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

22.4 Stickstoffelimination durch die Abwasserreinigung

Die Abwasserreinigung soll u. a. hygienische Bedingungen schaffen und sie soll unsere Gewässer vor Verschmutzung schützen. Dabei umfasst die Abwasserreinigung nicht nur die Entfernung der sichtbaren[1] Abwasserbestandteile, sondern auch die Minimierung[2] der gelösten, meist nicht sichtbaren Abwasserinhaltsstoffe. Ein Reinigungsziel besteht in der Vermeidung von Sauerstoffarmut im Gewässer. Unbehandelte kommunale Abwässer, die in Gewässer eingeleitet werden, enthalten u. a. Kohlenhydrate und Eiweißstoffe, die für ein Massenwachstum der Fäulnisbakterien sorgen. Diese Bakterien verbrauchen dabei den gelösten Sauerstoff im Gewässer und können damit u. a. Fischsterben und die Auslöschung vieler weiterer Arten von Wassertieren auf Grund des Sauerstoffmangels verursachen. Tote Bakterien sowie abgelagerte Schwebe- und Sinkstoffe des Rohabwassers bilden Schlammbänke, die nach kurzer Zeit faulen und dabei Fischgifte, wie Ammoniak oder Schwefelwasserstoff freisetzen.

Etwa bis 1989 beschränkte sich der Gewässerschutz bei Fließgewässern[3] auf die Eliminierung der biologisch abbaubaren Stoffe – gemessen durch den BSB5. Dies ist auch heute noch der wichtigste Schritt bei der biologischen Abwasserreinigung.

Trotz sehr guter BSB5-Abbauleistungen mussten die Gewässerschützer aber feststellen, dass es weiterhin zu Gewässerschäden kam[4]. Als Ursachen wurden Algen in Verbindung mit den Abwasserinhaltsstoffen und Pflanzennährstoffen (Phosphat, Ammonium, Nitrat) ermittelt.

In fast allen Gewässern gibt es Algen. Diese Algen benötigen zur Lebenstätigkeit keinen organischen Kohlenstoff (z. B. keinen Zucker). Sie sind Pflanzen und daher in der Lage, Biomasse mit Sonnenenergie, Stickstoff und Phosphor zu produzieren.

Um diese Eutrophierungsprozesse zu vermeiden, konzentriert sich der Gesetzgeber auf die Entfernung der Stickstoff- und Phosphorverbindungen. Nur viele betroffene Gewässer wurden dennoch nicht sauberer. Die Ursache lag nun meistens darin, dass mehrere längst bekannte Naturgesetze, Zusammenhänge und Gegebenheiten nicht beachtet wurden:

  1. die fortgeschrittene Überdüngung der Gewässer mit Nitrat aus landwirtschaftlichen Nutzflächen bzw. aus Drainabläufen und die übermäßige Einlagerung des Phosphors sowie des Stickstoffes im Sediment
  2. das Gesetz vom Liebigschen Minimum
  3. der natürliche  Phosphorkreislauf
  4. Stickstofffixierung[5] durch die Natur selbst (Leguminosen[6] und bestimmte Blaualgen)

Tatsächlich genügt es bei der Nährstoffeliminierung für Gewässer – die Oxidation des Ammoniums[7] vorausgesetzt – nur einen Nährstoff zu eliminieren.

Der deutsche Professor Justus Liebig (1803-1873) stellte fest, dass für die Förderung des Pflanzenwachstums (im Sinne einer Düngung) der Nährstoff entscheidend ist, dessen Angebot am weitesten unter dem Bedarf liegt. Das ist der sog. Minimumfaktor. Für die Abwasserreinigung genügt es in vielen Fällen, wenn von den zwei Nährstoffen Phosphor und Stickstoff nur ein Nährstoff minimiert wird. Wachstumsbegrenzung ist gleichzeitig Ziel der Eutrophierungsvermeidung.

Wasserwirtschaftlich nachhaltig handeln, bedeutet sich auf den Nährstoff zu konzentrieren, bei dem überhaupt eine Chance zur Wachstumsbegrenzung besteht.

Haben wir eine Chance zur Wachstumsbegrenzung, wenn der Stickstoff eliminiert wird? Auf diese Frage wird im nächsten Kapitel eingegangen.


[1] Trübstoffe

[2] Eine vollständige Beseitigung ist aus Kostengründen unmöglich und unrealistisch.

[3] In den Einzugsgebieten von Seen und Trinkwassertalsperren wurde, ausgehend von der Schweiz und Österreich, schon seit 50 Jahren Phosphor vor allem durch Fällung aus dem Abwasser eliminiert, in der ehemaligen DDR und in der BRD auch durch Vorsperren.

[4] Diese Erkenntnisse liegen aber nunmehr schon länger als 40 Jahre zurück.

[5] Bindung von Luftstickstoff

[6] Leguminosen leben zwar nicht im Gewässer, aber der Anbau von Leguminosen führt auch zu einer Nitratbelastung der Gewässer.

[7] Ammonium ist ein bevorzugter Pflanzennährstoff, der sich bei bestimmten pH-Wert-Verhältnissen in fischgiftiges Ammoniak umwandeln kann.


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

image_print
Print Friendly