Amphibien und Stickstoff
Amphibienlarven sterben schon bei geringer Nitratkonzentration
...
Amphibien sterben durch Stickstoffeintrag in die Laichgewässer

CORVALLIS / OREGON: Wissenschaftler an der Oregon State University fanden heraus,  daß Stickstoffkonzentrationen in Gewässern, die laut EPA (Environmental Protection Agency) für Menschen und Fische als ungefährlich gelten, auf Amphibien katastrophale Auswirkungen haben. 

In einem Tank mit verhältnismäßig geringen Mengen von Nitrat und Nitrit  wurden Kaulquappen eingesetzt. Diese reduzierten ihre Nahrungsaufnahme, schwammen nicht mehr so lebhaft, entwickelten Missbildungen und starben zum Teil. Eine in einem Kontrolltank mit sauberem Wasser eingesetzte Kontrollgruppe dagegen entwickelte sich völlig normal ohne daß eine einzige Kaulquappe verendete.

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift "Environmental Toxicology and Chemistry" veröffentlicht. 
Andrew Blaustein, Mitautor der Studie und Zoologieprofessor an der Oregon State University sagt:
"Wir haben nun den klaren Beweis, daß Nitrat- und Nitritwerte, die für Menschen und Fische als ungefährlich angesehen werden, ausreichen, um Amphibien zu töten. Besonders in den Larvalstadien, also als Kaulquappen, erweisen sich viele Amphibien als sehr anfällig".

Zur gleichen Zeit untersuchten die Wissenschaftler ein Schutzgebiet, das von landwirtschaftlichen Nutzflächen umgeben war und stellten fest, daß 67 Prozent der Frösche Missbildungen aufwiesen Eine Messung der Nitratwerte zeigte, dass die Werte dort noch unter dem zulässigen EPA-Grenzwert lagen. 

Schon seit geraumer Zeit sind die Wissenschaftler dem weltweiten Amphibiensterben auf der Spur. Besonders aufgefallen ist das weltweite Froschsterben. Viele Arten sind bereits vom Aussterben bedroht. Die Ursachen sind sicherlich vielfältig und durchaus nicht allein beim Eintrag von Stickstoffdünger in die Umwelt zu suchen.
Blaustern sagte: "Viele Menschen suchen nach dem einzigen Grund für das Amphibiensterben, aber in Wahrheit steckt dahinter eine Kombination aus verschiedenen Ursachen."
Trotzdem hat diese neue Studie eindeutig gezeigt,  daß bisherige Grenzwerte für Nitrateinträge in Böden und Gewässer neu überdacht werden müssen, wenn man die Artenvielfalt unter den Amphibien erhalten will.
Nach einem Beitrag von Iris Schaper in news-ticker von wissenschaft-aktuell Jan. 2000
 

Diese Studie zeigt aber vor allem, daß in mit Fischen besetzten geschlossenen Systemen, zu denen nahezu alle Gartenteiche zu rechnen sind, Amphibienlaich und -larven nicht nur allein durch ihre Prädatoren bedroht sind, sondern vor allem auch durch die unvermeidbar hohe Nitratkonzentration. Unzählige Gartenteichbesitzer berichteten mir mehrfach vom plötzlichem Verschwinden aller Kaulquappen in jedem Jahr, was obige Annahme zu bestätigen scheint. 

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Der Stickstoffkreislauf im Wasser (stark vereinfacht)

Stickstoff kommt im Wasser in vielen Verbindungen anorganisch sowie organisch als Ammonium, Nitrit und Nitrat vor. Angereichert werden die organischen Stickstoffverbindungen in Gartenteichen
vorwiegend durch Exkretionsprodukte tierischer Konsumenten (Fische)  und durch den mikrobiellen Eiweißabbau abgestorbener Organismen.

Während Ammonium von vielen Wasserpflanzen und Algen direkt aufgenommen und verwertet wird, verwandelt es sich in alkalischen Gewässern (> pH 7) in das für alle Organismen äußerst giftige Ammoniak. (Grenzwert 0,25 mg/l)
Nicht aufgebrauchtes Ammonium wird von Bakterien, den sogenannten aeroben Nitrifikanten durch Sauerstoffaufnahme in das ebenfalls giftige Nitrit, dann von Nitratbakterien durch Sauerstoff- aufnahme in das ungiftige Nitrat oxidiert. 

Ammonium NH4    >  Nitrit NO2 > Nitrat NO3
Dieser Vorgang ist umkehrbar und tritt auch immer wieder bei verschlechterten Umweltbedingungen ein,  meistens dann mit verheerenden Folgen für die Wasserbewohner. 
Denitrifizierende Bakterien entziehen bei Sauerstoffmagel dem Nitrat bzw. Nitrit den Sauerstoff und verwandeln sie zu Ammonium, der bei höheren pH-Werten wieder zum giftigen Ammoniak wird.
Dieser Denitrifikationsvorgang geht nur sehr langsam vonstatten, weshalb der Einsatz eines  Nitrat-Filters garnicht oder nur sehr bedingt tauglich ist, weil der Wasserdurchsatz viel zu schnell vor sich geht. 
Nitrat NO3    >    Nitrit NO2 > Ammonium NH4 (Ammoniak)
Hohe Nitratkonzentrationen entstehen nach einer gewissen Zeit in jedem Aquarium, aber auch in jedem mit Fischen besetzten Gartenteich. Jeder Aquarianer wird deshalb nach Erreichen einer Nitratkonzentration von 200 mg/l einen Teil (bis zu 50% oder darüber) des Wasser durch Frischwasser ersetzen, wodurch auch gleichzeitig alle anderen z.T. giftigen (z.B Schwefel-, Phosphor-) Verbindungen verdünnt werden.

In Goldfischteichen entstehen, teilweise Nitratkonzentrationen die ein Vielfaches der für  Fische zulässigen Menge von 200 mg/l überschreiten.  Aus Unwissenheit wird ein regelmäßiger Wasserwechsel nie durchgeführt. In den dunklen und kalten Wintermonaten kann es dann bei  Sauerstoffmangel, vor allem am Teichboden im Mulm,  zur Denitrifikation kommen, wodurch die meisten Lebewesen auch bei minimiertem Stoffwechsel wenn nicht durch Sauerstoffmangel, dann an Vergiftung durch das sehr lange vorhaltende Nitrit sterben. 
Amphibienlarven und vielleicht auch andere Wasserbewohner, für die wesentlich geringere Nitratkonzentrationen bereits gefährlich sind,  sterben bereits vorher, oder es entstehen Mißbildungen.
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Ammoniak
Das giftige Ammoniak ist nur im alkalischen (> pH 7) Wasser beständig. In saurem Wasser bildet sich das ungiftige und von den meisten Pflanzen sofort verwertbare Ammonium.
Aus der gemessenen Ammoniumkonzentration kann man,  in Abhängigkeit vom pH-Wert die Menge des freien Ammoniaks ermitteln.
 
 
pH
freies Ammoniak
 6
0 %
 7
 1 %
 8
 4 %
9
 25 %
10
78 %
Der Rest ist Ammonium

Beispiel: Wenn in einem Gewässer mit pH 10 ein Ammoniumgehalt von 0.35 mg/l gemessen wird, sind 78 % davon = 0,27 mg/l freies Ammoniak. 
Bei pH 9 und einer Ammoniumkonzentration von 1 mg/l wären davon 25% = 0,25 mg/l  freies Ammoniak. 
Der für alle Lebewesen gefährliche Wert von 0,25 mg/l  wäre überschritten bzw. erreicht.

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Grenzwerte
Da sich Nitrat bei der Trinkwasseraufbereitung  kaum aus dem Waser entfernen läßt, werden die zulässigen Nitrat-Grenzwerte  für Grund- und Trinkwasser gleichgesetzt.
Die zugelassenen Höchstgrenzwerte für Nitrat  im Grundwasser/Trinkwasser sind in den jeweiligen Gewässerschutzverordnungen der Länder Festgelegt.

Deutschland und Österreich  Nitrat  =  50 mg pro Liter,   (Nitrit = 0,1  mg pro Liter)
Schweiz                               Nitrat  =  25 mg pro Liter    (Nitrit = 0,05 mg pro Liter)

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Verschiedene Meßwerte
 
naturnaher Gartenteich am 08. August 2002
an der Oberfläche
in 180 cm Tiefe
Temperatur...............18,2 °C
pH-Wert................... 5,1
Gesamthärte.............  3,0 d°
Carbonathärte..........  1,0 d°
Ammonium..............   0.1 mg/l
Nitrit.......................   0.0 mg/l
Nitrat.....................    8.5 mg/l
Phosphat...............     0.0 mg/l
Eisen.....................     0.6 mg/l
Temperatur.............  15.2 °C
pH-Wert................     5.3
Gesamthärte...........    12,0 d°
Carbonathärte........       5,0 d°
Ammonium.............      3.0 mg/l
Nitrit.......................      0.0 mg/l
Nitrat.......................    25.0 mg/l
Phosphat.................       0,5 mg/l
Eisen.......................    > 6  mg/l
......
Regenwasser
...
Regenwasser  nach Trockenperiode am 10.04.2002
pH-Wert:...................5,4
Ammonium:...............5.0    mg/l
Nitrit:.........................0.1    mg/l
Nitrat:.......................30      mg/l
...
Regenwasser  nach Regenperiode  am 05.07.2002
pH-Wert:...................6.0
Ammonium:............... 0.25   mg/l
Nitrit:..........................0.0    mg/l
Nitrat:........................30      mg/l
Bei beiden Proben ist der Nitrat-Wert mit 30 mg/l gleich, der Ammoniumwert jedoch nach  der
Regenperiode bedeutend geringer.
...
...
1. Regentonne am 05.07.2002
pH-Wert:...................6.0
Ammonium:...............0.3   mg/l
Nitrit:.........................0.30  mg/l
Nitrat:.......................25     mg/l
...
2. Regentonne am 05.07.2002
pH-Wert:...................6.5
Ammonium:...............0.6   mg/l
Nitrit:.........................0.1   mg/l
Nitrat:.......................15     mg/l
Beide Tonnen haben einen Inhalt von je ca. 180 l, sind abgedeckt und fangen das Wasser des gesamten Daches auf, bis beide voll sind. Das Wasser läuft in die Tonne 1 und über einen Überlauf in die Tonne 2, danach in den Teich. Gießwasser wird hauptsächlich aus Tonne 1 entnommen. 
Das Wasser in Tonne 2 ist also wesentlich älter.
Anlage eines naturnahen Gartenteiches
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