Warum funktioniert der Schwimm- und Badeteich trotzdem?
Erwarten Sie nun nicht eine wissenschaftlich korrekte Abhandlung über Abläufe, die in einem Gewässer stattfinden. Dafür ist die Limnologie zuständig und hat darüber schon zünftig geforscht. Das füllt Bände. Am Schluss werde ich eine kleine Literaturliste anfügen.

Der Kiesfilter
Algen im Weiher

Ein natürliches Gewässer hat zu seiner Entstehung Jahrhunderte oder Jahrtausende zur Verfügung - ein Schwimmteich sollte das über Nacht erreichen.

Was sollte er erreichen? Wir behaupten, das Wasser unserer Schwimmteiche sei so klar wie dasjenige eines Bergsees. Dieser hat es allerdings einfacher. Er bezieht frisches, kühles, klares Wasser direkt ab Gletscher oder Quelle und da haben es die meisten Lebewesen gar nicht so einfach, sich überhaupt anzusiedeln. Am besten dazu eingerichtet ist allenfalls die Forelle, die nicht auf irgendwelche Lebewesen im Wasser angewiesen ist (ja, ja, ich weiss, gewisse Kleinkrebse, Schnecken usw. stehen auch auf ihrem Speisezettel), sondern sich hauptsächlich von über dem Wasser schwebenden Insekten, sich kurzfristig im Wasser aufhaltenden Insektenlarven und Würmern im Wasser ernähren.
Das Geheimnis dieses Wassers ist, dass es nährstoffarm ist. Das ist das ganze Geheimnis. Nun ist Nährstoffarmut ein relativer Begriff, das heisst ja noch nicht nährstofffrei. Solches Wasser würden wir nur erhalten, wenn wir es destillieren. Dann müssten wir es aber gut verschliessen, dass von aussen wirklich nichts eindringen könnte, denn die Natur, oder die Lebewesen, welche sich im Wasser aufhalten wollen, sind ziemlich erfinderisch in der Beschaffung von Nahrungsmitteln.
Trotzdem: Das Geheimnis der Klarheit unserer Teiche liegt in der Nährstoffarmut. Und dann wollen wir die Bösewichte, die wir im Teich nicht wollen, einmal benennen. Was nicht schwer fällt, denn es sind hauptsächlich die Algen. Diese trüben uns die Suppe, wenn sie zu zahlreich auftreten. Schauen wir uns die Burschen einmal an.
Grundsätzlich handelt es sich dabei um Pflanzen, die lediglich aus einer Zelle bestehen. Da sie nun aber entdeckt haben, dass es sich besser lebt, haben sie sich zu Kolonien zusammengetan und entwickeln so eigentlich überaus hübsche Formen. Im Bodensee gibt es rund 16 verschiedene Algenarten. Die einzelnen Algen sind sehr klein, je nach Art ein hundertstel oder zehntel mm, und die Kolonien sind auch nicht viel grösser, da sie zumeist nur aus wenigen Algen bestehen. Mit Ausnahme der Fadenalgen. Diese können fast nicht gefressen werden und entwickeln sich manchmal ziemlich ungestüm. Sie (Zygnemales und Cladophorales) beginnen sich aber bei rund 25° aufzulösen, so dass diese als lästig empfundenen Wattenbäusche im Sommer immer verschwinden.

Grünalgen (Chlorophyceae)	Grünalge (Cladophora)	Grünalge (Jochalgen, Zygnematophyeae)

Diese Lebewesen ernähren sich aus den im Wasser gelösten Nährstoffen Stickstoff, Phosphor, Eisen, Kali, Kalk, Magnesium und einigen anderen. Je mehr nun von diesen Elementen vorhanden ist, desto mehr Algen können entstehen und wachsen. Im Gegensatz zum Wasser im Gebirge (aber auch dieses kann je nach Gestein, dem es entspringt, auch nährstoffreicher sein) ist unser Wasser recht gut mit diesen Stoffen versetzt. So kann ein Trinkwasser gut und gern bis zu 40 mg Stickstoff enthalten und diese Mengen sind für Algen paradiesisch. Auch Phosphor und die anderen sind zumeist reichlich vorhanden, da wir diese Stoffe ja alle in die Umwelt abgeben, die Böden damit düngen und auch sonst mit unserer Umwelt ziemlich unbesorgt umgehen. Das zeigt sich auch an unseren Seen. Je mehr wir uns von den Alpenseen entfernen, desto trüber werden sie, weil durch unsere Tätigkeiten immer mehr Nährstoffe in sie gelangen. So können sich diese Algen in unseren Teichen so lange entwickeln und wachsen, bis alle Nährstoffe aufgebraucht sind. Und wenn genügend davon vorhanden sind, gelingt es ihnen durchaus, das Wasser zu trüben. Aber dann treten auch die Algenfresser auf den Plan: die Ciliaten, die Rädertierchen und die ganz kleinen Krebse, welche sich über die Einzeller hermachen, bis nichts mehr vorhanden ist und das Wasser eigentlich wieder klar wäre. (man zählt diese Tierchen übigens zum sog. Zooplankton, während die Algen zum Phytoplankton gehören.) Im Prinzip ist dem eigentlich auch so, man kann das in fast allen neuen Weihern beobachten, falls die kleinen Tierchen überhaupt den Weg finden. Vorteilhaft gibt man den neuen Weihern immer Wasser eines alten zu (das sog. Impfen) welches diese Fresser enthält.
Nachdem sich das Verhältnis zwischen Fressenden und Gefressenen einigermassen stabilisiert hat (ein Gleichgewicht hat sich eingestellt) sollte das Wasser klar sein - wenn es nicht von Haus aus zu viele Nährstoffe enthält und sich Phyto- und Zooplankton auf hohem Niveau die Waage halten. Das Nährstoffangebot verringert sich aber auch dadurch, dass die Lebewesen gelegentlich absterben und den Boden in Form von Schlamm überdecken. Dieser Vorgang ist übrigens ziemlich komplex.
Dieses Gleichgewicht wird auch sonst immer wieder durcheinandergebracht. Da sind einmal die jahreszeitlichen Wechsel mit kaltem und warmem Wasser. Gerade im Frühling schaffen es die Fresser nicht, sich gleichzeitig und ebenso rasch mit den Algen zu entwickeln, so dass es im Mai, bei der Temperaturerwärmung, zu einer kurzzeitigen Trübung des Wassers kommen kann. Dasselbe tritt auch Ende September, Anfang Oktober ein.
Und dann gibt es noch weitere Mitesser, nämlich die Bakterien. Von denen wimmelt es nur so im Wasser, aber keine Angst die sind ebenso harmlos, wie diese, die sich in der Luft, auf unserer Haut, einfach überall tummeln. Sie stürzen sich vorwiegend auf den Stickstoff, was einen cleveren Unternehmer dazu gebracht hat, eine Spezialisten heranzuzüchten, sie gefrierzutrocknen und zusammen mit anderen Pülverchen als ‚Teichklar' zu verkaufen. Einmal ins Wasser gegossen, vermehren sie sich je nach Nahrungsangebot rasant und schnappen den Algen sämtlichen Stickstoff weg, fast allen jedenfalls.
Eigentlich clever, nicht? Das Ganze hat aber einen Haken. Irgend einmal sterben auch die Bakterien ab und mit ihrer Leiche verschwindet auch der Nährstoff in den Untergrund. Im besten Falle bleibt er dort einige Zeit verpackt, bis er durch Mineralisierungsprozesse (die Nährstoffe werden aus ihren Verbindungen herausgelöst) wieder für Bakterien, Algen und weitere Pflanzen verfügbar wird und so beginnt das Spiel von vorne. Im Konkreten bedeutet das, dass der Schlamm entfernt werden sollte, bevor die Nährstoffe wieder verfügbar sind.
So.
Die Teichbauer haben sich diese Erkenntnisse natürlich unter den Nagel gerissen und setzen auf zwei Ebenen an.

1. Das Wasser abmagern.
Wenn keine Nährstoffe mehr da sind, wachsen dann keine trübenden Algen mehr? Und wie machen sie das, die Teichbauer?
Da gibt es zunächst einmal ein Wundermittel, das Zeolith. Ein Mineral, bergbaumässig z.B. in Tschechien abgebaut mit einer fürchterlich grossen inneren Oberfläche. (man kann es auch synthetisch herstellen).

Ein Zeolith ist eine kristalline Substanz, deren Struktur durch ein Kristallgitter aus miteinander verbundenen Tetraedern, jeder bestehend aus einem Kation und vier Sauerstoff-Atomen, charakterisiert wird. Dieses Kristallgitter enthält offene Hohlräume in Form von Käfigen und Kanälen. Diese sind gewöhnlich durch H2O- Moleküle und zusätzliche Kationen, welche austauschbar sind, besetzt. Die Kanäle sind groß genug um Gastmoleküle passieren zu lassen. Wasserreiche Phasen können dehydrieren; die Entwässerung erfolgt meist bei Temperaturen unter etwa 400 °C und ist größtenteils umkehrbar. Das Kristallgitter kann durch (OH,F)-Gruppen unterbrochen sein; diese besetzen eine Tetraederspitze, die nicht mit einem benachbarten Tetraeder verbunden ist.

Soweit die wissenschaftliche Definition. Das bedeutet, es ist fast wie eine Crèmeschnitte aufgebaut (die Schweizer wissen, um was für ein Blätterteiggebäck es sich dabei handelt) und die einzelnen Zwischenschichten sind negativ geladen. Das befähigt sie, Kationen ziemlich dauerhaft einzulagern und sie aus dem Kreislauf zu ziehen. Zu den Kationen zählt beispielsweise das Eisen und das Ammonium (eine Stickstoffverbindung). Gewisse Teichbauer benützen dieses notabene nicht gerade billige Mineral geradezu tonnenweise in ihren Teichen und erzeugen damit eine sehr gute Wasserklarheit - wenigstens am Anfang. Dies hat dann zur Folge, dass auch die Pflanzen nicht mehr wachsen - und diese wären es eigentlich, welche in ihrem Körper die Nährstoffe aus dem Wasser dauerhaft aufnehmen sollten. Die Wirkung des Zeolithes als wirksamer Filter in den Schwimmteichen wird z.T. angezweifelt und man schreibt die Reinigungswirkung jener Teichsysteme eher der hohen Pumpenleistung zu, die gleichzeitig erforderlich ist und dann wirkt das Zeolith

halt wie ein gewöhnlicher, allerdings sehr wirksamer, mechanischer Filter. Allerdings haben Phosphate und Zeolithe eine negative Ladung, so dass sich Zeolith zur Phosphatreduzierung nicht eignet. (siehe dazu auch Schwimmteichkategorien)
Die Methode der Abmagerung beruht auch auf dem Prinzip, dass sich eine Pflanze in ihrem Wachstum immer nach dem Nährstoff richtet, der in geringster Menge verfügbar ist. (sog. Minimum-Gesetz). Also genügt es grundsätzlich, wenn lediglich ein Nährstoff entfernt wird, um die Algen am Wachstum zu hindern.
Im Prinzip ist das richtig. Aber in Wirklichkeit sind viele Pflanzen und darunter auch viele Algen manchmal richtiggehende Hungerkünstler und können sich mit verbleibenden Resten zufrieden geben. Sie sind aber auch in der Lage, Nährstoffe aus besseren Zeiten zu speichern und sie im Falle einer weiteren Vermehrung wieder verfügbar zu machen. Grundsätzlich ist aber zu den natürlichen Zeolithen zu sagen, dass sie des öftern verunreinigt sind, so dass sie sich in den Badeteichen der Kat. 1-4 für den Einsatz nicht eignen. In der Kat. 5 kommen nur synthetische Zeolithe zum Einsatz.

In der Kat. 4 muss die Phosphatreduzierung auf andere Art gewährleistet sein. In den Kat. 1-3 ist die Reduzierung des Phosphors mit 30 Mikrogramm/ l relativ hoch. Mit gelöschtem Kalk ist eine Phosphatreduktion sehr einfach:

• Für 1g P werden 1,80g Fe oder 0,87g Al oder 1,94g Ca bezw. ihre entsprechenden Salze benötigt.
• Aus 1g P entstehen dabei 4,87g FePO4 oder 3,94g AlPO4 oder 5,00g Ca3(PO4)2 (Apatit)

Im wesentlichen sind es in der Folge doch die höheren Pflanzen, welche die Nährstoffe in ihren Speicherorganen (Wurzeln, Samen, Stengel) einlagern und sie erst wieder freigeben, wenn sie absterben. Dabei muss man wissen, dass beispielsweise Stickstoff nicht eingelagert wird.

2. Das Wasser reinigen.

Diese Wasserreinigungsmethode trifft für die Badeteiche der Kat. 1-3 zu, in Kat. 4 und 5 sollten eigentlich keine Kleinlebewesen mehr auftauchen.
Selbst wenn das Wasser noch so stark abgemagert werden kann, Reste an Nährstoffen bleiben immer drin, werden durch den Regen, durch Falllaub, Tiere usw. in den Weiher eingebracht. Also können unsere unbeliebten Algen doch immer wieder wachsen und wir müssen nach anderen Mitteln greifen, um sie zu eliminieren. Und da wir von unserem Teich von einem natürlichen Organismus sprechen und wir wissen, dass es Lebewesen gibt, welche mit diesen fertig werden, wollen wir uns kurz den Wasserflöhen oder Daphnien, was viel eleganter klingt, widmen. Dieser Kleinkrebs (die Aquarienfreunde kennen ihn als Fischfutter) gehört zu den sog. Filtrieren. Diese bewegen sich im sog. Pelagial, dem offenen Wasser und fangen die schwebenden Partikel wie eben Algen, Bakterien usw. ein. Gleich tun es ihnen auch die Geisseltierchen, die Rädertierchen, Muscheln, Schwämme und Insektenlarven, wohingegen Schnecken und Insektenlarven des Gebirges zu den Weidegängern gezählt werden, welche ihr Futter vom festen Untergrund und von den Pflanzen schaben, kratzen oder bürsten. Beide Gruppen sind also zuständig dafür, dass das Wasser klar wird und wir müssen ihnen in den Regenerationsbereichen ausreichend und geeigneten Lebensraum schaffen.

Und dann gibt es noch einen anderen, wichtigen chemischen Prozess im Wasser - neben vielen anderen natürlich - und das ist der Kohlensäure - Calciumhydrogencarbonat - Kreislauf. Ein komplizierter Name, ich weiss es. Im wesentlichen geht es dabei um die Wechselbeziehungen von Kalk und Kohlensäure im Wasser und dabei wird der Säuregehalt des Wassers stabil gehalten. Für die Nichtbiologen und Nichtgärtnern unter den Lesern sei nur kurz erwähnt, dass die Kohlensäure, das C02, der wichtigste Baustoff der Pflanzen ist. Daraus entstehen die Kohlenhydrate, der Zucker und alles was damit zusammenhängt. Fehlt nun der Kalk, was in Gebieten mit Granit, Gneis und Buntsandstein der Fall ist - dort gibt es sog. ‚weiches Wasser', ist das Wasser in Teichen und Seen starken Säureschwankungen unterworfen (das sog. pH kann sich stark ändern). Eine Änderung findet dann statt, wenn die Pflanzen sehr viel C02 konsumieren und dann das Wasser sehr rasch stark alkalisch wirkt. Diese Änderungen wirken sich auf das biologische Gleichgewicht aus, einige Arten sterben bei diesen Schwankungen ab und andere entwickeln sich stark. Also schätzt man einen gewissen Kalkgehalt, der für eine sog. gute Pufferung sorgt. Dazu weiter unten noch mehr. Dieses Gleichgewicht ist deshalb von grosser Wichtigkeit, da bei zu starkem Absinken des pH-Wertes die Phosphate wieder gelöst werden können.

Wie der Teufel das Weihwasser fürchten Schwimmteichbauer kleine Teiche. Weiss der Kuckuck, warum die nicht so gut funktionieren, auch wenn alles genau gleich eingerichtet ist wie bei den grossen Weihern. Unter ‚klein' versteht man Anlagen unter 45-50m². In diesen fühlen sich die Algen pudelwohl und die Algenfresser mögen sich einfach nicht einstellen. Vor allem betrifft dies die Fadenalgen, also jene Einzeller, die sich zu diesen hübschen Wattebällchen zusammenfinden, ausschauen wie ein weich gefedertes Bett und vor denen man sich fürchterlich graut, ins Wasser zu springen. Vermutlich sind diese Teiche zu grossen Schwankungen unterworfen, so dass das Gefüge immer wieder aus dem Gleichgewicht gerät. Das Wasser erwärmt sich beispielsweise schneller und kühlt auch wieder rascher ab, Nährstoffeintrag z.B. durch Niederschläge wird weniger gut und rasch abgebaut usw. Natürlich könnte man dem mit einer kräftigen Umwälzung begegnen, in rauhen Mengen Zeolith beigeben oder eines dieser neuartigen, teuren Ultraschall-Geräte ins Wasser geben, welche die Gebilde in kleinste Stücke zerfleddern würden. Aber grundsätzlich müsste es auch hier gelingen, mit nährstoffarmem Wasser für Abhilfe zu sorgen. Unsere unzähligen Biotope, die wir gebaut haben, legen dafür Zeugnis ab.

3. Noch so dies und das.
Häufig wird dem Sauerstoff (O2) eine wichtige Bedeutung zugeschrieben. Man spricht von der Sauerstoffsättigung, die im Idealfall bei 80-100% des Wassers liegen kann. Sauerstoff gelangt auf verschiedene Arten ins Wasser. Einmal über die Atmosphäre - selbst bei geringer Wasserbewegung kann er in den See eindringen - und dann durch die Photosynthese der Wasserpflanzen, hauptsächlich der Algen. Darunter versteht man die Leistung des Chlorophylls, (grüner Farbstoff) aus CO2, Energie und Wasser Kohlenhydrate herzustellen, wobei als Abfallprodukt reichlich O2 anfällt. So kann es natürlich vorkommen, dass wir am Tag einen hohen Sauerstoffwert vorfinden und in der Nacht einen tiefen, bei trübem Wetter wird weniger produziert als bei Sonnenschein.
Und wo wird Sauerstoff gebraucht:
Bei der Atmung der Tiere, beim Abbau des Schlammes am Boden und dann geht immer auch ein Teil an die Atmosphäre verloren.
Da nun die Menge an Sauerstoff ein Indiz für die biologische Aktivität sein kann, kann daraus der Sauberkeitsgrad des Sees abgeleitet werden, theoretisch jedenfalls. Diese Einteilung in oligotroph (sauber, nährtoffarm) und eutroph (verschmutzt, nährstoffreich) beruht aber darauf, dass man festgestellt hat, dass in eutrophen Gewässern in tieferen Schichten (so ab 5 - 10m) der Sauerstoffgehalt rapide abnimmt, er hingegen in oliotrophen bis in die Tiefen gleich bleibt. Und da Schwimmteiche höchstens 2-3m tief sind, ist so eine Sauerstoffverteilung nie festzustellen.
Ich komme also zum Schluss, dass der Sauerstoffgehalt ein ziemlich unsicherer Wert ist, um etwas über die Wasserqualität oder die Reinigungswirkung des Weihers auszusagen. Zwar braucht es O2, aber in einem natürlichen System ist davon eigentlich immer genügend vorhanden.
Wer weiss, vielleicht widerspricht mir jemand.

CO2, Kohlendioxid.
Eigentlich würde man in einem Weiher darauf liebend gern verzichten, hätten dann die Algen überhaupt nichts zu futtern. Aber wir wollen ja nicht so sein. Wind und Regen bringen davon auch ohne unser Zutun genügend ins Wasser, so dass wir damit umgehen müssen. Und durch den Abbau allen abgestorbenen organischen Materials wird es immer wieder frei. Allerdings wird das im Wasser gelöste Kohlendioxid teilweise zu Kohlensäure hydratisiert. (CO2 + H2O ® H2CO3) Je nach pH-Wert ist dieser Vorgang unterschiedlich intensiv. Unter pH 4 kommt fast nur CO2 vor, zwischen pH 7 und pH 10 fast nur HCO3. Der pH-Wert bezeichnet den Säuregrad des Wassers, 7 ist neutral, darunter sauer und darüber alkalisch.

Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht
Dabei läuft nun in Verbindung mit Kalkstein (CaCO3) ein weiterer interessanter Prozess ab. Im kohlendioxidhaltigen Wasser kann der an sich unlösliche Kalkstein in Lösung gehen und eine andere Form annehmen. (Calciumhydrogencarbonat) Dabei wird ein Teil des Kohlendioxides gebunden und steht den Pflanzen in Form von Kohlensäure als wichtige CO2-Reserve zur Verfügung. Eine ganz lustige Erscheinung kann festgestellt werden, wenn dem Wasser CO2 entzogen wird. Das kann durch die Erwärmung des Wassers geschehen (das Gas entweicht) oder durch Pflanzenwachstum (Photosynthese). Die Folge ist, dass das gelöste Calciumhydrogencarbonat in Kalkstein und CO2 zerfällt und zwar so lange, bis das Gleichgewicht wieder hergestellt ist. Dieser Kalkstein, der da ausfällt, wird nun als Überzug auf Steinen, Blättern usw. sichtbar und zwar zunächst als eine Art kleines Würmchen, das sich mit der Zeit wieder verteilt. Manch einer hat schon gemeint, da hätte sich ein völlig neues Tier eingenistet. Aber keine Angst, es ist definitiv aus Stein. Ein grosser Vorteil dieser Kalkausfällung ist allerdings, dass damit immer auch Phosphor ausgefällt wird und somit für die Pflanzen (Algen) nicht mehr verfügbar ist. Dieses Gleichgewicht, das nur unter Anwesenheit von Kalk stabil ist, verfügt über eine sehr gute Pufferung. Das bedeutet, dass der pH-Wert des Wassers konstant gehalten werden kann. Würde er schwanken, hätte dies zur Folge, dass z.B. bei tiefen pH Nährstoffe freigesetzt werden können, dass der saure Regen seinen negativen Einfluss geltend machen kann aber auch die biologische Aktivität sehr instabil und schlecht steuerbar wird.
Neben diesem sehr wichtigen, in allen natürlichen Gewässern vorkommenden Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht, gibt es eine Menge weiterer Kreisläufe wie beispielsweise den Stickstoff, Phosphor oder Eisenkreislauf.
Für ein intensiveres Studium dieser und vieler anderer Zusammenhänge empfehlen sich die beiden Bücher über die Gewässerkunde:
- Einführung in die Limnologie Autor: Jürgen Schwoerbel, Verlag: Gustav Fischer 1999
- Limnoökologie W. Lampert, U. Sommer Georg Thieme 1993

- Lehrbuch der Botanik, Strassburger, Gustav Fischer

Alle Bücher weisen auch ein umfangreiches Literaturverzeichnis auf

Die verschiedenen Bücher über die Badeteiche sind eher Praxisbezogen und gehen auf die biologischen, chemischen und physikalischen Zusammenhänge im Wasser weniger ein.

Für BioNova zusammengestellt:

Hans Graf
Gartenbau, BioNova Badeteiche
Krauchthalstrasse 6
CH-3065 Bolligen

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