Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3514 Helophytenfilter sind Sumpfpflanzenbestände mit einer von Wasser durchströmten
Wurzelzone. Die Phosphatrückhaltung in Helophytenfiltern ist der additive Effekt
verschiedenartiger Retentionsmechanismen (Sedimentation, Aufnahme von Phosphat durch
Bodensubstanz sowie die Inkorporation in pflanzliche und mikrobielle Biomasse). Da das
kurzzeitige Retentionspotential nach wenigen Jahren erschöpft ist, wird die ökotechnisch
relevante Rückhaltung eines Helophytenfilters durch den summativen Effekt der
nachhaltigen Retentions- mechanismen bestimmt. Die nachhaltige Phosphatretention
beinhaltet die Entfernung durch Pflanzenschnitt sowie die Akkumulation von organischem und
anorganischem Bodensubstrat. Zur experimentellen Simulation der Phosphatelimination aus Oberflächenwasser wurde die
Rückhaltung in Helophytenfiltern mit kiesigem Boden untersucht. Es wurden drei Filter
verwendet. Hiervon waren zwei mit Phragmites australis (Schilf) und einer mit Typha
latifolia (Rohrkolben) bepflanzt. Die oberirdischen Sprosse von Phragmites australis speicherten entsprechend ihrem
artspezifisch höheren Biomasseertrag mehr Phosphat je Flächeneinheit als die Sprosse von
Typha latifolia. Dementsprechend unterschieden sich auch die Akkumulationsraten des
Bodensubstrats. Mit Phragmites australis bestückte Filter sind infolgedessen für die
nachhaltige Phosphatretention besser geeignet als solche mit Typha latifolia. Die Zugabe von gelöstem organischen Kohlenstoff (DOC, in Form von Strohperkolat)
führte zu einer verminderten Phosphatrückhaltung. Sie verhinderte eine
Phosphatfestlegung durch schlecht kristalline Eisenoxide im Boden. Die Strohperkolatgabe
bewirkte zwar eine Steigerung des pflanzlichen Biomasse- ertrages, aber die gleichzeitige
Verminderung des spezifischen Gesamtphosphat- Gehaltes führte insgesamt zu einer
Reduzierung der pro Vegetationsperiode gespeicherten Phosphatmenge. Beim ökotechnischen
Einsatz sollte daher ein zusätzlicher Eintrag von DOC vermieden werden. Bei der effektivsten Betriebsweise eines Helophytenfilters (Pflanzen: Phragmites
australis; regelmäßiger Winterschnitt, kein zusätzlicher DOC- Eintrag) und einer
Konzentration von 200 µg Pges/l (entsprechend 2,8 g P/(m2·a)) ist in
gemäßigten Klimazonen mit einer Rückhaltung von 94 % für eine Betriebszeit von
mindestens 120 Jahren zu rechnen. Hierbei würde der Phosphatgehalt des Wassers bei einem
Durchsatz von ca. 11 m 3 pro m 2 Filtersystem und Jahr entsprechend
vom eu- bis hypertrophen auf oligo- bis schwach eutrophes Niveau gesenkt.
Goedeking, Antje
Phosphatretention in Helophytenfiltern (Sumpfpflanzenfiltern)
197 S., 1998
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