Aber auch die Gewässer verfügen über eine gewisse Selbstreinigungskraft. Im Wasser lebende Organismen bauen Schadstoffe ab. In dicht besiedelten Gebieten wird das Wasser zuweilen so stark mit Schadstoffen überladen, dass die Selbstreinigungskraft der Gewässer überfordert wird. Besonders die direkt in die Flüsse geleiteten Abwässer wirken sich sehr schädlich aus, da zum Abbau der Verunreinigungen Sauerstoff benötigt wird. Dies führt zu einer Verringerung des Sauerstoffgehaltes im Wasser und damit zu schlechteren Existenzbedingungen für die hier lebenden Organismen, besonders für Pflanzen und Fische.
In extremen Fällen sinkt der Sauerstoffgehalt des Wassers so stark ab, dass alles Leben erstirbt und eine biologisch »tote« Zone entsteht, in der sich nur noch »anaerobe« Bakterien halten können. Diese leben unter Sauerstoffabschluss und produzieren chemische Verbindungen wie z. B. Schwefelwasserstoff (H2S), der nach faulen Eiern riecht. Diese Faulschlammumgebung ist für die meisten Lebewesen giftig. Andererseits sind anaerobe Bedingungen für die Erdölbildung wichtig; auch manche Erzlagerstätten sind so entstanden.
Lebensnotwendiger Sauerstoff
Eine Sauerstoffverarmung des Wassers kann auch andere Ursachen haben. So führen die übermäßige Düngung des Bodens mit Stickstoffverbindungen und die mit Abwässern in Flüsse und Seen geratenen phosphatreichen Wasch- und Spülmittel zu einem starken Wachstum einiger Organismen, vor allem der Algen. Dabei sterben allmählich andere Pflanzen ab; schließlich können auch die Algen nicht mehr existieren, es entstehen anaerobe Bedingungen, unter denen sich nur Stickstoffbakterien halten können.
Gewöhnlich existiert ein Binnensee etwa 20 000 Jahre, bevor er verlandet. Durch die übermäßig phosphat- und stickstoffreiche Chemikalienbelastung des Wassers kann der »Eutrophierung« genannte Alterungsprozess in weniger als der Hälfte des Zeitraums ablaufen.
Der für das Leben wichtige Sauerstoff löst sich in kaltem Wasser besser als in warmem. Von der Industrie und vor allem von den Elektrizitätswerken werden große Mengen an Kühlwasser benötigt. Das führt oft zu einer deutlichen Erhöhung der Wassertemperaturen. Eine Verlagerung des biologischen Gleichgewichtes ist die Folge; die alten Lebensgemeinschaften von Pflanzen und Tieren werden durch neue ersetzt, die ihrerseits wiederum kritisch auf Temperaturschwankungen reagieren.
Organische Schadstoffe, die »Überdüngung« und die Erwärmung des Wassers stellen heute aber nur einen Teil der Probleme im Süßwasserbereich dar. Die zahlreichen, auf natürlichem Wege nicht abbaubaren Stoffe und Chemikalien sind eine schwere Belastung für den Wasserkreislauf und damit letzten Endes auch für den Menschen. So sind Pestizide (Schädlingsbekämpfungsmittel), giftige Metalle und Chemikalien aus Industrieabwässern im Wasser zwar meist nur in geringen Spuren enthalten; sie werden jedoch oft durch niedrige Organismen aufgenommen, von höheren Tieren (Fischen) gespeichert und gelangen am Schluss der Nahrungskette in schädlichen Mengen in den Körper des Menschen.
Wiederherstellung reinen Wassers
Mit Schadstoffen belastete Flüsse und Seen benötigen längere Zeiträume für eine Selbstreinigung. Sie gelingt in der Regel nur dann, wenn weitere Abwässer völlig von ihnen ferngehalten werden, z. B. durch Kanalisationssysteme. Diese führen die Abwässer in Kläranlagen, in denen dem Wasser eine Reihe von Verunreinigungen entzogen werden, so dass sich der Sauerstoffgehalt des Wassers wieder erhöhen kann. Kläranlagen haben jedoch nur eine beschränkte Wirkung. Sie können z. B. landwirtschaftliche Abwässer oder vom Regen ausgeschwemmte Kunstdüngergaben nicht erfassen.
Ebenso wichtig wie umfassende Kanalisationssysteme ist die geeignete Filterung industrieller Schadstoffe. Lange Zeit war es üblich, selbst hochgiftige flüssige Substanzen als Abwässer den Flüssen (Rhein) aufzubürden, die dadurch stark verunreinigt wurden. Obwohl alle Maßnahmen zum Schutz oder zur Verbesserung der Wasserqualität sehr teuer sind, müssen sie unbedingt durchgeführt werden, um eine gesunde Natur zu erhalten.
Die Frage der gemeinsamen Verantwortung
Die Reinhaltung der großen nordamerikanischen Seen ist ein Problem, das zwischen den Vereinigten Staaten und Kanada seit Jahren zu diplomatischen Schwierigkeiten geführt hat. Erfolge zur Erhaltung sauberen Wassers sind ja nur dann zu erreichen, wenn alle Anlieger sich verpflichten, Schadstoffe von den Gewässern fernzuhalten.
Besonders problematisch ist dies im Falle des Rheins. Der Fluss ist stark mit Verunreinigungen belastet, die von der großen Zahl von Industriebetrieben in seinem Einzugsbereich stammen. Außerdem wird das Wasser bei der industriellen Kühlung so sehr erwärmt, dass die Gefahr eines völligen biologischen Zusammenbruches innerhalb weniger Jahre droht. Trotz dieser unmittelbaren Gefahr haben sich die Anrainerstaaten Deutschland, Frankreich, die Niederlande und die Schweiz bislang auf keine wirksame gemeinsame Kontrolle einigen können. Auch hier sind die hohen Kosten und regionale Interessen die größten Hindernisse.
Tiere und Pflanzen des Süßwassers erhalten den für sie lebensnotwendigen Sauerstoff aus den im Wasser gelösten Anteilen dieses Gases. Durch die in den Abwässern enthaltenen chemischen Stoffe wird der natürliche Sauerstoffgehalt verringert und dadurch die Lebensbedingungen für Pflanzen und Tiere verschlechtert [A]. Der den Organismen vorenthaltene Sauerstoff wird jedoch zum Abbau der Verunreinigungen benötigt. Viele Organismen werden direkt von den Verunreinigungen beeinflusst [B]. Einige Lebewesen, so manche Pilze und Algen, gedeihen gut (»Düngung« durch Phosphate und Stickstoff), die normale Süßwasserflora leidet allerdings darunter. Kenntnisse über die Einflüsse der Abwässer auf die Tiere und Pflanzen im Süßwasser erhält man durch Vergleichsuntersuchungen der Population (Häufigkeit) der einzelnen Arten in sauberen und verunreinigten Gewässern [C]. Dabei zeigt sich, dass die in die Flüsse geleiteten industriellen Abwässer [D] den größten Anteil an der Verschmutzung des Wassers haben.
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