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2020-02-17T12:03:59Z

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Als '''Selbstreinigung''' bezeichnet man allgemein die Fähigkeit eines Gegenstandes oder Systems, sich eigenständig und insbesondere ohne äußeren Eingriff von Verschmutzungen bzw. von spezifizierten Stoffeinträgen befreien zu können.

Man unterscheidet primär zwischen zwei Bedeutungen:
* Selbstreinigung von Oberflächen, zum Beispiel über den [[Lotuseffekt]] oder [[photokatalytische Selbstreinigung]], aber auch technischer Verfahren wie die [[Pyrolyse]] beispielsweise bei [[Backofen|Backöfen]]. Siehe auch: [[Glas mit selbstreinigenden Eigenschaften|selbstreinigendes Glas]] und [[Liste gebräuchlicher Betone#Selbstreinigender Beton|selbstreinigender Beton]].
* Selbstreinigung biologischer bzw. ökologischer Systeme. Dabei handelt es sich sowohl um Lebewesen und deren Fähigkeit Schadstoffe abzubauen bzw. auszuscheiden, als auch die Fähigkeit komplexer Ökosysteme, selbständig mit dem Eintrag umweltfremder bzw. umweltschädlicher Stoffe fertigzuwerden.

Ein Beispiel für die Selbstreinigung von Tieren ist deren [[Exkretion]] von Endprodukten des Stoffwechsels sowie von unbrauchbaren oder schädlichen Substanzen, die mit der Nahrung aufgenommen wurden.

Die bekannteste Verwendung des Begriffes bezieht sich auf [[Gewässer]], deren [[biologischer Abbau]]prozess organischer Verbindungen durch pflanzliche, tierische und bakterielle Organismen ([[Saprobiont]]en) bei gleichzeitigem Verbrauch von [[Sauerstoff]] als Selbstreinigung bezeichnet wird.

== Selbstreinigung von Gewässern ==
Die Selbstreinigungskraft von Gewässern ist abhängig vom Sauerstoffgehalt des Wassers und somit von Faktoren wie dem Boden und dem transportierten Material, von der [[Strukturgüte]] und der Wassertemperatur.

Unter Sauerstoffmangel kommt es zu [[anaerobie|anaeroben]] [[Fäulnis]]prozessen. Im sauerstoffreichen Wasser dagegen kann eine begrenzte Menge organischer Substanz z. B. aus [[Abwasser]] durch [[Bakterien]], [[Pilze]] und kleinere Tiere (vgl. [[Destruenten]]) zersetzt werden. Daher ist das Selbstreinigungspotential in fließenden Gewässern höher als in stehenden Gewässern, weil der Eintrag von Luftsauerstoff über die bewegte Oberfläche dort größer ist.
Eine weitere Rolle spielt die Wassertemperatur, da bei Erwärmung des Gewässers (wie etwa durch abgeleitetes [[Kühlwasser]]) die Sauerstofflöslichkeit sinkt, sich aber die Abbauvorgänge beschleunigen.
Als natürlicher Sauerstofflieferant dienen außerdem die Schwebalgen [[Phytoplankton]], die Aufwuchsalgen sowie die höheren Wasser- und Uferpflanzen.

Im Zusammenhang mit der Selbstreinigung steht die [[Gewässergüteklasse|Gewässergüteklassifikation]] von Fließgewässern nach dem System des [[Saprobie]]nindex. Hierbei wird durch die Bestimmung von [[Indikatororganismus|Indikatororganismen]] ein Maß für die Fracht an abbaubarem organischen Material gewonnen und nach einem normierten Verfahren klassifiziert.

Die Selbstreinigungskraft wird auch in der sogenannten biologischen Klärstufe in [[Kläranlage]]n nutzbar gemacht.

Etwas weiter definiert umfasst die Selbstreinigung folgende Aspekte:

* Mikrobiell: [[Fäulnis|mikrobiologische Umwandlung]] von organischen und anorganischen Stoffen
* Chemisch: Auflösungs- und [[Ausfällung]]sprozesse, [[Sorption]] und [[Desorption]], Umwandlung von organischen und anorganischen Stoffen
* Physikalisch: [[Verdünnung]], [[Sedimentation]], [[Filtration (Trennverfahren)|Filtration]] und [[Ausgasung]]

=== Vorteile der Selbstreinigung ===
Mit dem Begriff Selbstreinigung ist die Fähigkeit der Gewässer gemeint, organische [[Gewässerverschmutzung]] oder Belastungen abbauen zu können.

Durch die oben beschriebenen Prozesse werden solche Belastungen „abgebaut“ und somit in eine weniger komplexe – nicht mehr zwingend organische – Verbindung überführt (aus [[Organische Chemie|organischen Verbindungen]] werden z. B. mineralische [[Salze]]). Manche Vorgänge entfernen tatsächlich Substanz – [[Nährstoff]]e – aus dem Gewässer und verhindern somit automatisch eine [[Eutrophierung]] und dadurch auch das [[Umkippen]] des Sees, solange die [[anthropogen]]e Schadstoffbelastung nicht zu groß ist:

* Langfristige Umwandlung der Schadstoffe in Dünger und anschließend in lebende [[Biomasse]] (z. B. [[Primärproduzent|Produzenten]] wie [[Phytoplankton]], [[Konsument (Ökologie)|Konsumenten]] wie Fische und Enten)
* [[Ausgasung]] von [[Stickstoff]], [[Kohlenstoffdioxid|CO<sub>2</sub>]] oder NH<sub>3</sub> ([[Ammoniak]])

=== Kritische Betrachtung ===
Die Selbstreinigung des Gewässers versagt bei zu großer Schadstoffbelastung oft aus folgenden Gründen:

Eine Teilmenge der [[Phosphat]]e und [[Nitrat]]e bleibt [[Dünger|düngewirksam]] im Gewässer und trägt in jedem Fall zur [[Eutrophierung]] bei. Ein Teil davon wird zwar zunächst [[Sedimentation|sedimentiert]] (siehe auch: [[Phosphatfalle]]), aber beim Auftreten von [[Hypoxie (Ökologie)|Sauerstoffmangel]] über dem [[Lockersediment|Sediment]] wird es wieder [[Lösung (Chemie)|zurückgelöst]] (vgl. [[Umkippen]]). Auch Filtration und [[Sorption]] wirken nur vorübergehend entlastend.

Auch die als Vorteil erwähnte Umwandlung in lebende Biomasse stellt keine wirkliche Entlastung dar. Die Biomasse nimmt am Stoffkreislauf des Gewässers teil. Sie führt z. B. wieder zur vermehrten [[Detritus (Biologie)|Detritusbildung]] (z. B. abgestorbene Pflanzen, Kot), der wiederum von den [[Destruenten]] zu Düngesalzen mineralisiert wird. Diese Nährstoffe, und damit die Gewässerbelastung, bleiben also dem Gewässer erhalten.

Die Selbstreinigungskraft bezieht sich dabei auf organische Einträge, wie sie in der [[Natur]] vorkommen, z. B. [[Laubfall]], [[Totholz]], Einträge aus [[Sumpf|Sümpfen]], [[Moor]]en. Die [[anthropogen]]en Einträge aus Industrie und Landwirtschaft überschritten die Selbstreinigungskraft der Gewässer in der Vergangenheit bei weitem. Die Selbstreinigungskraft der Gewässer wurde zudem durch den technischen [[Wasserbau|Gewässerverbau]] (Begradigung und Befestigung) herabgesetzt. Keinerlei Selbstreinigungskraft haben die Gewässer gegenüber vielen anthropogenen Schadstoffen wie Schwermetallen, vielen Pestiziden und Industrieabfallstoffen, für die es keine Stoffwechselwege in den Wasserorganismen gibt.

Die Erhöhung oder Wiederherstellung der natürlichen Selbstreinigungskraft der Gewässer ist eines der Ziele bei der [[Renaturierung]] von Fließgewässern.

== Siehe auch ==
* [[ökologisches Gleichgewicht]]
* [[Ökosystem See]]
* [[Seentherapie]]

== Literatur ==
* Ulrich Stottmeister, Erika Weißbrodt, Jörg Tittel: ''Natürliche Selbstreinigung. Von der Altlast zum See.'' In: ''Biologie in unserer Zeit.'' 32, 5, 2002, {{ISSN|0045-205X}}, S. 276–285.

== Weblinks ==
* [http://www.fh-nuernberg.de/tc/lab-aust/lim/wasserbeh_1_kap5_1.pdf Biologische Abwasserreinigung]

{{Normdaten|TYP=s|GND=4180849-6}}

[[Kategorie:Hydrologie]]
[[Kategorie:Limnologie]]

Selbstreinigung - Versionsgeschichte

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