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Kompaktlexikon der Biologie: Selbstreinigung

Selbstreinigung, 1) biologische Selbstreinigung, der in verschmutzten Gewässern durch biologische Tätigkeit stattfindende Abbau fäulnisfähiger Stoffe. Am Abbau der meist durch anthropogenen Einfluss in die Gewässer gelangten organischen Substanz sind Bakterien, Pilze, Algen, und Tiere (Protozoen und Mehrzeller) beteiligt, die so genannten Saprobien. Die biologische S. wird auch durch chemische Prozesse (z.B. Oxidations- und Reduktionsvorgänge) beschleunigt und durch physikalische Faktoren (z.B. Fließgeschwindigkeit, Turbulenz) unterstützt.

Nach der Einleitung organischer Substanzen in ein Fließgewässer kommt es stromabwärts zu charakteristischen Veränderungen. In der am stärksten verschmutzten Zone, der polysaproben Stufe (Gewässergüteklasse IV), setzen zunächst physikalische Reinigungsprozesse ein (z.B. Ausflockung organischer Substanz). Der darauf folgende aerobe Abbau organischer Substanz führt kurz nach der Einleitung zu einer anoxischen Zone, die von anaeroben Bakterien besiedelt wird. Beim anaeroben Abbau organischer Substanzen entstehen CO2, Alkohole, organische Säuren, Wasserstoff, Methan, Ammonium und Schwefelwasserstoff. An oxisch-anoxischen Grenzzonen können chemolithotrophe Mikroorganismen auftreten, da ständig reduzierte Substrate nachgeliefert werden. Oft kommt es zu einem Massenvorkommen des als Abwasserpilz bezeichneten Bakteriums Sphaerotilus natans. Auf die Bakterien folgen die Bakterien fressenden Tiere (hauptsächlich Einzeller, wenige Metazoen). Weiter stromabwärts beobachtet man infolge der Freisetzung mineralischer Nährstoffe durch die Bakterienfresser eine Zunahme der Fotosynthese. Damit nimmt das Angebot an Sauerstoff zu, wodurch wiederum die Nitrifikation begünstigt wird. Die Artenzahl der Tiere nimmt zu, da sie durch autotrophe Cyanobakterien und Algen ein reiches Futterangebot haben. Auch Massenvermehrungen einzelner Tierarten sind möglich. Diese Zone wird als α-mesosaprobe Zone (Güteklasse III) bezeichnet. Die darauf folgende β-mesosaprobe Zone (Güteklasse II) ist durch einen hohen Fischbestand charakerisiert. Selten folgt auf die letztgenannte Zone eine oligosaprobe Zone (Güteklasse I), da es infolge einer erhöhten Primärproduktion zu einer sekundären Belastung durch organische Substanzen kommt. ( vgl. Abb. )

(Zur genaueren Charakterisierung der Güteklassen und der ihnen entprechenden Organismen Gewässergüte, Eutrophierung)

2) die Entfernung von Spurenstoffen aus der Atmosphäre durch chemische Reaktionen, nasse (durch Niederschläge) und trockene Deposition (während der niederschlagsfreien Zeit und durch Nebel).



Selbstreinigung: Zuordnung von Reinwasserzonen und Selbstreinigungszonen eines Fließgewässers zu den Saprobiestufen des Saprobiensystems, mit Angabe der für die jeweiligen Zonen typischen Organismengruppen. Die Keimzahl entspricht der auf speziellen Nährböden (Koch'sches Plattengussverfahren) wachsenden Zahl von saprophytischen Bakterienkolonien

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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