Biochemisch stimulierter Schlammabbau in Flachseen: Machbarkeitsstudie
Abgelagerter Faulschlamm bedroht häufig die Nutzung eutropher Flachseen und Fischteiche.
Drei Machbarkeitsstudien, in denen CaO2-haltige Produkte als sanfte Alternative zu Baggerung getestet wurden, zeigten eine signifikante Abnahme der Sedimentmächtigkeit und des Gehalts an organischer Substanz. Die langsame Freisetzung von Sauerstoff fördert offenbar den Transfer von Elektronenakzeptoren über die Grenzfläche ins Sediment und stimuliert dort die mikrobielle Mineralisation. Nachteilige Auswirkungen auf die Seeökosysteme wurden nicht festgestellt.
Die rasante Eutrophierung von Seen und Flüssen in Verbindung mit massiver Sedimentakkumulation, bodennahem Sauerstoffmangel, unzureichender Fixierung von Phosphat (PO4-Spezies) und einer Dominanz von Cyanobakterien ist nach wie vor ein globales Kernproblem in Bezug auf Wasserqualität und Gesundheit [1]. Besonders anfällig sind Flachseen, die weltweit häufigsten Süßwasserkörper [2]. Sie sind weitverbreitete Bestandteile der Landschaft und tragen zum Mikroklima, zur Artenvielfalt, zur lokalen Erholung und, als Fischteich bewirtschaftet, auch zur Lebensmittelproduktion bei. Aufgrund ihrer geringen Wassertiefe (<5 m) sind sie meist polymiktisch, zeitweise witterungsbedingt auch kurzfristig geschichtet.
Im Unterschied zu tiefen Seen werden Nährstoffe in Flachseen schneller und häufiger rezykliert, was ihnen einen höheren Trophiegrad verleiht [3]. Auf mittlerem trophischen Niveau sind die wichtigsten Primärproduzenten und Nährstoffpools Makrophyten und Schwimmblattpflanzen, die transparentes (klares) Seewasser unterstützen. Mit zunehmendem Nährstoffeintrag kann die Dominanz von Makrophyten schnell zu Phytoplankton wechseln, wobei die Wassertrübung zunimmt. Cyanobakterien und intensive Sedimentation führen rasch zu erheblichen Nutzungseinschränkungen eutropher Seen.
Da ein Rückgang des Trophiegrades aufgrund der bekannten Hysterese auch nach Reduzierung der Nährstoffeinträge sehr lange dauern kann, sind wirksame Maßnahmen zur Erhaltung der Gewässer und deren Nutzung im Sinne einer Seentherapie wünschenswert [4]. Dies lenkt den Fokus in der Regel auf das abgelagerte Sediment (oftmals Faulschlamm).
Zu den auf das Sediment zielenden traditionellen Restaurierungsverfahren zählt das Ausbaggern, das mit einer empfindlichen Störung der etablierten Habitate und in der Regel hohen Kosten einhergeht sowie zu einer Ver- bzw. Ablagerung des Baggerguts zwingt. Das Baggergut ist häufig mit regulierten Substanzen belastet, deren gesetzlich zulässige Schwellenwerte überschritten werden. Mehrere In-situ-Maßnahmen wirken übermäßigen Sauerstoffdefiziten und/oder Nährstofffreisetzungen aus dem Sediment entgegen. Eine etablierte Technologie ist die Zugabe von Nitrat als Elektronenakzeptor zur Erhöhung des Redoxpotenzials in der Nähe der Sediment-Wasser-Grenzfläche und zur Stimulierung der Mineralisierung in Kombination mit Calcium oder Eisen zur Ausfällung von Phosphat (RIPLOX-Verfahren) [4]. Zwar wird mit diesem Verfahren ein wasserlöslicher Nährstoff eingebracht, der einer das Wachstum von Cyanobakterien fördernden Stickstoff-Limitation entgegenwirken kann, doch kann sich indirekt auch die Phosphorbindungskapazität des Sediments erhöhen [5].
| Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH | |
| Quelle: | Wasserwirtschaft - Heft 06 (Juni 2020) | |
| Seiten: | 6 | |
| Autor: | Dr. Kai-Uwe Ulrich  Alice Rau Thomas Willuweit | |
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