Kapitelverzeichnis

22. Widersprüche beim Gewässerschutz
22.1 Phosphorkreislauf verhindert nachhaltige Selbstreinigung
22.2 Nitrat stört den Phosphorkreislauf
22.3 Schwarze Flecken im Watt
22.4 Stickstoffelimination durch die Abwasserreinigung
22.5 Stickstoffeintrag in Gewässer durch die Abwasserreinigung
22.6 Stickstoff ist grundsätzlich kein Schadstoff
22.7 Denitrifikation nur in besonders begründeten Fällen – Was wäre wenn?
22.7.1 Jährliche Energieeinsparung im Gigawattstundenbereich?
22.7.2 Belebtschlammanlagen sind als „Energiefresser“ klimabelastend

22.1 Phosphorkreislauf verhindert nachhaltige Selbstreinigung

In diesem Abschnitt wird bewiesen, dass ein See (stehendes Gewässer), der einmal mit Phosphor verunreinigt wurde, jedes Jahr durch den gleichen Phosphor „erkrankt“, weil Phosphor im Gegensatz zu Stickstoff nicht aus dem See entfernt werden kann.

Für das Verständnis sei vorausgeschickt, dass es in stehenden[1] Gewässern und in P-armen Fließgewässern einen Phosphorkreislauf gibt[2]. Gelöstes Phosphat wird gemeinsam mit dem nicht zu begrenzenden Stickstoff von Algen im Frühjahr und Sommer zum Wachstum genutzt. Unter bestimmten Bedingungen kommt es auch zu einer schädlichen, weil explosionsartigen und massenhaften Entwicklung von freischwebenden Algen, sog. Phytoplankton. Dann wird von Algenblüten gesprochen. Diese Algenblüten sind ein sichtbares Merkmal der Eutrophierung[3]. Die Folge dieser besonders intensiven Produktion ist die Veränderung der Eigenschaften des Wassers. Es wird trüb, mitunter riecht es unangenehm und es bekommt eine grüne Färbung.

Im Ergebnis des Phytoplanktonwachstums sinkt die Phosphatkonzentration im Wasser, weil der Phosphor sich nun in den Algen befindet. Bei Nährstoffmangel[4] und bei Rückgang der Sonneneinstrahlung im Herbst sterben die Algen im zunehmenden Maße und sinken – sofern sie nicht gefressen werden – zu Boden. Sie bilden vom Frühjahr bis zum Herbst Algenschlamm. Diese Biomasse wird ständig durch Fäulnisbakterien zersetzt, wobei der biologisch gebundene Phosphor wieder im Wasser gelöst wird und für die kommenden Algenblüten erneut zur Verfügung steht[5].

Für die Oxidation des Algenschlammes wird viel Sauerstoff und Nitrat benötigt. Der Sauerstoff wird dabei dem Gewässer entzogen.

Steht nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung, dann wird durch Fäulnis der Phosphor aus dem Sediment erneut freigesetzt. Der zurückgelöste Phosphor verursacht seinerseits einen sekundären Sauerstoffmangel.

Nach UHLMANN [33] führt die Rücklösung von nur einem Zehntel Milligramm Phosphor in einem thermisch geschichteten See durch die Neuproduktion von O2-zehrender Phytoplankton-Biomasse zu einem künftigen Sauerstoffverbrauch von 12,3 mg/l!

Die Sättigung von Sauerstoff in Wasser ist temperaturabhängig und beträgt beispielsweise bei 7°C 12,3 mg/l. D. h. schon 0,1 mg P/l ist in der Lage, den gesamten gelösten Sauerstoff, der bei 7°C in einem Liter Wasser gelöst sein kann, zu verbrauchen.

Da der Phosphor aus dem See nicht mehr zu entfernen ist, kommt es darauf an, den Phosphorkreislauf zu unterbrechen.

Dies macht der Limnologe[6], sofern es ihm gesetzlich erlaubt wird, mit gereinigtem, nitratreichem und weitestgehend phosphorfreiem Abwasser.


[1] oder quasi stehenden Gewässern

[2] Die Limnologen sind sich darüber einig, dass einmal in einen See eingetragener Phosphor nicht mehr zu entfernen ist und dieser im Jahreswechsel solange zwischen Sediment und Wasserkörper kreist, bis aus dem See ein Moor geworden ist – das natürliche Ende jedes Sees.

[3] Gewässerdüngung

[4] Dabei kann es sich bei den im Frühjahr zu Massenentwicklungen neigenden Kieselalgen auch um Silicat handeln.

[5] Ist die thermische Schichtung nicht allzu stabil, dann kann das gleiche Phosphat im gleichen Jahr nochmals zu Algenblüten führen.

[6] Ökologie der Binnengewässer


Literatur:
[33] Uhlmann, D.
Hydrobiologie – Ein Grundriß für Ingenieure und Naturwissenschaftler
1. Auflage
VEB Gustav Fischer Verlag Jena, 1975

 

Auszug:
Handbuch Kommunale Abwasserbeseitigung
Normative Kosten und Risikoabbau
Institut für Wasserwirtschaft Halbach
Ausgabe 2003, Werdau
ISBN-Nr. 3-00-011255-3

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