Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die biologische Sedimentreduzierung bietet die M\u00f6glichkeit, Gew\u00e4sser mit organikreichen Sedimenten kosteng\u00fcnstig und schonend zu entschlammen. In den Jahren 1995 und 1996 wurde dieses Verfahren im RHB Lohm\u00fchlenteich in Hamburg-Harburg durch das Institut f\u00fcr Umweltschutz KLS GmbH hinsichtlich seiner Effektivit\u00e4t und seiner \u00f6kologischen und \u00f6kotoxikologischen Auswirkungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass im Zuge der Sedimentreduzierung Phosphorverbindungen aus den Sedimenten r\u00fcckgel\u00f6st werden. Durch die einsetzende zus\u00e4tzliche Algenproduktion wird die Effektivit\u00e4t der biologischen Sedimentreduzierung vermindert. Im Sinne der Optimierung des Verfahrens der biotechnologischen Entschlammung von Gew\u00e4ssern wurde versucht, durch eine simultane F\u00e4llung von Phosphorverbindungen w\u00e4hrend der Bel\u00fcftung die Verf\u00fcgbarkeit dieses N\u00e4hrstoffs f\u00fcr die Prim\u00e4rproduzenten zu begrenzen. Damit sollte die Effektivit\u00e4t der biotechnologischen Entschlammung erh\u00f6ht und gleichzeitig die Gew\u00e4sserg\u00fcte verbessert werden. Verwendet wurde eine Kombination des Produkts Carbon Add\u00ae mit herk\u00f6mmlichen F\u00e4llmitteln. Durch ein zweij\u00e4hriges Monitoringprogramm sollten die Langzeiteffekte der durchgef\u00fchrten Ma\u00dfnahmen dokumentiert werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn Vorversuchen wurde die geeignete Kombination des Produkts Carbon Add\u00ae mit herk\u00f6mmlichen F\u00e4llmitteln ermittelt. Dabei kam sowohl ein eisen- als auch ein aluminiumhaltiges F\u00e4llmittel zum Einsatz. Die F\u00e4llmittel wurden von der Fa. S\u00f6ll GmbH bereitgestellt. Zus\u00e4tzlich wurden die verschiedenen Phosphorfraktionen im Sediment vor und nach den Versuchen erfasst. Im Freiland wurde dann die Wirksamkeit der Phosphorelimination im Lohm\u00fchlenteich \u00fcberpr\u00fcft. Das Gew\u00e4sser bot sich an, weil es durch eine Trennwand geteilt war. So konnte in einem Teilbereich die Effektivit\u00e4t des F\u00e4llmittels untersucht werden und der zweite Teilbereich diente als Kontrolle. Im Lohm\u00fchlenteich wurde einerseits das Sediment ver-wirbelt und bel\u00fcftet und auf diese Weise abgebaut. Gleichzeitig wurden \u00fcber eine Dosiereinrichtung die F\u00e4llmittel zugegeben und so die Phosphorverbindungen ausgef\u00e4llt. Die Koordination des Projekts und die Durchf\u00fchrung der Versuche oblag dem Planungsb\u00fcro KLS. Der Modellcharakter bestand darin, dass mit dieser Methode Flachgew\u00e4sser einerseits schonend entschlammt und andererseits die bisherigen Nebenwirkungen minimiert werden k\u00f6nnen. Mit einem zweij\u00e4hrigen Monitoring-Programm wurden Langzeiteffekte \u00fcberpr\u00fcft.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Zur Bewertung der Sedimente wurden zu Beginn des Projekts sequenzielle Phosphorextraktionen des Lohm\u00fchlenteichsediments durchgef\u00fchrt. Die Ergebnisse zeigten, dass der gr\u00f6\u00dfte Teil der Phosphorverbindungen sich in der pH-sensitiven NaOH-Fraktion befand. Relativ gering waren die Anteile der leicht zu mobilisierenden P-Verbindungen in der wasserl\u00f6slichen Fraktion und der unter anaeroben Bedingungen freisetzbaren P-Verbindungen in der BD-Fraktion. Im Laborversuch verschoben sich nach Zugabe des F\u00e4llmittels die Anteile innerhalb der Fraktionen. W\u00e4hrend der Anteil der NaOH-Fraktion abnahm, stieg der Anteil der BD-Fraktion. Diese Ergebnisse konnten im Freiland nicht nachvollzogen werden. Hier erh\u00f6hte sich im Laufe des F\u00e4llmittelzusatzes vielmehr der Phosphoranteil in der HCl-Fraktion, der als schwer verf\u00fcgbar beschrieben ist. Dies ist ein Hinweis auf eine dauerhafte Festlegung der P-Verbindungen.
\nIn Laborversuchen wurde eine \u00f6kologisch wirksame und \u00f6konomisch sinnvolle Zusammensetzung und Dosierung einer neuartigen F\u00e4llmittelkombination ermittelt. Sowohl Carbon Add\u00ae als auch das Eisenf\u00e4llmittel Feracid wiesen gute F\u00e4lleigenschaften auf. Bei einer Zudosierung von 0,1 g Carbon Add\u00ae und 0,1 g Feracid auf 50 g Sediment und 450 ml filtriertes Teichwasser, was in etwa einer Konzentration von 200 mg\/l Carbon Add\u00ae und 25 mg\/l Eisen entspricht, wurden in den Laborversuchen die besten Ergebnisse erzielt, d.h. diese Kombination ist \u00f6kologisch wirksam und \u00f6konomisch sinnvoll. Unter anaeroben Bedingungen wurden bei dieser Kombination nur geringe Freisetzungen von Phosphor-Verbindungen ermittelt.
\nDer Einsatz des F\u00e4llmittels brachte im Freiland im ersten Jahr (1997) folgende Ergebnisse:
\n–\tDer Abbau des Sediments wurde beschleunigt.
\n–\tDer Gehalt an Gesamt-Phosphor im Wasser wurde erniedrigt. Insgesamt lagen die Konzentrationen jedoch immer noch so hoch, dass das Gew\u00e4sser als hocheutroph angesprochen werden musste.
\n–\tDie Biomasse (als Chlorophyll-a) wurde erniedrigt, lag aber immer noch auf einem hocheutrophen Niveau.
\n–\tIm Sediment war mehr Phosphor in wenig verf\u00fcgbaren Fraktionen gebunden (s. oben).
\nDas Ergebnis des ersten Jahres, das zwar quantitative Ver\u00e4nderungen, aber keinen qualitativen Umschwung im Wasserk\u00f6rper aufzeigt, muss im Zusammenhang mit zahlreichen Starkregenereignissen im Jahr 1997 gesehen werden. F\u00fcr solche Wassermassen scheint das verwendete scaling-up nicht ausreichend gewesen zu sein.
\nIm ersten Jahr des Monitoringprogramms konnten noch keine Langzeiteffekte aufgezeigt werden, da es auch 1998 zu einem hohen Wasseraustausch kam. Teilergebnisse deuten darauf hin, dass es im Sommer zu einem Eintrag organischen Materials gekommen sein muss. Durch eine verst\u00e4rkte Sauerstoffzehrung kam es zu Sauerstoffmangelsituationen, die unter anderem zu anaeroben Phosphorfreisetzungen aus den Sedimenten f\u00fchrten. Die Untersuchungen zur Aufteilung des Sedimentphosphors auf die verschiedenen Bindungsformen ergaben kaum Unterschiede zwischen der Nord- und der S\u00fcdh\u00e4lfte.
\nIm Untersuchungsjahr 1999 gab es nur einen geringen Wasseraustausch, trotzdem lie\u00dfen sich keine Langzeiteffekte des F\u00e4llmitteleinsatzes erkennen. Aufgrund zwischenzeitlich geringer Phytoplanktonabundanzen und einem Eintrag organischen Materials kam es zeitweilig zu Sauerstoffmangelsituationen und anaeroben Phosphorfreisetzungen. Einige Untersuchungsergebnisse deuteten darauf hin, dass es im Einzugsgebiet des Lohm\u00fchlenteichs zu Ver\u00e4nderungen und zus\u00e4tzlichen Stoffeintr\u00e4gen kam. Im Sediment lie\u00dfen sich keine Unterschiede zwischen der Nord- und der S\u00fcdh\u00e4lfte erkennen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das System wurde interessierten Firmen vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der Einsatz des verwendeten Phosphor-F\u00e4llmittels in Kombination mit biologischer Sedimentreduzierung im RHB Lohm\u00fchlenteich hatte nur im ersten Jahr, in dem die Ma\u00dfnahme durchgef\u00fchrt wurde, positive Auswirkungen auf die Gew\u00e4ssersituation. Langfristig f\u00fchrte der F\u00e4llmitteleinsatz im Lohm\u00fchlenteich nicht zu einer Verbesserung der Gew\u00e4ssersituation. Hierf\u00fcr kann vor allem der hohe Wasserdurchfluss in den ersten beiden Untersuchungsjahren verantwortlich gemacht werden. Aufgrund der vorliegenden Unter-suchungsergebnisse gelangt man zu dem Schluss, dass das Verfahren des F\u00e4llmitteleinsatzes in Kombination mit biologischer Sedimentreduzierung f\u00fcr durchflossene Gew\u00e4sser nicht geeignet ist. Da der F\u00e4llmitteleinsatz im ersten Jahr jedoch zu einer Verbesserung der Gew\u00e4ssersituation beigetragen hat, erscheint dieses Verfahren f\u00fcr stehende Gew\u00e4sser durchaus geeignet.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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