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Studies on the Pollution of the Kalinadi by Industrial Wastes Near Mansurpur Part 1: Hydrometric and Physico‐Chemical Characteristics of the Wastes and River Water
Authors: Verma S. R. , Dalela R. C. 
Published: February 2007

AbstractStream pollution by industrial wastes is posing a problem in Uttar Pradesh. In the present investigations an attempt has been made to study the ecological features of a section of the Kalinadi so as to find out the cumulative or detrimental effect of pollution on fish and fisheries by the effluent discharge of sugar factory and distillery wastes near Mansurpur (District Muzaffarnagar), U. P. This paper is part I of the project.The liquid wastes produced by the sugar factory vary from 66 × 106 to 88 × 106 litres/day excluding condenser water and contain variable quantities of cane fibres, cellulose, lime, waxes, fermented sugar juice, mollasses, and some quantities of sulphate, phosphate, and nitrogen, the oxygen being nil with high values of B. O. D. and C. O. D.The liquid waste from the distillery is called spent wash. The spent wash (62 × 104 litres/day) is highly coloured and acidic (pH 4.3 … 2.9). The B. O. D. and C. O. D. values were very high in the order of 28,526 mg/1 … 45,146 mg/1 and 52,516 mg/1 to 66,862 mg/1.Thus total waste of about 17.3 × 106 litres with no oxygen and high B. O. D. (9,600 mg/1 … 10,116 mg/1) is let off into the Kalinadi.Hydrometric observations on the Kalinadi show that the pollutional hazard is appreciable during the low flow period of the river.The wastes affect the river in a number of ways:

‐ The deposition of cellulose fibres, organic and inorganic matter affects the substratum adversely. The blackish brown colour of the wastes affects the light penetration by limiting the growth of phytoplankton.
‐ There appears to be no potential danger to the river from the electrolyte pollution as the specific conductivity lies below limiting values.
‐ Changes in pH in river water due to the acidic nature of the wastes do not affect directly the fauna and flora, but the acidic condition becomes lethal in the presence of low oxygen and high temperature values.
‐ The high load of organic matter present in the wastes draws heavily on the oxygen budget of the river and adversely changes the water and bottom quality of the river for a stretch of 10 km, which adversely affects the environmental condition of both fish and fish food.
‐ The presence of sulphuric acid in distillery waste and hydrogen sulphide in river water is toxic to fish and fish food.
‐ The decomposition of organic matter in an anaerobic condition and in another favourable environment, as with a low redox potential, the presence of sufficient organic matter and a constant supply of sulphur‐reducing bacteria, produces more hydrogen sulphide which may be detrimental or sublethal in the presence of a low oxygen saturation and high temperature.
‐ The oxygen level increases at each succeeding station through reaeration and dilution with the lowering of B. O. D. and C. O. D. The oxygen‐sag curve is like a typical spoon with handle‐shape.
Studies on the Pollution of the Kalinadi by Industrial Wastes near Mansurpur Part 2: Biological Index of Pollution and Biological Characteristics of the River
Authors: Verma S. R. , Dalela R. C. 
Published: February 2007

AbstractFrom the biological data presented here it is difficult to define any species of fish as an indicator of pollution in the strict sense. Nevertheless, the following generalizations are possible.

‐ Species as Wallago attu, Clarias batrachus, Heteropneustes fossilis, Ophiocephalus striatus and Oph. punctatus occur in good number in the polluted stretch and seem to be tolerant species.
‐ The species as Esomus danrica, Labeo rohita, Labeo gonius, L. bata, Catla catla, Cirrhina mrigala, Barbus chagunio, Barbus spec., Notopterus notopterus and Mugil corsula are most sensitive and disappear first in the polluted stretch.
‐ The species as Barilius bola, B. bendelisis, Nemacheilus latius, Notopterus chitala, Collichrous bimaculatus, and Nandus nandus are moderately sensitive.
‐ It appears that the main damage is caused to carp and feather‐back fishes. The whole stretch of heavy pollution is almost devoid of carp and featherback.
The following important conclusions can be drawn from the distribution of plankton and bottom organisms:

‐ The higher number of protozoans, chironomids, maggots and the decrease in the number of mollusca can be considered as the indicator of pollution, because of their abundance in polluted zones.
‐ Chlorella, Lyngbya, Gyrosigma and Euglena (algae), Viviparius (mollusc) and Bosmina (crustacea) are very sensitive to pollution.
‐ Oscillatoria, Pandorina, Anabaena, Nitzschia, Closterium (algae), Branchionus, Rotatoria (rotifers) and Naidium (annelid) are moderately sensitive.
‐ Synedra, Spirogyra, Desmidium, Rivularia, Navicula, Fragillaria Phacus, Arcella and Vorticella are fairly tolerant forms.
The stretch studied has been subdivided into five zones with characteristic features:
‐ The Oligosaprobic Zone ‐ characterized by a sufficient oxygen saturation, low B. O. D. and C. O. D., with a good fauna and flora.
‐ The Polysaprobic Zone ‐ with low oxygen saturation, high B. O. D. and C. O. D. and hydrogen sulphides with a restricted fauna and flora.
‐ The α‐Mesosaprobic zone ‐ with moderate oxygen saturation, moderate B. O. D. and C. O. D. traces of hydrogen sulphide with the improvement of the fauna and flora.
‐ The β‐Mesosaprobic Zone ‐ with fair oxygen saturation, low B. O. D. and C. O. D., with the reappearence of fauna and flora.
‐ The Oligosaprobic Zone ‐ similar to the zone of low pollution in all characteristics.
Kinetics of Oxidation of Lower Aliphatic Amines and Pyridine Derivatives by the Dichromate Method
Authors: Chudoba J. , Zeis K. 
Published: February 2007

AbstractThe kinetics of oxidation of lower aliphatic amines and pyridine derivatives by dichromate was studied. It has been found that lower aliphatic amines and pyridine derivatives are oxidized by dichromate in acid medium. However, the oxidation rates are very low so that within the reaction period of 2 h, prescribed by the standard dichromate method, only a part of a given compound is oxidized. The kinetics of oxidation can be approximately described by an equation of the first order reaction. The lowest values of rate constants, of the order of 10−3 h−1, were found for pyridine and methylamines. The rate constants of ethylamines and pyridine derivatives are much higher, of the order of 10−1 h−1. Propylamine and butylamine are oxidized easily with high rates. The rate of oxidation of pyridine derivatives increases with an increasing number of substituents on the ring. Dimethylpyridines are oxidized faster than methylpyridines but slower than 2,4,6‐threemethylpyridine. Oxidation of methyl derivatives of pyridine proceeds in two steps. In the first, relatively fast one, methyl groups are oxidized to carboxylic groups. In the second one, originated pyridinecarboxylic acids are slowly oxidized to carbon dioxide and water.
Der Chloridzellenfehlbetrag als ökomorphologischer Zeigerwert für die Salinität von Binnengewässern
Authors: Wichard W. , Heuss K. 
Published: February 2007

AbstractDie Larven von Baetiden verfügen im Integument der Tracheenkiemen über Chloridzellen, die an der Osmoregulation dieser Tiere beteiligt sind und sich bei veränderter Salinität eines Gewässers durch eine veränderte Anzahl anzupassen vermögen. So induziert eine minimale Salinität eine artspezifische hohe Chloridzellenzahl. Jede Abweichung von dieser Bezugszahl wird als Chloridzellenfehlbetrag bezeichnet. Dieser Fehlbetrag wird als Maß für eine erhöhte Salinität in einem Gewässer interpretiert.
Anforderung an die Sanierung des Einzugsgebietes von Trinkwassertalsperren und den Wirkungsgrad der Wasseraufbereitung aus der Sicht der Kommunalhygiene
Authors: Schulze E. , Dobberkau H.‐J. 
Published: February 2007

AbstractDer Schutz der Trinkwassergewinnung ist in der Deutschen Demokratischen Republik ein wichtiges gesamtgesellschaftliches Anliegen. Es werden große Anstrengungen unternommen, um die Versorgungssicherheit der Bevölkerung mit hygienisch einwandfreiem Trinkwasser zu gewährleisten.Ausdruck dafür ist nicht zuletzt die „VERORDNUNG ÜBER DIE FESTLEGUNG VON SCHUTZGEBIETEN FÜR DIE WASSERENTNAHME AUS DEM GRUND‐ UND OBERFLÄCHENWASSER ZUR TRINKWASSERGEWINNUNG vom 11. Juli 1974”︁. In den letzten Jahren zeigten sich trotzdem gewisse Mängel in der Trinkwasserversorgung, die auf Unzulänglichkeiten bei der Wahrung hygienischer Grundsätze zurückzuführen waren. Da sich dies vornehmlich auf Grundwassergewinnungsanlagen bezieht, darf es nicht zu dem voreiligen Schluß führen, daß bezüglich der Trinkwassergewinnung aus Talsperren alles zum besten bestellt sei. Die bevorstehende Überarbeitung der TGL 24348 sollte Anlaß sein, den erreichten Stand bezüglich des Schutzes von Trinkwassertalsperren einer kritischen Prüfung zu unterziehen. Die Verfasser nahmen in der Vergangenheit schon mehrfach zu Fragen der Hygiene von Trinkwassertalsperren Stellung, zuletzt zum Entwurf der TGL 24348 im Februar 1970 (SCHULZE 1962, 1965, 1971; DOBBERKAU 1969). Dabei konnte festgestellt werden, daß die TGL die hygienischen Belange nach dem damaligen Wissensstand in ausreichendem Maße berücksichtigt. Inzwischen sind viereinhalb Jahre vergangen, ein Zeitraum, in dem auf dem Gebiet der Wasserhygiene wesentlich neue Erkenntnisse gewonnen wurden. Die gesellschaftliche und ökonomische Entwicklung in der DDR. brachte in diesem Zeitraum neue Bedingungen, die für die Überprüfung des Standpunktes der Hygieneinspektion von Bedeutung sind.
Anforderungen an die Beschaffenheit des Rohwassers von Trinkwassertalsperren aus der Sicht der Wasseraufbereitung
Authors: Beuschold E. 
Published: February 2007

AbstractNach der Auswertung von 38 Wasserversorgungsanlagen werden die sechs planktogenen Störungstypen und ihre neun Ursachen dargestellt. Aus eigenen sehr ausführlichen Untersuchungen zur Eutrophierung einer Talsperre und der Aufbereitung ihres Wassers wird ein auf das Volumen des Hypolimnions bezogener Grenzwert von 0,14 g Gesamt‐P/m3 · a bzw. 0,06 g PO4‐P/m3 · a aufgestellt, der die Aufbereitung mit herkömmlicher Technologie noch garantiert. Dabei ist die Filterlaufzeit dem Logarithmus der Zellzahl umgekehrt proportional. Abschließend wird auf die erhebliche Schwankungsbreite der Wasserbeschaffenheit in einer Talsperre und die sich daraus ergebenden Notwendigkeiten der Flexibilität der Aufbereitungstechnologie hingewiesen.
Einfluß der natürlichen und künstlichen Durchmischung des Wasserkörpers auf Massenentwicklungen des Phytoplanktons
Authors: Horn W. 
Published: February 2007

AbstractDer Einfluß der natürlichen und künstlichen Durchmischung des Wasserkörpers auf das Phytoplanktonwachstum wird erläutert. Besondere Beachtung findet dabei die künstliche Destratifikation, da sie eine Möglichkeit der Verbesserung der Wasserqualität stehender Gewässer darstellt. Literaturauswertung und eigene Arbeiten führten zu dem Ergebnis, daß in flachen und eutrophierten Gewässern eine erhöhte Primärproduktion durch Nährstoffanreicherung bei Destratifikation zu erwarten ist, während in tiefen Gewässern mit einem Rückgang der Phytoplanktonbiomasse gerechnet werden muß, da Strahlungsangebot und Temperatur zu limitierenden Faktoren werden. Außerdem tritt ein für die Wasserqualität wünschenswerter Aspektwechsel von Blau‐ zu Grünalgen auf. Der letzte Teil der Arbeit befaßt sich mit dem Modell von LORENZEN und MITCHELL (1973), das die Änderung der Algenproduktion bei Destratifikation mathematisch zu erfassen versucht.Massenentwiklungen des Phytoplanktons spielen bei der Bewirtschaftung von Talsperren eine ausschlaggebende Rolle, da sie die Güte des Rohwassers maßgeblich beeinflussen. Qualität und Quantität des Phytoplanktons im Gewässer sind die Folge des komplexen Zusammenwirkens verschiedener Faktoren. Besonders wichtig sind dabei Ausmaß und Art der Durchmischung, da sie Stoff‐ und Energieverteilung im Ökosystem Talsperre entscheidend beeinflussen. In letzter Zeit haben diese Prozesse große Bedeutung erlangt, weil mit der neugeschaffenen Möglichkeit der künstlichen Durchmischung zielgerichtet in das Ökosystem Talsperre eingegriffen werden kann.
Möglichkeiten und gegenwärtige Grenzen der Vorhersage der Phytoplanktonentwicklung in Talsperren
Authors: Kozerski H.‐P. , Benndorf J. , Panning C. 
Published: February 2007

AbstractBei der Prognose der Phytoplanktonentwicklung werden einerseits Analogieschlüsse von anderen natürlichen oder künstlichen Aquatorien, wie z. B. Laboratoriumsaquarien, auf das Prognoseobjekt und andererseits mathematische Modelle, zu deren Aufstellung biologische Untersuchungen die Grundlage bilden, benutzt.Wegen der großen Komplexität des Ökosystems einer Talsperre sind bei der erstgenannten Methode infolge einer nicht vollständigen Ähnlichkeit zwischen den Vergleichsobjekten große Unsicherheiten vorhanden, die aber dadurch reduziert werden können, daß mehrere sehr unterschiedlich komplexe Aquatorien zum Vergleich herangezogen werden. Mit dieser Methode wurde die Frage nach der Dominanz bestimmter Algenarten zu beantworten versucht. Die Anwendung mathematischer Modelle hat den Vorteil, daß der Einfluß genau definierter Faktoren auf die Artenkomposition und die Quantität des Phytoplanktons bestimmt werden kann und damit unübersehbare Fehlerquellen ausgeschaltet werden. Obwohl schon eine große Menge von Grundlagen für diese Methode erarbeitet wurden und in einigen Fällen, wie z. B. bei den Vorsperren, auch deutliche Erfolge sichtbar sind, wird die generelle Anwendung dieser Methode erst in den kommenden Jahren möglich werden.
Mathematische Modellierung der Veränderung der Wasserbeschaffenheit in Trinkwassertalsperren
Authors: Gnauck A. H. 
Published: February 2007

AbstractDargestellt werden die verschiedenen Modellformen: Beschreibungsmodelle der linearen Statistik zur Vervollständigung der experimentell gewonnenen Informationen. Verhaltensmodelle zur statischen und dynamischen Beschreibung der zeitlichen und räumlichen Veränderungen der Systemparameter auf deterministischer oder statistischer Grundlage. Unter den Vorhersagemodellen kommt den adaptiv arbeitenden Algorithmen in Zukunft immer größere Bedeutung zu. Während heute noch Verhaltensmodelle bestimmend sind, werden zukünftig Modelle zur Steuerung limnischer Ökosysteme unter Berücksichtigung stochastischer Störungen benötigt.
Räumliche und zeitliche Verteilung von Fäkalbakterien in Trinkwassertalsperren
Authors: Saalbreiter R. 
Published: February 2007

AbstractEs wird über bakteriologische Untersuchungen an zwei Trinkwassertalsperren des mittleren Erzgebirges mit unterschiedlicher Nutzungsform des Einzugsgebietes und die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Rohwasserbeschaffenheit berichtet. An der Talsperre Saidenbach mit besiedeltem und landwirtschaftlich genutztem Einzugsgebiet tritt durch die Wirkung der Vorbecken und Unterwasserbecken und die lange mittlere Verweilzeit von über 300 Tagen eine Elimination der allochthonen Bakterien von über 90% ein. Die Obere Talsperre Neunzehnhain mit vorwiegend forstwirtschaftlich genutztem Einzugsgebiet garantiert ein hygienisch einwandfreies Rohwasser, das zeitweise bereits den hygienischen Anforderungen an Trinkwasser entspricht.
Die hygienische Beeinflussung von Trinkwassertalsperren durch phosphororganische und chlororganische Insektizide
Authors: Koch B. 
Published: February 2007

AbstractFür die wassertoxikologische und wasserhygienische Wertung existiert eine Vielzahl von Bewertungsmaßstäben, bei denen der Trinkwassernutzung besonderes Gewicht zukommt. Dabei bestehen noch beträchtliche Probleme sowohl der Analytik als auch hinsichtlich der Anreicherung und toxischer Metaboliten, so daß jeder Fall einer Gewässerkontamination speziell beurteilt werden muß. In der Trinkwasseraufbereitung sind oxydative Verfahren von geringer Wirkung und führen zu häufig unbekannten Oxydations‐ und Hydrolyseprodukten. Die Flockung ist ebenfalls nicht geeignet, während die Aktivkohlebehandlung Eliminationsleistungen zwischen 50 und 99% erreicht.
Zur Bemessung der Tiefenwasserbelüftung von Trinkwassertalsperren
Authors: v. Tümpling W. , Ziemann H. 
Published: February 2007

AbstractFür eine unberäumt anzustauende Trinkwassertalsperre spielt die hypolimnische Sauerstoffzehrung durch die überstaute organische Substanz eine bedeutende Rolle, denn sie kann die Trinkwasserlieferung in den ersten Jahren nach Anstau stark beeinträchtigen. Der Sauerstoffbedarf läßt sich aus der Masse der organischen Substanz schätzen. Seine zeitliche Entwicklung innerhalb der ersten fünf bis sechs Jahre nach Anstau erweist sich als exponentiell abhängig von der Zeit seit Staubeginn. Auf der Basis dieser Bemessungsgrundlage wird die Planung einer Trinkwasserbelüftungsanlage für eine neu anzustauende Talsperre vorgeführt.Der steigende Wasserbedarf zwingt in zunehmendem Maße zur Gewinnung von Trinkwasser aus Oberflächengewässern, wobei die nötige Effektivität neuer Investitionen auch durch die Abgabe von Trinkwasser aus neu errichteten Talsperren zu einem möglichst kurzfristigen Termin nach Fertigstellung der Talsperre zu erreichen ist.
Die Rückhaltung von Phosphorverbindungen durch Zugabe von Fällmitteln
Authors: Schuster G. 
Published: February 2007

AbstractDer Schutz der Gewässer vor der Eutrophierung ist ein Hauptanliegen der sozialistischen Landeskultur. Ein wichtiger Schritt zur Erreichung dieses Zieles ist die Elimination des Pflanzennährstoffes Phosphor aus den Abwasserläufen der Einzugsgebiete von Seen und Talsperren. Als technisch günstigste Lösung gilt nach heutigen Kenntnissen die chemische Fällung. Durch dieses Verfahren wird eine 90… 95%ige Elimination der Phosphorverbindungen, daneben eine Verringerung des organischen Stickstoffs und des biochemischen Sauerstoffverbrauches sowie eine Ausflockung von Schwebestoffen und Kolloiden des Abwassers erreicht.Ist der Anteil der Phosphorverbindungen aus nichtfaßbaren Quellen sehr groß, so ist eine chemische Fällung im Zulaufgewässer oder im stehenden Gewässer selbst in Betracht zu ziehen. Um eine ausreichende Flockung zu erreichen, sind besondere Technologien anzuwenden.
Die forstwirtschaftliche Behandlung der Einzugsgebiete von Trinkwassertalsperren
Authors: Niemann E. 
Published: February 2007

AbstractAusgehend von der spezifischen Rolle, die der Wald ‐ speziell auch im Vergleich zu anderen Flächennutzungsarten ‐ im allgemeinen hydrologischen Geschehen eines Talsperreneinzugsgebiets spielt, werden diejenigen Parameter der Waldstruktur herausgearbeitet, die seine wasserwirtschaftlich interessierenden positiven oder negativen Wirkungen bestimmen. Von ihnen werden die mit forstwirtschaftlichen Mitteln steuerbaren Funktionen abgeleitet. Möglichkeiten und Grenzen der Beeinflussung dieser Funktionen durch waldbaulich‐biologische, forsttechnische und planerische Methoden werden aufgezeigt. Leitlinien der forstlichen Bewirtschaftung von Trinkwassertalsperreneinzugsgebieten im Sinne der sozialistischen Landeskultur sind: a) die bewußte Anwendung der Ökosystemkonzeption auf das Beziehungsgefüge Wald/Fließgewässer/Talsperre; b) die standörtliche Differenzierung sowohl der primären Wirkungen als auch der gezielten Behandlung des Waldes; c) die Schlüsselrolle des Bodens. Die außerordentliche Vielfalt der Beziehungen zwischen Wald und Trinkwassertalsperre erschwert zwar eine gezielte Einflußnahme, zumal viele Einzelvorgänge in ihren Wirkungsbedingungen noch ungenügend bekannt sind; sie bietet aber andererseits eine Fülle von Möglichkeiten für den Ansatz beeinflussender Maßnahmen, die bisher noch bei weitem nicht ausgeschöpft sind.
Bilanz des Nährstoffeintrages in Talsperren und seine Verringerung mit Hilfe von Sanierungs‐ und wassergütewirtschaftlichen Maßnahmen
Authors: Pütz K. 
Published: February 2007

AbstractAm Beispiel der im Bau befindlichen Talsperre Eibenstock wird das für eine Nährstoffbilanz und Prognose der zukünftigen Wasserbeschaffenheit notwendige Meßnetz zur bilanzierenden Erfassung der Nährstoffe in den Zuleitern dargestellt. Auf der Basis der regelmäßig durchgeführten Messungen wird eine Monatsbilanz für die Zufuhr an Phosphorverbindungen in die geplante Talsperre aufgestellt, zugleich kann eine exakte Belastungsverteilung auch nach den Herkunftsquellen ermittelt werden. Diese bildet dann die Basis für begründete Sanierungsmaßnahmen im Einzugsgebiet, geordnet nach Schwerpunkten und auch hinsichtlich des zeitlichen Ablaufes.
Anforderungen an Meßdaten und Meßnetze der Wassermenge und Wasserbeschaffenheit in Trinkwassertalsperren und ihren Zuleitern
Authors: Klapper H. 
Published: February 2007

AbstractDargestellt werden die zur optimalen Bewirtschaftung von Talsperren notwendigen Meßdaten. Von seiten der Wassermenge sind dieses Durchflüsse in Zu‐ und Überleitungen sowie in der Wasserabgabe, Wasserstände, Niederschläge, Schneehöhen und Verdunstung, für die Wasserbeschaffenheit vor allem Temperaturen, Nährstoffkonzentrationen, organische Belastung, Sauerstoffgehalte, Eisen und Mangan sowie Angaben über Plankton und Seston, aber auch Spurenstoffe und mögliche Intoxikationen und Strahlungsmessungen. An die Dichte des Meßnetzes nach Ort und Zeit werden besondere Anforderungen gestellt, so daß die kooperative Zusammenarbeit zwischen allen beteiligten Institutionen notwendig ist.
Wassergütewirtschaftliche Probleme bei der Errichtung und Mehrzwecknutzung von Kleinspeichern
Authors: Ventz D. 
Published: February 2007

AbstractDie Tendenz eines ständig steigenden Wasserbedarfes für die verschiedenen Nutzungsformen erfordert besonders in den Nordbezirken der Deutschen Demokratischen Republik eine verstärkte Wasserspeicherung, da die fließende Welle in den Monaten des Spitzenwasserbedarfes (z. B. Vegetationsperiode) vielfach nicht in der Lage ist, die Bedarfsanforderungen abzudecken.Für die Standortbestimmung der Speicheranlagen ist ein Optimum an Effektivität zwischen dem Bedarfsgebiet, den topographischen Bedingungen und den hydrologischen Möglichkeiten herzustellen. Im Sinne einer Mehrfachnutzung und den daraus resultierenden qualitativen Anforderungen muß dabei aber den wassergütewirtschaftlichen Aspekten im Einzugsgebiet des Speichers, im Speicher selbst, aber auch in dessen Unterwasser erhöhte Aufmerksamkeit geschenkt werden. Über entsprechende Möglichkeiten wird in vorliegendem Beitrag berichtet.