6 Zusammenfassung

Gegenstand der vorliegenden Dissertation waren der Einsatz der Fällmittelkombination Aluminat/Calciumhydroxid zur Restaurierung des Tiefwarensees sowie die Erstanwendung von Nitrat-Depotstoffen im Labor und in einem Enclosureversuch. Dabei wurde der Einfluss der Fällmittelkombinationen auf die P-Diageneseprozesse in den Sedimenten untersucht und diskutiert. Zur Abschätzung des Toxizitäts-Risikos bei der Anwendung von Al in der Seentherapie wurde ein geeignetes Verfahren zur Al-Analyse angepasst und eingesetzt.

Anhand der Untersuchungen können folgende Aussagen getroffen bzw. Thesen abgeleitet werden:

1. Die Al-Analyse mit Pyrocatecholviolett (PCV) wurde so modifiziert, dass sie zum Al-Monitoring während der Anwendung Al-haltiger Fällmittel zur Seentherapie eingesetzt werden kann. Dadurch ist es möglich, toxisch relevante Al-Konzentrationen direkt zu detektieren.
2. Das Gefährdungspotenzial durch toxisches Al während und nach dem Einsatz Al-haltiger Fällmittel in tiefen geschichteten Hartwasserseen wird bei geeigneter Applikation (hypolimnische Zugabe) als sehr gering eingeschätzt. Für Flachseen besteht hingegen noch Untersuchungsbedarf.
3. Die Zugabe der Fällmittelkombination Aluminat/Calciumhydroxid ins Hypolimnion des Tiefwarensees unterband bereits im ersten Jahr (2001) die vorher stets deutlich ausgeprägte hypolimnische P-Anreicherung während der Sommerstagnation. Der P-Inhalt des Sees verringerte sich von 2 t vor (Frühjahrszirkulation 1998/99) auf 0,2 t nach der Restaurierung (Frühjahrszirkulation 2005).
4. Das Fällmittel Aluminat beeinflusste die Profundalsedimente des Tiefwarensees bisher stärker als der Kalk. Das wird sichtbar an einer leichten Verringerung der relativen Trockenmasse, der Zunahme des Al-gebundenen P (NaOH-SRP) und der Verzehnfachung des Al-Gehaltes. Der bereits vorher hohe relative Ca-Gehalt veränderte sich nicht.
5. Während der Fällmittelzugabe am Tiefwarensee wurden ca. 2 t P zusätzlich im Sediment des Tiefwarensees festgelegt, hauptsächlich oxidisch an Al gebunden. Das molare Verhältnis Al:P in den Präzipitaten lag zwischen 3 und 24 und verringerte sich mit zunehmender Sedimenttiefe und zeitlichem Abstand zur Fällung. Die P-Sorptionskapazität der zugegebenem Al-Menge ist noch nicht ausgeschöpft und wird vor allem zur Bindung von SRP, der aus tiefen Sedimentschichten (> 10 cm) heraufdiffundiert, benötigt.
6. Durch die Fällmittelkombination Aluminat/Calciumhydroxid wurde die Nettosedimentationsrate, also die P-Retention der Sedimente erhöht. Das ist neben der weiteren Senkung externer P-Importe in den See die Hauptursache dafür, dass Prognosen zur weiteren Entwicklung der P-Konzentrationen im Tiefwarensee eine nachhaltige Verwirklichung des Restaurierungszieles (30 µg P L^-1 im Jahresmittel) vorhersagen.
7. Die untersuchten Depotstoffe sind eine Kombination von Fe (bzw. Fe/Al), Ca und Nitrat, wobei das Nitrat über 2 bis 4 Wochen zeitverzögert aus der Fe(OH)_x-Matrix diffundiert. Das Nitrat kann dadurch in den Flocken der Depotstoff-Suspension unkompliziert zum Sediment transportiert werden und da über einen längeren Zeitraum verfügbar sein.
8. Im Enclosure-Versuch reichte eine im Vergleich zu bisherigen NO₃ ^--Zugaben ohne Depotwirkung relativ geringe Dosis (50 g NO₃ ^--N, 66 g Fe³⁺ und 50 g Ca²⁺ pro m²), um die P-Rücklösung aus den Profundalsedimenten für mindestens ein Jahr zu unterbinden.
9. Chemische Fällmittel beeinflussen die bakteriellen Mineralisationsprozesse im Sediment der behandelten Seen zunächst nicht.
10. Die langsamere Zehrung von O₂ und NO₃ ^- sowie die geringere NH₄ ⁺-Bildung im Hypolimnion des Tiefwarensees deuten auf Veränderungen in Art und Intensität der mikrobiellen Stoffumsetzungen an der Sedimentoberfläche.
11. In den mit Nitrat-Depotstoff behandelten Sedimenten war die Phophataseaktivität erhöht, die bakteriellen Stoffwechselaktivitäten wurden intensiviert. Eine Unterdrückung der anaeroben Mineralisationsprozesse konnte dabei nicht beobachtet werden.