Projekt 04573/01

Konzept zur Revitalisierung von Feuchtgebieten durch biologische Maßnahmen zur Nährstoffelimination der dem Gebiet zufließenden Gewässer, am Beispiel des Tävsmoors

Projektdurchführung

Gemeinde Appen
Postfach 11 51
25480 Appen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Feuchtgebiete und Gewässer werden häufig durch Stickstoff- und Phosphorverbindungen, die über die Zuflüsse in diese Gebiete und Gewässer gelangen, eutrophiert (überdüngt). Dabei gewinnt der Eintrag aus diffusen, oft landwirtschaftlichen Quellen, immer mehr Übergewicht gegenüber punktförmigen Einleitungen. Da diese diffusen Einleitungen häufig stark in Qualität und Quantität der Inhaltsstoffe schwanken, sind technische Einrichtungen oft nicht in der Lage, die Frachten zu minimieren.
Mit dem Bau und dem Betrieb einer Anlage, die mit Hilfe von submersen Makrophyten (untergetaucht lebenden Wasserpflanzen) Nährstoffe und Schwebstoffe aus dem einen Moorgebiet (Tävsmoor, Kreis Pinneberg) zufließenden Wasser eliminiert, soll die weitere Eutrophierung dieses Feuchtgebiets verhindert werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Tävsmoor wurde 1994 unter Naturschutz gestellt. In diesem Zusammenhang wurden die dem Gebiet zufließenden Gewässer in grabenähnliche Becken gefasst, in denen eine Reinigung des Wassers erfolgen soll, bevor es weiter in das Moor fließt. Eines der Gewässer (Projektgewässer) wurde so umgestaltet, dass die dauerhafte Ansiedlung von submersen Makrophyten möglich war. Dazu wurde das Gewässer auf 1,5 m vertieft und in 2 Abschnitte unterteilt. In den ersten Abschnitt wurden Wasserpflanzen eingebracht, die für höhere trophische Niveaus charakteristisch sind; der zweite Abschnitt wurde mit Pflanzen besetzt, die in niedrigeren Trophiestufen ihr Verbreitungsmaximum haben. Zwischen den beiden Abschnitten und vor dem Auslauf in das Moorgebiet wurde jeweils eine Steinschüttung angelegt, durch die das Wasser durchsickert und so eine weitere Reinigung erfolgt. Ein zweites Gewässer wurde als Referenzgewässer nicht weiter ausgebaut und dient dem Vergleich.
Im März (Projektgewässer) bzw. im April 1994 (Referenzgewässer) wurden die Baumaßnahmen beendet. Im Mai 1994 wurden die Wasserpflanzen in das Projektgewässer eingebracht. Die Überwachung der Baumaßnahmen und die weitere Betreuung der Anlage oblag dem Institut für Umweltschutz KLS GmbH.
Mit einem Untersuchungsprogramm wurde die Effizienz der Nähr- und Schwebstoffrückhaltung dokumentiert. Dabei wurden die wichtigsten Parameter des Sauerstoff- und des Nährstoffhaushalts sowie wasserbiologische und sedimentologische Parameter erfasst und ausgewertet. Das Untersuchungsprogramm erstreckte sich auf die Jahre 1994 und 1995.


Ergebnisse und Diskussion

Über weite Strecken des Untersuchungszeitraums, hauptsächlich während der Vegetationsperiode, fielen erheblich weniger Niederschläge als im Durchschnitt der letzten dreißig Jahre. Daraus resultierte, dass nur zu Beginn der Untersuchungen und im Winter 1994/1995 das Projekt- und auch das Referenzgewässer durchflossen waren. Während der Hauptvegetationszeit der submersen Makrophyten waren die Gewässer als stagnierend anzusehen. Die Auswertung der Effizienz der Nähr- und Schwebstoffrückhaltung erfolgte daher für den Zeitraum mit Durchfluss und den Zeitraum mit stagnierendem Wasserkörper getrennt.
Durchflusssituation:
Obwohl die Wasserpflanzen zu Beginn der Untersuchungen noch nicht vollständig entwickelt waren und während der dunklen und kalten Jahreszeit im Winter 1995/1996 physiologisch nicht voll aktiv waren, konnte ein positiver Einfluss auf Parameter des Nährstoffhaushalts beobachtet werden. Die Gesamt-Phosphor-Konzentrationen nahmen im Verlauf der Durchflussstrecke ebenso ab, wie die Gesamt-Härte und die Säurekapazität. Insgesamt ließ sich die Elimination an gelösten Stoffen auch in der Abnahme der Leitfähigkeit nachweisen. Im Gegensatz dazu stiegen diese Parameter im Durchfluss des Referenzgewässers an oder blieben weitgehend unverändert. Dass die Stickstoffkonzentrationen im Durchfluss des Projektgewässers anstiegen, wird auf einen bei der Planung nicht berücksichtigten Zulauf und auf den Eintrag von hypodermischem Wasser zurückgeführt. Ohne diese Einschränkungen stiegen die Stickstoffgehalte im Ablauf des Referenzgewässers ebenfalls an. Submerse Makrophyten können also auch während ihrer physiologisch weitgehend inaktiven Zeit Nährstoffe (Phosphor) aus dem Wasserkörper entfernen.
Stagnationsperioden:
Da die Wasserpflanzen 1994 im Gegensatz zu 1995 noch nicht voll entwickelt waren, können im Vergleich der stagnierenden Wasserkörper im Projektgewässer die Wirkungen der submersen Makrophyten erfasst werden. Da sich die Rahmenbedingungen im Referenzgewässer nicht verändert haben, kann auch aus dem Vergleich dieses Gewässers mit dem Projektgewässer auf die Effizienz der Wasserpflanzen geschlossen werden. Im Vergleich zu 1994 zeigten 1995 folgende Parameter im Projektgewässer deutlich reduzierte Werte: Gesamt-Phosphor, Stickstoff (gelöst und organisch), Schwebstoffe, Gesamt-Härte, Säurekapazität und die Leitfähigkeit. Im Gegensatz dazu stiegen im Referenzgewässer im Jah-resvergleich die Konzentrationen der Phosphorverbindungen und der abfiltrierbaren Stoffe. Kaum verändert zeigten sich die Gesamt-Härte, die Säurekapazität sowie die Leitfähigkeit. Eine allerdings wesentlich geringere Abnahme als im Projektgewässer zeigten lediglich die Stickstoffwerte. Der z.T. deutliche Rückgang der Konzentrationen zeigt die Wirkung der submersen Makrophyten. Dabei ist die Pflanze nur ein Teil des Gesamtkomplexes submerse Makrophyten. Einen wesentlichen Faktor stellt der Aufwuchs dar. Darunter werden die den Blättern und Stengeln aufsitzenden Organismen der Mikroflora und -fauna zusammengefasst. Diese epiphytischen Algen und tierischen Einzeller sind physiologisch sehr aktiv und nehmen Nährstoffe und Schwebstoffe aus dem Wasser auf. Sie werden wiederum von Tieren aus höheren trophischen Ebenen gefressen. So gelangen Nährstoffe und organische Stoffe in Formen, in denen sie über längere Zeiträume festgelegt sind. Über Insektenlarven, die das Wasser verlassen, kann dann sogar ein Nährstoffexport erfolgen. Aus den Sedimenten wurde in den ersten zwei Untersuchungsjahren Phosphor ausgelaugt. Wahrscheinlich geschieht dies durch die Makrophyten und durch benthische Algen. Stickstoff wird hingegen im Projektgewässer im Sediment akkumuliert und dem System entzogen. Ohne submerse Makrophyten findet im Referenzgewässer eine Rücklösung von Stick-stoffverbindungen aus dem Sediment statt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Jahrestagung der DGL 1995 in Berlin. Vortrag: Nährstoffelimination durch submerse Makrophyten - ein Konzept zur Renaturierung von Feuchtgebieten.
Jahrestagung der DGL 1995 in Berlin. Veröffentlichung: Nährstoffelimination durch submerse Makrophyten - ein Konzept zur Renaturierung von Feuchtgebieten. Tagungsband in Druck.
Kreis Pinneberg, Fachdienst Umwelt: Naturschutzgebiet Tävsmoor/Haselauer Moor. Faltblatt über das Naturschutzgebiet, in dem das Projekt und die DBU erwähnt werden.


Fazit

Nach zwei Jahren Betrieb zeigt sich, dass naturnah gestaltete Gewässer mit submersen Makrophyten geeignete Systeme darstellen, um das Feuchtgebieten und Gewässern zufließende Wasser von Nähr- und Schwebstoffen zu befreien. Sinnvoll wäre allerdings die weitere Überprüfung der Effizienz unter Durchflusssituationen während der Vegetationszeit, die Beobachtung der Entwicklung der submersen Makrophyten sowie die Untersuchung der Sedimente hinsichtlich möglicher Auslaugungserscheinungen von Stickstoffverbindungen.