Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Verschlammung stehender Gew\u00e4sser bereitet zunehmend Probleme. Alternativ zu konventionellen Entschlammungstechnologien werden biologische Verfahren angeboten. Die Untersuchung eines biologischen In-Situ-Verfahrens mit Sedimentbel\u00fcftung der Fa. BIOLOGIC GmbH & Co KG an dem Hamburger Regenr\u00fcckhaltebecken (RHB) Lohm\u00fchlenteich liefert grundlegende Daten zur Wirksamkeit des Verfahrens und seinen \u00f6kologischen Auswirkungen. Zugleich wird die Wirksamkeit der vom Anbieter BIOLOGIC GmbH & Co KG angebotenen speziellen Bakterien-Kultur Typ HI-CLEAN untersucht.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas biologische Verfahren zur Sedimentelimination l\u00e4uft \u00fcber zwei Jahre (1995, 1996) jeweils in den Zeitr\u00e4umen Mai-Oktober. Um die gesteckten Ziele zu erreichen, wurde das RHB wegen seiner g\u00fcnstigen Morphologie und den chemisch-physikalischen Sedimentdaten (relativ hohe Schadstoff- und N\u00e4hrstoffkonzentrationen, hoher Gl\u00fchverlust und gro\u00dfer Wassergehalt, Schlammauflagen >1m) als Versuchsgew\u00e4sser ausgew\u00e4hlt. F\u00fcr den Verfahrensvergleich a) Bel\u00fcftung des Wasserk\u00f6rpers und der Se-dimente und b) Bel\u00fcftung und Einsatz von zus\u00e4tzlichen Bakterienkulturen wurde das Gew\u00e4sser l\u00e4ngs der Flie\u00dfrichtung durch eine spezielle Trennwandkonstruktion in vergleichbare Bereiche (chemisch-physikalisch, Schlammst\u00e4rke, zu- und abgef\u00fchrte Wassermassen, Wassertiefe) aufgeteilt. In jedem Bereich wurde eine Verwirbelungs- und Bel\u00fcftungsanlage der Fa. BIOLOGIC eingesetzt. Die schwimmende Bel\u00fcftungseinheit rotiert auf einer Kreisbahn um eine fest verankerte Mittelstation und induziert \u00fcber einen elektrisch angetriebenen Propeller einen Wasser-Luft-Strahl, der die obersten Sedimentschichten aufwirbelt und gleichzeitig mit Luftsauerstoff anreichert. Konstruktionsbedingt verwirbeln die Bel\u00fcfter nur einen gewissen Bereich des Sediments. Daher erfolgte der Betrieb der Bel\u00fcfter nacheinander auf den Radien 5, 10 und 15 m. Um Auswirkungen der mikrobiellen Mineralisation der organischen Sedimentbe-standteile feststellen zu k\u00f6nnen, werden an den Sedimenten und im Wasser chemisch-physikalische und biologische Untersuchung durchgef\u00fchrt (Methoden nach DIN\/DEV). Zur Feststellung der Effizienz des Verfahrens wird die Abnahme des Sedimentvolumens durch Lotungen ermittelt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
W\u00e4hrend der zwei Bel\u00fcftungsperioden in 1995 und 1996 wurde insgesamt eine Sedimentvolumenreduzierung von 300 m\u00b3 erreicht. Die im Wasser und im Sediment ermittelten Daten lassen schlussfolgern, dass im wesentlichen die folgenden Effekte zur Volumenreduzierung beitragen:
\n\u00b7\tAbbau von Organik;
\n\u00b7\tEntw\u00e4sserung von Sediment;
\n\u00b7\tVerfrachtung von Sediment in Kombination mit Abbau und Entw\u00e4sserung.
\nDer Abbau von Organik mit einhergehender Entw\u00e4sserung stellt den Haupteffekt dar, wobei diese Vorg\u00e4nge sowohl in dem Sediment ablaufen, das im direkten Einflussbereich der L\u00fcfter verbleibt, als auch im verfrachteten Material. Das Beimpfen mit den hier verwendeten speziellen Bakterienkulturen (HI-CLEAN) steigerte den Sedimentabbau nicht. Deutlich unterschiedliche Entwicklungen des beimpften und nicht beimpften Gew\u00e4sserabschnitts waren weder bei den Sediment- noch bei den Wasserparametern erkennbar.W\u00e4hrend der Bel\u00fcftung \u00e4ndert sich die Sedimentzusammensetzung. Wassergehalt und Gl\u00fchverlust nehmen ab und es kommt zu einer Abreicherung von Schwermetallen, die wahrscheinlich auf eine bevorzugte Verfrachtung von feinerem, also bezogen auf Kilogramm schwermetallhaltigerem, Sediment zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Die Konzentration der N\u00e4hrstoffe Phosphor und Stickstoff verringert sich ebenfalls signifikant, wobei dem Gew\u00e4sser Stickstoff durch Denitrifikation entzogen wird, w\u00e4hrend Phosphor aus dem Einflussbereich der Bel\u00fcfter \u00fcber die Aufnahme in Algen gleichm\u00e4\u00dfig im Gew\u00e4sser verteilt werden kann. Im Wasserk\u00f6rper bewirkt die Bel\u00fcftung im Wesentlichen folgende Ver\u00e4nderung: Der Sauerstoffgehalt wird im Gegensatz zu fr\u00fcheren Jahren und trotz der verst\u00e4rkt ablaufenden Zehrungsprozesse auf einem f\u00fcr Fische ausreichend hohen Niveau gehalten. Der N\u00e4hrstoffgehalt des Wassers steigt an, was sich in erh\u00f6hter Konzentration von Ortho-Phosphat, Gesamtphosphor, Ammonium und Nitrit widerspiegelt. Die Zunahme der Phosphorkonzentration intensiviert das Algenwachstum und damit die Bioproduktion und Sedimentneubildung im Gew\u00e4sser. Ursache f\u00fcr den Anstieg der Ammonium- und Nitritkonzentration sind wahrscheinlich die verst\u00e4rkt ablaufenden Nitrifikations-\/Denitrifikationsprozesse. Eine L\u00f6sung von Schwermetallen aus dem Sediment ist bei Zink und Blei feststellbar. \u00d6kologisch bedenkliche Werte werden allerdings nicht erreicht. Die Bel\u00fcftung f\u00fchrt nicht zu einer nachweisbaren L\u00f6sung von organischen Schadstoffen (Polychlorierte Biphenyle und Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe). Die Ge-samtkeimzahlen, erfasst als koloniebildende Einheiten (KBE), lagen auf einem f\u00fcr eutrophe Flachgew\u00e4sser \u00fcblichen Niveau (max.: 11500 KBE), w\u00e4hrend die nitrifizierenden Bakterien nur in geringen Abundanzen vorkamen. Die Bioz\u00f6nosen von Phyto- und Zooplankton waren \u00fcber den gesamten Untersu-chungszeitraum stark entwickelt und wurden durch die Bel\u00fcftung nicht negativ beeintr\u00e4chtigt. Im Phytoplankton dominierten Gr\u00fcnalgen (Chlorophyceae), Schlundgei\u00dfler (Cryptophyceae) zeitweise auch Kieselalgen (Bacillariophyceae) und Blaualgen (Cyanophyceae). Beim Zooplankton dominierten Rotatorien (R\u00e4dertiere) und planktische Kleinkrebse (Copepoden, Cladoceren). Die Besiedlung des Sediments war auf wenige Arten der Oligochaeten (W\u00fcrmer) und Chironomiden (M\u00fcckenlarven) beschr\u00e4nkt und sehr gering. Positiver Nebeneffekt der Bel\u00fcftung war, dass das Gew\u00e4sser im trockenen und hei\u00dfen Sommer 1995 trotz der sauerstoffzehrenden Sedimentmengen, die sich im Gew\u00e4sser befanden, nicht umgekippt war. Zu keinem Zeitpunkt kam es zu einem Fischsterben (im Gegensatz zu 1994); der Sauerstoffgehalt im Wasser war immer ausreichend hoch. Dieses war auch dann noch der Fall, als mit dem R\u00fcckgang der Algenbl\u00fcte eine zus\u00e4tzliche Gew\u00e4sserbelastung auftrat.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
\u00b7\tZwei Seminare vor Beh\u00f6rdenvertretern aus Schleswig Holstein und Hamburg
\n\u00b7\tVer\u00f6ffentlichung (Zwischenbericht) bei der Fachzeitschrift WasserAbwasserPraxis (2\/97)
\n\u00b7\tEinreichung einer Ver\u00f6ffentlichung (Endbericht) bei der Fachzeitschrift Wasser und Boden geplant<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Durch die Verwirbelung des Sediments und die gleichzeitige Sauerstoffzufuhr wird die organische Substanz abgebaut und das Sediment gleichzeitig entw\u00e4ssert. Bei Einsatz dieser Methode in stark durchstr\u00f6mten Gew\u00e4ssern muss beachtet werden, dass aufgewirbeltes Sediment und gel\u00f6ste Substanzen ausgetragen werden k\u00f6nnen. Die L\u00f6sung von N\u00e4hrstoffen f\u00fchrt zu einer Verst\u00e4rkung des Algenwachstums und der Bioproduktion im Gew\u00e4sser. Das Verfahren hatte keine wesentlichen Auswirkungen auf die Bioz\u00f6nose, wobei die Bel\u00fcftung den Sauerstoffgehalt trotz der ablaufenden Zehrungsprozesse auf einem f\u00fcr Fische ausreichend hohem Niveau h\u00e4lt. Der Einsatz der hier verwendeten speziellen Bakterienkultur f\u00f6rdert die Abbauleistung nicht signifikant. Das Verfahren stellt eine wichtige Alternative zu den \u00fcblichen mechanischen Entschlammungsverfahren dar, wobei die Effektivit\u00e4t durch verbesserte Bel\u00fcf-tungssysteme und eine gleichzeitige Phosphatf\u00e4llung wahrscheinlich noch erheblich gesteigert werden kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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