; dieser »biochemische Sauerstoffbedarf« oder BSB ist daher ein Maß für die Menge organischer Schmutzstoffe, die sich in einem Gewässer befinden.

Bestimmte Eigenarten der Wasserumwälzung in einem Binnensee beeinflussen nun stark dessen Sauerstoffgehalt. Der Sauerstoff gelangt von der Wasseroberfläche her in den See, das heißt von jener Stelle, an der das Wasser mit der Luft in Berührung kommt und an der die Intensität des für die photosynthetische Sauerstoffproduktion benötigten Sonnenlichts am stärksten ist. Das bedeutet, daß Sauerstoff nur bei einer ausreichenden Zirkulation der Wassermassen in die Tiefe des Sees gelangen kann. An den seichteren Stellen eines Sees — wie im westlichen Teil des Eriesees — wird das ganze Wasser allein durch den Wellengang so durchgeschüttelt, daß das sauerstoffreiche Wasser auch nach unten gelangt. Wo der See aber tiefer ist — wie im mittleren Abschnitt des Eriesees —, erfolgt solche vertikale Zirkulation nur zeitweise.

In den Sommermonaten — vor allem bei ruhigem Wetter — sind die Wassermassen dort gleichsam in Schichten erstarrt, so daß ein vertikaler Sauerstofftransport nicht möglich ist. Wenn nun der BSB des Seewassers oder Seebodens ausreichend groß ist, wird den tiefergelegenen Wassermassen fast der ganze Sauerstoff entzogen. Fische, die hier leben, weil ihr Körper auf die niedrigeren Temperaturen dieser Wasserschicht eingestellt ist, finden dann nicht genug Sauerstoff vor. Auf dem Grund des Eriesees leben nun aber viele Fische, die daher umkommen können, wenn der Sauerstoffgehalt dort zu stark absinkt.

Die Biologen, die im Jahr 1928 den Eriesee untersuchten, waren sich dieses Problems bewußt. Sie stellten jedoch nur einen geringen Sauerstoffverlust des Wassers fest und schlössen daraus, daß die Abwassermengen zu gering wären, um den Sauerstoffgehalt nachteilig zu beeinflussen.

Erst 1953 sollten die Biologen einen Schlüssel zu dem Problem finden. Im Sommer dieses Jahres kam es im westlichen Becken des Eriesees — in dem sich die Wassermassen normalerweise das ganze Jahr über ausreichend durchmischen — zu einer der auch dort gelegentlich auftretenden Schichtenbildungen. Den ganzen August über war die Windgeschwindigkeit außergewöhnlich niedrig, der Himmel wolkenlos und die Lufttemperatur hoch gewesen. Am 1. September kreuzte Dr. N. W. Britt59 vom Hydrobiologischen Institut der Ohio State University zwischen den Inseln im westlichen Becken, maß Wassertemperaturen und Sauerstoffgehalt und sammelte Proben vom Grund des Sees ein.

Seine fortlaufenden Aufzeichnungen ergaben, daß sich in dem Zeitraum vom i. bis zum 4. September im westlichen Becken eine thermische Schichtenbildung entwickelte. Als Folge davon wurde dem Wasser auf dem Grund des Sees nahezu der gesamte Sauerstoff entzogen; statt des normalen Sättigungswerts von etwa 5 ppm wies das Wasser dieser Schicht nur 1 ppm oder noch weniger Sauerstoff auf.

Als Ökologe befaßte sich Dr. Britt aber nicht nur mit den physikalischen Bedingungen, die in dem Gewässer herrschten, sondern auch mit deren Auswirkungen auf die in dem See vorhandenen Lebewesen. Sein besonderes Interesse galt der Eintagsfliege. Solange man sich entsinnen konnte, war dieses Insekt eine vertraute Erscheinung in der Gegend des Eriesees gewesen. In jedem Sommer, sobald die Larven, die den Grund des Sees bedeckten, herangereift waren, stiegen Schwärme ausgewachsener Eintagsfliegen über dem See auf. Waren sie erst einmal aufgetaucht, dann schwirrten sie unweigerlich um jedes nahegelegene Licht, dessen Schein die Sommernacht erhellte. Eintagsfliegen — sowohl die Larven als auch die fertig ausgebildeten Insekten — sind ein wichtiger Bestandteil der Fischnahrung im Eriesee; zu den beliebtesten künstlichen Fliegen der Angler dieser Gegend gehören daher auch jene, die der erwachsenen Eintagsfliege nachgebildet sind. Die Larven dieses Insekts können nur in tiefen Wasserschichten leben, die stark mit Sauerstoff angereichert sind.

Eine Reihe sorgfältiger Untersuchungen des Seegrunds zwischen 1929 und 1953 hatte ergeben, daß die Larven der Eintagsfliege diejenigen Tiere sind, die am häufigsten auf dem Grund des westlichen Erieseebeckens vorkommen. 300 bis 500 Larven pro Quadratmeter waren typisch für diesen Abschnitt. Am 5. September 1953 holte Dr. Britt auf einer Meßwarte in der Nähe der South Bass Island wieder einmal eine Sedimentprobe vom Boden des Sees herauf. Über einem feinmaschigen Sieb wusch er das Sediment aus und identifizierte und zählte die darauf zurückgebliebenen Tiere. Dr. Britt fand 93 Larven von Eintagsfliegen in einer Probe von 1/5 Quadratmeter Bodenfläche — also die übliche Anzahl von 465 Larven pro Quadratmeter —, aber sie waren alle tot. Die Larven waren nur teilweise verwest, und da der Zersetzungsprozeß bei den sommerlich hohen Wassertemperaturen schnell hätte fortschreiten müssen, schloß Dr. Britt, daß die Larven »nur wenige Stunden oder allerhöchstens wenige Tage tot sein konnten«. Sie waren infolge der kurzen thermischen Schichtenbildung und des dadurch verursachten niedrigen Sauerstoffgehalts des Wassers zwischen dem i. und 4. September eingegangen.

Vom 14. bis zum 26. September entnahm man demselben Bereich des Sees weitere 61 Bodenproben. Wo in früheren Jahren Hunderte von Eintagsfliegenlarven auf jedem Quadratmeter Boden gesessen hatten, fand man jetzt im Durchschnitt nur noch 44. Dr. Britt hatte zufällig einen entscheidenden Wendepunkt in der Biologie des westlichen Eriesees miterlebt und für die Wissenschaft dokumentiert. Zwar erholte sich der Larvenbestand noch einmal im Jahr 1954, danach verschwanden die Tiere jedoch völlig. In den Sommernächten am Eriesee merkte niemand mehr etwas von den Schwärmen der Eintagsfliege.

Während die Eintagsfliegen auf einen ziemlich großen Sauerstoffvorrat angewiesen sind, ist er für andere auf dem Grund lebende Tiere — wie insbesondere die rote Mückenlarve und die Fingernagelmuschel — nicht erforderlich. Ein Vergleich des Tierbestands60 am Boden des westlichen Eriesees von 1930 mit dem von 1961 ist daher aufschlußreich. Im Jahr 1930 beherrschten überall die Larven der Eintagsfliegen die Bodenfauna; in der freien See gab es Hunderte auf jedem Quadratmeter, ihre Dichte nahm nur in der Nähe der Einmündungsstellen verschmutzter Zuflüsse bei Detroit, Toledo und Monroe ab. Dies waren gleichzeitig die einzigen Stellen, an denen die roten Mückenlarven stark vertreten waren. Im Jahr 1961 dagegen fanden sich große Mückenlarvenpopulationen auch weit draußen im See, und nirgends gab es mehr eine größere Anzahl von Eintagsfliegenlarven.

Auch diese Zahlen zeigen, daß die Verschmutzung des westlichen Eriesees im Jahr 1953 ein Ausmaß erreicht hatte, bei dem der Sauerstoff der untersten Wasserschichten völlig aufgebraucht werden mußte. Obwohl die prekäre Situation nur für ein paar Tage anhielt, genügte das, um eine dauerhafte Veränderung in der Zusammensetzung der Bodenfauna herbeizuführen.

Zwar sind die frühen Berichte über den Tierbestand im Zentralabschnitt des Sees viel unvollständiger, aber die Unterlagen aus neuerer Zeit sind Beweis genug. Obwohl die zitierte Untersuchung des Sauerstoffgehalts im mittleren Abschnitt aus dem Jahr 1928 keine sauerstoffarmen oder sauerstofflosen Bereiche anführte, erbrachten spätere Analysen aus den Jahren 1955 bis 1964 gegenteilige und besorgniserregende Daten. So zeigte beispielsweise eine Meßreihe aus dem Jahr r9o4, daß der Sauerstoffgehalt eines Viertels des gesamten Bodenwassers während der sommerlichen Stratifikation auf o bis z ppm abgefallen war.

In den sechziger Jahren hatten sich also der westliche und mittlere Abschnitt des Sees von einem sauerstoffreichen in ein sauerstoffarmes biologisches System verwandelt. Wichtige Nahrungsquellen der Fische waren versiegt, und diejenigen Fische, die im Sommer das tiefere Wasser aufsuchten, gingen dort infolge des Sauerstoffmangels zugrunde. Nur im östlichen Bereich des Sees, wo er so tief ist, daß das Wasser auch noch in der Periode der thermischen Schichtenbildungen genügend Sauerstoff in seinen unteren Schichten enthält, konnten die Fische das ganze Jahr über eine kühle Wassertemperatur und ausreichend Sauerstoff vorfinden. Zum erstenmal in seiner 12000jährigen Geschichte treten im Eriesee also immer wieder gravierende Sauerstoffdefizite auf, deren Folgen für das Leben in dem Gewässer verhängnisvoll sind. Welches sind nun die Gründe für den periodischen Sauerstoffmangel?

Seit langem wissen die Biologen, daß zur bakteriellen Zersetzung organischer Abfallstoffe Sauerstoff notwendig ist. Praktische Anwendung fand diese Erkenntnis etwa bei der Konzeption der modernen Kläranlage, die eigentlich nichts anderes darstellt als eine Vorrichtung, die Aktivität der Mikroben, welche die Abfallstoffe in den natürlichen Gewässern zersetzen, unter Kontrolle ablaufen zu lassen. Der erste Schritt bei der Abwasseraufbereitung ist die Entfernung unverdaulicher Feststoffe. Dem folgt die Nachbehandlung in einem Sammelbecken oder Teich, wo besonders viele Abbaubakterien angesiedelt sind; im allgemeinen führt man diesen Behältern künstlich Sauerstoff zu. Hier werden nun die organischen Stoffe, die den Hauptbestandteil der Abwässer ausmachen, durch die mikrobische Oxydation in anorganische Substanzen umgewandelt. Wenn das System gut funktioniert, ist das Ergebnis eine klare wäßrige Lösung aus anorganischen Verbindungen, von denen Nitrat und Phosphat die wichtigsten sind.

Der Sauerstoffbedarf ist hier auf den Ort der Nachbehandlung beschränkt, wo ihm durch künstliche Sauerstoffzufuhr Rechnung getragen werden kann. Die anorganischen Produkte der Abwasserbehandlung, für die kein BSB besteht, können dann in Flüsse und Seen geleitet werden, ohne daß der Sauerstoffvorrat der Gewässer unmittelbar beansprucht wird. Industrieabfälle — beispielsweise von Konservenfabriken —, die eventuell auch einen beträchtlichen BSB aufweisen, kann man ebenso behandeln, um die sauerstoffverbrauchenden organischen Materialien in anorganische umzuwandeln.

Die Gesamtmenge an organischen Abfallstoffen, die jährlich in den See gelangt, bedarf zu ihrer Umwandlung in anorganische Salze ungefähr 180 Millionen Pfund Sauerstoff61. Eine mögliche Erklärung für die in letzter Zeit beobachteten Sauerstoffdefizite des Seewassers liegt also in der Erschöpfung des Sauerstoffvorrats durch die Bakterien, die diese Abfälle zersetzen. Diese Vermutung kann leicht auf ihre Stichhaltigkeit überprüft werden, erlauben uns doch detaillierte Messungen des im Sommer 1964 aufgetretenen Sauerstoffmangels die Mindestmenge an Sauerstoff zu berechnen, die dem Wasser hat entzogen werden müssen, damit dieses Defizit entstehen konnte. Das Sauerstoffdefizit der unteren Wasserschichten betrug allein im Zentralbecken 270 Millionen Pfund.

Es hatte sich in nur wenigen Wochen entwickelt — und zwar eben nur in einem Teil der gesamten Wassermassen — und mußte bis zu einem gewissen Grad noch durch die ständige Sauerstoffzufuhr aus der Luft gemildert worden sein. Das bedeutet, daß dem Eriesee insgesamt jährlich eine solche Menge organischer Substanzen zugeführt wird, daß ein Sauerstoffbedarf von sehr viel mehr als nur 270 Millionen Pfund entsteht. Wenn nun aber der Abbau der organischen Abfallstoffe, die jedes Jahr in den See geleitet werden, nur 180 Millionen Pfund Sauerstoff erfordert, dann müßte irgendwo im See ein noch viel stärkerer Sauerstoffbedarf vorhanden sein, der als die Hauptursache für den gefährlich niedrigen Sauerstoffgehalt des Wassers während der letzten Sommerperioden anzusehen wäre. Der Schlüssel zum Problem des Eriesees ist erst gefunden, wenn Art und Ort dieser riesigen und verborgenen Quelle erhöhten Sauerstoffbedarfs bestimmt worden sind.

Wir müssen uns hier daran erinnern, daß eine effektive Kläranlage fast die Gesamtmenge (nämlich ungefähr 90 Prozent) der organischen Stoffe, die ursprünglich in den Abwässern enthalten sind, in anorganische Produkte umwandelt. Auf diese Weise werden fast alle sauerstoffverbrauchenden organischen Abfälle zu Nitrat und Phosphat abgebaut und in dieser Form in die Oberflächenwasser abgelassen, welche sie ins Meer hinaustragen.

Nun ist aber klar ersichtlich, daß dieses Ziel im Eriesee — wie in einer steigenden Anzahl von Wassersystemen unseres Landes — durchkreuzt wird, denn die meisten anorganischen Endprodukte der Abwasserbehandlung fließen eben nicht ins Meer ab, sondern werden in organische Substanzen zurückverwandelt; von ihnen verbleibt ein Großteil im See und erzeugt dort jenen ungeheuren Sauerstoffbedarf, der so verheerende Auswirkungen auf die Biologie des Sees hatte.

Die Algen sind der entscheidende Faktor in diesem Prozeß. Zu den Krankheitssymptomen des Eriesees gehört das allsommerliche Auftauchen riesiger Algen-»Blüten«, ausgedehnter Wasserflächen, die — infolge eines durch die unbegrenzte Nahrungszufuhr bewirkten exzessiven Algenwuchses — dem See die Konsistenz und das Aussehen von Erbsensuppe verleihen. In den letzten Jahren wurden durch diesen massiven Algenwuchs ganze Binnenseen verfärbt und ihre Ufer von richtigen Algenwällen überzogen. Solche Algen-»Blüten« entwickeln sich schnell; sie sterben aber auch ebenso schnell wieder ab, sinken in die Tiefe und verkleben das Wasser mit der organischen Substanz der Algenkörper. Dieser Vorgang, den man als Eutrophierung oder Oberdüngung bezeichnet, ist die Hauptursache für das wachsende Sauerstoffdefizit im Eriesee.

Einige neuere Berechnungen lassen erschreckend deutlich werden, wie ernst das Problem der Eutrophierung tatsächlich ist. So hat man den laufenden Phosphat-»Haushalt« des Eriesees ermittelt: Die Phosphatmenge, die den Eriesee in Form von behandelten Abwässern und aus anderen Quellen überschwemmt, wurde auf 174.000 Pfund pro Tag geschätzt; die Menge, die über den Niagara aus dem See abfließt, beträgt 24.000 Pfund; die Differenz von 150.000 Pfund pro Tag oder 55 Millionen Pfund pro Jahr verbleibt im See — und zwar deshalb, weil sie für das explosionsartige, von der exzessiven Nährstoffzufuhr ausgelöste Algenwachstum verbraucht wird.62.

Bleibt noch die lebenswichtige Frage: Wenn dem See sehr viel mehr Phosphor zugeführt wird, als ihn verläßt, wo sind dann die Unmengen an Phosphor geblieben, die sich im Lauf der Jahre angesammelt haben müssen?

Eine Möglichkeit wäre, daß die Gesamtpopulation der Algen jedes Jahr um die Algenmenge zugenommen hätte, die aufgrund der jährlichen Steigerung der Nahrungszufuhr neu entstanden war. Diese Erklärung ist jedoch unbrauchbar, und zwar schon allein deshalb, weil ja nahezu alle Algen, die in den fruchtbaren Sommermonaten gewachsen sind, im Oktober und November absterben.

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Und genau darin liegt nun des Rätsels Lösung: Die Stickstoff- und Phosphorsalze, die dem See zugeführt werden, sammeln sich in Form von toten Algen an, die auf den Grund des Sees abgesunken sind. Ein Großteil der in den Eriesee geschütteten Abfälle häuft sich also als Rückstand von Algen und anderen Organismen auf dem Boden an; aus einem Wasserweg zum Meer ist der Eriesee mithin zu einer gigantischen Unterwasser-Jauchegrube geworden, zu einer riesigen Falle, die über den Überresten von Abfällen und Abwässern gierig zuschnappt.

Leider gibt es bis heute noch keine Analyse der Chemie und Biologie des Seegrunds, die detailliert genug wäre, um seine Auswirkungen auf die Biologie des ganzen Sees hinreichend klären zu können. Derlei Untersuchungen sind jedoch an einigen kleinen Seen des englischen Seengebiets gemacht worden; sie haben zu Erkenntnissen geführt, die die Zukunft des Eriesees in einem recht trüben Licht erscheinen lassen. Die englische Arbeit, über die C. Mortimer63 im Jahr 1941 berichtete, verglich das chemische Verhalten zweier Formen von Eisen, Eisen II und Eisen III, im Bodenschlamm verschiedener Seen miteinander.

Eisen III bildet unlösliche Verbindungen mit den im Schlamm enthaltenen Stoffen; ist ein solcher Schutz vorhanden, können sich am schlammigen Boden eines Gewässers Unmengen sauerstoffordernder Substanzen ansammeln, ohne daß der Sauerstoffvorrat der darüberliegenden Wassermassen angegriffen würde; ist jedoch kein Sauerstoff vorhanden, dann geht Eisen III in Eisen II über, das die am Boden lagernden Stoffe nicht binden kann, so daß sie in die nächsthöheren Wasserschichten eindringen. Wird der Sauerstoffvorrat in den Sommermonaten nahezu aufgebraucht, dann besteht die Gefahr, daß die Schutzschicht von Eisen III aufreißt — und das biologische Gefüge des Sees der schweren Belastung durch die Algennährstoffe aussetzt, die bis dahin im Schlamm gespeichert worden sind.

All dies bedeutet nun ganz einfach, daß durch den Mißbrauch des Eriesees als Schutthalde und Sammelbecken für kommunale, industrielle und landwirtschaftliche Abwässer und Abfälle im Grundschlamm des Sees ein riesiges und immer weiter anwachsendes Sauerstoffdefizit entstanden ist. Viele Jahre lang machte es die besondere Chemie des Eisens möglich, daß man um den Ausgleich dieses Defizits herumkam — nun aber ist der Punkt erreicht, an dem die Schutzfunktion des Eisen III / Eisen II-Systems zusammenzubrechen beginnt. In Zukunft kann eine besonders heiße und windstille Sommerperiode die Sauerstoff-»Schuld« plötzlich einfordern, die sich während eines ganzen Jahrhunderts aufgetürmt hat.

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Das würde ein »Umkippen« des biologischen Gefüges im Eriesee bedeuten, da dann zumindest vorübergehend einem noch sehr viel größeren Teil seiner Wassermassen der Sauerstoff entzogen würde. Mit einer solchen Katastrophe wäre die mißliche Lage, in der sich der See heute befindet, überhaupt nicht mehr zu vergleichen.

Das Voranstehende ist nur die nüchterne wissenschaftliche Beschreibung des Vernichtungsprozesses, dem das Leben im Eriesee ausgeliefert zu sein scheint. Es fordert zu der eindringlichen Frage heraus, wer denn nun eigentlich dieses Zerstörungswerk angerichtet habe. Fordert man solche Erklärungen, dann bekommt man als Antwort oft nur eine Beteuerung der eigenen Unschuld oder Unwissenheit zu hören, wenn der Befragte nicht gar völlig ausweicht oder Zuflucht bei höheren, unkontrollierbaren Gewalten sucht.

Betrachten wir nur einmal eine der am häufigsten vorgebrachten »Erklärungen« für den problematischen Zustand des Eriesees: das verfrühte Einsetzen eines natürlichen »Alterungs«-Prozesses. Diese Vorstellung ist ungemein tröstlich, entlastet sie doch das Gewissen von der schweren Bürde, den Zusammenbruch des biologischen Selbstreinigungssystems des Sees verursacht zu haben, indem sie davon ausgeht, das Sterben des Gewässers sei in jedem Fall unvermeidlich gewesen. Die dem zugrunde liegende Hypothese besagt nämlich, daß alle Seen sehr langsam von einem relativ unfruchtbaren, sauerstoffreichen in einen eutrophen Zustand übergehen, was dadurch bewirkt wird, daß im Lauf vieler Jahrhunderte immer mehr Nährsalze aus dem umliegenden Erdboden in das Wasser sickern. Dementsprechend leide der Eriesee an einer Art vorzeitiger Vergreisung — einer an sich normalen Verfassung, für die starke Fruchtbarkeit, starker Algenbewuchs und starker Sauerstoffmangel kennzeichnend sind, die aber gewöhnlich erst nach Tausenden von Jahren eintritt, während der Eriesee sie nun eben sehr viel schneller erreicht habe.

In diesem Zusammenhang ist es recht nützlich, die Geschwindigkeit näher zu betrachten, mit der sich die entsprechenden Veränderungen des Eriesees vollzogen haben. Wir verfügen über Berichte, die fast einhundert Jahre zurückreichen und wenigstens für einige Merkmale der Lebensbedingungen im See höchst aufschlußreich sind.

Diesen Dokumenten64 ist zu entnehmen, daß eine Reihe von Stoffen, die wichtige Bestandteile von Abfällen ausmachen — wie Natrium-, Kalium- und

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Kalziumsalze —, erst seit der Jahrhundertwende in immer größeren Mengen im Eriesee auftauchen.

Am Anfang nahmen sie nur langsam zu, aber seit 1940 ist ein steiler Anstieg dieser Substanzen zu verzeichnen. Was diese Veränderungen zu bedeuten haben, wird ersichtlich, wenn man sie mit entsprechenden Angaben für den Oberen See vergleicht, einem anderen der Fünf Großen Seen Kanadas, der noch größer ist als der Eriesee und in einem relativ dünn besiedelten Gebiet liegt, so daß ihm — im Verhältnis zu seinem Volumen — sehr viel weniger Schmutzstoffe zugeführt werden als dem Eriesee. Ein Konzentrationsanstieg, wie er für die genannten Salze im Eriesee seit dem Jahr 1900 zu verzeichnen war, konnte im Oberen See nicht beobachtet werden; die Salzkonzentration ist im gesamten Berichtszeitraum von annähernd einhundert Jahren praktisch unverändert geblieben. Leider gibt es keine vergleichbaren Langzeitstudien für Phosphat und Nitrat, aber die vorhandenen Daten zeigen, daß auch deren Werte im Eriesee, nicht jedoch im Oberen See angestiegen sind.

Noch eindrucksvoller ist die Geschichte der Algenbesiedlung des Eriesees, wie sie den tabellarischen Aufzeichnungen der Wasserwerke von Cleveland65 zu entnehmen ist; seit 1919 ließen sie täglich die Zahl der Algen registrieren, die sich in einer Probe von einem Kubikmillimeter Wasser befanden, welche man dem See genau dort entnommen hatte, wo auch das Wasser für die Versorgung der Stadt angesaugt wird. 1927 lag der Jahresdurchschnitt bei 100 Algen pro Milliliter; 1945 war er auf ungefähr 800 angestiegen, und 1964 erreichte er die Zahl 2500. Die Zahl für 1927 ist typisch für einen »jungen« See; nichts deutet hier darauf hin, daß der Alterungsprozeß des Eriesees schon vor 1927 eingesetzt hätte.

Nimmt man all diese Beobachtungen zusammen, dann gibt es keinerlei Anzeichen dafür, daß der Eriesee vor der Jahrhundertwende — und sei es auch nur ganz langsam — »gealtert« wäre. Die Anschauung, wonach alle Binnengewässer allmählich — über geologische Zeiträume hinweg — in den eutrophen Zustand übergehen, scheint überhaupt fragwürdig. In neuerer Zeit wurden Untersuchungen vorgenommen, die sich auf Schätzungen des Metallgehalts von Bodensedimenten stützen, von denen man wiederum auf die Sauerstoffverhältnisse im Lauf der Geschichte eines Sees schließen kann.

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Sie zeigen zum Beispiel, daß der eutrophe Esthwaite-Water-See in England schon bald nach seiner Entstehung sehr schnell — das heißt in nicht mehr als einigen hundert Jahren — in den sauerstoffarmen Zustand überging und während der letzten 9000 Jahre, von kurzen periodischen Schwankungen abgesehen, auch ständig darin verblieb.

Entsprechende Messungen, die man an Sedimentproben aus dem ganz in der Nähe gelegenen Windermere-See vornahm — der gegenwärtig nicht eutroph ist —, ergaben, daß auch in diesem See seit 9000 Jahren ein- und dieselben Bedingungen aufrechterhalten wurden.

Weder im Fall des derzeit eutrophen (Esthwaite Water) noch im Fall des gegenwärtig nichteutrophen Sees (Windermere) spricht also irgend etwas für den Eintritt allmählicher gradueller Veränderungen in der Eutrophierung. Zu ganz ähnlichen Ergebnissen kam man bei einer Untersuchung des Linsley-Teichs in Connecticut, der häufig als Beispiel für einen natürlich »gealterten« See angeführt wird.66. Wie beim Esthwaite Water zeigte auch hier der Metallgehalt der Bodensedimente, daß die Eutrophierung des Sees sehr schnell nach seiner Entstehung (durch das Schmelzen von Gletschermassen vor ungefähr 10.000 Jahren) eintrat und seitdem unverändert blieb.

Allein menschliches Eingreifen — und nicht die Beschleunigung eines angeblich natürlichen Eutrophierungsprozesses — ist für den gegenwärtigen Verfall des Eriesees und für seine so schrecklich ungewisse Zukunft verantwortlich zu machen. Die Schuld liegt ausschließlich bei uns.

Einen weiteren Anlaß zu Verwirrung — und dementsprechend zu Ausflüchten — bieten die vergleichsweise wenig komplizierten Prozesse, die zur Algenüberwucherung oder Eutrophierung des Eriesees führen und auch allgemein als Hauptursache seines problematischen Zustands gelten. Für das Wachstum der Algen sind insbesondere drei Nährstoffe unerläßlich: Kohlendioxyd, Nitrat und Phosphat. Nur wenn alle drei in ausreichenden Mengen vorhanden sind, können Algen gedeihen. Wenn eine der drei Substanzen fehlt, kann das Algenwachstum mithin durch die Zufuhr dieser einen Substanz ausgelöst werden. Daher kann jeder dieser Stoffe — je nach der örtlichen Beschaffenheit des Wassers — an der Algenschwemme »schuld« sein.

Eine solche dreiseitige Abhängigkeit bietet viel Raum für Ausflüchte, denn im Bewußtsein der Laien herrscht ja praktischerweise die Vorstellung, die Wissenschaft könne und müsse jede Wirkung auf eine einzige Ursache zurückführen.

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Als sich die Waschmittelhersteller mit der Tatsache konfrontiert sahen, daß ihre Waschmittel den Phosphatgehalt der Oberflächenwasser erheblich vermehrt hatten und die Eutrophierung in Gang gesetzt haben könnten, verwiesen sie daher auf die Nitrate als Ursache des Algenüberflusses67.

Andererseits pflegen die Landwirtschaftsexperten — als Antwort auf die Feststellung, daß das aus den stark gedüngten Feldern herausgewaschene Nitrat die Eutrophierungsprozesse anregt — gern die Aufmerksamkeit auf die hohen Phosphatmengen zu lenken. Und in letzter Zeit wurde großes Aufheben um die »Entdeckung« gemacht, daß Kohlendioxyd eine Algenblüte auslösen kann — was auch ganz richtig ist, wenn sowohl Phosphat als auch Nitrat so reichlich im Wasser vorhanden sind, daß die natürlicherweise aus der Luft zugeführte Kohlendioxydmenge nicht ausreicht, um den Algenwuchs zu unterhalten, der eigentlich möglich wäre.

Die vollständige Antwort ist vielmehr die, daß jeder der drei Algennährstoffe eine Algenblüte auslösen kann, sofern ein entsprechender Vorrat der beiden übrigen zur Verfügung steht. Wenn einer der drei Nährstoffe in übergroßen Mengen im Wasser enthalten ist, wird dessen biologisches System für die schädlichen Einflüsse der beiden übrigen anfällig. Keiner der drei Stoffe ist in hoher Konzentration ungefährlich, wenn eine Verschmutzung des Wassers durch ein wucherndes Algenwachstum verhindert werden soll.

Die verbreitetste Ausrede ist wohl auch die allgemeinverständlichste: Sie bezieht sich auf die moderne Behandlung der Abwässer. Die Geschichte des Eriesees zeigt ganz deutlich, daß (abgesehen von den Phosphaten, die durch die Waschmittel mit den kommunalen Abwässern, und von den Nitraten, die aus den künstlich überdüngten Ackerböden in den See gelangen) der Großteil an Algennährstoffen dem See über die Abwässer der Kläranlagen zugeführt wird. Vom ökologischen Standpunkt her gesehen, ist die Konstruktion dieser Anlagen verfehlt. Dies ist eine ganz simple Tatsache, wenn es in Anbetracht der riesigen und anhaltenden Investitionen, die für die Errichtung solcher Anlagen aufgebracht werden, auch außerordentlich schwerfällt, sie zu akzeptieren. Nach fünf Jahren intensiver Untersuchungen, zahlreicher Konferenzen und Beratungen veröffentlichte die Bundeskommission für Wasserverschmutzung 1968 einen zusammenfassenden Bericht über das Eriesee-Problem. Aber während der Bericht die Bedeutung der Eutrophierung und die Notwendigkeit, mehr »moderne Kläranlagen« zu errichten, hervorhebt, vergißt er, die Tatsache zu erwähnen, daß derlei Einrichtungen, gerade wenn sie einwandfrei funktionieren, die Eutrophierung nur verschlimmern können68.

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Am Beispiel des Eriesees läßt sich das massive Zerstörungswerk, das mit der Umweltverseuchung an unseren natürlichen Hilfsquellen vorgenommen wird, recht dramatisch darstellen. Aber dieses Beispiel ist nicht einzigartig; ganz ähnliche ökologische Veränderungen spielen sich im Michigan-, im Ontario- und im Bodensee ab; Frühstadien einer durch den Menschen verursachten Eutrophierung wurden in der Ostsee und sogar im Baikalsee nachgewiesen, der als der am wenigsten eutrophe See auf der ganzen Welt anzusehen ist. Und so stark die Verschmutzung des Eriesees auch bereits ist, so weist sie doch nur warnend auf die Möglichkeit noch größerer ökologischer Katastrophen hin.

Zu den sinnvollsten Methoden, Bedeutung und Tragweite der Umweltkrise zu verdeutlichen, gehört es vielleicht, jene Frage zu stellen, die immer wieder im Zusammenhang mit dem Eriesee auftaucht: Wie können wir ihn wieder in Ordnung bringen?

Ich glaube, die einzig richtige Antwort lautet: Das weiß niemand. Denn es sollte inzwischen klar geworden sein, daß, selbst wenn wir von einem Tag auf den anderen jede weitere Verschmutzung des Eriesees stoppen könnten, immer noch jene Unmengen an Schmutzstoffen übrigblieben, die sich mittlerweile am Grund des Sees angehäuft haben. Soweit ich weiß, hat bislang noch niemand einen auch nur einigermaßen praktikablen Vorschlag zur Lösung dieses Problems gemacht. Es ist, meiner Ansicht nach, nur allzu wahrscheinlich, daß der Eriesee niemals wieder in denselben oder wenigstens in annähernd denselben Zustand zurückversetzt werden kann, in dem er sich, sagen wir einmal, vor fünfundzwanzig oder fünfzig Jahren befand.

Dies also ist das Ergebnis unseres Sturmangriffs auf die Natur: Wir haben die biologische Beschaffenheit des Sees tiefgreifenden und unwiderruflichen Veränderungen unterworfen und den Wert, den dieses Gewässer für den Menschen darstellte, drastisch vermindert. Es besteht wohl kein Zweifel daran, daß wir auf diesem Weg nicht mehr lange werden fortfahren können.

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