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Reinigung von Grauwasser mit Hilfe von vier vertikal durchstroemten Bodenfiltern mit verschiedenen Substraten und Sumpfpflanzen (L1 48 99)

Die Eignung von Regenwasser in Zisternen (bei sachgemaesser techn. Ausfuehrung) ist fuer die Nutzungsarten WC-Spuelung, Gartenberegnung und Waeschewaschen nicht mehr umstritten. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll die Dachablaufwaesser in Regenwassernutzungsanlagen (RWNA) zu sammeln und fuer o.g. Nutzungsarten zu verwenden. Auf diese Art kann teures Trinkwasser eingespart, das Kanalisationsnetz und die techn. Klaerwerke entlastet werden. In vielen Regionen der BRD reicht jedoch der Niederschlag fuer o.g. Nutzungsarten nicht aus, so dass eine Nachspeisung der Zisterne zwingend notwendig wird. Anstelle der Nachspeisung mit Trinkwasser koennte auch gereinigtes Grauwasser zum Einsatz kommen; Voraussetzung: es ist in seiner Beschaffenheit vergleichbar mit Regenwasser. Hauptproblem sind hierbei die hohen Konzentrationen von Tensiden, die ueber die Waschmittel in das Grauwasser gelangen. Ziel des Versuches ist es das Grauwasser mittels bepflanzten Bodenfiltern so gut zu Reinigen, dass die Grenzwerte der EU-RL ueber die Qualitaet der Badegewaesser eingehalten bzw. unterschritten werden koennen.

Oekophysiologie der Sumpf- und Roehrichtpflanzen

Die Oekophysiologie unserer einheimischen Sumpf- und Roehrichtpflanzen ist hierzulande ein Stiefkind der Forschung. Im Zusammenhang mit dem weitverbreiteten Roehrichtsterben ist di e Auslotung der Anpassungskapazitaeten unerlaesslich. Unsere Arbeitsgruppe bearbeitet seit langem Fragen zu den Interaktionen zwischen solchen Pflanzen und ihren Standortfaktoren. Im Zentrum stehen Untersuchungen zur Anoxiatoleranz von Rhizomen in Abhaengigkeit zur sauerstoffarmen, belasteten Umgebung. Unsere einheimischen Sumpf- und Roehrichtpflanzen vermehren sich hauptsaechlich vegetativ mittels Rhizomen. Ohne eine ausreichende Kenntnis der Physiologie dieser Organe bleibt wohl eine Ursache des Roehrichtrueckgangs unbekannt.

Blume des Jahres 2014 ist die Schwanenblume

Die Loki Schmidt Stiftung hat die Schwanenblume (Butomus umbellatus)zur Blume des Jahres 2014 gewählt. Butomus umbellatus ist ein typischer Vertreter der Auen, sie kommt als Pionierpflanze auf schlammigen und nährstoffreichen Böden vor, insbesondere bei wechselnden Wasserständen. Die Schwanenblume wird auf der Vorwarnliste der bedrohten Arten der Bundesrepublik Deutschland geführt, da ihre Bestände zurückgehen. Ursache des Rückgangs sind unter anderem die intensiven Hochwasserschutzmaßnahmen, Entwässerungsmaßnahmen, Flussausbau und die Konkurrenz durch Ufer-Hochstauden oder Weidengebüsche im Lebensraum.

Weiterentwicklung des Denitrifikationsverfahrens für bewachsene Bodenfilter am Beispiel der Pflanzenkläranlage Balde der Gemeinde Erndtebrück/ NRW

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Kläranlagen mit emersen Sumpfpflanzen, im folgenden kurz 'Pflanzenkläranlagen' (PKA) genannt, zählen zu den naturnahen Verfahren der Abwasserbehandlung. Die PKAen werden in Europa überwiegend zur Reinigung von häuslichem Abwasser eingesetzt. PKAen lassen sich derzeit mit den Prozesszielen Kohlenstoffabbau und Nitrifikation betreiben. Mit dem Denitrifikationsprozess in PKAen gibt es so gut wie keine gesicherten Erfahrungswerte bzw. Bemessungsansätze, um eine weitergehende Stickstoffelimination im Betrieb zu gewährleisten. Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens war - aufbauend auf den bisher durchgeführten Untersuchungen des Landesumweltamtes NRW - die PKA Balde um den Prozess der gezielten Denitrifikation zu erweitern und die Nitrifikation zu optimieren. Die Untersuchungsergebnisse sollten zu abgesicherten Erkenntnissen (Bemessungsansätzen) führen, die es erlauben, künftig eine Vielzahl von PKAen wirtschaftlich um den Prozess der Denitrifikation zu erweitern. Fazit: Im Projekt konnte ein innovativer Verfahrensansatz großtechnisch umgesetzt werden. Die dabei erzielten Ergebnisse haben die Erwartungen an eine gezielte Denitrifikation umfänglich erfüllt. Es konnte nachgewiesen werden, dass mit einer einfachen Umrüstung eine bestehende Pflanzenkläranlage zur gezielten Stickstoffelimination ertüchtigt werden kann. Die Ergebnisse haben dazu geführt, dass das Verfahren im Sommer 2003 bereits in einer zweiten Anlage großtechnisch eingebaut wurde.

Schallschutzpflanzen - Optimierung der Abschirmwirkung von Hecken und Gehölzen

Hecken und Gehölze erfüllen in unserer Umwelt viele wichtige Funktionen: sie erzeugen Sauerstoff, filtern die Luft, dienen als Sicht- und Windschutz, bieten Lebensraum für Vögel und Insekten und dienen als strukturierende und abgrenzende Elemente. Für den städtebaulichen Schallschutz werden sie jedoch kaum genutzt, da in den maßgeblichen Planungsrichtlinien die Bewuchsdämpfung für alle Arten von Bewuchsflächen sehr niedrig angesetzt wird. Dabei wird übersehen, das die Angaben in den Richtlinien Mindestangaben darstellen, die in der Praxis häufig deutlich übertroffen werden können. Derzeit bestehen noch fast keine Kenntnisse über eine geeignete Gestaltung von Schallschutzhecken und deren Wirksamkeit. Auch über die akustischen Eigenschaften von Heckenpflanzen ist bislang nur sehr wenig bekannt. In dieser Studie wird untersucht, welche Pflanzen sich für Schallschutzzwecke aus akustischer Sicht besonders eignen, wie sie gepflanzt werden sollten, welche Abmessungen eine Hecke besitzen sollte und wie sich weitere Einflussfaktoren wie Bewuchsdichte, Blattfläche, Form und Dicke der Blätter, etc. auf die akustischen Eigenschaften auswirken. Die Untersuchungen erfolgen sowohl durch Messungen unter idealisierten Bedingungen im Labor als auch an realen Hecken im Freien. Weiterhin werden rechnerische Modelle eingesetzt, wobei das Ziel darin besteht, Dämpfungs- und Absorptionskoeffizienten zu bestimmen, die Schallschutzwirkung zu verbessern und verlässliche Bemessungsgrundlagen für die Städte- und Landschaftsplanung zu erarbeiten.

Entwicklung ökonomischer Kultur- und optimierter Ausbringungsverfahren für die Vegetation an Schwimmteichen in Kombination mit kühlungsaktiven Dachbegrünungen bzw. Steinanlagen als Bodenfilter

Vorhabensziel: Heutige Filtertechnik im Schwimmteich bewirkt klares, aber extrem nährstoffarmes Wasser und damit Mangelsymptome an Helophyten. Für geeignete oligotraphente Nieder- und Hochmoorarten sollen ökonomische Kulturverfahren und optimierte Ausbringungsverfahren entwickelt und getestet werden. Arbeitsplanung: Es sollen Keimtests zur Optimierung von Vegetationsmatten mit verschiedenen Pflanzengemeinschaften, Vergleich von Moormatten als Dachbegrünung bei verschiedenen Bepflanzungen und Wasserständen, Test auf Eignung von Moorpflanzen auf Bodenfiltern mit verschiedenen Substraten, Modelle von Steingärten zur Wasserfilterung, Vergleich verschiedener Ausbringungs- formen mit Bewertung von Anwachsverhalten und entwickelter Ästhetik durchgeführt werden. Verwertung: Für die entstehenden Entwicklungen soll die Festschreibung von Schutzrechten beantragt werden. Die Ergebnisse sollen in Fachpublikationen und Regelwerke einfließen. Partner: Petrowsky Wasserpflanzen GmbH, Held Teichsysteme GmbH, Bayerische LWG, Hochschule Wädenswil/Schweiz, TU Dresden.

Schutz und Regeneration der gefährdeten Schlammbodenfluren (Elatino-Eleocharition ovatae) an der Westerwälder Seenplatte

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Zwergbinsengesellschaften der Klassen Littorelletea und Isoëto-Nanojuncetea gehören zum prioritären Lebensraumtyp '3130 Oligo- bis mesotrophe Stillgewässer' der FFH-Richtlinie. Die Schlammbodenfluren der Isoëto-Nanojuncetea, insbesondere des Verbands Elatino-Eleocharition ovatae entwickeln sich auf trockengefallenen Böden von Teichen oder Talsperren und vollziehen ihren Lebenszyklus von der Keimung auf dem trockenfallenden Substrat bis zur Fruchtreife in wenigen Wochen. Viele der Kennarten wie Carex bohemica, die Arten der Gattung Elatine oder Eleocharis ovata gehören zu den bundesweit gefährdeten Arten. Eine Rückgangsursache liegt in der immer seltener zu findenden Teichbewirtschaftung mit spätsommerlichem Ablassen. Die Teiche befinden sich aus ornithologischen Gründen (permanente Überstauung für den Fischadler), aber auch durch die Fischereinutzung und den Tourismus in einem Spannungsfeld. Das Abfischen der Teiche findet heute so spät statt (oft erst im Oktober, vgl. Fischer & Killmann 2014), dass es aufgrund der niedrigen Temperaturen nicht mehr zur Keimung und damit zur Entwicklung der Schlammbodenfluren kommt. Ziel des Projekts ist daher die Untersuchung der Boden-Samenbank in den Teichböden, um die potenzielle Zusammensetzung der gefährdeten Pflanzengesellschaften zu erfassen. Neben einem Monitoring von Zielarten sollen Maßnahmen zur Regeneration der Schlammbodenfluren entwickelt werden.

Sauerstoffumsatz sowie phytogene Schwermetalleliminierung in Wurzelraum-Klaeranlagen

Untersucht wird die spezifische Leistung der Sumpfpflanzen beim Betrieb von Wurzelraum-Klaeranlagen. Besondere Beachtung erfahren dabei die Quantifizierung des Sauerstoffeintrags in den perirhizalen Raum sowie die spezifische Leistungsfaehigkeit mancher Helophyten-Taxa bei der Eliminierung von Schwermetallen aus Abwaessern.

Aufnahme, Metabolismus und Bildung nicht-extrahierbarer Rückstande aus 4-Nitrophenol in Pflanzengeweben

Das Xenobiotikum 4-Nitrophenol kann als Industriechemikalie (Ausgangsverbindung für zahlreiche Substanzen) oder als Metabolit von Pflanzenschutzmitteln (z.B. des Insektizids Parathion) in die Umwelt gelangen. Auf Grund seiner physikochemischen Eigenschaften wird es von Pflanzen aufgenommen. Ziel des Vorhabens war es, das Schicksal der Verbindung in Pflanzengeweben zu studieren. Als Modellsysteme dienten dabei neben ganzen Pflanzen (aseptisch auf Hydrokultur gezogen) insbesondere Zellkulturen (Kallus oder Suspension), wobei die untersuchten Pflanzenspezies Sojabohne (Glycine max), Weizen (Triticum aestivum), Karotte (Daucus carota), Kornrade (Agrostemma githago), Windhafer (Avena fatua) und Stechapfel (Datura stramonium) waren. Neben Zuckerkonjugaten (Mono- und Disaccharide, Malonylglucoside) interessierten vor allem sogenannte nicht-extrahierbare Rückstände von 4-Nitrophenol. Bei letzteren stellt man sich kovalente und nicht-kovalente Bindungen zwischen Xenobiotika und unlöslichen pflanzlichen Makromolekülen, wie z.B. Lignin, Cellulose, Hemicellulose und Pektin, vor. Ein weiteres Ziel des Vorhabens war es zu untersuchen, ob Pflanzen als Senke zu Eliminierung von 4-Nitrophenol in der Umwelt fungieren können.

Klaerschlammvererdung mit Hilfe von Helophyten, Klaerschlammverwertung mit Hilfe von Helophyten

In mit Sumpfpflanzen (Schilf) bepflanzten Becken wird Klaerschlamm aus kommunalen Klaeranlagen entwaessert und vererdet. Die Becken sind mit einer Drainage ausgestattet. Das Sickerwasser wird in die Klaeranlage zurueckgeleitet. Der Versuch wird in einer kommunalen Klaeranlage mit einem Anschlusswert von 4000 EGW und in einer Anlage mit einem Anschlusswert von 800 EGW durchgefuehrt. Untersucht werden die Betriebsfuehrung der Vererdungsbecken in Abhaengigkeit der Witterung, die Pflanzenentwicklung mit biometrischen Analysen, die Sickerwasserqualitaet, die Wasserbilanz und die Entwicklung des Klaerschlammes zum Klaerschlammerdsubstrat mit Hilfe biologischer, mikrobiologischer und chemischer Kennwerte.

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