Projekt 03791/01

Oxidative Schlammbehandlung mit Nährstoffestlegung in hocheutrophen flachen Küstengewässern der Ostsee (Mecklenburg-Vorpommern)

Projektdurchführung

Universität RostockFachbereich Biologie
Wismarsche Str. 8
18051 Rostock

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die für die Küste Mecklenburg-Vorpommerns typischen Bodden und Haffe sind Ästuare mit einer naturgegebenen hohen Selbstreinigungskapazität und haben so für den Schutz der Ostsee eine große Bedeutung. Über lange Zeit anhaltende hohe Nährstoffeinträge haben über den Prozeß der Eutrophierung zu einer großen Schlammakkumulation geführt. Diese organischen Substanzen beeinflussen über die Sauerstoffzehrung und die Nährstoffgehalte die Wasserbeschaffenheit der Boddengewässer negativ. Großflächige Schlammentfernungen als Sanierungs / Restaurierungsstrategie sind unökologisch und unökonomisch und auch technisch schwierig lösbar. Über den Prozeß der natürlichen Schlamman-sammlung in künstlichen Sedimentationsräumen durch Strömungen und Turbulenzen und die vom Füllungsgrad abhängige Schlammentnahme aus diesen kann eine langsame Verbesserung der Wasserbeschaffenheit erwartet werden. Mit Hilfe der oxidativen Schlammbehandlung sollen negative Wirkungen auf die Wasserqualität im Zeitraum der Schlammansammlung vermieden werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Untersuchungen gliedern sich in Arbeiten zur Sammlung der oxidativ zu beeinflussenden Frischsedimente und in solche zur optimalen Festlegung von Nährstoffen (Phosphat) durch Calcium- und Eisenionen sowie zur chemischen Oxidation frischer, reaktiver Schlammanteile durch Nitratgabe (in Anlehnung an das für die Seensanierung übliche RIPLOX-Verfahren). Die Chemikaliendosierung sollte nicht wesentlich von den natürlichen Salzgehaltsbedingungen abweichen (Gewässerschutz, Naturschutz / Nationalpark). Die folgenden Arbeitsschritte kamen zur Anwendung:
- Untersuchungen zur Schlammakkumulation in Sedimentationsräumen und Kennzeichnung der
Sedimentqualitäten (Sediment-Hydroakustik, übliche Sedimentmethoden)
- Laborversuche zur Optimierung der Behandlungsbedingungen
- Bau einer im Gelände einsetzbaren Technik
- In situ-Versuche zur Schlammbehandlung
- Bewertung der Methodik.


Ergebnisse und Diskussion

- Mit den in den Bericht eingearbeiteten Ergebnissen zur Schlammakkumulation in künstlichen Sedimentationsräumen konnte der Beweis über deren Wirkung erbracht worden. Nicht unwesentlich waren die Ergebnisse, die möglich wurden seit Anwendung der modernen Sedimentechographie. Die Sedimentationsräume sind mit einem dünnflüssigen Material, reich an organischen Substanzen und P - Verbindungen, gefüllt.

- Die Untersuchungen konzentrierten sich auf 3 Ebenen der Versuchstechnik: Labormaßstab, kleintechnischer Maßstab außerhalb des Gewässers und Gewässermaßstab.

- Labormaßstab: Es konnte gezeigt werden, daß in einem geschlossenen System (ohne Wasseraustausch) mit noch gewässerverträglichen Konzentrationen an Ca - nitrat und Fe - sulfat die erwarteten Reaktionen stattfanden, d.h. P - Bindung und damit Elimination aus der wäßrigen Phase und Abbau der Sauerstoffzehrung über Denitrifikation.

- Die Anwendung des kleintechnischen Maßstabes (1,3 m3 Reaktor, gebaut vom Kooperationspartner IMG Rostock) ergab ebenfalls positive Ergebnisse.

- Gewässeruntersuchungen mit einem Siebrechen (5 m breit, erbaut vom Partner IMG) ergaben keine brauchbaren Ergebnisse unter den speziellen Bedingungen des Boddenschlammes: keine gesicherte Führung des Gerätes, kein gleichmäßiger Chemikalieneintrag in den oberen Sedimenthorizont.

- Die Gewässeruntersuchungen mit der stationären Injektionsplatte (ebenfalls erbaut vom Partner IMG) ergaben ebenfalls keine besseren Ergebnisse. Das abgelagerte organische Material ist so leicht aufwirbelbar, daß keine Reaktion im Sedimenthorizont gesichert werden kann. Die Ergebnisse wurden wieder gestützt durch die Methode der Sedimentechographie.

- Die Schlammstabilisierung mit P - Festlegung in der künstlichen Sedimentationsrinne ist unter den speziellen Sedimentbedingungen kein gangbarer Weg.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse des Projektes wurden unmittelbar für die Erarbeitung einer machbaren und nachhaltig wirkenden Sanierungs- / Restaurierungskonzeption für die Darß-Zingster Boddenkette genutzt (Auftraggeber: Landesumweltministerium und STAUN Stralsund). Die Zwischenergebnisse sind in ver-schiedene Publikationen zum Gewässerschutz an der Ostseeküste eingeflossen. Die Ergebnisse sind ein Teilaspekt zum besseren Ostseeschutz (Helsinki-Konvention). Der ausführlicher angelegte Bericht gestattet jede Art von Nachnutzung.


Fazit

Wenn auch die erwarteten Ergebnisse nicht erreichbar waren, sind doch wesentliche Hinweise für die Durchsetzung eines praktikablen Gewässerschutzes möglich geworden.