Engpass Fällmittel: Gewässerschutz sicherstellen, Sanktionen vermeiden und Alternativen entwickeln
Politik und Wasserwirtschaft in engem Schulterschluss für den Schutz der Gewässer
Hennef. Ausgeprägte und zunehmende Lieferengpässe für Betriebsmittel für die Phosphorfällung stellen die deutsche Abwasserwirtschaft aktuell vor erhebliche Probleme. Ohne diese Betriebsmittel können die Einleitegrenzwerte für Phosphor nicht eingehalten und damit der Schutz der Gewässer vor Eutrophierung nicht gewährleistet werden. Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA) setzt sich ausdrücklich für einen bestmöglichen Gewässerschutz ein. „Bund, Länder und die Wasserwirtschaft müssen alle Kräfte mobilisieren, um die Abwasserentsorger, aber auch Schlachthöfe und Molkereien, mit den nötigen Fällmitteln zu versorgen. Höchste Priorität hat, die Knappheit schnellstmöglich zu beenden, um die betriebsübliche Phosphor-Elimination störungsfrei zu gewährleisten,“ fordert DWA-Präsident Prof. Uli Paetzel. „Dies haben Vertreter der Wasserwirtschaft sowie der Bundesministerien für Umwelt und Wirtschaft Mitte September bei einem Krisentreffen einstimmig betont.“

Kurzfristig können die Engpässe auf den Liefermärkten nicht behoben werden, dies haben die Hersteller der entsprechenden Betriebsmittel gegenüber der DWA ausdrücklich betont. Es fehlen insbesondere Eisensalze, die als Nebenprodukte bei der Herstellung von z.B. Titandioxid für Farben und Lacke anfallen. Eine deutlich verminderte Nachfrage nach diesen Produkten sowie unterbrochene Lieferketten und Preisexplosionen u.a. bei Salzsäure führen zu extremen Lieferengpässen für Eisensalze. Auch alternative Fällmittel sind auf dem Markt kaum zu bekommen. Eine repräsentative Umfrage der DWA zeigt, dass bereits heute ein Viertel der Kläranlagen Ausfälle von Lieferungen meldet. Bis Oktober erwartet jeder zweite Kläranlagenbetreiber den Ausfall von Lieferungen beziehungsweise wurde ihm dieser von den Lieferanten angekündigt… weiter in der Pressemitteilung der DWA.

Weitere Informationen zum Thema in der Rubrik Nachrichten des mdr unter dem Titel:
Gewässerschutz gefährdet: Wichtige Chemikalien fehlen

Aus Kläranlagen entsteht nicht nur der Klärschlamm – künftig könnten auch nährstoffreiche Algen als Dünger übrig bleiben. Nebenbei sorgen sie für noch saubereres Wasser.

Kläranlagen als Düngerquelle: Das ist wenig neu. Doch hier geht es nicht um den Klärschlamm. Wie Algen Gratisstickstoff liefern. Mehr:

https://www.agrarheute.com/pflanze/getreide/teurer-duenger-algen-abwasser-alternative-595798

Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) rät in bestimmten Fällen von Bewässerung ab

Bodennah wachsendes und roh konsumiertes Obst und Gemüse wie Salat, Möhren, Erdbeeren, oder auch frische Kräuter sollten in Deutschland nicht mit aufbereitetem Abwasser bewässert werden. Davon rät das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) vor allem im Hinblick auf krankmachende Viren und Parasiten ab, die über diesen Weg auf oder in die Pflanzen gelangen können. Für eine abschließende Risikobewertung ist die derzeitige Datenlage noch unzureichend. Belegt ist jedoch, dass bestimmte Viren und einzellige Parasiten (Protozoen) Umwelteinflüssen trotzen und über rohes Obst und Gemüse Erkrankungen auslösen können. „Aufbereitetes Abwasser in der Landwirtschaft stellt die Lebensmittelsicherheit vor eine neue Herausforderung“, sagt BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel. „Um Krankheitserreger bestmöglich zu reduzieren, benötigen wir sehr gute Aufbereitungs- und Nachweisverfahren.“

Klimawandel, unvorhersehbare Wetterverhältnisse und Dürren verknappen die Wasserressourcen in Deutschland und Europa. Um dem zu begegnen wurden in der Verordnung (EU) 2020/741 Mindestanforderungen an die Nutzung von aufbereitetem Abwasser zur landwirtschaftlichen Bewässerung festgelegt. Die EU-Verordnung für die Wasserwiederverwendung ist ab dem 26. Juni 2023 gültig und soll die Umwelt sowie die Gesundheit von Mensch und Tier schützen. Das BfR hat mögliche gesundheitliche Risiken durch die Nutzung von aufbereitetem Abwasser für die Bewässerung von pflanzlichen Lebensmitteln mit Blick auf ausgewählte krankmachende Viren und Protozoen bewertet. Im besonderen Fokus standen dabei roh verzehrbares Obst und Gemüse, bei dem möglicherweise vorkommende Krankheitserreger nicht durch Erhitzen reduziert oder abgetötet werden.

Auf Basis der verfügbaren Daten spricht das BfR die Empfehlung aus, auf die Bewässerung von Pflanzen mit aufbereitetem Abwasser zu verzichten, deren roh verzehrbarer Anteil im Boden oder bodennah wächst. Diese gilt solange, bis geeignete Aufbereitungsverfahren und Kontrollen sicherstellen können, dass im Bewässerungswasser keine Krankheitserreger enthalten sind, insbesondere humanpathogene Viren oder Protozoen. Denn bei jedem der betrachteten Bewässerungssysteme (unterirdische und oberirdische Tropfbewässerung, wasserführende Gräben, Beregnungssystem, hydroponische Kultur) können Krankheitserreger nach derzeitigem Wissensstand auf oder in die essbaren Teile der Pflanzen gelangen und bei deren Rohverzehr Erkrankungen beim Menschen auslösen. Je nach Art des Krankheitserregers und Gesundheitszustands der betroffenen Person kann die gesundheitliche Beeinträchtigung variieren, bei Risikogruppen sind mitunter schwere Verläufe möglich. Hinsichtlich der Eignung von Methoden zur Inaktivierung oder Reduzierung von Krankheitserregern während der Abwasseraufbereitung besteht weiterer Forschungsbedarf.

Pflanzen, deren roh verzehrbarer Anteil bodenfern wächst, zum Beispiel Weinstöcke und Obstbäume, können nach Ansicht des BfR mit aufbereitetem Abwasser der Güteklasse A oder B bewässert werden, sofern ein direkter Kontakt der roh verzehrbaren Anteile mit dem aufbereiteten Abwasser (durch Auswahl eines geeigneten Bewässerungssystems) und dem bewässerten Boden ausgeschlossen wird. Da die betrachteten Viren und Protozoen sensibel auf Hitze reagieren, sind bei pflanzlichen Lebensmitteln, die vor dem Verzehr ausreichend erhitzt werden, keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen durch Krankheitserreger im aufbereitetem Abwasser zu erwarten.

Stellungnahme „Aufbereitete Abwässer: Virale Krankheitserreger auf pflanzlichen Lebensmitteln vermeiden“
https://www.bfr.bund.de/cm/343/aufbereitete-abwaesser-virale-krankheitserreger-a…

Stellungnahme „Aufbereitete Abwässer: Protozoen auf pflanzlichen Lebensmitteln vermeiden“
https://www.bfr.bund.de/cm/343/aufbereitete-abwaesser-protozoen-auf-pflanzlichen…

Auch für den Menschen krankmachende humanpathogene Bakterien in landwirtschaftlich genutztem aufbereiteten Abwasser können das Erkrankungsrisiko durch roh verzehrtes Obst und Gemüse steigern. Dies hat bereits eine im Jahr 2020 veröffentlichte gemeinsame Bewertung von BfR, Julius Kühn-Institut (JKI) und Max Rubner-Institut (MRI) ergeben:

Stellungnahme „Aufbereitete Abwässer: Bakterielle Krankheitserreger auf frischem Obst und Gemüse vermeiden“
https://www.bfr.bund.de/cm/343/aufbereitete-abwaesser-bakterielle-krankheitserre…

Über das BfR
Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) ist eine wissenschaftlich unabhängige Einrichtung im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Es berät die Bundesregierung und die Bundesländer zu Fragen der Lebensmittel-, Chemikalien- und Produktsicherheit. Das BfR betreibt eigene Forschung zu Themen, die in engem Zusammenhang mit seinen Bewertungsaufgaben stehen.

https://idw-online.de/de/news799073

Dr. Suzan Fiack Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR)

Der Online-Workshop am 13. September 2022 dient dem Erfahrungsaustausch zwischen Städten und Kommunen über nachhaltige Methoden des Rattenmanagements. Einzelne Kommunen stellen dafür ihre ganzheitlichen Konzepte vor und teilen ihre Erfahrungen bei der Umsetzung von innovativen Methoden zum Schadnager-Management.

Wanderratten sind im öffentlichen Raum allgegenwärtig. Sie können Nahrung unbrauchbar machen und materielle Werte zernagen. Aber weil sie auch zahlreiche Krankheitserreger verbreiten können, werden sie gemäß Infektionsschutzgesetz im Nahbereich der Menschen bekämpft. Rattenbekämpfung zählt zu den Aufgaben von Städten und Gemeinden, die sie selbst wahrnehmen oder an Schädlingsbekämpfungsfirmen vergeben.

Seit Jahrzehnten wurden Rodentizide regelmäßig, flächendeckend und präventiv ausgebracht, aber seltener kurativ bei Befallsmeldung. Die Giftstoffe geraten zu Recht zunehmend in die Kritik. Ihr Einsatz birgt hohe Risiken der Vergiftung für Wildtiere, in denen die Wirkstoffe bereits vielfach nachgewiesen wurden. Bei Dauergebrauch verlieren sie ihre Wirkung. Zudem sind sie nicht nur für Ratten, sondern auch für andere Tiere giftig und lange in der Umwelt haltbar. Seit Jahren werden deshalb die Vorschriften zur Ausbringung von Rattengift immer weiter verschärft.

Ratten sind schlau und können sich rasch stark vermehren. Ein nachhaltiges Rattenmanagement setzt an den Ursachen für Befall an. Diese gilt es zu ermitteln und durch bauliche Veränderungen, Instandsetzung oder organisatorische Maßnahmen abzustellen. Zentral dabei ist der Umgang mit Abfällen, die Befallserhebung im Vorfeld, Erfolgskontrollen und im Anschluss an die Bekämpfung vorbeugende Maßnahmen zum Schutz vor Wiederbefall. Gleichzeitig gewinnen digitale Geräte und innovative Verfahren zunehmend an Bedeutung. Laufendes und fernüberwachtes ⁠Monitoring⁠ giftfrei und digital sowie das Timing der Befallsermittlung und der Bekämpfung können die Effektivität drastisch verbessern und die benötigte Giftmenge erheblich reduzieren. Voraussetzung ist kompetente Sachkunde zur Nagetierbekämpfung sowie die Bereitschaft, neue Wege des Rattenmanagements zu gehen und dabei alle betroffenen Behörden, Berufsgruppen und nicht zuletzt die Bevölkerung mitzunehmen.

Der Workshop dient dem Erfahrungsaustausch zwischen Städten und Kommunen über nachhaltige Methoden des Rattenmanagements. Kommunen stellen ihre ganzheitlichen Konzepte vor und teilen ihre Erfahrungen bei der Umsetzung von innovativen Methoden zum Schadnager-Management vor. Sie haben dabei nicht nur eine wirksame und dauerhafte Verringerung der Ratten-Befalle sondern auch der Umweltbelastung mit Rattengift im Blick. Ihre Maßnahmen umfassen Sensibilisierung und Aufklärung der Bevölkerung, ein systematisches Rattenmonitoring, den Einsatz giftfreier Schlagfallen, gezielter Einsatz von Giften in wassergeschützten Köderschutzstationen sowie bauliche Maßnahmen. Weitere Themen des Workshops sind qualitative Zuschlags- und Eignungskriterien im Falle einer Vergabe und die Möglichkeiten und Grenzen der Stadtreinigung.

Der Workshop richtet sich an Fach- und Führungskräfte aus Bereichen wie Ordnung, Gesundheit, Öffentlichkeitsarbeit, Garten- und Landschaftsbau, Stadtentwässerung und -sauberkeit von Kommunen. Er wird von der Akademie Obladen im Auftrag des ⁠UBA⁠ organisiert.

https://www.umweltbundesamt.de/service/termine/online-workshop-nachhaltiges-kommunales

Vom 9. bis 13. Mai 2022 führte die BfG gemeinsam mit dem tschechischen Staatsbetrieb Povodí Ohře an der Elbe Messungen mit einem Fluoreszenz-Farbstoff (Tracer) durch. Diese fanden am Elbe-Nebenfluss Bílina in der Tschechischen Republik statt. Das Experiment ist Teil der Erweiterung des an der BfG entwickelten Alarmmodells Elbe (ALAMO).

Flüsse machen an keinen Ländergrenzen halt. Besonders deutlich wird dies beispielsweise bei Hochwasserereignissen sowie Havarien oder anderen Unglücken mit Schadstoffen. Die Folgen eines solchen Unfalls sind oftmals noch über viele Kilometer zu spüren. Zum Schutz der Bevölkerung existieren daher an den großen europäischen Strömen Schadstoff-Frühwarnsysteme – so auch an der Elbe.

Tracerversuch an der Bílina
Das von der BfG entwickelte Alarmmodell Elbe (ALAMO) wurde im Oktober 2004 der Internationalen Kommission zum Schutz der Elbe (IKSE) übergeben und ist seither in Betrieb. Das Modell ermöglicht im Falle einer unfallbedingten Gewässerbelastung, den Zeitpunkt des Eintreffens, die Dauer sowie die Maximalkonzentration einer Schadstoffwolke in der Elbe unterhalb des Unfallortes abzuschätzen. Die Prognose erlaubt den betroffenen Unterliegern, im Alarmfall rechtzeitig Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Minimierung von Folgeschäden in die Wege zu leiten.

Um das Modell weiter zu verbessern, fand in der Woche vom 9. bis 13. Mai 2022 die erste von drei Tracermessungen an der Bílina, einem Nebenfluss der Elbe, statt. Die Messung führten Mitarbeitende des Referats für Hydrometrie und Gewässerkundliche Begutachtung gemeinsam mit Kolleg/-innen der IKSE und des tschechischen Staatsbetriebs Povodí Ohře durch.

Ein Fluss mit neuer Farbe
Ziel war es, die zeitliche und räumliche Verteilung der Stoffkonzentration im untersuchten Flussabschnitt zu messen. Eingesetzt wurde der für die Umwelt unbedenkliche Farbstoff Sulforhodamin G (auch als Amidorhodamin G bezeichnet), der das Wasser der Bílina kurzzeitig orange-rot färbte und unter Lichteinfall grünlich fluoresziert.

„Der Tracer erlaubt es uns, stellvertretend für eine Vielzahl von Schadstoffen, die Ausbreitung zu erfassen“, erklärt die BfG-Mitarbeiterin Dr. Svenja Sommer, die die Messkampagne in Tschechien geleitet hat. „Die Arbeiten an der Bílina helfen uns dabei besser zu verstehen, wie sich Stoffe in der fließenden Welle verteilen. Die Beschreibung dieser physikalischen Prozesse in den Modellen ist komplex. Ohne diese Art Experimente wäre es nicht möglich, die Ausbreitung in der Bílina ausreichend genau zu modellieren“, so die Physikerin weiter.

Der Farbstoff wurde oberhalb eines Wehrs in der Nähe der Stadt Horní Jiřetín eingebracht. Stromabwärts installierten die BfG-Mitarbeitenden auf einer Fließstrecke von rund 50 km insgesamt neun Messstationen zur Erfassung der Fluoreszenz. Für die Strecke benötigte der Tracer ca. zwei Tage. Die Messungen fanden bei Mittelwasser statt, das bedeutet für das Gewässer durchschnittlichen Abflussbedingungen. Weitere Messkampagnen sind bei Niedrig- und Hochwasserbedingungen vorgesehen.

Verwertung der Ergebnisse
„Die Daten sind für uns besonders wertvoll, da es die ersten Experimente dieser Art an der Bílina sind“, erklärt Dr. Tim Scheufen, Hydrologe an der BfG. „Die gemessenen Daten werden im nächsten Schritt für die Erstellung und anschließende Kalibrierung eines Modells der Bílina genutzt“, so Tim Scheufen weiter. Die resultierenden Erkenntnisse zur Fließdynamik und Charakteristika der Verteilung werden anschließend in die Weiterentwicklung des Alarmmodell Elbe einfließen und können zukünftig im Schadensfall die Prognose der Schadstoffausbreitung im Elbe-Einzugsgebiet signifikant verbessern.

Die Arbeiten der BfG an der Bílina fanden im Auftrag der IKSE statt. Weiterhin unterstützt die BfG das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) durch Vertretung in der Arbeitsgruppe Unfallbedingte Gewässerbelastung (H) der IKSE sowie durch die Wartung und Pflege des Alarmmodells Elbe.

https://www.bafg.de/DE/07_Nachrichten/220520_ALAMO.html;jsessionid=8EC7A2B43A4700C0E7E5314770076338.live21321?nn=168630

Am 14./15. Juli 2021 hat die Flutkatastrophe die Menschen an der Kyll überrascht und ihr Leben nachhaltig verändert. Um sie angesichts der zunehmenden Wahrscheinlichkeit von Starkregen und Hochwasser zu stärken, haben der Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier, der DRK-Kreisverband Vulkaneifel und engagierte Bürger*innen zusammen ein Selbsthilfeprojekt geplant und Anfang Mai 2022 umgesetzt. Seit einem Monat messen die Bewohner in Jünkerath nun selbst den Pegel der Kyll.

Vor fast einem Jahr wurde der Lebensraum und die Existenzgrundlage vieler Bürgerinnen und Bürger in der Vulkaneifel in Folge eines Unwetters und des dadurch ausgelösten Hochwassers nachhaltig beschädigt oder zerstört. Das wirkt immer noch nach: Bei jedem starken Regen mit Unwetter sind die Menschen im Alarmzustand, schlimme Erinnerungen kommen in ihnen hoch. In der Beratung der DRK-Hochwasserhilfe berichteten die Menschen immer wieder: „Ich höre den Regen ganz anders als früher, viel lauter, ich habe Angst“.

Wissenschaftliche Studien warnen
Die Studie der World Weather Attribution (WWA) zum Starkregen in Westeuropa im Juli 2021 kommt zu dem Schluss, dass die Wahrscheinlichkeit für solche extremen Regenfälle sich durch den bisherigen menschengemachten Temperaturanstieg um das 1,2 bis 9-Fache erhöht hat. Maarten van Aalst, Leiter des Klimazentrums des Internationalen Roten Kreuzes in Den Haag sagte im Deutschlandfunk: „Die Ergebnisse unserer Studie zeigen, dass es immer wichtiger wird, auch solche extremen und sehr seltenen Ereignisse zu berücksichtigen. Denn durch den Klimawandel werden sie künftig wahrscheinlicher.“ In diesem Kontext arbeiten auch Forschende am Umwelt-Campus z. B. im BMBF Projekt FLOREST an wissenschaftlichen Lösungen zur Beherrschung der Klimafolgen. Aber auch die Bürgerinnen und Bürger vor Ort können sich im Rahmen von Bürgerwissenschaften (Citizen-Science) aktiv an den Forschungen beteiligen.

Selbst die Bäche in der Vulkaneifel beobachten
Hochwasservorhersage und frühzeitige Warnungen ermöglichen rechtzeitige Schutzmaßnahmen und werden überlebenswichtig. Das aktuelle Messnetz überwacht allerdings nur die Pegelstände der großen Flüsse. Bei lokalen Starkregenereignissen sind es aber auch die kleinen Fließgewässer in der Nähe, die über die Ufer treten und Schaden anrichten. Vor diesem Hintergrund leistet das Projekt „Bürger messen ihre Bäche selbst“ einen wichtigen Beitrag zur Steigerung der Resilienz jedes Einzelnen und der Gemeinschaft.

Intelligente Technik zum Internet der Dinge (IoT) startet in Jünkerath
Mit einer von der IoT2-Werkstatt am Umwelt-Campus Birkenfeld (UCB) entwickelten Technik können die Menschen selbst tätig werden und den Bach in Nähe von Haus und Hof per Messstation überwachen. Dazu wurde ein Pegelsystem am Oberlauf der Kyll in Jünkerath eingerichtet. Gemessen wird mit einem Ultraschallsensor, der oberhalb der Wasseroberfläche an der Brücke befestigt ist und seine Informationen in das Internet sendet. Mit der Citizen-Science-Box wurde ein neuartiges Gerät mit wasserdichtem Gehäuse und einer autarken Energieversorgung entwickelt, welches sich per grafischer Tools fast spielerisch programmieren lässt. Professor Dr. Klaus-Uwe Gollmer vom Umwelt-Campus Birkenfeld zu dem von ihm mitentwickelten Projekt: „Der Pegel an der Glaadter Brücke ist ein tolles Beispiel für Hilfe zur Selbsthilfe und wurde in Kooperation des DRK Vulkaneifel, der IoT2-Werkstatt am UCB und engagierten Bürgern realisiert. Hier zeigt sich, wie wichtig MINT (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) schon in der Schule für unsere Gesellschaft ist.“

Unterstützung von BBS Gerolstein und DRK Vulkaneifel
Viele Beteiligte arbeiten Hand in Hand: Die Kommunen gaben die Erlaubnis, das System in ihrer Infrastruktur zu montieren, das DRK-Reparatur-Café wartet die Technik, der Umwelt-Campus Birkenfeld und Ehrenamtliche vor Ort werten die Daten aus und stellen diese den Anliegern zur Verfügung. In Zukunft sollen auch die Schülerinnen und Schüler der Berufsbildenden Schule Vulkaneifel in den Bau weiterer Geräte einbezogen werden. So lernen sie im Unterricht, wie IoT und Algorithmen funktionieren und wie MINT uns bei der Beherrschung der Klimafolgen unterstützen kann. Trockene Theorie wird dabei anfassbar konkret und vermittelt den jungen Menschen das Gefühl, die Zukunft selbst gestalten zu können. Manfred Wientgen ist als Projektverantwortlicher des DRK-Kreisverbandes Vulkaneifel überzeugt vom Nutzen der eigenverantwortlichen Messungen: „Aus vielen Gesprächen mit Flutopfern weiß ich, dass es von großer Bedeutung ist, etwas tun zu können und das Projekt Hochwassernetzwerk ermöglicht den Menschen, durch eigene Messungen aktiv zu werden. Der erste Monat hat gezeigt, dass wir neben wichtigen Daten auch das Gefühl vermitteln konnten, den Ereignissen nicht hilflos ausgeliefert zu sein, sondern selbst das Wetter und mögliche Gefahren im Blick zu behalten.“
Die Pegelmessung und viele weitere spannende Forschungsprojekte können am Tag der offenen Tür (25.06.22) am Umwelt-Campus besichtigt werden.

Hintergrund
Der Umwelt-Campus Birkenfeld ist Teil der Hochschule Trier und bündelt Forschung und Lehre zu MINT-Themen mit Fokus auf Digitalisierung und Nachhaltigkeit. Hier arbeiten Studierende der Informatik und der Ingenieurwissenschaften gemeinsam mit den Lehrenden an der Lösung drängender gesellschaftlicher Fragestellungen. Der Umwelt-Campus belegt im internationalen Wettbewerb GreenMetric Platz 6 von über 900 Hochschulen und Universitäten und ist damit Deutschlands nachhaltigster Hochschulstandort.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Klaus-Uwe Gollmer | k.gollmer@umwelt-campus.de | 06782/17-1223

www.umwelt-campus.de

https://idw-online.de/de/news795172

Wenn Landwirte ihre Felder düngen, versickert ein Teil des Düngemittels im Boden. Das belastet nicht nur das Grundwasser, auch wichtige Nährstoffe gehen verloren. Forschende der Universität Bielefeld und des Forschungszentrums Jülich untersuchen, wie sich diese Nährstoffe mit der Hilfe von Mikroalgen in den Düngekreislauf zurückführen lassen.

Gemeinsam mit den Stadtwerken Lichtenau haben die Wissenschaftler der Universität Bielefeld eine Testanlage zur Algenproduktion an einer Kläranlage in Lichtenau aufgebaut. „Die Idee unseres Projekts ist, mithilfe von Algen ein Kreislaufsystem zu errichten“, sagt Professor Dr. Olaf Kruse, wissenschaftlicher Direktor am Zentrum für Biotechnologie (Cebitec) der Universität Bielefeld. Er leitet die Arbeitsgruppe Algenbiotechnologie und Bioenergie und koordiniert BiNäA. „Wir versuchen, wichtige Nährstoffe zu recyceln und sie am Ende wieder als Düngemittel zu benutzen.“ BiNäA steht für „Biologischer Nährstofftransfer durch Mikroalgen“.

Pflanzen benötigen Nährstoffe wie Phosphor, Stickstoff und Kalium. Diese Elemente sind daher zentrale Bestandteile von Dünger. Weil aber ein Teil des Düngemittels im Boden versickert, gehen auch Nährstoffe verloren. „Es gibt zum Beispiel nur ein begrenztes Vorkommen an Phosphor. Bei solchen Stoffen ist es wichtig, möglichst nachhaltig mit ihnen umzugehen“, sagt Kruse. Auch Stickstoff ist ein Problem: Der Anteil, den die Pflanzen nicht verbrauchen, gelangt als Nitrat in das Grundwasser. Das kann negative Folgen für die Trinkwasserversorgung haben.

Mikroalgen lassen sich mit Nährstoffen anreichern
Algen sind in der Lage, Phosphor, Stickstoff und Kalium aus Abwässern zu verwerten. „Algen nutzen diese Stoffe, um zu wachsen – und das auf sehr nachhaltige Art und Weise: Sie brauchen außer einigen Mineralien nichts weiter als Sonnenlicht und Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre“, sagt Kruse. Im BiNäA-Projekt versuchen die Wissenschaftler, Mikroalgen, die bereits im Abwasser vorhanden sind, möglichst effizient zu vermehren und mit Nährstoffen anzureichern. Die so gewonnene Algen-Biomasse lässt sich trocknen und als Düngemittel verwenden.

Ein besonderer Fokus des Projekts liegt auf der Nährstoffgewinnung aus Klärwasser: Abwasser, das die Reinigungsstufen der Kläranlage schon durchlaufen hat und wieder zurück in den natürlichen Wasserkreislauf geleitet werden soll. Dieses Wasser enthält noch sehr viel Phosphor und Stickstoff. Zusammen mit den Stadtwerken Lichtenau haben die Wissenschaftler eine Versuchsanlage neben der Kläranlage Altenautal in Lichtenau aufgebaut.

Algen helfen dabei, Abwasser besser zu filtern
In der Versuchsanlage wird das nährstoffreiche Wasser über eine geneigte Reaktorfläche geleitet, auf der dann ein natürlicher Algenteppich heranwächst. Die Algen binden Kohlendioxid aus der Luft und führen dem Wasser Sauerstoff zu. Somit produziert die Anlage nicht nur Algen, die Landwirte als Düngemittel verwenden können, sondern hilft auch dabei, das Abwasser zu filtern und die Wasserqualität zu verbessern.

„Wir sind immer daran interessiert, unsere Kläranlagen zu optimieren. Für die Zukunft können sich so neue Möglichkeiten der biologischen Abwasserreinigung ergeben“, sagt Henning Suchanek, der technische Betriebsleiter Abwasserversorgung bei den Stadtwerken Lichtenau. „Der Nährstofftransfer aus den städtischen Abwässern in die Landwirtschaft ist gerade im ländlichen Bereich wichtig.“ Die Stadtwerke Lichtenau haben die Testanlage angeschafft und kümmern sich um Wartungs- und Reparaturarbeiten. Solche Systeme zur Wasseraufreinigung mittels Algenteppich gibt es bereits weltweit, oft werden sie als Algal Turf Scrubber (ATS) bezeichnet.

Algendünger oft besser als Mineraldünger
Von Anfang an waren Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich (FZJ) an dem Projekt BiNäA beteiligt. Sie unterstützen neben der Planung und dem Aufbau bei der Analyse von Algen-Biomasse und Nutzungskonzepten. „Wir forschen seit mehreren Jahren zum algenbasierten Nährstofftransfer vom Abwasser zur Kulturpflanze“, sagt Dr.-Ing. Diana Reinecke-Levi vom Bereich Pflanzenwissenschaften am Institut für Bio- und Geowissenschaften (IGB-2). „Unsere ATS-Anlagen zeichnen sich durch ihre einfache Handhabung, stabile Kultivierung, und geringere Kosten aus. Das macht sie für die dezentrale Abwasseraufbereitung und regionale Landwirtschaft so attraktiv.“

Mit der Versuchsanlage in Lichtenau prüfen und optimieren die Forschenden im Projekt das Verfahren zur Nährstoffgewinnung. Die Biotechnologen vom Bielefelder CeBiTec untersuchen etwa, welche Algenarten dort heranwachsen und wie hoch der Anteil an Phosphor und Stickstoff ist. Wie der entstandene Algendünger im Vergleich abschneidet, testen die Wissenschaftler am Jülicher IBG-2 derzeit an Weizenpflanzen. Erste Ergebnisse zeigen: Der Algendünger funktioniert – und zwar mindestens so gut wie herkömmlicher Mineraldünger, oft sogar besser. Darüber hinaus befasst sich das Projekt auch mit der Nachhaltigkeit des Algendüngers und erforscht, ob von ihm Risiken für Mensch und Umwelt ausgehen.

Enge Zusammenarbeit mit lokalen Akteuren
Eine Besonderheit des BiNäA-Projekts ist die enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern und lokalen Akteuren. Neben den Stadtwerken Lichtenau sind mehrere Landwirte aus Ostwestfalen-Lippe als Projektpartner eingebunden. In einer weiteren Versuchsanlage wird das Verfahren für Abwässer getestet, die in landwirtschaftlichen Betrieben entstehen. „Das Ziel ist, ein möglichst einfaches und robustes Verfahren zu entwickeln, das die Rückgewinnung von Nährstoffen auf einer regionalen Ebene ermöglicht. Kommunen können so ihre eigenen Düngemittel produzieren“, sagt Kruse. Das Landesamt für Natur, Umwelt, und Verbraucherschutz NRW fördert BiNäA im Rahmen der Europäischen Innovationspartnerschaft EIP-Agrar. Das Projekt ist im März 2020 gestartet und läuft noch bis Dezember 2022.

https://www.fz-juelich.de/de/aktuelles/news/meldungen/2022/algenduenger-aus-abwasser-1