Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3514
Goedeking, Antje
Phosphatretention in Helophytenfiltern (Sumpfpflanzenfiltern)
197 S., 1998

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.




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Letzte Änderung: 07.06.2022