Darum geht es

Im vorangegangenen Kapitel über Filtration haben wir gelernt, wie Schadstoffe aus dem Wasser entfernt werden, indem es durch einen Filter geleitet wird. Mit diesem Verfahren können viele Partikel, Sedimente und Verunreinigungen aus dem Wasser entfernt werden. Es gibt jedoch immer noch einige Schadstoffe, die mit diesem Verfahren nicht wirksam entfernt werden können, z. B. Pestizide, Herbizide, Stickstoff usw. Um solche Schadstoffe zu entfernen, können wir ein anderes Verfahren anwenden, das wir in diesem Kurs als »naturbasierte Behandlung« bezeichnen werden. 

Bei der naturbasierten Behandlung werden Pflanzen und Mikroorganismen eingesetzt, um Wasser zu behandeln und die Wasserqualität zu verbessern, z. B. bei Regenwasserabfluss (Wang et al., 2022; Zimmels et al., 2004). Diese Pflanzen und Mikroorganismen absorbieren, neutralisieren, brechen ab, filtern und speichern die im Wasser vorhandenen Schadstoffe. 

Der Einsatz von Pflanzen und Mikroorganismen zur Wasseraufbereitung bietet mehrere Vorteile. Pflanzen und Mikroorganismen sind oft kostengünstiger als andere Behandlungsmethoden und können so gestaltet werden, dass sie einen ästhetischen Nutzen und einen Erholungswert bieten (International Water Association, 2022). Außerdem erfordern diese natürlichen Prozesse keinen Einsatz von Chemikalien oder energieintensiven Verfahren, was sie zu einer nachhaltigen Option macht (International Water Association, 2022). Außerdem können Pflanzen und Mikroorganismen zur Behandlung einer Vielzahl von Verunreinigungen eingesetzt werden und erfordern, sobald sie sich etabliert haben, nur minimalen Wartungsaufwand. 

Um diese Vorteile zu erzielen, hängen naturbasierte Behandlungsverfahren von mehreren Faktoren ab, wie z. B. der Art der Vegetation, der Art und Konzentration der Schadstoffe im Regenwasser sowie dem Klima und der Hydrologie der Region. 

• Die Temperatur beeinflusst das Wachstum und die Aktivität von Pflanzen und Mikroorganismen. Wärmere Temperaturen erhöhen im Allgemeinen die Stoffwechselrate dieser Organismen, was zu einer schnelleren Verarbeitung führt.
• Die Nährstoffversorgung, einschließlich Stickstoff und Phosphor, sowie der pH-Wert und die Alkalinität wirken sich auf das Wachstum und die Aktivität von Pflanzen und Mikroorganismen aus. Eine unzureichende Nährstoffverfügbarkeit kann das Wachstum und die Aktivität dieser Organismen einschränken, während ein Überschuss an Nährstoffen zu übermäßigem Wachstum und einer verminderten Behandlungseffizienz führen kann.
• Verschiedene Pflanzen und Mikroorganismen haben unterschiedliche Fähigkeiten, verschiedene Arten und Konzentrationen von Schadstoffen zu behandeln. Einige Schadstoffe können für bestimmte Organismen giftig sein, während andere eine bevorzugte Nahrungsquelle für bestimmte Mikroorganismen darstellen.
• Die Durchflussrate des Wassers durch ein Behandlungssystem und die Zeit, die das Wasser im Behandlungssystem verbringt, wirken sich auf die Behandlungseffizienz aus. Langsamere Durchflussraten und längere Verweilzeiten ermöglichen einen intensiveren Kontakt zwischen Wasser und Pflanzen/Mikroorganismen, was zu einer höheren Behandlungseffizienz führt.
• Pflanzen benötigen Licht für die Photosynthese, weshalb sich die Verfügbarkeit von Licht auf das Wachstum und die Aktivität der Pflanzen auswirkt. Die Verfügbarkeit von Licht wirkt sich auch auf das Wachstum und die Aktivität bestimmter Mikroorganismen aus.

Quellen

Wang, J., Long, Y., Yu, G., Wang, G., Zhou, Z., Li, P., Zhang, Y., Yang, K., & Wang, S. (2022). A review on microorganisms in constructed wetlands for typical pollutant removal: species, function, and diversity. Frontiers in Microbiology, 13. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.845725

Zimmels Y, Kirzhner F, Roitman S (2004). Use of naturally growing aquatic plants for wastewater purification. Water Environ Res.;76(3):220-30. doi: 10.2175/106143004x141762. PMID: 15338693.

International Water Association (2022). Integrating nature-based solutions into wastewater treatment. The Source.https://www.thesourcemagazine.org/integrating-nature-based-solutions-into-wastewater-treatment/