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BI - Exkursion zur Sorpetalsperre PDF Drucken E-Mail

Jedes Jahr fährt der Biologie-Leistungskurs der Stufe 12 mit seinem Lehrer an die Sorpe, um dort Messungen zum Nährstoffgehalt und zum Sauerstoff-/CO2-Gehalt der Sorpe durchzuführern. Im folgenden findet man Informationen und Illustrationen der einzelnen Gruppen.

 Untersuchungen der Sorpetalsperre

Um zu testen, welchen Nährstoffgehalt das Wasser der Sorpe besitzt, mussten wir zunächst einmal wissen was man alles in und mit Hilfe des Wassers untersuchen kann.

Um all diese Messungen mit den Wasserproben durchzuführen, sind wir mit den Booten in die Mitte des Sorpesees gefahren. Die Maße der Sorpe betragen in der Breite 700m und in der Tiefe 55m.

Als wir mit den vier Booten auf dem höchsten Punkt des Sees angekommen waren, hat ein Boot einen Anker heruntergelassen. Anschließend haben sich die anderen Boote mit einem Seil an diesem Boot befestigt. So wurde sichergestellt, dass wir an der selben Stelle blieben und in Ruhe unsere Messungen durchführen konnten.



Um den CO2-Gehalt zu messen, mussten wir Wasserproben aus den verschiedenen Wassertiefen entnehmen.

Um diese zu erhalten, bedienten wir uns eines eines Wasserschöpfers, welcher an einem Drahtseil befestigt ist. Sobald der Wasserschöpfer in der gewünschten Tiefe angelangt war, haben wir ein Gewicht an dem Seil herunterfallen lassen, sodass es den Deckel schließt.

Außerdem untersuchten wir den Sauerstoffgehalt (O2). Diesen haben wir mit einer Sonde gemessen, die an einem langen Kabel (100m) befestigt ist und auch gleichzeitig die Temperatur des Wassers messen kann. Im Hauptbecken haben wir den Sauerstoffgehalt und die Temperatur alle 10 Meter gemessen. Des Weiteren haben wir noch den pH-Wert mit dem pH-Meter gemessen, nachdem wir das Gerät kalibriert haben, sodass wir ein genaues Ergebnis erhielten.


Mit der Secchi-Scheibe haben wir die Sichttiefe gemessen, um zu testen wie weit das Sonnenlicht in das Wasser eindringt. Die Secchi-Scheibe ist eine weiße Platte mit einem Maßband. Diese haben wir in das Wasser gelassen, bis man sie nicht mehr erkennen kann und dann die Sichttiefe an dem Maßband abgelesen.

Was wir zusätzlich noch im See untersuchten und anschließend auch gut mikroskopieren konnten, war das Plankton. Dieses wurde mit einem Planktonnetz herausgefischt, dessen Maschen 40 Mikrometer klein sind. Das empfindliche Planktonnetz haben wir anschließend nur 50m tief in das Wasser heruntergelassen, da es den 55m tiefen Seeboden nicht berühren darf. Danach wird das Planktonnetz langsam heraufgezogen, damit das Wasser abfließen kann und so viel wie möglich von dem Plankton in dem Netz hängen bleibt.

Der Gehalt der Gase und Mineralstoffen werden dann im Labor in den zuvor entnommenen Wasserproben ermittelt.




Vorbecken der Sorpetalsperre

Am Dienstagmorgen fuhren wir zur Amecker Schützenhalle, um Proben vom Sorpebach zu nehmen. Mit dem Oximeter bestimmen wir den Sauerstoffgehalt und die Temperatur des Baches.Bei einer Wassertemperatur von 8,9°C betrug der Sauerstoffgehalt 11,3 mg/l. Wir nahmen eine Wasserprobe um den pH-Wert mit dem pH-Meter zu bestimmen. Dieser lag bei 7,8. Der Sorpebach und der Hespebach fließen in das Vorbecken der Sorpe. Der Wasserstand des Sorpebachs wird regelmäßig vom Ruhrverband überprüft und die Zu- und Abflussmenge wird automatisch bestimmt. Der Abfluss der Talsperre in die Ruhr wird nicht vor Ort, sondern per Zentralsteuerung in Essen geregelt.

Nach den Messungen am Sorpebach fuhren wir zum Vorbecken, wo wir vom Damm zwischen Vor- und Hauptbecken aus weitere Messungen durchführten und Proben entnahmen.Mit der Secchi-Scheibe bestimmten wir die Sichttiefe des Vorbeckens, diese lag bei 1,4 Meter. Temperatur und Sauerstoffgehalt maßen wir jeden Meter bis zum Grund, der bei 10 Meter Tiefe liegt. Den pH-Wert bestimmten wir alle 2 Meter und die Planktonprobe entnahmen wir in 7 Meter Tiefe.

In der Folgenden Tabellen sind unsere Ergebnisse zusammengefasst:

Tiefe in m

pH-Wert

O2 in mg/l

Temperatur in °C

0

8,46

13,32

12,1

1


13,59

12

2

8,2

13,71

11,8

3


13,33

11,3

4

8,4

10,6

9,9

5


9,22

8,6

6

8

7,9

8,1

7


7,2

7,6

8

7,8

6,34

7,3

9

7,7

4,33

6,8

10


0,94

6,6


Plankton im Hauptbecken

Es gibt zwei Gruppen von Plankton: das Phytoplankton, welche die assimilierenden Ein- und Mehrzeller umfassen und das Zooplankton, das sich vom Phytoplankton ernähren.

Bei der Untersuchung des Hauptbeckens der Sorpe haben wir herausgefunden, dass sich überwiegend Melosira (Faden-Kieselalgen), Asterionella (Schwebesternchen) und Fragilaria crotonensis (Kamm-Kieselalgen) im See befinden. Kieselalgen haben eine Wand aus Kieselsäure und Silikat. Bei abgestorbenen Kieselalgen bleibt anschließend eine Schale bestehen. Des Weiteren haben wir beim Mikroskopieren Glockentierchen entdecken können, welche auf den Faden-Kieselalgen (Melosira) sitzen. Sie hängen sich oft an Algen. Es gab auch einige Wimpertierchen in dem Hauptbecken der Sorpe. Überwiegend waren es Wimpertierchen mit dem Namen Tintinidium und Tintinopsis. U.a . fanden wir noch zwei Arten von Goldalgen, die Dinobryon cylindricum und die Synura uvella, Rädertiere, die durch Räderorgane gekennzeichnet sind, sowie Ruderfußkrebse, die in der Vermehrungsphase Eier mit sich herum tragen und deren Larven.


Faden-Kieselalge
Mehrere Kieselalgen (unvollständige Schwebesternchen


Kamm-Kieselalge mit 2 Glockentierchen
Goldalge (Mitte des Bildes)



Laborarbeit

Wir haben Wasserproben aus dem Hauptbecken der Sorpetalsperre aus verschiedenen Tiefen sowie aus dem Vorbecken und dem Bach entnommen.

Im Labor der Jugendherberge konnten wir die entnommenen Wasserproben aus der Sorpe auf CO2 / TIC (Total Inorganic Carbon) und Mineralstoffe wie Phosphate, Stickstoffe (Ammonium, Nitrit, Nitrat) Silikat sowie Chlorophyll und das Abbauprodukt Phäophytin untersuchen.

Der Chlorophyll-Gehalt wird gemessen, indem die Wasserprobe filtriert wird. Nach dem Vermischen mit Aceton, fluormetrierten wir das Filtrat, um so die Differenz des Abbauprodukts Phäophytin zu ermitteln, um anschließend auf den ursprünglichen CO2-Gehalt rückzuschließen.


Die Wasserproben für Phosphat, Nitrat, Nitrit, Ammonium und Silikat erhielten verschiedene Farbindikatoren und wurden im Photometer ausgewertet.

Wir haben den CO2- Gehalt bestimmt, indem wir das TIC der Wasserproben mit Salzsäure titriert haben. Dabei reagiert die Salzsäure mit dem Kohlenstoff zu Kohlensäure. Anhand der gemessenen pH-Wert-Abweichungen wird auf den ursprünglichen Kohlenstoffgehalt rückgeschlossen.





Vergleich Vorbecken und Hauptbecken der Sorpetalsperre

Die Sorpetalsperre ist in Vor- und Hauptbecken aufgeteilt.

Am ersten Tag fuhren wir mit 4 Booten zur tiefsten Stelle des Hauptbeckens und entnahmen dort Gewässerproben.

Am zweiten Tag fuhren wir dann auf die Brücke, die Vor- und Hauptbecken voneinander trennt und entnahmen von dort aus Gewässerproben des Vorbeckens.

Die wichtigsten Messwerte, um einen guten Vergleich zu ziehen, haben wir in einer Tabelle aufgelistet.

 

Vorbecken

Hauptbecken

Beginn Sprungschicht

3 m

14 m

Sauerstoffsättigung

8,00%

92,00%

TIC

2,41 mmol/l

1,83 mmol/l

Sichttiefe

2,70 m

5 m

Ammonium

0,013 mg/l

0,677 mg/l

Nitrat

8 mg/l

8 mg/l

(Messwerte am Gewässergrund)

Die Messwerte lassen darauf schließen, dass das Vorbecken der Sorpetalsperre eutroph und das Hauptbecken oligotroph ist. Dies lässt sich unter anderem daran erkennen, dass das Planktonvorkommen (Phyto- und Zooplankton) im Vorbecken deutlich höher ist als im Hauptbecken.