Drainagewasser aus der Landwirtschaft einfach reinigen

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Zu hohe und steigende Nitratgehalte gefährden das Grundwasser und Oberflächengewässer. Im letzten Nitratbericht der Bundesregierung wird die Überschreitung der Grenzwerte für die Nitratkonzentration von 50 Milligramm pro Liter bei 28 Prozent der Messstellen des EU-Nitratmessnetzes attestiert. "Es gibt viele mögliche Quellen für Stickstoffeinträge in die Böden wie beispielsweise Altlasten oder unzureichend abgedichtete Deponien. Wesentlicher Eintragspfad sind jedoch landwirtschaftlich genutzte Flächen aufgrund der Nutzung von Mineral- und Wirtschaftsdüngern … Dazu kommt die Aufbringung von Gülle aus Viehzucht-(Groß)Betrieben oder von Gärresten aus Biogasanlagen.", erklären die Springer Vieweg-Autoren Ulrich Förstner und Stephan Köster im Buchkapitel Trinkwasser auf Seite 369 die Herkunft des Nitrats.

Ein Eintragspfad für Nitrat ist verschmutztes Abwasser von landwirtschaftlichen Flächen, das ins Grundwasser und so auch in angrenzende Schutzgebiete gelangt. Wissenschaftler am Institut für Angewandte Biowissenschaften (IAB ) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) stellten sich als Voraussetzung für die Entwicklung eines Verfahrens zur Reinigung des anfallenden Abwassers die Anforderungen, es solle technisch einfach, mit wenig Arbeitsaufwand zu betreiben sein und autark funktionieren.

Das Prinzip ist nicht neu

Im Verfahren wird das Prinzip der Denitrifikation genutzt. Victoria Grießmeier, Biologin am IAB, weist aber auf den Unterschied gegenüber gängigen Verfahren hin. Sie erläutert, dass die Versuchsanlage im Freiland komplett autark läuft ohne Zugabe einer künstlich zugesetzten Kohlenstoffquelle wie beispielsweise Methanol, das in kommunalen Kläranlagen häufig eingesetzt wird.

Laut Angaben der Biologin, die die neue Filtermethode erprobt, benötigen die Bakterien bei reduzierter Sauerstoffzufuhr nur Holzhackschnitzel, Stroh oder Grünabfälle als Futter. Diese Zugabe müsse nur in großen zeitlichen Abständen erfolgen. Der Arbeitsaufwand zur Unterhaltung der Anlage ist also gering. Grießmeier erklärt, es gebe zwar durchaus andere Methoden der Nitratentfernung wie Nanofiltration oder Elektrodialyse, diese seien aber weder biologisch noch für einen autarken Freilandeinsatz geeignet. Auch seien sie kostenintensiver.

Versuchsanlage entfernt Nitrat zuverlässig

Die Versuchsanlage in der Vulkaneifel umfasst 180 Quadratmeter. Sie schirmt mit einem unterirdischen Becken das Moor Mürmes von den umgebenden Feldern ab. Im Becken befinden sich Mikroorganismen, die das Nitrat aus dem Abwasser in Stickstoff (N₂) umwandeln, das entweicht und unschädlich ist. Bei mäßigen Zuflussmengen und Nitratkonzentrationen von 100 bis 150 Milligramm pro Liter, also dem Dreifachen des zulässigen Grenzwertes laut Trinkwasserverordnung, konnte das gesamte Nitrat aus dem Wasser entfernt werden. Wie Nitrat unter Ausschluss von gelöstem molekularem Sauerstoff zu N₂ umgewandelt wird, beschreiben die Springer Vieweg-Autoren Ulrich Förstner und Stephan Köster im Buchkapitel Abwasser auf Seite 313.