Lexikon der Geowissenschaften: Schwebstoff
Schwebstoff, Seston, in der Wasserphase suspendierter (ungelöster) Feststoff (Zwei-Phasen-System). Schwebstoffe umfassen anorganisches und organisches Material (lebende und tote Organismen, wie z.B. Phytoplankton und Detritus) und bilden den größten ›Partikelpool‹ im Ozean ( Abb.). Schwebstoffe spielen in der Hydrologie für das Feststoffregime in Gewässern eine bedeutende Rolle, da sie den Hauptanteil der Feststoffe stellen. Schwebstoffe stehen mit dem Wasserkörper im Gleichgewicht. Die Turbulenzen in der fließenden Welle sorgen dafür, daß die Teilchen in Schwebe gehalten werden. Bei fehlender Turbulenz sinken die Schwebstoffe ab und werden dann als Sinkstoffe bezeichnet. Die Abgrenzung zwischen Schwebstoffen, Sinkstoffen und Sedimenten ist fließend und wird wesentlich durch die lokalen hydrodynamischen Bedingungen bestimmt. Mittels des Schwebstofftransportes [kg/s] als Masse der Schwebstoffe wird die Schwebstoffbewegung in Fließgewässerquerschnitten quantitativ erfaßt. Bezieht man den Schwebstofftransport [kg/(s·m)] auf einen Meter Flußbreite, so erhält man den Schwebstofftrieb. Summiert man den Schwebstofftransport über eine bestimmte Zeitspanne (Einzelereignis, Jahr, mehrere Jahre), so ergibt sich die Schwebstofffracht (z.B. in t/a). Die Schwebstoffdichte [kg/m3] erhält man aus dem Quotienten aus Schwebstoffmasse und Schwebstoffvolumen. Der Schwebstoffgehalt bzw. die -konzentration ergibt sich als Quotient aus der Schwebstoffmasse und dem Volumen des Wassers ([g/m3] oder [ppm]). Die Schwebstoffmessung ([mg/l] bzw. [g/m3]) zur Ermittlung des Schwebstoffgehaltes erfolgt an ausgewählten Gewässerabschnitten. Ähnlich wie bei der Durchflußmessung gibt es auch bei der Feststoffmessung keine Verfahren, welche eine direkte Messung von Feststofftransport und –fracht erlauben. Beide Größen können daher nur über Hilfsgrößen ermittelt werden. Bei der Bestimmung des Schwebstoffgehaltes ist zu berücksichtigen, daß dieser über den Flußquerschnitt sowie in horizontaler und in vertikaler Richtung ungleich verteilt ist. Diese Verteilung ist abhängig von der Fließgeschwindigkeit und Turbulenz, der Gerinneform sowie den Korneigenschaften des Schwebstoffes. Zur Ermittlung des Schwebstoffgehaltes werden mit geeigneten Schöpfgeräten Wasserproben entnommen, wobei entweder bereits an der Meßstelle oder im Labor die Probe gefiltert und anschließend im Labor das Trockengewicht des Schwebstoffes bestimmt wird. Anzahl sowie räumliche und zeitliche Verteilung der entnommenen Proben und deren Volumina beeinflussen entscheidend die Genauigkeit des Ergebnisses. Die Probenahme kann als Einpunktmessung, Vielpunktmessung oder Integrationsmessung (Ablaufmessung) ausgeführt werden, die übliche Meßmethode ist die Einpunktmessung. Informationen über die Verteilung der Schwebstoffe im Gewässerquerschnitt sind allerdings nur über die sehr zeitaufwendigen Vielpunktmessungen zu gewinnen. Bei der Auswertung ist die Vorgehensweise im Prinzip die gleiche wie bei der Abflußermittlung mit Hilfe der Flügelmessung. Bei der Integrationsmessung wird ein spezielles Entnahmegerät mit konstanter Geschwindigkeit vom Wasserspiegel zur Sohle und wieder zurück bewegt. Die Probenahme erfolgt mit speziellen Meßgeräten, wobei für die Entnahme an der Gewässeroberfläche einfache Schöpfgeräte (z.B. Eimer) ausreichend sind. Zur gravimetrischen Bestimmung der Feststoffanteile wird der mit der Wasserprobe entnommene Schwebstoff separiert, was i.d.R. durch Abfiltern und anschließendes Trocknen der Probe geschieht. In vielen Fällen ist eine Korngrößenanalyse der Schwebstoffe erforderlich, insbesondere dann, wenn Aussagen über das Absetzverhalten der Schwebstoffe in Stauräumen, Buhnenfeldern oder ähnlichem getroffen werden sollen. In der Regel geschieht das über eine Siebanalyse, die durch eine zusätzliche Schlämmanalyse zur Ermittlung der Anteile mit Korngrößen 1,25 mm ergänzt wird. Praktische Bedeutung erlangen Schwebstoffe darüber hinaus in Abwässern/Gewässern als ein Substrat, das zahlreiche Belastungsstoffe und Schadstoffe adsorbieren und anreichern kann.
Schwebstoff: verschiedene (skizzierte) Arten von Nanoplankton. Schwebstoff:
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