3.2 Datenauswertung Spree / Kleine Spree
3.2.2 Eisenkonzentrationen und -frachten in der Spree
Im Folgenden werden die Feges- und die Fegel-Konzentrationen aller in Abb. 3-4 dargestellter Güte-Messstellen (MST) für den Zeitraum von 2000 bis 2011 (soweit vorhanden) dargestellt. Die Messdaten zeigen an verschiedenen MST eine signifikante Zunahme der Stoffkonzentrationen. Die in Tab. 3-2 zusammengefassten Ergebnisse sind in Abb. 3-4 noch einmal für den Zeitraum vor dem erkennbaren Konzentrationsanstieg bzw. danach eingetragen.
Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass die durch Filtern bei der Probenahme als gelöst identifizierten Anteile (Fegel) der Gesamteisenfracht (Feges) in überwiegendem Anteil das reduzierte zweiwertige Eisen (Fe(II)aq) repräsentieren. Die weitgehende Übereinstimmung des Fegel und des Fe(II)aq zeigt beispielsweise Abb. 3-10. Als „säure-lösliches Eisen“ bezeichnetes Eisen wird als Gesamteisen eingestuft.
Die Feges-Konzentrationen ermöglichen zusammen mit den Durchflüssen die Abschätzung der durch Eisenoxidation bewirkten Eisenhydroxid-Bildung und die Bestimmung der Gesamt-Eisenfracht. Eine Darstellung der, die Fe-Abscheidung beeinflussenden Prozesse, enthält Anlage A4.
Tab. 3-2: Entwicklung der Eisenkonzentration im Spreeverlauf
Eisenkonzentration
Eisenretention in der Talsperre Spremberg
Abb. 3-4: Lage relevanter Gütemessstellen in der Spree und der Kleinen Spree mit Angaben der ungefähren Spannbreite der Eisenfrachten bis zu einem erkennbaren Konzentrationsanstieg und danach (als ausklappbare Karte in Anlage A3 enthalten)
Eisenretention in der Talsperre Spremberg 2001 bis 2011 mit Werten zwischen 0,0 und 0,3 mg/L konstant. Für die Jahre 2007 und 2008 liegen keine Daten vor.
0.0
01-99 01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11
Konzentration in mg/L
Zeit Uhyst uh. Wehr Eisen gel. mg/l Uhyst uh. Wehr Eisen ges. mg/l
Abb. 3-5: Feges- und Fegel-Konzentrationen an der Spree-MST Uhyst (unterhalb des Wehres)
Die Eisenkonzentration an der MST Sprey im Schwarzen Schöps (Abb. 3-6) zeigt für die Zeitspanne 1999 bis 2011 eine leicht fallende Tendenz. Die Feges-Konzentrationen liegen zwischen 0,5 und 3,0 mg/L, wobei ab 2005 kaum noch Konzentrationen über 2,0 mg/L auftreten. Die Fegel-Konzentrationen sind in der Zeitspanne 1999 bis 2011 konstant mit Werten zwischen 0,0 und 0,3 mg/L.
0.0
01-99 01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11
Konzentration in mg/L
Zeit Schwarzer Schöps Sprey Eisen gel. mg/l Schwarzer Schöps Sprey Eisen ges. mg/l
Abb. 3-6: Feges- und Fegel-Konzentrationen an der MST Sprey des Vorfluters Schwarzer Schöps
Eisenretention in der Talsperre Spremberg Datengrundlage und Datenaufbereitung
Die Eisenkonzentration am Pegel Tzschelln (Abb. 3-7) ist in der Zeitspanne 2001 bis 2011 konstant mit Feges-Konzentrationen zwischen 1,0 und 2,5 mg/L und entspricht damit den in Uhyst gemessenen Konzentrationen. Vergleichbar mit der oberstromigen MST Uhyst liegen die Werte im Jahr 2010 mit 0,3 mg/L deutlich darunter. Für die Jahre 2005 bis 2008 liegen keine Daten vor.
Die Fegel-Konzentrationen liegen in der Zeitspanne 2001 bis 2011 konstant zwischen 0,0 und 0,3 mg/L und entsprechen damit ebenfalls den in Uhyst gemessenen Konzentrati-onen. Für die Jahre 2006 bis 2009 liegen keine Daten vor.
0.0
01-99 01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11
Konzentration in mg/L
Zeit
Tzschelln Eisen gel. mg/l Tzschelln Eisen ges. mg/l
Abb. 3-7: Feges- und Fegel-Konzentrationen an der MST Tzschelln
Die Eisenkonzentration am Pegel Spreewitz (Spree) (Abb. 3-8) lässt ab dem Jahr 2009 einen Anstieg erkennen. Ein möglicher früher einsetzender Trend entsprechend der Konzentrationsganglinien an den abstromigen MST ist aufgrund der fehlenden Messdaten im Zeitraum 2005 bis 2008 nicht identifizierbar. Für die Jahre 2000 bis 2003 liegen die Feges-Konzentrationen zwischen 1,0 und 2,5 mg/L und entsprechen damit den in den anstromigen MST gemessenen Konzentrationen. Auch hier liegen die im Jahr 2010 gemessenen Werte mit ca. 0,5 mg/L deutlich unter dem sonstigen Konzentrationsniveau.
Für die Jahre 2004 bis 2008 liegen keine Daten vor. Ab dem Jahr 2009 treten Feges -Konzentrationen bis ca. 4 mg/L auf.
Die Fegel-Konzentrationen sind in der Zeitspanne 2001 bis 2004 mit 0,0 bis 0,3 mg/L konstant und entsprechen damit den in den anstromigen MST gemessenen Konzentrationen. Für die Jahre 2006 bis 2009 liegen keine Daten vor. Ab dem Jahr 2009 ist ein deutlicher Anstieg der Fegel-Konzentrationen auf > 2,0 mg/L feststellbar.
Die Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe zeigt Werte bis 10 mg/L mit einigen Spitzen bis 20 mg/L.
Eisenretention in der Talsperre Spremberg
01-99 01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11
Konzentration in mg/L
Zeit
Spreewitz Eisen gel. mg/l Spreewitz Eisen ges. mg/l
Abb. 3-8: Feges- und Fegel-Konzentrationen an der MST Spreewitz (Spree)
0
01-99 01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11
Konz. abfilt. Stoffe in mg/L
Zeit Spreewitz Abfiltrierbare Stoffe mg/l
Abb. 3-9: Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe an der MST Spreewitz (Spree)
Der Spree gehen bei Spreewitz Eisenfrachten über die Kleine Spree zu. Der Vergleich der Konzentrationen der MST Burghammer und Spreewitz-Kleine Spree zeigt, dass die Eisenfrachten der Kleinen Spree in diesem Fließgewässerabschnitt zugehen. Während an der MST Burghammer im Jahr 2010 für Fegel Konzentrationen unter 0,5 mg/L gemessen wurden (keine Werte für Feges verfügbar), zeigen die Feges- als auch die Fegel -Konzentrationen an der MST Spreewitz-Kleine Spree Anstiege auf bis zu 7,0 mg/L bis ins Jahr 2006 (keine Daten verfügbar für die Jahre 2002, 2003 und 2005). Ab 2007 ist ein Anstieg der Feges- als auch für Fegel-Konzentrationen auf Maximalwerte bis 20 mg/L zu verzeichnen. Die weitgehende Parallelität der Feges- und der Fegel-Konzentrationen deutet auf den unmittelbaren Austritt des gelösten zweiwertigen Eisens aus dem Grundwasser-leiter als Fe-Quelle in diesem Fließgewässerabschnitt hin. Die Fe2+-Oxidation ist noch nicht weit fortgeschritten.
Eisenretention in der Talsperre Spremberg
01-99 01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11
Konzentration in mg/L
Zeit Kleine Spree Burghammer Eisen gel. mg/l Kleine Spree Burghammer Eisen 2+ gel. mg/l
Abb. 3-10: Fegel-Konzentrationen an der MST Burghammer in der Kleinen Spree
0.0
01-99 01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11
Konzentration in mg/L
Zeit Kleine Spree Spreewitz Eisen gel. mg/l Kleine Spree Spreewitz Eisen ges. mg/l
Abb. 3-11: Feges- und Fegel-Konzentrationen an der MST Spreewitz in der Kleinen Spree
Die Eisenkonzentration an der MST Zerre (Abb. 3-12) lässt ab dem Jahr 2006 einen Anstieg sowohl der Feges- als auch für Fegel-Konzentrationen erkennen. Lediglich für das Jahr 2001 liegen für die Feges- und die Fegel-Konzentrationen keine Daten vor. Bis zum Jahr 2005 liegen die Feges-Konzentrationen meist zwischen 1,0 und 2,5 mg/L und entsprechen damit den an der MST Spreewitz gemessenen Konzentrationen. Ab dem Jahr 2006 steigen die Feges-Konzentrationen bis ins Jahr 2010 bis auf 4,0 mg/L, im Jahr 2011 auf Werte bis 6,0 mg/L an. Die Feges-Konzentrationen im Jahr 2010 sind gegenüber dem allgemeinen Trend wiederum erniedrigt.
Auch die Fegel-Konzentrationen sind bis in das Jahr 2005 mit 0,0 bis 0,3 mg/L konstant und entsprechen damit den in den anstromigen MST gemessenen Konzentrationen. Ab dem Jahr 2009 ist ein deutlicher Anstieg der Fegel-Konzentrationen auf bis zu 2,0 mg/L
Eisenretention in der Talsperre Spremberg Datengrundlage und Datenaufbereitung
feststellbar. Die höchsten Werte werden (trotz der zu dieser Zeit voraussichtlich höheren Durchflüsse) jeweils in den Wintermonaten erreicht.
Die Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe zeigt Werte bis 10 mg/L mit einigen Spitzen bis 20 mg/L, die vor allem in den Jahren 2000 bis 2003 und 2008 bis 2011 auftreten. Geht man davon aus, dass der (Feges – Fegel)-Anteil der Eisenfracht in abfiltrierbarer kolloidaler Form vorliegt, so beträgt der Fe-Anteil an den abfiltrierbaren Stoffen 10 bis 40%, was der in der Talsperre Spremberg (TSS) vorgefundenen Schlammbeschaffenheit gem. BMBF TP 2.2 (2003) etwa entspricht.
01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11 01-12
Konzentration in mg/L
Abb. 3-12: Feges- und Fegel-Konzentrationen an der MST Zerre. Daten des LUGV und des LfULG im Vergleich
01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11
Konzentration in mg/L
Zeit Zerre - Abfiltrierbare Stoffe mg/l
Abb. 3-13: Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe an der MST Zerre
Die Eisenkonzentration an der MST Spremberg Süd (Abb. 3-14) lässt ab dem Jahr 2007 sowohl für die Feges- und die Fegel-Konzentrationen einen Anstieg erkennen. Bis zum Jahr 2006 liegen die Feges-Konzentrationen meist zwischen 1,0 und 2,5 mg/L und entsprechen
Eisenretention in der Talsperre Spremberg Datengrundlage und Datenaufbereitung
damit den in den anstromigen MST gemessenen Konzentrationen. Ab dem Jahr 2006 steigen die Feges-Konzentrationen an, wobei die Werte in den Jahren 2008 bis 2010 zwischen 2,0 und 4,0 mg/L liegen und sich im Jahr 2011 auf Werte bis 6,0 mg/L erhöhen.
Auch die Fegel-Konzentrationen sind bis in das Jahr 2005 mit 0,0 bis 0,5 mg/L konstant und entsprechen damit den in den anstromigen MST gemessenen Konzentrationen. Ab dem Jahr 2009 ist ein deutlicher Anstieg der Fegel-Konzentrationen bis über 2,0 mg/L feststellbar. Die höchsten Werte werden wie an der MST Zerre jeweils in den Wintermonaten erreicht.
Die Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe zeigt Werte bis 15 mg/L mit einigen Spitzen bis 25 mg/L, die analog der oberstromigen MST vor allem in den Jahren 2000 bis 2003 und 2008 bis 2011 auftreten.
0.0
01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11 01-12
Konzentration in mg/L
Zeit Spremberg Süd - Eisen gesamt mg/l Spremberg Süd - Eisen gelöst mg/l
Abb. 3-14: Feges- und Fegel-Konzentrationen an der MST Spremberg Süd
0
01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11
Konzentration in mg/L
Zeit Spremberg Süd - Abfiltrierbare Stoffe mg/l
Abb. 3-15: Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe an der MST Spremberg Süd
Die Eisenkonzentration an der MST Spremberg Wilhelmsthal (Abb. 3-14) lässt ab dem Jahr 2007 sowohl für die Feges- und die Fegel-Konzentrationen einen Anstieg erkennen. Bis
Eisenretention in der Talsperre Spremberg Datengrundlage und Datenaufbereitung
zum Jahr 2006 liegen die Feges-Konzentrationen meist zwischen 1,0 und 2,0 mg/L und liegen damit leicht unter den in den anstromigen MST gemessenen Konzentrationen. Ab dem Jahr 2007 steigen die Feges-Konzentrationen auf Werte bis 5,0 mg/L an.
Auch die Fegel-Konzentrationen sind bis in das Jahr 2005 mit 0,0 bis 0,5 mg/L konstant und entsprechen damit den in den anstromigen MST gemessenen Konzentrationen. Ab dem Jahr 2007 ist ein leichter Anstieg der Fegel-Konzentrationen bis auf ca. 1,0 mg/L feststellbar. Auch hier treten die maximalen Fegel-Konzentrationen in den Winter-monaten auf.
Die Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe zeigt Werte bis 15 mg/L mit einigen Spitzen bis 25 mg/L, die analog der oberstromigen MST vor allem in den Jahren 2000 bis 2003 und 2008 bis 2011 auftreten.
0.0
01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11 01-12
Konzentration in mg/L
Zeit Spremberg Wilhelmsthal - Eisen gesamt mg/l Spremberg Wilhelmsthal - Eisen gelöst mg/l
Abb. 3-16: Feges- und Fegel-Konzentrationen an der MST Spremberg Wilhelmsthal
0
01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11 01-12
Konzentration in mg/L
Zeit
Spremberg Wilhelmsthal - Abfiltrierbare Stoffe mg/l
02.03.2009 79,4 mg/L
Abb. 3-17: Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe an der MST Spremberg Wilhelmsthal
Eisenretention in der Talsperre Spremberg Datengrundlage und Datenaufbereitung
Die durchgängig dokumentierte Eisenkonzentration unterhalb der MST uh. Vorsperre Bühlow (Abb. 3-18) lässt ab dem Jahr 2006 für die Feges-Konzentration einen Anstieg erkennen, der für die Fegel-Konzentrationen nur wenig ausgeprägt ist. Bis zum Jahr 2006 liegen die Feges-Konzentrationen meist zwischen 1,0 und 2,0 mg/L und liegen damit im Bereich der an den in den anstromigen Fließgewässer-MST gemessenen Konzentra-tionen. Ab dem Jahr 2006 steigen die Feges-Konzentrationen gleichmäßig auf Werte bis ca. 4,0 mg/L im Jahr 2011 an.
Die Fegel-Konzentrationen sind bis in das Jahr 2008 nahezu unverändert bei 0,0 bis 0,3 mg/L. Ab dem Jahr 2009 ist ein leichter Anstieg der Fegel-Konzentrationen bis auf ca. 1,0 mg/L feststellbar.
01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11 01-12
Konzentration in mg/L
Zeit
uh. Vorsperre Bühlow - Eisen gesamt mg/l uh. Vorsperre Bühlow - Eisen gelöst mg/l Eisen gesamt
am 07.06.2004 30,8 mg/L
Abb. 3-18: Feges- und Fegel-Konzentrationen an der MST unterhalb der Vorsperre Bühlow
Die durchgängig dokumentierte Eisenkonzentration an der MST Bräsinchen (Abb. 3-19) lässt ab dem Jahr 2009 für die Feges-Konzentration einen Anstieg erkennen. Bis zum Jahr 2008 liegen die Feges-Konzentrationen meist zwischen 0,2 und 1,0 mg/L und liegen damit deutlich unter den im Zulauf der TS Spremberg gemessenen Konzentrationen. Sie entsprechen damit auch dem in BMBF TP 1.3 (2004) für den Grundablass der TS Spremberg und den Pegel Bräsinchen genannten Konzentrationsspektrum für die Jahre 1994 bis 1998 von 0,5 bis <1,5 mg/L. Maximalkonzentrationen korrelieren nach BMBFTP 3.1(2004) mit niedrigen Stauhöhen. Ab dem Jahr 2009 steigen die Feges-Konzentrationen leicht auf Werte bis ca. 2,0 mg/L im Jahr 2011 an. Die Fegel-Konzentrationen sind lediglich bis in das Jahr 2005 dokumentiert und zeigen Werte bis 0,5 mg/L.
Eisenretention in der Talsperre Spremberg Datengrundlage und Datenaufbereitung
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
01-00 01-01 01-02 01-03 01-04 01-05 01-06 01-07 01-08 01-09 01-10 01-11 01-12
Konzentration in mg/L
Zeit
Bräsinchen uh. Talsperre - Fe gesamt mg/l Bräsinchen uh. Talsperre - Fe gelöst mg/l
Abb. 3-19: Feges- und Fegel-Konzentrationen an der MST
Der Anteil des Feges an den gesamten abfiltrierbaren Stoffen liegt an der MST Bräsinchen zwischen 5 und 50% und entspricht damit der im Anstrom der TS gemessenen Größen-ordnung.
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0
Eisen gesamt in mg/L
abfiltrierbare Stoff in mg/L Bräsinchen uh. Talsperre - Fe gesamt mg/l
Abb. 3-20: Feges-Konzentration an der MST Bräsinchen in Abhängigkeit von der Konzentration abfiltrierbarer Stoffe
Eisenretention in der Talsperre Spremberg Datengrundlage und Datenaufbereitung