DE3836332A1

DE3836332A1 - Verwendung von 3-(cyclohexyl)-5,6-(trimethylen)-uracil und/oder 3-(tert.-butyl)-5-(chlor)-6-(methyl)-uracil zur veraenderung der biologischen wasserqualitaet freier gewaesser

Info

Publication number: DE3836332A1
Application number: DE19883836332
Authority: DE
Inventors: Vince Oerdoeg; Istvan Nemeth; Denes Dipl Chem Mathe; Istvan Dipl Biol Petri; Istvan Dipl Chem Ing Gebhardt; Erik Bogsh; Bela Dipl Chem Dr Stefko; Marianna Dr Balogh
Original assignee: Richter Gedeon Vegyeszeti Gyar RT
Current assignee: Richter Gedeon Vegyeszeti Gyar Nyrt
Priority date: 1988-10-25
Filing date: 1988-10-25
Publication date: 1990-04-26

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von 3-(Cyclohexyl)- 5,6-(trimethylen)-uracil und/oder 3-(tert.-Butyl)-5- (chlor)-6-(methyl)-uracil zur Veränderung der biologischen Wasserqualität freier Gewässer.

Für eutrophierte Gewässer ist im allgemeinen eine überstarke Vermehrung von Blaualgen charakteristisch. Unter den Blaualgen hemmen zum Beispiel die Microcystis-Arten die Vermehrung der als Nahrung des Zooplanktons dienenden nützlichen Algenarten. Dadurch entsteht weniger des als Nahrung der Fische dienenden Zooplanktons. Es ist daher eine wichtige Aufgabe, die im Wasser verlaufenden nachteiligen Prozesse, zum Beispiel eine zu starke Veralgung, zurückzudrängen.

Die zur Vernichtung der als Folge der Eutrophierung zu stark vermehrten Algen und zur Vernichtung der Algen überhaupt vorgenommenen Laboratoriumsversuche haben kaum einen praktischen Wert. Das hat 2 Gründe. Einerseits sind etwa 40 000 Algenarten bekannt, für Ungarn wurden bisher etwa 3000 Arten beschrieben. Alle diese Arten im Laboratorium zu prüfen, wäre zu aufwendig. Andererseits ändern sich auch die Eigenschaften einer Alge, die aus dem lebenden Gewässer isoliert wird und im Laboratorium eine Reinkultur bildet. Schließlich stehen die in Oberflächengewässern gleichzeitig vorhandenen Algen in einer so komplizierten Wechselwirkung miteinander und den anderen Gliedern der Lebensgemeinschaft von Wasserlebewesen (Zooplankton, Wasserpflanzen, Fische), daß zu einer gezielten Veränderung der Wasserqualität Laboratoriumsversuche völlig unbrauchbar sind.

In der US-PS 37 53 362 ist die algenvernichtende Wirkung des bekannten 4,5-Di-(amino)-uracilsulfates beschrieben. Gemäß der Beschreibung wird eine Agarplatte mit unterschiedlichen Algenarten geimpft, mit einem mit 4,5-Di-(amino)- uracilsulfat imprägnierten Filterpapier bedeckt und dann bei 25 bis 27°C bebrütet. Das Maß der Hemmung wird durch den auf den Blind- beziehungsweise Kontrollversuch bezogenen Durchmesser charakterisiert. Aus diesem einzigen Zahlenwert werden Rückschlüsse auf die vernichtende Wirkung in Bezug auf sämtliche Algen gezogen.

In der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 50-1 00 237 wird die Wirkung des als Herbizid bekannten 3-(sek.-Butyl)-5-(brom)-(6-(methyl)-uraciles gegen die Algen Euglena sp. und Spirogyra sp. an Hand visueller Beobachtungen abgeschätzt.

Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 54-73 122 betrifft die Wirkung des ebenfalls als Herbizid bekannten 3-(Cyclohexyl)-5,6-(trimethylen)-uraciles gegen je 2 Grün-, Blau- und Flagellatenalgen. Die Versuche wurden unter axenischen (keimfreien) Bedingungen vorgenommen. Gemäß der Beschreibung wird eine 100%ige Abtötung der Algen durch Konzentrationen von 1000 bis 2000 µg/l aktive Substanz erreicht, als Blind- beziehungsweise Kontrollsubstanz wurde 2-(Äthylamino)-4-(isopropyl)-amino)-6- (methylthio)-s-triazin verwendet. Als Nachweis des Fortschrittes wird angegeben, daß von der letzteren Verbindung zum Erzielen der gleichen Wirkung 1500 bis 3000 µg/l erforderlich sind.

Außer den erwähnten Patentschriften sind noch zahlreiche weitere bekannt, für diese im allgemeinen charakteristisch ist, daß die Versuche unter axenischen Bedingungen an einigen Algenarten vorgenommen wurden und aus den dabei erhaltenen Daten allgemeine Folgerungen auf die algenvernichtende Wirkung gezogen wurden, obwohl diese Prüfversuche eigentlich lediglich als eine erste "Screening"-Probe zu zu betrachten sind. Ein weiterer Mangel ist, daß die Wirkung auf die übrigen im Wasser befindlichen Organismen im allgemeinen nicht untersucht wurde.

Aus dem Fach- und Patentschrifttum ist zu entnehmen, daß die die Photosynthese hemmenden Verbindungen, in erster Linie die Triazin- und Harnstoffderivate, für die im Laboratorium verwendeten Algenstämme stark toxisch sind. Für den Phytoplankton (die Algenflora) der Seen können aus diesen Daten jedoch keine eindeutigen Schlußfolgerungen gezogen werden, was außer den genannten noch die folgenden Gründe hat:

a) In der Empfindlichkeit besteht zwischen den im Laboratorium verwendeten Prüfversuchsalgen und der natürlichen Algenflora ein bedeutender Unterschied. Die Algenflora besteht aus Arten unterschiedlicher Empfindlichkeit. Wenn eine empfindlichere Art in den Hintergrund gedrängt wird, dann vermehren sich die widerstandsfähigen Arten stärker. Bei unveränderter Individuenanzahl verändert sich also die Artenzusammensetzung, und diese Änderung kann in Abhängigkeit vom Verwendungszweck des Wassers vorteilhaft oder nachteilig sein. Von Eloranta und Halttunen-Keyriläinen (Elorante, V. und Halttunen- Keyriläinen L. 1983: The comparison of the Selenastrum bottle test and the natural phytoplankton assay in algal toxicity tests - Manuscript, Seiten 1 bis 16) wurde deshalb darauf hingewiesen, daß die mit dem im Laboratorium vorgenommenen sogenannten "single species test" gewonnenen Angaben nur das unterste Niveau der toxikologischen Untersuchung bedeuten.
b) Die Nahrungskette im Wasser besteht - stark vereinfacht - aus mindestens 3 Hauptgliedern: Algen, Zooplankton und Fischen. Da diese Organismen zusammen ein pyramidenförmig aufgebautes Ernährungssystem bilden, muß an zur Verwendung im Wasser bestimmten Verbindungen unbedingt untersucht werden, wie sie sich auf diese 3 Organismengruppen auswirken. Das kann zwar durch einzeln ausgeführte Prüfversuche mit je einer der 3 Gruppen annähernd bestimmt werden, wegen der Wechselwirkungen ist es jedoch unabdingbar, die ganze Lebensgemeinschaft auch gleichzeitig zu untersuchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung von Substanzen beziehungsweise Mitteln, mit welcher in freien Gewässern die schädlichen Algen vernichtet beziehungsweise zurückgedrängt werden, die nützlichen Algane jedoch erhalten bleiben und auch die höheren Lebewesen des Wassers, das Zooplankton und die Fische, keinen Schaden nehmen, zu schaffen.

Das Obige wurde überraschenderweise durch die Erfindung erreicht.

In einigen Versuchen wurde nämlich festgestellt, daß bei Zusatz von 3-(Cyclohexyl)-5,6-(trimethylen)-uracil [Lenacil] oder 3-(tert.-Butyl)-5-(chlor)-6-(methyl)-uracil [Terbacil] in Konzentrationen von 10 bis 500 µg/l die für die Ernährungspyramide schädlichen Algen zum größten Teil vernichtet werden, während überraschenderweise das Absterben der für die Ernährungspyramide nützlichen Algen bei einer Dosis von etwa 10 µg/l Wirkstoff zum Stillstand kommt, dann die Anzahl dieser Algen schnell zu wachsen beginnt und bei einem Wert von etwa 100 µg/l Wirkstoff einen konstanten Wert erreicht (siehe Fig. 1 und 2). Die erfindungsgemäße Verwendung ist demnach geeignet, in selektiver Weise die Zusammensetzung der Algen nach Menge und Art so zu verändern, daß dies für die natürliche Ernährungspyramide vorteilhaft ist. Das natürliche Ökosystem des Wassers wird wiederhergestellt, ohne daß es zu einer Schädigung des Zooplanktons und der Fische kommt.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von 3-(Cyclohexyl)-5,6-(trimethylen)-uracil und/oder 3-(tert.- Butyl)-5-(chlor)-6-(methyl)-uracil zur Veränderung der biologischen Wasserqualität freier Gewässer in Abhängigkeit vom Einsatzzweck, wobei die freien Gewässer mindestens 1mal im Jahr mit 10 bis 500 µg/l der genannten Substanz(en) behandelt werden.

Vorzugsweise wird beziehungsweise werden das 3-(Cyclohexyl)- 5,6-(trimethylen)-uracil und/oder 3-(tert.-Butyl)- 5-(Chlor)-6-(methyl)-uracil mindestens 1mal im Jahr in Konzentrationen von 20 bis 500 µg/l eingesetzt. Als obere Grenze der Konzentration sind 300 µg/l bevorzugt, also Konzentrationen von 10 bis 300 µg/l, ganz besonders 20 bis 300 µg/l.

Zweckmäßig wird beziehungsweise werden das 3-(Cyclohexyl)- 5,6-(trimethylen)-uracil und/oder 3-(tert.-Butyl)- 5-(chlor)-6-(methyl)-uracil in Form von Präparaten eingesetzt.

Mit der erfindungsgemäßen Verwendung können Art und Menge der in der Ernährungspyramide freier Gewässer befindlichen lebenden Organismen (Algenflora, Zooplankton, Wasserpflanzen höherer Ordnung, Fische) verändert werden, in erster Linie im Falle von Fisch- und Angelteichen, wenn das Wasser eutrophiert ist.

Die erfindungsgemäße Verwendung wird an Beispielen in der gemäßigten Klimazone erläutert, es ist jedoch auch für wärmere oder kältere Klimabedingungen geeignet. Die Anpassung an bestimmte Bedingungen kann routinemäßig erfolgen.

Von den Faktoren der biologischen Wasserqualität wurden die Trophität und die Toxizität nach folgenden Verfahrensweisen untersucht:

A) Visuelle Beobachtung. (Farbe des Wassers, Secci- Durchsichtigkeit, Verhalten der organisierteren Wasserpflanzen und der Fische).
B) Bestimmung der Algenanzahl mit dem Mikroskop.
C) Bestimmung des Chlorophylles.
D) Gaschromatographische Wirkstoffbestimmung an Wasser und Fische.

Im Sinne der Erfindung werden also in gemäßigtem Klima zur vorteilhaften Veränderung der quantitativen und qualitativen Zusammensetzung des Phytoplanktons 3-(Cyclohexyl)- 5,6-(trimethylen)-uracil [Lenacil] und/oder 3-(tert.-Butyl)- 5-(chlor)-6-(methyl)-uracil [Terbacil], vorzugsweise in Form eines ihrer bekannten Präparate, zum Beispiel eines Spritzpulvers [WP], ins Wasser gegeben.

Die erste Behandlung gegen die schädlichen Algen wird meistens bei einer Wassertemperatur von 4 bis 8°C in der Weise vorgenommen, daß die genannte(n) Substanz(en) so zugesetzt wird beziehungsweise werden, daß sich über den abgesetzten Algen eine größere Konzentration ausbildet. Dann wird das Phytoplankton mikroskopisch untersucht und darauffolgend zweckmäßig im gesamten Wasser eine gleichmäßige Konzentration eingestellt. Bei einer Wassertemperatur über 10°C wird nach einer eingehenden visuellen Bewertung das Wasser mit der beziehungsweise den genannten Substanz(en) zweckmäßig in Form eines Mittels behandelt, das auf der Wasseroberfläche schwimmt oder im Wasser gelöst vorliegt. Nach jedem Eingriff sollten Phyto- oder Zooplankton des Wassers sowie der Gehalt an gelöstem Sauerstoff häufig überprüft werden, weil bei einer für den jeweiligen Verwendungszweck ungünstigen Entwicklung dieser Werte eine erneute Behandlung erforderlich sein kann.

Bei jeder einzelnen Behandlung wird beziehungsweise werden die genannten Substanz(en) in Konzentrationen von 10 bis 500 µg/l, vorzugsweise 10 bis 300 µg/l, was Mengen von 0,01 bis 0,5 g/m³, vorzugsweise 0,01 bis 0,3 g/m³ entspricht, eingesetzt. Bei einer durchschnittlichen Wassertiefe von 1 m entspricht das einem Flächenaufwand von 0,1 bis 5,0 kg/ha.

Die Anzahl der Behandlungen, die anzuwendende Dosis und das Präparat werden von den jeweiligen Bedingungen betimmt, eine genaue Vorschrift kann dazu nicht gegeben werden. Auf Grund der Parameter des Wassers sind die Behandlung festzulegen und die Parameter zu kontrollieren. Beispielsweise ist in mehreren Fällen eine 3- bis 4malige Behandlung im Jahr günstig.

Wie bereits gesagt kann beziehungsweise können der beziehungsweise die Wirkstoff(e) 3-(Cyclohexyl)-5,6-(trimethylen)- uracil [Lenacil] und/oder 3-(tert.-Butyl)-5-(chlor)-6- (methyl)-uracil [Terbacil] als solche(r) oder in Form von Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, festen Pulvern oder Granulaten verwendet werden. Auch die Wahl des Mittels hängt von den örtlichen Gegebenheiten ab.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert. In den Beispielen werden die Wirkstoffe oder die aus ihnen hergestellten Präparate eingesetzt, wobei im letzteren Fall im allgemeinen die Art der Formulierung (WSCP, WP) ebenfalls angegeben ist. Als Bezeichnung der Verbindungen dient der internationale "Common name". Demnach bedeuten Lenacil und Terbacil die Wirkstoffe. Lenacil 80 WP und Terbacil 80 WP die 80 Gew.-% Wirkstoff enthaltenden Spritzpulver.

Beispiel 1 Die Toxizität von drei Algenvernichtungsmitteln sowie von Lenacil und Terbacil auf Algenkulturen

Die zur Beeinflussung der Algenflora freier Gewässer vorgesehenen Wirkstoffe werden vor ihrem Einsatz im Laboratorium in Algentests auf ihre Toxizität hin geprüft. Als Prüfmethode wird ein Verfahren angewendet, das vom Art für Umweltschutz der USA entwickelt (Miller, W. E., et. al.: The Selenastrum capricornutum Printz algal assay bottle test. Environmental Protection Agency, Environmental Research Laboratory Corvallis, Oregon, S. 1-126, 1978) und von Ördög (Ördög, V.: Int. Revue ges. Hydrobiol. 67, S. 127 u. 136, [1982]) modifiziert wurde.

Verwendet wurde die Grünalge Selenastrum caprocornutum Printz (Starr str.). In Erlenmeyerkolben von 500 ml Volumen werden 250 ml SANM-Nährlösung (Synthetic Algal Nutrient Medium) gefüllt. Die Kulturen werden mit Hilfe eines Belüftungsrohres pro Kolben und pro Stunde mit 20 Liter Luft und 0,2 Liter CO₂ belüftet. Die Beleuchtung dauert täglich 14 Stunden und wird mit einer Beleuchtungsstärke von 3500 ± 350 lux vorgenommen. Die Temperatur des Raumes beträft 25 ± 2°C.

Mit jedem Präparat werden wenigstens zwei Versuche vorgenommen. Jede Konzentration wird in drei parallelen Versuchen getestet. Nach vier Tagen Kultivierung wird die Vermehrung der Kulturen durch Trübungsmessung bei der Wellenlänge 750 nm bestimmt. Die Daten wurden mittels der graphischen Methode der Probitanalyse ausgewertet (Ördög, V.: Acta hydrochim. hydrobiol. 9, 607-612 [1981]). Die Toxizität wird durch den EV₅₀-Wert, das heißt durch diejenige Konzentration ausgedrückt, die bezogen auf die Kontrolle eine 50%ige Hemmung des Wachstums verursacht.

Es wurde gefunden, daß - wie die ersten Tests ergaben - Lenacil und Terbacil auf die Testalge stark toxisch wirken. In der Tabelle 1 werden die Toxizitätsangaben von drei im Handel befindlichen Algenvernichtungsmitteln mit der von Lenacil und Terbacil verglichen.

Tabelle 1

Die Wirkung von drei algenvernichtenden Präparaten, von Lenacil und Terbacil auf die Grünalge Selenastrum capricornutum Printz (Starr str.)

Aus den Daten der Tabelle 1 geht hervor, daß das Lenacil für die Testalge 52mal so toxisch ist wie das stärkste der handelsüblichen Algenvernichtungsmittel, das Algizid WSCP. Die erste Untersuchung hat demnach gezeigt, daß Lenacil und Terbacil eine ausgezeichnete algenvernichtende Wirkung aufweisen.

Beispiel 2 Daphnientest

Nach dem erfolgreichen Grünalgentest sollen die Verbindungen (und auch ein handelsübliches Algenvernichtungsmittel) auch hinsichtlich ihrer Wirkung auf das Zooplankton untersucht werden. Als Vertreter des Zooplanktons wurden Daphnien (Wasserflöhe) verwendet, weil diese ein wichtiges Glied der Ernährungskette darstellen. Die Untersuchung wurde gemäß der ungarischen Norm MSZ-22 902/6-81 L 09 vorgenommen. Die durch Probitanalyse bestimmten Werte für LC₁₀, LC₅₀ und LC₉₀ sind in der Tabelle 2 zusammengestellt.

Tabelle 2

Ergebnisse im Daphnientest

Aus der Tabelle kann entnommen werden, daß die LC₅₀-Werte von Lenacil 80 WP und Terbacil 80 WP außerordentlich hoch sind und in Konzentrationen, in denen die Mittel bereits auf die Qualität des Wassers einen günstigen Einfluß haben (10-500 µg/l), die das Zooplankton vertretenden Daphnien noch in keine Weise gefährdet sind. Demgegenüber war das Handelsprodukt Algizid WSCP in der gegen Algen erforderlichen Dosis auch für Daphnien toxisch.

Beispiel 3 Die Wirkung von drei algenvernichtenden Mitteln, von Lenacil sowie von Terbacil auf Fische

Vor den eigentlichen hydrobiologischen Versuchen wurden Toxizitätsuntersuchungen an Fischen vorgenommen, die zum Ziel hatten, auch die auf Fische ausgeübte Toxizität von Lenacil und Terbacil mit der Toxizität einiger im Handel befindlicher algenvernichtender Mittel zu vergleichen.

Die Untersuchung wurde in Form statischer Fischtests vorgenommen. Als Testfisch wurde hauptsächlich Karpfen (Cyprinus Carpio) verwendet, doch wurde die Wirkung von Lenacil und Terbacil auch an den Kleinfischen Alburnus alburnus, Rhodeus sericeus amarus und Rutilus rutilus kontrolliert. Die Untersuchungen wurden gemäß der ungarischen Norm MSZ-22 902/3-77 vorgenommen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 zusammengefaßt.

Wirkung der verschiedenen algenvernichtenden Mittel auf Karpfen (Cyprianus carpio)
Verwendetes Mittel (Common name)
LC₅₀-Wert (µg/l) 96 Stunden
Algicid WSCP
5200
Alginex	750
L-lox	17400
Lenacil 80 WP	183000
Terbacil 80 WP	69700

Aus den Daten der Tabelle ist ersichtlich, daß Lenacil 80 WP erst in um ein bis zwei Größenordnungen höherer Konzentration schädigend auf die Fische wirkt, als die im Handel befindlichen Algenvernichtungsmittel. Dagegen wirken Lenacil 80 WP (80 Gew.-% Wirkstoff) und Terbacil 80 WP (80 Gew.-% Wirkstoff) in einer Konzentration, die die Wasserqualität bereits verbessert (10 bis 300 µg/l), auf die Fische noch überhaupt nicht gefährdend.

Beispiel 4 Die Wirkung von Lenacil 80 WP auf die Lebensgemeinschaft von Phyto- und Zooplankton in Teichen

Die Versuche wurden in Glasaquarien von 100 l Volumen vorgenommen. Die Aquarien wurden mit Wasser aus dem im Beispiel 6 beschriebenen Teich Nr. 1 gefüllt und mit Leuchtröhren des Typs Lumoflor 80 (hergestellt in der DDR) beleuchtet, wobei die Lichtstärke 3500 ± 350 lux betrug. Die Umgebung wurde auf einer Temperatur von 25 ± 2°C gehalten. Am vierten Tag nach der Behandlung wurden die Phyto- und Zooplankton-Organismen gezählt. Zwischen den einzelnen Behandlungen war mit dem bloßen Auge kein Unterschied wahrzunehmen. Das Wasser war stark veralgt und hatte eine gelbbraune Farbe. In den unter dem Mikroskop untersuchten Proben waren viele große Eugiena- und Phacusalgen (etwa 100 µm), und bei einer Behandlung mit 100 µg/l Lenacil sind überhaupt keine Microcystis-Kolonien mehr nachzuweisen. Die ausführunglichen Ergebnisse der Untersuchung gehen aus der Tabelle 4 hervor.

Tabelle 4

Wirkung von Lenacil auf die Zusammensetzung des Phyto- und Zooplanktons

Aus den Ergebnissen können die folgenden Folgerungen gezogen werden:

- bei der Erhöhung der Konzentration an Lenacil 80 WP sinkt die Menge des Phytoplanktons ab, was auf das Verschwinden der Microcystis-Kolonien und die Änderung der Artenzusammensetzung zurückzuführen ist;
- die Dosis von 100 µg/l Lenacil 80 WP war bei der getesteten Wasserqualität ausreichend zum Abtöten der Microcystis-Kolonien;
- die Anzahl der Zooplankton-Individuen nimmt auch bei Konzentrationen von 100-200 µg/l Wirkstoff nur unwesentlich ab.

In den Versuchen gelang es, die Microcystis-Kolonien mit 100 µg/l Lenacil 80 WP zu vernichten und die Zusammensetzung des Phytoplanktons in vorteilhafter Weise zu verändern, ohne daß die Anzahl der Zooplankton-Individuen wahrnehmbar abnahm. Die Eignung des Wassers zur Nutzung war sehr verbessert worden.

Beispiel 5 Die Wirkung von Terbacil 80 WP auf die Lebensgemeinschaft von Phyto- und Zooplankton in Teichen

Die Untersuchung erfolgt auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 beschrieben, jedoch wird statt Lenacil 80 WP Terbacil 80 WP verwendet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5 zusammengestellt.

Tabelle 5

Wirkung von Terbacil 80 WP auf die Zusammensetzung des Phyto- und Zooplanktons

Es wurden ähnliche Ergebnisse wie im Beispiel 4 erhalten.

Beispiel 6 Versuche mit Lenacil 80 WP in Fischteichen

Die Versuche wurden in Fischteichen vorgenommen, die durch das Anlegen einer Talsperre entstanden waren und die von einem Bach durchflussen wurden. Von den beiden untersuchten Teichen diente einer als Kontrolle, einer als Versuchsgelände; beide Teiche enthielten als Fischbestand künstlich ausgesetzte gemischte Fischbrut. Die Teiche waren dafür bekannt, daß in jedem Jahr eine langandauernde Blüte von Microcystis eintrat. Die Maße der beiden Teichen waren folgende:

Ziel der Versuche war es, die Wirkung von Lenacil 80 WP auf die qualitative und quantitative Zusammensetzung des Phyto- und Zooplanktons und auf die hinsichtlich der Fischwirtschaft wichtigen Parameter über ein ganzes Produktionsjahr hinweg zu verfolgen.

Aus den erwähnten Teichen wurden zwischen dem 15. Mai und dem 15 Oktober insgesamt 13 Wasserproben entnommen. Der Gehalt des Wassers an gelöstem Sauerstoff wurde am Ort der Probenahme mit einem AQUACHECK-3-Gerät gemessen, desgleichen auch der pH-Wert und die Temperatur. Mit einer Secci-Scheibe wurde die Durchsichtigkeit des Wassers bestimmt. Für die Laboratoriumsuntersuchungen wurden mit Lugollösung fixierte Proben genommen. Zur Bestimmung der Zooplanktonmenge wurden aus jedem Teich 20 Liter Wasser entnommen und durch ein Planktonnetz einer Maschenweite von 60 µm geseiht. Die Proben wurden unter einem Umkehrmikroskop nach Uthermöhl ausgewertet.

Die ausführlichen Ergebnisse sind in den Tabellen 6-9 zusammengefaßt. Im Falle des behandelten Teiches wurden außer der Menge des verwendeten Mittels auch der Zeitpunkt der Behandlung angegeben. Die die Menge der Microcystis-Kolonien betreffenden, an Ort und Stelle angestellten Schätzungen und sonstige visuelle Beobachtungen sind im Anschluß an die Tabellen angegeben.

Visuelle Beobachtungen zu den einzelnen in der Tabelle 6 angegebenen Zeitpunkten

1) 15. Mai:
Auftreten der ersten Microcystis-Kolonien.
2) 6. Juni:
Im Wasser des Teiches sind Microcystis- Kolonien nur in geringer Menge zu sehen.
3) 28. Juni:
Auf der Oberfläche des Teiches geringe Mengen von Microcystis-Kolonien. Nach der Probenahme wird der Teich mit 4 kg (360 µg/l) Lenacil 80 WP behandelt.
4) 2. Juli:
Durch die Behandlung sind die Microcystis- Kolonien von der Oberfläche des Teiches praktisch vollständig verschwunden.
5) 19. Juli:
Eine geringe Menge Microcystis-Kolonien ist auf der Oberfläche des Teiches wahrzunehmen. Deswegen wird der Teich nach der Probenahme am 19. Juli mit 4 kg (360 µg/l) Lenacil 80 WP behandelt.
6) 2. August:
Microcystis-Kolonien sind im Teich nur vereinzelt wahrzunehmen.
7) 21. August:
Im Teich sind viele Microcystis-Kolonien zu sehen, deswegen werden 3,8 kg (345 µg/l) Lenacil 80 WP gleichmäßig im Teich verteilt.
8) 27. August:
Auf der Oberfläche des Teiches sind kaum Microcystis-Kolonien wahrzunehmen, im Wasser ist eine mittlere Menge von ihnen vorhanden.
9) 5. September:
Im Wasser ist eine mittlere Menge von Microcystis- Kolonien zu beobachten, deshalb wird nach der Probenahme mit 4,8 kg (435 µg/l) Lenacil 80 WP behandelt.
10) 24. September:
Auf der Oberfläche des Teiches sind keine Microcystis-Kolonien zu sehen, in der mikroskopierten Probe waren verschwindend wenige.
11) 29. September:
In der einen Ecke des Teiches ist auf einer Fläche von etwa 1,2 m² ein Anschwemmung von Microcystis zu beobachten.
12) 6. Oktober:
Auf der Oberfläche des Teiches sind keine Microcystis-Kolonien zu beobachten, unter dem Mikroskop praktisch auch nicht. Der Teich war 2 Tage vorher mit 4 kg (360 µg/l) Lenacil 80 WP behandelt worden.
13) 15. Oktober:
Weder auf der Oberfläche des Teiches noch unter dem Mikroskop sind Microcystis-Kolonien aufzufinden.

Visuelle Beobachtungen zu den einzelnen in der Tabelle 8 angegebenen Zeitpunkten

14) 15. Mai:
Auftreten der ersten Microcystis-Kolonien.
15) 6. Juni:
Im Wasser des Teiches sind nur verschwindend wenige Microcystis-Kolonien zu beobachten.
16) 28. Juni:
Auf der Oberfläche einige Microcystis- Kolonien.
17) 2. Juli:
wie unter 16).
18) 29. Juli:
Auf der Oberfläche eine geringe Menge von Microcystis-Kolonien.
19) 2. August:
Die Menge der Microcystis-Kolonien nimmt ab.
20) 21. August:
Im Gegensatz zu den Beobachtungen 7 und 8 (am behandelten Teich) ist eine mittlere Menge von Microcystis-Kolonien zu beobachten.
21) 27. August:
Auf der Oberfläche kaum, im Wasser Microcystis- Kolonien in mittleren Mengen.
22) 5. September:
Im Wasser viele Microcystis-Kolonien.
23) 24. September:
Auf der Oberfläche des Teiches keine Microcystis-Kolonien, im mikroskopierten Wasser eine winzige Menge.
24) 29. September:
Auf der Oberfläche keine Microcystis-Kolonien, in der mikroskopierten Probe praktisch auch keine.
25) 6. Oktober:
Auf der Oberfläche keine Microcystis-Kolonien, in der Probe unter dem Mikroskop jedoch etwa 500.
26) 15. Oktober:
Microcystis-Kolonien weder auf der Oberfläche des Wassers noch in der mikroskopierten Probe.

Auswertung der Ergebnisse

a) Die Anzahl der Algen in dem schwach durchflossenen Teich Nr. 1 war nach der ersten, am 28. Juni erfolgten Behandlung bedeutend zurückgegangen, gleichzeitig damit waren die Microcystis-Kolonien praktisch verschwunden. Infolge der aus den abgestorbenen Algen freiwerdenden Nährstoffe (am 2. Juli 1,6 mg/l NH₄⁺-Ionen und 0,18 mg/l PO₄^----Ionen) stieg jedoch bis zum 19. Juli die Algenanzahl bis auf 400 Mill. Individuen pro Liter an; die Hauptmasse bestand aus den zur Ordnung Pennales gehörenden Kieselalgen. Die weitere Behandlung wirkt sich in einer Verminderung der Algenanzahl und einer Vereinzelung der Microcystis-Kolonien aus. Nach der ersten Behandlung dominierten bis zum Ende der Beobachtungszeit im Teich die Kieselalgen. Eine Untersuchung auf Pflanzenschutzmittel- Rückstände ergab, daß das Lenacil 80 WP in überraschender Weise nach einigen Tagen bereits nicht mehr nachweisbar war.
b) Die Menge des Zooplanktons im Teich Nr. 1 gestaltete sich bis zum 21. August unter dem Aspekt der Fischzucht ausgesprochen günstig. Die Menge der der Ernährung vermarktbarer Fische dienenden Cladoceres, Copepoda und Nauplius war zwischen dem 6. Juni und dem 21. August beträchtlich, die Gesamtmenge der Zooplankton-Organismen zeigte eine steigende Tendenz. Dieser Anstieg war zwischen dem 19. Juli und dem 21. August am ausgeprägtesten, genau zu der Zeit, als die Anzahl der Algen verhältnismäßig gering war. Diese geringe Algenanzahl ist eine Folge davon, daß sich die algenfressenden Zooplankton-Organismen stark vermehrt haben, und hat mit einer algenabtötenden Wirkung der Behandlung nichts zu tun. Darauf weist auch hin, daß nach dem 21. August, als die Menge des Zooplanktons angenommen hatte, die Anzahl der Algen wieder anstieg, obwohl der Teich mit Lenacil behandelt wurde.
c) Die Anzahl der Algen in dem schwach durchflossenen Teich Nr. 1 kann in dem Beobachtungszeitraum als niedrig bezeichnet werden. Am 29. September erschien in einer Ecke des Teiches eine Microcystis-Anschwemmung. Die Wirkung der am 4. Oktober mit 4 kg Lenacil 80 WP vorgenommenen Behandlung zeigte sich darin, daß
- - die Microcystis praktisch aus dem Teich verschwand,
- - die Gesamtalgenanzahl weiter abnahm,
- - die Menge des im Wasser gelösten Sauerstoffes auf die Hälfte abnahm.

Die Menge des Zooplanktons stieg zwei Tage nach der Behandlung bedeutend an, jedoch hatte dies keine praktische Bedeutung, denn in dem im Oktober bereits recht abgekühlten Wasser fressen die Fische kaum noch.

Zusammenfassen kann festgehalten werden, daß mit der erfindungsgemäßen Behandlung das wichtigste Ziel erreicht wurde: in dem behandelten Teich sank die Menge der Microcystis- Kolonien stark ab. Dadurch war eine Vermehrung der übrigen Algen, im vorliegenden Falle der Kieselalgen möglich; das war am prägnantesten nach der ersten Behandlung zu beobachten. Die Menge an Zooplankton nahm nicht ab, sondern entwickelte sich im Gegenteil günstig. Bis zum 5. September gelang es, durch vier Behandlungen mit etwa 300 µg/l Lenacil 80 WP Anzahl und mengenmäßige Zusammensetzung des Phyto- und Zooplanktons so zu verändern, daß die Veränderung für die Fischzucht vorteilhaft war. Die erste Behandlung erfolgte (bei 18,6°C Wassertemperatur) erst am 28. Juni. Dieser späte Zeitpunkt kann mit der im Herbst des Vorjahres vorgenommenen Behandlung erklärt werden, denn es ist anzunehmen, daß durch diese die über dem Grundschlamm überwinternden Microcystis-Kolonien vereinzelt werden.

Claims

1. Verwendung von 3-(Cyclohexyl)-5,6-(trimethylen)-uracil und/oder 3-(tert.-Butyl)-5-(chlor)-6-(methyl)-uracil zur Veränderung der biologischen Wasserqualität freier Gewässer in Abhängigkeit vom Einsatzzweck, wobei man die freien Gewässer mindestens 1mal im Jahr mit 10 bis 500 µg/l der genannten Substanz(en) behandelt.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das 3-(Cyclohexyl)-5,6-(trimethylen)-uracil und/ oder 3-(tert.-Butyl)-5-(chlor)-6-(methyl)-uracil mindestens 1mal im Jahr in Konzentrationen von 20 bis 500 µg/l einsetzt.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das 3-(Cyclohexyl)-5,6-(trimethylen)-uracil und/oder 3-(tert.-Butyl)-5-(chlor)-6-(methyl)-uracil in Form von Präparaten einsetzt.