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Laborschiff MAX PRÜSS - Gewässerüberwachung zwischen Rhein und Weser

MAX PRÜSS im Dienste des Umweltschutzes

Der Zustand der Fließgewässer wird weitgehend durch die Einwirkung menschlicher Aktivität geprägt. Industrie und Kommunen, Landwirtschaft und Schifffahrt tragen zu ihrer Verschmutzung bei. Schadstoffe gelangen dabei auf vielerlei Wegen in die Gewässer.

Die staatlichen Dienststellen überwachen daher nicht nur die bekannten Abwassereinleitungen, sondern auch die Gewässer. Nur so können die vielfältigen Auswirkungen von Schadstoffeinträgen im Gewässer verfolgt und die Notwendigkeit weitergehender Gewässerschutzmaßnahmen beurteilt werden.

Die Überwachung der Fließgewässer und die Ermittlung der Gewässergüte sind eine wichtige Aufgabe des LANUV NRW. Auf der Grundlage der Landeswassergesetze liegen die Arbeitsschwerpunkte des Gewässerschutzes im LANUV in der Überwachung des Rheins und seiner wichtigsten Nebenflüsse, der Untersuchung der westdeutschen Schifffahrtskanäle sowie landesweit von Flusssedimenten und Bioindikatoren.

Die Überwachung des Zustandes der größeren Fließgewässer und die Bearbeitung von Messprogrammen mit spezifischen Fragestellungen ist allein durch ein Netz landseitiger Messstationen nicht durchführbar. Deshalb setzt das LANUV seit über 34 Jahren das Laborschiff MAX PRÜSS auf den schiffbaren Gewässern des Landes ein. Es trägt den Namen des verstorbenen, international anerkannten Wasserwirtschaftlers Dr.-Ing. MAX PRÜSS, dem ehemaligen Direktor des Ruhrverbandes und des Ruhrtalsperrenvereins.

Die MAX PRÜSS ist im Durchschnitt an 220 Tagen jährlich im Einsatz; sie hat in ihren ersten 34 Dienstjahren von 1964 bis 1999 über 550.000 km zurückgelegt, diese Kilometerleistung entspricht einer vierzehnmaligen Erdumrundung.

Bild: Laborschiff MAX PRÜSS im Einsatz

Vom Schiff aus wurden in dieser Zeit ca. 50.000 Wasser- und 5.000 Sedimentproben aus den nordrhein-westfälischen Gewässern entnommen. Seit der Installation einer Schwebstoffzentrifuge an Bord konnten seit 1996 zusätzlich 100 Schwebstoffproben entnommen werden.

1999 wird die MAX PRÜSS nach über 34 Einsatzjahren durch ein neues Schiff mit identischer Namensgebung und Aufgabenstellung ersetzt.

Die neue MAX PRÜSS entspricht dem Stand der Technik bezüglich Probenahme und Labor und erfüllt alle gültigen Vorschriften aus schiffbaulicher Sicht.

Daher ist das neue Schiff 4,7 m länger und 2,5 m breiter. An Laborfläche stehen auf dem Schiff 27 m 2 zur Verfügung, der Multifunktionsraum ist 19 m 2 groß, die vier Kabinen haben jeweils eine Größe von 6 m 2 und die Küche ist mit 9 m 2 deutlich größer als bisher. Darüber hinaus verfügt das neue Schiff über eine Messe sowie 2 separate Bäder mit Dusche und WC für die Besatzung und das Probenahmepersonal. Der Bug der MAX PRÜSS ist als überragendes Deck ("Flugzeugträgerdeck") ausgestaltet, um ausreichend Arbeitsfläche zu bieten. Das Schiff ist so ausgelegt, dass es die Zonen 2, 3, Rhein und 4 gemäß Rheinschifffahrtsuntersuchungsordnung (RheinSchUO) und Binnenschifffahrtsuntersuchungsordnung (BinSchUO) befahren kann.

Laborseitig verfügt das neue Schiff über Probenahmegeräte für Wasser, Schwebstoff und Sediment. Eine moderne Messstrecke mit Sensoren zur kontinuierlichen Bestimmung verschiedener Messgrössen befindet sich ebenso an Bord wie ein Photometer zur Bestimmung von Nährstoffen und ein Gaschromatograph zur Bestimmung leichtflüchtiger Kohlenwasserstoffe.

Ferner verfügt die MAX PRÜSS für biologische Untersuchungen über ein Mikroskop mit Videokamera und einen Leuchtbakterientest zur ersten Abschätzung evtl. vorhandener toxischer Wasserinhaltsstoffe.

Wie schon die alte MAX PRÜSS wird auch das neue Schiff bei Schadensfällen auf dem Rhein zur wasserseitigen Probenahme eingesetzt. Anhand der im nachfolgenden beschriebenen Analytik erfolgt eine erste Beurteilung des Schadensausmaßes.

Die MAX PRÜSS ist Teil der staatlichen Gewässerüberwachung in Nordrhein-Westfalen. Sie sorgt auf den Bundeswasserstrassen bereits durch ihre Präsenz dafür, dass die Gewässerbenutzer sich regelgerecht verhalten.

Die MAX PRÜSS überwacht nordrhein-westfälische Gewässer

Die MAX PRÜSS ist auf dem Rhein und seinen schiffbaren Nebengewässern sowie auf der Weser und den westdeutschen Kanälen im Einsatz. Sie ist für die erforderlichen Probenahmen von Wasser, Schwebstoff und Sediment und einfache Laboruntersuchungen eingerichtet. Die unterschiedlichen Aufgabenstellungen lassen sich in drei Gruppen aufteilen:

  • Kontroll- und Ermittlungsfahrten,
  • Probenahmefahrten und
  • Messfahrten.

Die Kombination dieser Aufgaben richtet sich nach der Fragestellung im Einzelfall.

Bild: Probenahme

Die MAX PRÜSS verfügt über eine kontinuierlich registrierende Messstation für die Messgrößen Wassertemperatur, pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Sauerstoffgehalt und Trübung. Sie ist labormäßig für einfache physikalische, chemische und biologische Untersuchungen an Bord ausgerüstet. Für spezielle Messungen können zeitweise auch zusätzliche Geräte auf dem Schiff eingesetzt werden.

Dennoch ist es nicht zweckdienlich, alle erforderlichen Wasser-, Schwebstoff und Sedimentuntersuchungen direkt an Bord vorzunehmen. Daher erfolgt vom Schiff aus die fachgerechte Probenahme und Probenvorbereitung für die späteren Laboruntersuchungen. Einfache Untersuchungen, insbesondere wenn Veränderungen beim Probentransport zu befürchten sind, werden sofort an Bord durchgeführt.

Regelmäßige physikalische und chemische Untersuchungen des Rheins

Im Rahmen des nordrhein-westfälischen Gewässergüteüberwachungssystems (GÜS) werden im 4-Wochen-Rhythmus im Rhein bzw. an den Mündungen der großen Nebengewässer Proben entnommen. Die aus diesen Proben gewonnenen physikalischen und chemischen Daten geben Aufschluss über mittel- und langfristige Veränderungen der Wasserbeschaffenheit. Sie werden u. a. in den Gewässergüteberichten des LANUV veröffentlicht.

Untersuchung der westdeutschen Schifffahrtskanäle in Nordrhein-Westfalen

Bild: Analyse an Bord

Seit 1966 wird die Wasserqualität der westdeutschen Kanäle mit Hilfe der MAX PRÜSS untersucht. Nachdem anfänglich die Untersuchung der chemisch-physikalischen Messgrössen im Vordergrund stand, wird seit 1984 routinemässig auch der biologische Gewässerzustand beurteilt und der Schwermetallgehalt der Sedimente bestimmt. Dazu befährt das Schiff im Sommerhalbjahr den Rhein-Herne-Kanal, den Datteln-Hamm-Kanal, den Wesel-Datteln-Kanal, den Dortmund-Ems-Kanal, den Mittellandkanal und den Osnabrücker Zufahrtskanal. Die Ergebnisse der Kanalfahrten werden im Gewässergütebericht des LANUV veröffentlicht und der Bundeswasserstraßenverwaltung zur Verfügung gestellt.

Wärmemessungen mit der MAX PRÜSS

Um festzustellen, wie sich die Wärmeeinleitungen auf die Gewässer auswirken und um Basiswerte für die thermische Charakteristik der Gewässer zu erhalten, werden Quer- und Längsprofilmessungen mit dem Laborschiff durchgeführt. Dabei wird nicht nur die Wassertemperatur in unterschiedlichen Tiefen gemessen, sondern gleichzeitig werden auch die wichtigsten Klimadaten wie Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit erfasst. Gemessen wird vor allem zu Zeiten niedriger Abflüsse bzw. erhöhter Wassertemperaturen.

Probenahme von Rheinsedimenten

Seit 1978 untersucht das LANUV nach einem besonderen Messprogramm an etwa 20 Probenahmestellen zwischen Bad Honnef und Kleve-Bimmen Rheinsedimentproben auf Schwermetalle und eine Vielzahl weiterer organischer Spurenstoffe. Die gewonnenen Daten geben einen guten Aufschluss über Belastungsschwerpunkte und werden im Gewässergütebericht des LANUV veröffentlicht.

Die MAX PRÜSS fährt aber nicht nur im Rahmen regelmäßig wiederkehrender Einsätze, sie erledigt darüber hinaus eine Vielzahl von Sonderaufgaben; einige wichtige seien im folgenden beispielhaft genannt.

Ermittlung von Abwasserfahnen

Abwasser durchmischt sich nicht unmittelbar an der Einleitungsstelle mit dem Wasser des Gewässers. Es bilden sich bis zum Erreichen der Volldurchmischung Abwasserfahnen, die am Niederrhein bis zu einer Länge von 70 Kilometern nachweisbar sind. Die Durchmischung im Querprofil des Gewässers ist abhängig von den Strömungsverhältnissen, von der Art der Stoffe in der Einleitung und von der Wasserführung des Gewässers. Mit Hilfe der MAX PRÜSS untersucht das LANUV die Ausbildung solcher Abwasserfahnen bei unterschiedlichen hydrologischen Verhältnissen.

Querprofilmessungen

In größeren Gewässern ist die Wasserbeschaffenheit am rechten und linken Ufer, in Flussmitte und in den verschiedenen Wassertiefen nicht gleich. Um daher zu wissen, welche Aussagekraft die Messungen an einer festen Probenahmestelle haben, müssen mehrfach Wasserproben im gesamten Flussquerschnitt genommen und untersucht werden. Nur aufgrund solcher Querprofilmessungen sind seriöse Berechnungen der transportierten Schadstofffrachten möglich.

Längsprofilmessungen

Um genauere Aussagen über die Veränderungen der Wasserqualität auf der Fließstrecke des Rheins machen zu können, ist es nötig, synchron zur "fließenden Welle" zu messen. Auch hier leistet die MAX PRÜSS wesentliche Hilfe. Solche Messungen werden auch im Rahmen des Deutschen Untersuchungsprogramms Rhein gemeinsam mit den übrigen Bundesländern am Rhein beim koordinierten Einsatz der Messschiffe auf der deutschen Rheinstrecke durchgeführt. Besonders zu erwähnen ist in diesem Rahmen die Fahrt von Rotterdam bis Basel, die 1995 mit der MAX PRÜSS im Auftrag der Internationalen Kommission zum Schutz des Rheins (IKSR) durchgeführt wurde.

Neben den oben beschriebenen Aufgaben, Probenahme- und Labormöglichkeiten verfügt die MAX PRÜSS über einen Multifunktionsraum, der Experten Gelegenheit zum Erfahrungsaustausch gibt. Das Gästebuch vermittelt eine Übersicht, welche und wie viele Fachbesucher auf der MAX PRÜSS einen unmittelbaren Eindruck vom Gewässerzustand gewinnen konnten.

Aktionsbereich der MAX PRÜSS

Zum Aktionsbereich gehört der Rhein, die Ruhr, die Weser und das gesamte Westdeutsche Kanalnetz.

Aktionsbereich der MAX PRÜSS

Technische Daten

Eigentümer:Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW
Heimathafen:Essen
Bauwerft:Deutsche Binnenwerften GmbH, Werft Genthin;
Bau NR. 152
Kiellegung:September 1998
Stapellauf:07.04. 1999
Ablieferung:07.05.1999

Hauptabmessungen:
Länge über Alles:33,00 Meter
Breite über Alles:7,57 Meter
Seitenhöhe:2,10 Meter
Tiefgang:1,10 Meter

Maschinenanlage:
Antriebsleistung:2 x 250 kW (340 PS)
Antrieb:konventionell

2 Schiffs-Diesel-Motoren; Typ D 2866 LXE 43
Zylinderzahl:6
Drehzahl:1800 U pm
Kühlung:Wasserkühlung
Anlassung:elektrisch; 24 V, 2-polig

2 Schiffs-Wendeuntersetzungsgetriebe
Typ:WAF 143L
Untersetzung:3,522

2 Propeller
Durchmesser:1000 mm
Geschwindigkeit:20 km/h

Generalplan Schiffstechnik (Schnitte)

Bild: Schnittdarstellungen der MAX PRÜSS
Generalplan Schiffstechnik Dipl.-Ing. Heiko BUCHLOH