Nährstoffe in einem Gewässer sind chemische Substanzen, die für das Wachstum von Pflanzen und Tieren im Wasser essentiell sind. Diese Nährstoffe kommen sowohl natürlich als auch durch menschliche Aktivitäten in Gewässern vor. Sie spielen eine zentrale Rolle im Ökosystem von Seen, Flüssen und anderen Gewässern, da sie das Wachstum von Wasserpflanzen und Phytoplankton (Kleinste Algen) fördern, welche die Basis der Nahrungskette darstellen.
Die wichtigsten Nährstoffe in Gewässern sind:
Stickstoff ist ein wichtiger Nährstoff für das Wachstum von Pflanzen und Mikroorganismen. Im Wasser liegt Stickstoff häufig in verschiedenen Formen vor, z. B. als Nitrat (NO₃⁻), Nitrit (NO₂⁻) oder Ammonium (NH₄⁺). Stickstoff fördert das Wachstum von Algen und Wasserpflanzen. Zu viel Stickstoff (oft aus Abwässern oder Düngemitteln) kann jedoch zu Eutrophierung führen – einem Zustand, bei dem Algenwachstum übermäßig wird und das Gewässer dadurch verschmutzt wird. Dies kann den Sauerstoffgehalt des Wassers verringern und die Lebensbedingungen für Fische und andere Tiere beeinträchtigen.
Phosphor ist ebenfalls ein entscheidender Nährstoff für das Pflanzenwachstum, insbesondere für die Bildung von DNA, Zellmembranen und ATP (Energiequelle in Zellen). Phosphor kommt im Wasser hauptsächlich in Form von Phosphaten (PO₄³⁻) vor. Genau wie Stickstoff kann auch Phosphor, wenn er im Übermaß vorhanden ist, zu einer Eutrophierung führen. Phosphor stammt häufig aus landwirtschaftlichen Düngemitteln, Abwässern und Abflüssen von landwirtschaftlich genutzten Flächen.
Kohlenstoff ist der Grundbaustein des Lebens und ist in Gewässern vor allem in Form von Kohlendioxid (CO₂)vorhanden. Pflanzen und Algen nehmen Kohlendioxid aus dem Wasser auf und nutzen es für die Photosynthese, um Nahrungsmoleküle wie Zucker zu produzieren. Kohlenstoff ist also essentiell für das Wachstum von Wasserpflanzen und die gesamte Nahrungsproduktion im Gewässer.
Obwohl Sauerstoff in erster Linie für das Überleben von Tieren wichtig ist, ist er auch ein Nährstoff für viele mikrobiologische Prozesse im Gewässer. Sauerstoff wird für den Abbau organischer Substanzen durch Bakterien und andere Mikroorganismen benötigt. Ein ausgewogenes Sauerstoffniveau ist notwendig, damit das Gewässer gesund bleibt, da ein Sauerstoffmangel (Hypoxie) die Lebensbedingungen für Fische und andere aquatische Tiere drastisch verschlechtern kann.
Neben den Hauptnährstoffen wie Stickstoff und Phosphor benötigen Organismen in Gewässern auch eine Vielzahl von Spurenelementen (z. B. Eisen, Mangan, Zink, Kupfer), um optimal zu wachsen. Diese Elemente sind zwar nur in sehr kleinen Mengen notwendig, sind aber für wichtige biologische Prozesse (wie Enzymaktivitäten) unerlässlich.
Mineralstoffe wie Kalium, Magnesium und Calcium sind ebenfalls wichtig für die Gesundheit von Pflanzen und Tieren im Gewässer. Sie spielen eine Rolle bei der Aufrechterhaltung der Zellfunktionen und der Stabilisierung der Wasserchemie.
Wenn Gewässer mit zu vielen Nährstoffen, vor allem Stickstoff und Phosphor, angereichert werden, kommt es häufig zu einem Prozess namens Eutrophierung. Dieser führt zu einem übermäßigen Wachstum von Algen (Algenblüten) und Wasserpflanzen. Wenn diese Pflanzen und Algen absterben, zersetzen Bakterien sie, was zu einem erhöhten Sauerstoffverbrauch im Wasser führt. Dies kann in extremen Fällen zu Sauerstoffmangel und dem Absterben von Fischen und anderen Tieren führen.
