Abteilung Oberflächengewässer

Der ETH-Rat ernennt Carsten Schubert zum neuen Mitglied der Direktion des Wasserforschungsinstituts Eawag.

Wuchernde Teppiche von schwimmenden Wasserpflanzen sind die Folge von zu vielen Nährstoffen. Sie könnten aber Teil von Lösungsstrategien werden, zeigen Eawag-Forschende.

Bläst der Wind am Bielersee aus Südwesten und regnet es heftig, so werden grosse Mengen an Sediment aus der Aare in den See geschwemmt. Da der Südwestwind auch die Seezirkulation beeinflusst, bestimmt die Windrichtung wesentlich, wo sich das Sediment im See ablagert, nämlich entlang des Ostufers in Richtung Biel – eine wichtige Erkenntnis, um Risikogebiete für Hangrutschungen zu identifizieren.

Die Ergebnisse einer neuen Messkampagne auf dem Kivu-See in Afrika zeigen, dass die Methan-Konzentration im Wasser anders als bisher angenommen relativ stabil ist oder nur sehr langsam anwächst. Die Gefahr eines plötzlichen Gasausbruchs aus dem See steigt daher zurzeit nicht weiter an.

Ob ein See einmal mit zu vielen Nährstoffen belastet war, spiegelt sich auch Jahrzehnte später in der Gemeinschaft von Bakterien, welche im Sediment von diesen Nährstoffen leben. Doch wie die Mikroben im Sediment zusammenarbeiten, ist noch erstaunlich wenig erforscht.

Die Anpassung an wärmere Umweltbedingungen kann die Widerstandkraft von Viren stärken, sodass sie sich weniger leicht inaktiveren lassen. Dies zeigt eine neue Studie unter Beteiligung der Eawag. Die Klimaerwärmung könnte daher dazu führen, dass die Bekämpfung von Viren schwieriger wird.

Der Verfahrenstechniker Adriano Joss vom Wasserforschungsinstitut Eawag beschäftigt sich seit vielen Jahren mit Kläranlagen und der Entfernungen von Mikroverunreinigungen aus dem Wasser. Gemeinsam mit dem Leiter des Eawag-Partikellabors Ralf Kägi hat er den aktuellen Stand des Wissens zum Thema Mikroplastik zusammengetragen. In einem Interview stellt er die wichtigsten Erkenntnisse vor. Ausführliche Informationen haben wir neu auf der Webseite «Mikroplastik in der Umwelt» zusammengestellt.

Forschende von Agroscope, Eawag, Universität Bern und ETH haben eine Methode entwickelt, um Rückstände organischer Schadstoffe in Böden und Sedimenten umfassend nachzuweisen. Die Resultate zeigen: Neben bekannten sind auch einige erstmals detektierte Substanzen zu finden.

126 Schweizer Forschende, darunter 6 von der Eawag, wollen ihre Landsleute in der Schweiz auf einige wissenschaftliche Fakten aufmerksam machen, die Covid-19 mit der natürlichen Umwelt verbinden.

In der Schweiz werden vielerorts Fliessgewässer und Seeufer revitalisiert. Die neue Praxisdokumentation «Wirkungskontrolle Revitalisierung» von Eawag und BAFU schafft die Grundlage, um gemeinsam über Projektgrenzen hinweg zu lernen.

Die andere Seite der lästigen Teppiche aus Blütenstaub auf Autos, Gartenmöbeln und weiteren Flächen: Pollen auf den Seen zeigen auf Satellitenbildern Strömungen, die sonst nur in Computermodellen sichtbar sind. Die Fernerkundungsexperten und Seephysiker freuts.

Nach heftigen Niederschlägen fliesst häufig ungereinigtes Abwasser in Flüsse und Bäche. So gelangen auch antibiotikaresistente Bakterien in die Gewässer. Welche genau und in welchen Mengen untersuchen Forschende der Eawag im Rahmen eines Nationalen Forschungsprogramms.

Der diesjährige Weltwassertag der Vereinten Nationen steht unter dem Motto «Wasser und Klimawandel». Welchen Einfluss der Klimawandel auf die Gewässer in der Schweiz hat, darüber spricht Umweltnaturwissenschaftler Martin Schmid, Leiter der Eawag-Gruppe Angewandte Systemanalyse in der Abteilung Oberflächengewässer.

Pflanzenschutzmittel in Bachsedimenten führen zu schädlichen Wirkungen auf Organismen. Das haben das Oekotoxzentrum und das Wasserforschungsinstitut Eawag im Rahmen einer Überwachung von fünf Bächen in Landwirtschaftsgebieten herausgefunden. Betroffen waren vor allem Kleinkrebse. Mehrere Insektizide, darunter Chlorpyrifos und Pyrethroide, überschritten Effektschwellen, so dass die Sedimentqualität beeinträchtigt war.

Das Global Science Film Festival fand vom 15. bis 17. November in Zürich statt. Neben Filmen und Kurzfilmen wurden auch von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in einem speziellen Workshop produzierte Videos gezeigt. Darunter war auch einer von Helmut Bürgmann und Davide Ciccarese.

Die Energiestrategie fordert einen weiteren Ausbau der Wasserkraft. Das setzt die Schweizer Gewässer und Gewässerlandschaften unter Druck. Am Eawag Infotag diskutieren heute gut 200 Fachleute aus Praxis, Forschung und Verwaltung, wie den unterschiedlichen Interessen am Wasser nachhaltig nachgekommen werden kann und wo die Konkurrenz dieser Interessen eine Prioritätensetzung verlangt. Die Eawag-Forscherinnen und -Forscher zeigen dabei auf, dass es nicht nur um technische Lösungen geht, sondern auch um Fragen der sozialen Akzeptanz, zum Beispiel dann, wenn Massnahmen zugunsten der Gewässerökologie dazu führen, dass der Strompreis steigt.

Die Sommerhitze hat die Schweiz erreicht. Eine Abkühlung im See schadet da sicher nicht. Wie erfrischend das Bad im Zürichsee momentan, in einigen Stunden und den nächsten Tagen sein wird, lässt sich auf der Webseite «Meteolakes» herausfinden.

Stichlinge haben es seit der letzten Eiszeit geschafft, vom Meer aus zahlreiche Süssgewässer zu besiedeln. Genanalysen von Forschenden der Eawag, der Universität Bern und vom National Institute of Genetics in Shizuoka (Japan) zeigen nun, dass ihnen dies aufgrund zusätzlicher Genkopien eines Stoffwechsel-Gens gelungen ist.

Der Geologe Carsten Schubert ist vom ETH-Rat zum Titularprofessor ernannt worden. Er wird damit für seine Forschung zu biogeochemischen Kreisläufen geehrt sowie für seine Lehrtätigkeiten und Ausbildung von Doktoranden.

Seit dieser Woche treibt die 100 Quadratmeter grosse Forschungsplattform namens «LéXPLORE» auf dem Genfersee. Mit an Bord: Unzählige Sonden und Sensoren, mit deren Hilfe Forschende der Eawag, EPFL und den Universitäten Lausanne und Genf ökologische Vorgänge im Genfersee sowie die Wechselwirkungen zwischen Wasser und Atmosphäre verstehen wollen.

Bakterien, die gegen Antibiotika resistent sind, werden in der Abwasserreinigung nicht vollständig eliminiert. Nur ein Teil der Resistenzen stammt aus dem Zulauf, viele andere finden sich in Belebtschlammbakterien. Wie eine neue Studie der Eawag zeigt, sind Abwasserreinigungsanlagen mehr als nur eine Durchlaufstation – die Resistenzen sind dort aktiv und verändern sich.

Wenn eine Bevölkerung schnell wächst und intensiv Landwirtschaft betreibt, leidet häufig die Umwelt darunter. Nicht nur heute, sondern bereits zur Römerzeit. Beweise dafür fanden Forschende der Eawag in Sedimenten des Murtensees.

Wenn es in den Bergen stark regnet, tragen Flüsse viel Geschiebe in die Stauseen. Um zu verhindern, dass sich das Volumen des Sees so immer weiter reduziert, verfügen einige Stauseen über Bypass-Tunnel, die das Geschiebe in den Unterlauf des Bachs umleiten. Dass solche Stollen nicht nur ökonomisch sinnvoll sind, sondern auch einen ökologischen Nutzen haben, zeigte unter anderem eine Untersuchung am Solis-Staudamm im Kanton Graubünden.

Wann erreicht die giftige Blaualgenblüte ihren Höhepunkt und wie reagiert ein See auf Hitzeperioden? Satellitenbilder werden diese Fragen künftig in Echtzeit beantworten. Das zeigt unter anderem ein neuer Datensatz eines Eawag-Forschenden. 

Klare Bergseen könnten sich künftig immer häufiger in milchige Suppen verwandeln. Schuld daran ist der Klimawandel. Das zeigt eine neue von der Universität Lausanne geleitete Studie unter Mitarbeit der Eawag und des nationalen französischen Agrarforschungsinstituts am Beispiel eines französischen Gebirgssees.

Nicht nur durch die Klimaerwärmung ändert sich die Temperatur in Seen, Flüssen und anderen Gewässern. Auch ihre Nutzung für Heizungen und Kühlungen führt dazu, dass die Wassertemperatur steigt oder sinkt. Welche Auswirkungen dies auf die aquatischen Ökosysteme haben kann, ist allerdings immer noch spärlich untersucht. Das zeigt eine Literaturstudie der Eawag und der Universität Bern. 

Die Daueruntersuchung an grösseren Schweizer Fliessgewässern läuft seit bald 45 Jahren. Eine Auswertung der Zeitreihen zeigt, dass sich mit dem Klimawandel auch geochemische Prozesse ändern. So steigen an den meisten Stationen die Konzentrationen von Bicarbonat. Nebst der höheren Temperaturen sind das Nährstoffangebot in den Seen und der Säuregehalt in den Böden die Treiber. Nach einem Peak in den späten 1980er Jahren gehen hingegen die Stickstoffkonzentrationen zurück. Gründe dafür sind ein verminderter Eintrag von Stickstoff in der Landwirtschaft und die verbesserte Eliminierung in der Abwasserreinigung.

Die Eawag hat untersucht, wie sich verschiedene Szenarien der Pumpspeicherung auf Temperatur und Wasserqualität der einbezogenen Seen auswirken. Im Fall des Sihlsees, der als Reservoir dient für das Etzelwerk der SBB, hat sich die Frage, in welcher Tiefe Wasser entnommen wird, als zentral herausgestellt. Die Studie hat zudem deutlich gemacht, dass es für die Beurteilung der Umweltauswirkungen relevant sein kann, von welchem Referenzzustand man ausgeht: Während bei einem natürlichen See das Oberflächenwasser abfliesst, wird bei Stauseen Wasser aus tieferen Zonen abgeleitet. Ökologische und landschaftsästhetische Auswirkungen des Pumpspeicherbetriebs in der Uferzone wurden...

Engagement für die Lehre: Der Eawag-Forscher Bernhard Wehrli hat per 1. August 2018 das Amt des Studiendirektors für Umweltnaturwissenschaften an der ETH Zürich übernommen.

Die Eawag hat in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich und der Universität Bern ein neues Gerät entwickelt: Das «Combined Vacuum Crushing and Sieving System» (CVCS). Damit lassen sich Jahrtausende alte, winzige Wasser und Edelgas-Einschlüsse aus den Poren im Höhlenmineral extrahieren, ohne dass sie von der aktuellen Atmosphäre verfälscht werden. 

Dank Copernicus, dem 2014 gestarteten Erdbeobachtungs­programm der Europäischen Union, stehen der Umweltforschung heute Satellitendaten in nie dagewesener Qualität und Quantität zur Verfügung. Davon profitiert auch die Wasserforschung. Die Eawag baut ihre Kapazitäten im Bereich Fernerkundung derzeit gezielt aus. 

Schwarze Plastikbälle, die auf Stauseen und offenen Reservoirs im Süden die Verdunstungsverluste reduzieren, sind nicht ganz so effizient wie bisher angenommen. Bereits für ihre Herstellung werden beträchtliche Mengen an Wasser verbraucht. 

Kleine Wasserkraftwerke werden oft in alpinen Fliessgewässern gebaut und beeinträchtigen dort sensible Ökosysteme. Wie sich die einzelnen Kraftwerke allerdings genau auswirken und wie die Auswirkungen mehrerer Kraftwerke im selben Flusssystem zusammenspielen – darüber ist nur wenig bekannt. Forschende der Eawag haben das verfügbare Wissen in einer Literaturstudie zusammengetragen. 

Antibiotikaresistenzen werden in Bakteriensporen verbreitet und über Jahre konserviert. Dies zeigen Untersuchungen der Eawag und der Universität Neuenburg.

Ist das Flusswasser verschmutzt bohren Dörfer oder Hilfsorganisationen oft nach Grundwasser, um die Bevölkerung zu versorgen. Erstmals erhobene Daten entlang des Amazonas zeigen jetzt: Die vermeintliche Lösung kann neue Probleme aufwerfen, weil das Grundwasser zu hohe Konzentrationen von Arsen, Aluminium und Mangan enthält – im Fall von Arsen bis zu 70mal und bei Mangan bis zu 15mal über den empfohlenen Maximalwerten.

«A rolling stone gathers no moss»  - «Ein rollender Stein setzt kein Moos an». Dieses Sprichwort soll für die Namensgebung der englischen Band verantwortlich sein. Stimmt die Aussage aber aus flussbaulicher und ökologischer Sicht? 

Wird das Klima wärmer, steigen die Temperaturen in der obersten Schicht von Seen, die thermische Schichtung wird stabiler und hält länger an und weniger Sauerstoff gelangt in die Tiefe – so die gängige These zur Wirkung des Klimawandels auf Seen. 

Ein Forschungsteam der Abteilung Oberflächengewässer befasst sich mit den ersten Spuren der Menschheit im tropischen Pazifik. Im Juli 2017 begab sich das Team auf eine Expedition nach Vanuatu in Melanesien. Aus den Seen und Sumpfgebieten von sieben Inseln haben die Forschenden Sedimentkerne entnommen, die erste menschliche Aktivitäten nachweisen sollen.

Wie viel Wärme- oder Kälteenergie könnte aus Schweizer Gewässern genutzt werden, ohne die Ökosysteme zu beeinträchtigen? Im Auftrag des Bundesamts für Umwelt (BAFU) hat die Eawag für die grossen Seen und Flüsse die Potenziale abgeschätzt.

Die Zusammensetzung der Blaualgen in den Seen am Alpenrand wird seit fast 100 Jahren immer gleichförmiger. Profiteure der Klimaerwärmung und des zeitweiligen Nährstoffüberangebots sind dabei vor allem Arten, die sich sehr schnell an Veränderungen anpassen können und potentiell giftig sind. Zu diesem Befund kommt ein Team von Forschenden unter Leitung der Eawag dank der Untersuchung von DNA aus Sedimentkernen.

Obwohl heute viel weniger Nährstoffe in die Schweizer Gewässer gelangen als vor der Einführung der Phosphorfällung in den Kläranlagen und dem Phosphatverbot für Waschmittel leiden viele Seen vor allem in grösseren Tiefen immer noch unter Sauerstoffmangel.

Christian Stamm und Alfred Johny Wüest dozieren neben weiteren Experten aus der Lehre und der Praxis im neuen Online-Kurs „Wasser in der Schweiz“ der Universität Zürich. Der Kurs zeigt, wie das Element Wasser den Alltag in der Schweiz prägt und richtet sich an die allgemeine Öffentlichkeit.

Das Schweizer Trinkwasser ist im Vergleich mit anderen Lebensmitteln wenig mit antibiotikaresistenten Bakterien oder Resistenzgenen belastet. Das zeigt eine Übersichtsstudie, die Eawag-Forschende im Auftrag des Schweizerischen Vereins des Gas- und Wasserfaches (SVGW) und von Trinkwasserunternehmen in acht Trinkwassersystemen durchgeführt haben. 

Pflanzenschutzmittel oder ihre Transformationsprodukte verbleiben bis zu Jahrzehnten im Boden. Das ergab eine vom Bundesamt für Umwelt finanzierte Studie. Forschende von Eawag und Agroscope analysierten dabei Bodenproben von 14 Schweizer Landwirtschaftsflächen aus den Jahren 1995 bis 2008, die im Monitoringprogramm «Nationale Bodenbeobachtung» erhoben wurden, auf Pestizidrückstände. 

Jährlich gehen in der Schweiz Gold und Silber im Wert von je rund 1,5 Mio. Franken via Abwasser und Klärschlamm verloren. Das deckt eine soeben publizierte Studie der Eawag auf. Ein Recycling lohnt sich bisher allerdings nicht. Für die Umwelt sind die Konzentrationen keine Gefahr. Doch die Arbeit förderte auch zu anderen Elementen im Abwasser Überraschendes zu Tage, etwa zu Seltenen Erden wie Gadolinium oder dem Schwermetall Niob.

Einzellige Bakterien können in Seen ganze Wasserschichten mischen. Nicht etwa indem sie mit ihren Geisseln das Wasser umrühren, vielmehr indem sie sich lokal ansammeln und so die Dichte des Wassers erhöhen. Das Absinken des schwereren Wassers verursacht dann eine Verwirbelung. Erstmals haben Forschende diesen Prozess nicht nur im Labor, sondern auch in der Natur, im Tessiner Cadagno-See, nachgewiesen.

Bläst der Wind oberflächlich das warme Seewasser weg, strömt kaltes aus der Tiefe nach. Im Genfersee ist wegen dieses Effekts die Temperatur kürzlich auf 8 Grad abgesackt. Ein von Eawag und EPFL geleitetes Projekt hat das kühle Ereignis vorhergesagt. 

Bakterien bauen in Süsswasserseen einen grossen Teil des klimaschädlichen Methans ab, bevor es in die Atmosphäre gelangen kann. Jetzt zeigt eine Studie im Rotsee und im Zugersee, dass dabei nicht die bekannten Methanfresser die Hauptarbeit leisten, sondern eine bisher nur von Trinkwasseruntersuchungen bekannte, fädige Bakterienart.

Über das gereinigte Abwasser gelangen Mikroverunreinigungen aus den Kläranlagen in Bäche und Flüsse. Sie scheinen nicht nur einzelne Arten zu beeinträchtigen, sondern die Funktion der Wasserökosysteme, etwa den Laubabbau, zu verändern. Das zeigt ein Forschungsprojekt, das die Eawag im Rahmen des Ausbaus ausgewählter Schweizer ARA zur Reduktion der Belastung lanciert hat. Die technische Aufrüstung der ersten Kläranlagen zeigt bereits Wirkung. 

Tief eingetaucht in die Schweizer Fliessgewässer ist „Der Beobachter“ in seiner aktuellen Ausgabe. Der umfassende Artikel stellt die starken Beeinträchtigungen unserer Flüsse und Bäche vor – mit einem Schwerpunkt auf Verschmutzung und Verbauung.

Die Arbeitsgruppe "sensors@eawag" hat ihren zweiten Wissensaustausch-Workshop rund um Sensoren, Logger, drahtlose Kommunikationstechnologien und Elektronik durchgeführt. Ziel war es, Informationen zwischen den Departementen auszutauschen und eine offene Diskussion zu aktuellen, neuen oder zukünftigen Anwendungen zu ermöglichen. 20 interessierte Forschende und Techniker nahmen am von Bernhard Wehrli  initiierten Treffen teil, das zum ersten Mal in Kastanienbaum stattfand.

Die Schweizer Gewässer enthalten riesige Mengen an Wärmeenergie, die zum Heizen oder Kühlen genutzt werden könnten. Basierend auf zahlreichen Studien haben Wissenschaftler der Eawag die ökologischen Auswirkungen einer solchen Nutzung abgeschätzt. 

Periodische Schwankungen im Sauerstoffgehalt des Bodenwassers können den Kohlenstoffspeicher im Meeresboden und seine Bewohner auf Jahrzehnte verändern. Das zeigt eine Untersuchung im Schwarzen Meer, die heute in der Fachzeitschrift Science Advances erscheint. Die Ergebnisse sind besonders bedeutsam, da Sauerstoff in immer grösseren Bereichen der Meere Mangelware ist.

Die Medaille für hervorragende Doktorarbeiten wurde Kristen Oswald an der Promotionsfeier vom 20. Januar 2017 übergeben.