Universität Bayreuth Lehrstuhl für Hydrologie

Entwicklungsvorhaben Abwasserversickerung nach Verregnung, Hiltpoltstein, Landkreis Forchheim

– Abschlussbericht –

Auftraggeber: Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft München

Bayreuth, August 2001

Durner W. und B. Schultze (2001): Entwicklungsvorhaben Abwasserversickerung Hiltpoltstein, Landkreis Forchheim. Abschlussbericht zum Entwicklungsvorhaben. Lehrstuhl für Hydrologe, Universität Bayreuth, 95440 Bayreuth, 243 Seiten.

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Inhalt

Kurzfassung Abstract

1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung...... 1 1.2 Untersuchungen zur Abwasserverregnung und -versickerung Hiltpoltstein ...... 2 1.3 Zielsetzungen der vorliegenden Untersuchungen ...... 3 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 5 2.1 Charakterisierung des Untersuchungsgebiets ...... 5 2.2 Bestehende abwassertechnische Anlagen ...... 7 2.2.1 System der Ortsentwässerung ...... 8 2.2.2 Kläranlage ...... 9 2.2.3 Verregnungsfeld ...... 12 2.3 Arbeitsplan und Untersuchungsprogramm...... 16 2.3.1 Zeitlicher Ablauf des Entwicklungsvorhabens...... 16 2.3.2 Arbeitsplan ...... 17 2.3.3 Messprogramm...... 17 2.3.4 Verwendete Analysenmethoden...... 18 2.4 Ausstattung der Messstelle...... 20 2.4.1 Wiederherstellung der Stromversorgung...... 20 2.4.2 Installation von Lysimetern...... 20 2.4.3 Einbau der Tensiometer und Temperatursensoren...... 26 2.4.4 Inbetriebnahme der Saugkerzen ...... 27 2.4.5 Probenbezeichnungen...... 28 3 Untersuchungsergebnisse 31 3.1 Begleitende Versuche...... 31 3.1.1 Markierungsversuche ...... 31 3.1.2 Färbeversuche...... 33 3.1.3 Standzeitversuch...... 33 iii

3.1.4 Paralleluntersuchungen...... 34 3.1.5 Stoffwechselaktive Zellen...... 35 3.2 Hydrologische und meteorologische Bedingungen...... 36 3.2.1 Wetter, meteorologische Daten und Vegetation...... 36 3.2.2 Bodentemperatur ...... 39 3.2.3 Pumpenleistung ...... 40 3.2.4 Beregnungsplan ...... 42 3.2.5 Verregnete Abwassermengen...... 43 3.2.6 Hydrologische Situation...... 43 3.2.7 Angefallene Sickerwassermengen...... 44 3.3 Chemische, biochemische und mikrobiologische Parameter ...... 46 3.3.1 pH, Leitfähigkeit, Temperatur...... 48 3.3.2 Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB), Biologischer Sauerstoffbedarf

(BSB5), Phosphat (PO4–P)...... 51

3.3.3 Ammonium (NH4–N), Nitrat (NO3–N), Nitrit (NO2–N)...... 54

3.3.4 Chlorid (Cl), Sulfat (SO4), Bor (B) ...... 57 3.3.5 Kupfer (Cu), Zink (Zn)...... 61 3.3.6 Mikrobiologische Untersuchungen...... 62 3.3.7 Aerosole...... 62 3.4 Bilanzen und Frachten...... 64 3.4.1 Berechnung der Einträge ...... 64 3.4.2 Berechnung der Sickerwasser-Frachten ...... 65 3.4.3 Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) und Biologischer Sauerstoffbedarf

(BSB5)...... 67

3.4.4 Phosphat (PO4–P) ...... 70

3.4.5 Ammonium (NH4–N), Nitrat (NO3–N), Nitrit (NO2–N)...... 72

3.4.6 Chlorid (Cl), Sulfat (SO4), Bor (B) ...... 75 3.4.7 Kupfer, Zink...... 77 3.4.8 Stickstoff-Entzug durch die Vegetation ...... 78 4 Zusammenfassende Diskussion und Bewertung der Abwasserverregnung 79 4.1 Ergebnisse ...... 79 4.2 Bewertung der Abwasserverregnung in Hiltpoltstein ...... 90 4.2.1 Rechtlicher Rahmen und lokale Gegebenheiten...... 90 iv

4.2.2 Bewertung des Status Quo der Abwasserverregnung ...... 91 4.2.3 Bewertung einer Verregnung nach besserer Vorreinigung ...... 94 4.2.4 Gesamtbeurteilung und Fazit...... 99 5 Literatur 103 Anhang A Tabellen der Messergebnisse 113 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 143 Anhang C Frachtberechnungen 183 Anhang D Bilder vom Herrichten und Ausstatten der Messstelle 197 Anhang E Färbeversuch 211 Anhang F Wasserqualität des Teiches 219 Abbildungsverzeichnis 223 Tabellenverzeichnis 228

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Kurzfassung

Ausgangspunkt des Entwicklungsvorhabens "Abwasserversickerung Hiltpoltstein" war die Frage, ob die Versickerung nach Verregnung von vorgereinigtem Abwasser in Karstgebieten, in denen keine Vorfluter vorhanden sind, ein geeignetes Verfahren der Abwasserentsorgung ist, ohne das Grundwasser nennenswert zu gefährden. In der Gemeinde Hiltpoltstein in der Fränkischen Schweiz wird dieses Verfahren seit nahezu 30 Jahren praktiziert. Sie ist daher ein geeigneter Teststandort, um zu prüfen, ob die Verregnung von Abwasser mit den Zielen des Grundwasserschutzes verträglich ist. Das Vorhaben bildete eine Fortführung verschiedener in der Vergangenheit auf dem Verregnungsfeld der Kläranlage der Gemeinde Hiltpoltstein durchgeführter Untersuchungen. Es war unser Ziel, zusammenhängende Aussagen über die Reinigungswirkung des Bodens im Verregungsfeld der Kläranlage in verschiedenen Horizonten über einen längeren Zeitraum zu gewinnen. Hierzu wurde über ein Jahr hinweg wöchentlich Sickerwasser aus verschiedenen Tiefen (0,25 - 0,5 - 1,0 - 2,5 - 3,5 m) mit verschiedenen Beprobungstechniken (8 Saugkerzen, 10 Lysimeter) gewonnen und auf ausgewählte physikalische (Temperatur, el. Leitfähigkeit), chemische (pH, Nitrat, Nitrit, Ammonium, Chlorid, Sulfat, Phosphat, Bor, Kupfer und Zink), biochemische (CSB, BSB5) und mikrobiologische (Koloniezahl, E. coli, coliforme Keime, Fäkalstreptokokken) Parameter hin untersucht. Zusätzlich wurden Tensiometer zur Messung der Saugspannung in sechs Tiefen (0,25 - 0,5 - 1,0 - 1,5 - 2,5 - 3,5 m) sowie Temperatur- sensoren in vier Tiefen (0,1 - 0,25 - 0,5 - 1,0 m) im Schacht eingebaut. Dies erlaubte die Abklärung des Einflusses von Bodentemperatur (Gegensatz Sommer-Winter), Boden- hydrologie und Vegetationszustand auf die Abbauleistung. Für CSB, BSB5, Stickstoff (Nitrat, Nitrit, Ammonium), Chlorid, Sulfat, Phosphat, Bor, Kupfer und Zink wurden Stoffbilanzen aufgestellt. Alle Untersuchungen konnten im geplanten Umfang durchgeführt werden. Es zeigten sich folgende grundlegende Ergebnisse:

• Aufgrund der nur mechanischen Trennung im vorhandenen Emscherbecken war die Belastung des zu veregnenden Abwassers mit organischen Stoffen sehr hoch (CSB im vi

Mittel über 500 mg/l; BSB5 bei 300 – 400 mg/l). • Besonders in der ersten Jahreshälfte, als mit dem Abwasser auch Teichwasser des nahegelegenen Teiches mit Oberflächenabflusswasser verregnet wurde, kam es zu sehr hohen hydraulischen Belastungen mit Beregnungshöhen bis zu 600 mm pro Woche. Das Wasser infiltrierte in der Regel gesamthaft, wobei es zum Teil langsam durch feine Bodenporen (Bodenmatrix) eindrang, zum Teil aber auch recht schnell durch große Poren bis in größere Tiefen transportiert wurde (präferenzieller Fluss).

• Trotz der hohen Belastung war der Abbau der organischen Stoffe im Boden der Verregnungsfläche gut. Nach Perkolation bis zu 1 m Tiefe wurden im Sickerwasser nahezu die Grenzwerte erreicht, die die Trinkwasserverordnung für die Beschaffenheit des

Wassers verlangt, das zur Aufbereitung von Trinkwasser dient (BSB5 um 25 mg/l; CSB um 75 mg/l). Die Flächenbelastung mit Nährstoffen (Stickstoff und Phosphat) war extrem hoch und übertraf selbst unter den reduzierten Verregnungsmengen des zweiten Halbjahres die zulässigen Werte der zur Beurteilung heran gezogenen Düngerverordnung um ein vielfaches. Die Stickstoffparameter zeigten im Filtrat eine gewisse jahreszeitliche Abhängigkeit. So waren die Ammoniumkonzentrationen in der kalten Jahreszeit höher als in der warmen Jahreszeit und lagen oft über dem Grenzwert der Trinkwasserverordnung. Beim Nitrat unterschieden sich die Konzentrationen örtlich durch unterschiedliche Redox- bedingungen. In gut durchlüfteten Bereichen waren die Konzentrationen zeitweise hoch und überschritten den Grenzwert der Trinkwasserverordnung deutlich. In den gesättigten, anoxischen Bereichen wurde teilweise eine vollständige Denitrifikation des Nitrats beobachtet. Insgesamt lagen die Eliminationsraten beim Stickstoff und Phosphat zwischen 60 und 90%.

• Für Bor traten im Filtrat relativ hohe Frachten auf, jedoch wurden die Konzentrations- grenzwerte mit meist <1 mg/l für die Aufbereitung von Trinkwasser1 generell eingehalten.

• Ähnlich verhält es sich für die Schwermetalle Kupfer und Zink. Kupfer wurde nur in sehr geringen Konzentrationen (< 0,05 mg/l) nachgewiesen, Zink wurde im Oberboden effizient zurückgehalten, und zeigte im Filtrat Werte um 0,05 mg/l. Eine nenneswerte Gefährdung des Grundwassers durch Kupfer und Zink ist unter den gegebenen Bedingungen auszuschließen. Die flächenspezifische Belastung durch die Zinkfrachten lag über den zulässigen Werten der Klärschlammverordnung, auch unter den reduzierten Beschickungen des zweiten Halbjahres.

• Die Belastung des nur mechanisch gereinigten Abwassers und damit der Verregnungsfläche mit seuchenhygienisch bedenklichen Keimen war sehr hoch. Im Boden

1 Richtlinie des Rates vom 16. Juni 1975 über die Qualitätsanforderungen an Oberflächengewässer für die Trinkwassergewinnung (75/440/EWG) vii

fand zwar eine Elimination dieser Keime statt, aber durch den hohen Makroporenanteil gelangte ein beträchtlicher Anteil dieser Keime in größere Tiefen. Die Werte lagen dabei meist deutlich über den Grenz- und Richtwerten der EG-Trinkwasser- und Badegewässerrichtlinie. Eine größere Reduktion der Keime fand überwiegend nur in sandigeren Bereichen statt. Derzeit kann nicht angeben werden, inwieweit in größeren Tiefen und im Grundwasserleiter eine weitere Elimination stattfindet. Hier besteht weiterer Klärungsbedarf.

• Die Belastung der unmittelbaren und weiteren Umgebung des Verregnungsfeldes durch gasförmige Stoffe und durch Aerosole wurde im Rahmen dieser Studie nicht untersucht. Es können deshalb nur allgemeine Ausagen zu dem Problemkreis gemacht werden. Derzeit werden während der Verregnung und auch während der Verregnungsspausen auf dem Feld und an den Rändern ein deutlicher Abwassergeruch wahrgenommen.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Messergebnisse eine gute Beurteilung des Zustandes im untersuchten Verregnungsbereich erlauben. Es zeigte sich, dass in Hiltpoltstein zwar eine grundsätzlich geeignete Ausgangssituation für die Abwasser- verregnung herrscht (Trennkanalisation, geringe industrielle Belastung, genügend große Gesamtverregnungsfläche), die Vorreinigung des verregneten Wassers und die verwendete Verregnungstechnik jedoch mangelhaft sind. Dies hat zur Folge, dass insbesondere die Belastung durch seuchenhygienisch bedenkliche Stoffe derzeit intolerabel ist. Bei der Verwendung von Wasser, das in einer zeitgemäßen Kläranlage mit einer biologischen Stufe (weitergehender C-Abbau sowie zusätzliche Stickstoffelimination) gereinigt wurde, sowie unter Nutzung der gesamten zur Verfügung stehenden Verregnungsfläche und Verwendung einer zeitgemäßen Verregnungstechnik mit niedrigen Flächenbelastungen und niedrigen Verregnungsintensitäten könnte die Bodenschicht mit höchster Wahrscheinlichkeit die noch anfallende Belastung auf ein dem Grundwasserschutz dienliches Maß vermindern. Bei der Beurteilung der mikrobiellen Belastung durch coliforme Keime bestehen auch in einem solchen Fall noch erhebliche Unsicherheiten. Ein Vorschalten einer technischen Entkeimung, z.B. durch Filtration oder Desinfektion, ist deshalb anzuraten. Es ist darüber hinaus grundsätzlich zu empfehlen, dass im Fall einer Umsetzung einer modernisierten Verregnung ein wissenschaftliches Begleitprogramm zur Seite gestellt wird. vii i Abstract

In the Karst areas of the Fränkische Alb (Northern Bavaria), surface waters that can receive the effluent of sewage treatment plants are few and often distant from villages. Therefore, sprinkling of the pre-treated sewage water on surface soils is not uncommon. However, Karst aquifers must be protected against pollution from surface. At Hiltpoltstein (Northern Bavaria), jurassic limestones which contain considerable groundwater resources are covered by unsaturated/partly saturated quarternary sediments (sandy silts). High amounts of sewage waters have been sprinkled here on an area of approx. 3 hectares for about 30 years. In order to determine the protective function of the covering layer with respect to the underlying aquifer, we investigated the water composition during its passage through the unsaturated zone over a period of one year, from February 1999 to January 2000. Suction cups and lysimeters were installed at different depths down to 3.5 m and water samples were taken weekly. Additionally, temperature and tensiometric pressures were recorded continuously at various depths. Samples were analyzed for physical, chemical, biochemical and microbiological parameters. Mass balances were calculated for chemical oxygen demand (CSB), biological oxygen demand (BSB5), nitrogen species (ammonia, nitrate, nitrite), chloride, sulfate, phosphate, boron, copper, and zinc. The primary results of the investigations are: The pre-treatment of the sewage water was on a very low standard, with very ineffective elimination of nutrients, organic matter, and heavy metals. Correspondingly, this resulted in high loads of these substances in the sprinkling water. The load of water that was sprinkled on the irrigation area was extremely high. This was particularly problematic during the first 6 months of the investigation period, when not only sewage water, but additionally surface water from a pond was irrigated, which cumulated up to 600 mm per week. The results of two tracer experiments which were performed in cooperation with the Bayerisches Geologisches Landesamt showed that transport velocities in the subsurface were rather high with first detection of the tracer at 3.5 m depth already few hours after input. Despite the high load of nutrients and organic matter, the soil was very effective in cleaning the sprinkled water. Within the first meter, most of the investigated chemical species were reduced to concentrations which are below the thresholds for drinking water. Elimination of CSB and BSB5 was >90%, elimination of nitrogen and phosphate was in ix

the order of 60% to 90%. For the nitrogen species, the reduction was very variable with time and location, due to differences in the redox milieu of the soil. For the chemicals boron, copper, and zinc, concentrations in the percolating water were generally low. Calculated loads, however, were above threshold limits of the German Klärschlammverordnung, due to the excessively high irrigation amounts. Most problematic is the pollution of the percolating water by microbial germs. At all investigated depths and at all sampling dates, colony forming units, E. coli, Coliform bacteria, and fecal streptococci were above the drinking water thresholds. Despite an effective reduction of the microbial pollutants by the soil matrix, a considerable part of them was transported fast to greater depths. It is not clear at present, whether the bacterial concentrations are further reduced during the passage of the water to the deeper aquifer. Summarizing, our results show that at Hiltpoltstein there are basically favorable conditions for the sprinkling of treated sewage water, because the raw sewage water is not very much polluted by industrial contaminants, and the soil is very effective in reducing the load of nutrients, heavy metals, organic matter. However, the currently used sprinkling practice at Hiltpoltstein leads to a severe hygienic problems, because the transport of Coliform bacteria in the subsurface is relatively effective. To improve the situation, the raw sewage water should be treated by a two-stage sewage treatment plant according to the current state of technique. Ideally, the water that comes to irrigation should be ultra-filtered or sterilized, yielding effectively a zero load of fecal bacteria. Furthermore, the irrigation practice should be changed by reducing the specific water loads and the sprinkling intensities. Under these conditions, the local disposal of sewage water appears to be economically attractive and ecologically save.

Textteil

1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Die in der Vergangenheit gebräuchliche Praxis, Wasser aus Kläranlagenabläufen über Trockengräben oder Dolinen in den Karstuntergrund einzuleiten, führt aufgrund der fehlenden Weiterreinigung durch eine belebte Bodenzone zu einem raschen und ungefilterten Transport ins Karstgrundwasser. Viele Karstquellen und Grundwasserentnahmestellen weisen daher eine signifikante Belastung mit dem Fäkal-Indikatorbakterium Escherichia coli auf. Da Grundwasser-Reserven gerade in Karstgebieten oft mächtig und für die Trinkwasser- versorgung von Bedeutung sein können, ist den Belangen des Grundwasserschutzes in diesen Gebieten ein besonders hoher Stellenwert einzuräumen. Zur Minimierung dieser Risiken hat die Ableitung kommunaler Abwässer nach Klärung zu einem aufnahmefähigen Fließgewässer vor allen anderen Möglichkeiten der Abwasserbeseitigung Priorität (LfW, 2000), auch wenn es ökonomisch nicht die günstigste Möglichkeit darstellt. Als Alternative zur punktuellen oder linearen Einleitung von gereinigtem Abwasser in den Karstgesteinskörper bietet sich die gleichmäßige Verteilung und Infiltration des Abwassers über größere Geländeflächen an. Dabei kann in der Schwäbisch-Fränkischen Alb die Filterwirkung und Reinigungsleistung der in weiten Bereichen vorkommenden, bis zu mehreren Meter mächtigen sandig-lehmigen Deckschichten genutzt werden. Für Gemeinden der Karsthochflächen der Schwäbisch–Fränkischen Alb ohne oberirdischen Vorfluter wäre die Abwasserverregnung eine Möglichkeit, das Abwasser ohne größeren wirtschaftlichen Aufwand zu entsorgen. Eine Studie des Bayerischen Landesamtes für Wasserwirtschaft (LfW, 1980) erachtete die Verregnung als eine zweckmäßige und wirtschaftliche Form der Abwasserbeseitigung für Gemeinden im diesem Bereich. Gleichzeitig können damit in trockeneren Gebieten auch die Grundwasservorkommen aufgebessert werden. Wird das Abwasser im landwirtschaftlichen Bereich eingesetzt, dient es zugleich als Bewässerung und der Zufuhr von Nährstoffen (Otterpohl et al., 2000). So hat 2 1 Einleitung

speziell im ländlichen Bereich, in dem das Abwasser normalerweise nicht mit schwer abbaubaren Stoffen verunreinigt ist, die Verregnung von mechanisch-biologisch gereinigtem Abwasser einige ökonomische und gewässerentlastende Vorteile. Sie sollte daher nach Bahlo und Wach (1992) aus diesen Gründen verstärkt gefördert werden. Die Abwasserverregnung kann allerdings auch negative Auswirkungen haben. Neben landschaftsästhetischen und lufthygienischen Aspekten aufgrund der Verfrachtung flüchtiger oder aerosoler Stoffe über die Atmosphäre sind Stoffbelastungen des Bodens und des Grundwassers zu befürchten. Ein Beispiel für diese Entsorgungsmöglichkeit mittels Verregnung stellt die Gemeinde Hiltpoltstein in der Fränkischen Schweiz dar, wo seit nahezu 30 Jahren das im Trennsystem erfasste kommunale Abwasser nach mechanischer Reinigung flächenhaft verregnet wird. Die Abwasserverregnung Hiltpoltstein bietet sich daher als Teststandort an, um zu prüfen, ob die breitflächige Ausbringung von gereinigtem Abwasser eine dem Grundwasserschutz dienliche Methode ist.

1.2 Untersuchungen zur Abwasserverregnung und -versickerung Hiltpoltstein

Eine erste Erfassung des Belastungszustandes des Bodenkörpers im Verregnungsfeld Hiltpoltstein erfolgte im Auftrag der Planungsgruppe STRUNZ Ingenieurgesellschaft mbH, Bamberg, durch den Lehrstuhl für Geologie der Universität Erlangen-Nürnberg im Jahre 1985 im Rahmen eines bodenkundlichen Gutachtens (Roßner, 1985). Das Gutachten kommt zu dem Schluss, dass eine deutliche Beeinträchtigung des ursprünglichen Bodenkörpers durch die langjährige Abwasserverregnung nicht festzustellen ist und eine Gefährdung des Grundwassers durch die Verregnung nach dem Befund der Bodenanalysen nicht zu erwarten sei. Eine sichere Aussage lasse sich allerdings erst treffen, wenn Analysenergebnisse der aus der Bodenzone in den Karstgesteinskörper übertretenden Sickerwässer vorlägen. Zur Erfassung dieser Sickerwässer empfiehlt das Gutachten die Installation von Lysimeter- einrichtungen.

Eine weitere Untersuchung erfolgte vom März–Juli 1989 ebenfalls durch den Lehrstuhl für Geologie und Mineralogie der Universität Erlangen-Nümberg, Prof. Dr. R. Roßner, im Rahmen einer Diplomarbeit mit dem Thema "Spezialuntersuchung zur Eignung ausgesuchter Böden für die Filterung kommunaler Abwässer“ (Schaufuß, 1989). Mittels Unterdruck- Plattenlysimetern wurden an zwei Stellen jeweils in einer Tiefe von 1,20 m Sickerwasser gesammelt und auf verschiedene Inhaltsstoffe untersucht. Aufgrund der geringen Häufigkeit der Probenentnahme (einmal monatlich, insgesamt vier- bzw. fünfmal) sowie aufgrund der zum Teil angewandten Analysentechnik (Schnelltests) ließen die Messergebnisse jedoch nur 1 Einleitung 3

tendenzielle Aussagen zu. Exakte und fundierte Aussagen erfordern eine umfangreiche und kontinuierliche Beprobung über einen längeren Zeitraum (Schaufuß 1989). Vom September 1994 bis März 1995 untersuchte der Lehrstuhl für Wassergüte- und Abfallwirtschaft der Technischen Universität München im Auftrag des Bayerischen Landesamtes für Wasserwirtschaft in einer Art Momentaufnahme die Belastungssituation des Verregnungsfeldes (Wilderer und Faulstich, 1996). Intensiv untersucht wurde der Sickerkörper bis in 4,0 m Tiefe (belastet und unbelastet). Ein Messschacht mit Saugkerzen zur Gewinnung von Sickerwasserproben in verschiedenen Tiefen wurde installiert. Das Verregnungswasser (Infiltrat) und das Sickerwasser wurde an drei Terminen im März 1995 beprobt und auf abwasserspezifische Parameter untersucht. Die Ergebnisse zeigten eine insgesamt niedrige Schadstoffbelastung des Bodens. Die Stoffkonzentrationen des Sickerwassers waren bereits in den obersten Bodenhorizonten niedrig, von 18 Analysen- parametern überschritten nur die Stickstoffparameter die derzeit gültigen Grenzwerte der Trinkwasserverordnung. Allerdings war das Verregnungsfeld bis in die untersuchte Tiefe von 4,0 m mit fäkalcoliformen Bakterien kontaminiert. In welchem Ausmaß das Karstgrundwasser belastet wird, konnte allerdings nicht beurteilt werden. Es wurde daher empfohlen eine quasi-kontinuierliche Untersuchung der Stoffdynamik über einen Jahreszyklus durchzuführen und dabei ausgewählte Parameter von Infiltrat und Sickerwasser zu erfassen. Mit der Bewilligung vom November 1998 für ein Entwicklungsvorhaben beauftragte das Bayerische Landesamt für Wasserwirtschaft den Lehrstuhl für Hydrologie der Universität Bayreuth, die obigen Untersuchungen fortzuführen. Über einen Zeitraum von einem Jahr sollten das Abwasserinfiltrat und das Sickerwasser auf einige ausgewählte Parameter untersucht werden. Auf Basis der Messergebnisse sollten die Bedingungen für die weitere Abwasserversickerung in Hiltpoltstein erkundet werden. Ferner sollten erste grundlegende Erkenntnisse für eine empirische Abschätzung der Auswirkungen in ähnlich gelagerten Fällen erarbeitet werden. Der hier vorliegende Abschlussbericht fasst die Ergebnisse der einjährigen Untersuchungen zusammen und interpretiert sie in Hinblick auf die Zielsetzungen. Detaillierte Ausführungen zu den Arbeitsschritten in den ersten Projektphasen wurden in den Zwischenberichten zum Vorhaben niedergelegt (Schultze und Durner, 1999a,b).

1.3 Zielsetzungen der vorliegenden Untersuchungen

Primäres Ziel der Untersuchungen war, Aussagen zu gewinnen über die Reinigungswirkung des Bodens im Verregungsfeld der Kläranlage Hiltpoltstein in verschiedenen Horizonten über einen längeren Zeitraum während der kalten und warmen Jahreszeit. Die Einzelziele der 4 1 Einleitung

Untersuchung waren:

• Ermittlung des Jahresganges ausgewählter physikalischer, chemischer, biochemischer und mikrobiologischer Parameter im Verregnungswasser (mechanisch vorgereinigtes häusliches Abwasser) und im Sickerwasser der Verregnungsfläche; sowie Aussagen über Reinigungs- und Rückhaltewirkung des Bodens

• Aufstellung von Stoffbilanzen für Stickstoff (Nitrat, Nitrit, Ammonium), Chlorid, Sulfat, Phosphat, Bor, Kupfer, Zink;

• Abklärung des Einflusses von Bodentemperatur (Gegensatz Sommer-Winter) und Vegetationszustand auf die Abbauleistung des Bodens für ausgewählte Inhaltsstoffe;

• Aussagen zur Bedeutung des Übergangbereiches Atmosphäre/Boden; • Abschätzung des Verlaufs des Abbauprozesses für biologisch gereinigtes Abwasser; • Verallgemeinerung der Ergebnisse im Hinblick auf Übertragbarkeit auf andere Standorte im Karst;

• Vergleich der Ergebnisse mit Veröffentlichungen über ähnliche Projekte.

2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

2.1 Charakterisierung des Untersuchungsgebiets

Das Untersuchungsgebiet wurde ausführlich in Wilderer und Faulstich (1996) beschrieben. Im folgenden soll daher nur ein kurzer Abriss gegeben werden. Zur ausführlichen Information wird auf obige Arbeit und die darin angegebenen Quellen verwiesen.

Geographische Lage

Die Gemeinde Hiltpoltstein (NN +518 m) liegt im Landkreis Forchheim (Regierungsbezirk Oberfranken) auf der Karsthochfläche der Nördlichen Frankenalb rund 5 km ostnordöstlich der Stadt Gräfenberg (Topographischen Karte 1: 25 000 Nr. 6333 Gräfenberg). Hiltpoltstein umfasst derzeit 795 Einwohner (Februar 1999), der Wasserverbrauch betrug 1998 34000 m3, d.h. etwa 120 lE-1d-1.

Geologie (Festgesteinsuntergrund, Deckschichten)

Im Raum Hiltpoltstein überwiegt die dolomitisierte Riff-Fazies (Frankendolomit) des Malm Delta (Mittel-Kimmeridge; Schaufuß, 1989). Charakteristisch für das Untersuchungsgebiet ist eine intensive Verkarstung und stark kavernöse Ausbildung des Frankendolomits. Die Oberfläche des Festgesteinsuntergrundes ist auf weiten Bereichen durch Deckschichten überkleidet und damit morphologisch egalisiert. Als Grundwasserstauer von Bedeutung sind die Mergelkalksteine des Malm Alpha (Unter-Oxford). Die Deckschichten unterliegen aufgrund der unruhigen Oberfläche des Festgesteins- untergrundes starken Schwankungen: auf den exponierten Erhebungen sind sie meist nicht vorhanden, im Bereich der Geländesenken erreichen sie bis über 5 m. Diese im gesamten 6 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

Raum der Schwäbisch–Fränkischen Alb als Albüberdeckung bezeichneten Lockergesteins- ablagerungen weisen im Raum Hiltpoltstein eine stratigraphische Zweigliederung auf: das Liegende ist sandig, das Hangende lehmig ausgebildet. Beim Liegenden, der Sandigen Albüberdeckung, handelt es sich um die Reste einer kreidezeitlichen Sandsteindecke: fein- bis mittelkörnige, milchweiß oder rosa gefärbte Quarzsande (Schaufuß, 1989). Besonders um Hiltpoltstein verbreitet sind die als Kallmünzer bezeichneten Blöcke aus hartem, quarzitischem Sandstein. Die Blöcke finden sich sowohl an der Geländeoberfläche als auch innerhalb der Deckschichten und erreichen ein Volumen bis zu mehreren Kubikmetern (Dorn, 1958). Das Hangende der Deckschichten, die lehmige Albüberdeckung, setzt sich aus schmutzig- gelben, braunroten, seltener graubraunen, kalkfreien Lehmen zusammen. Im bodenkundlichen Sinne stellt die lehmige Albüberdeckung ein Gemenge aus Böden unterschiedlichen Alters und Ausbildung dar. Am Entstehungsprozess beteiligt ist die chemische Witterung im älteren Tertiär unter tropischen Klimabedingungen, die fluviale Umlagerung verbunden mit kolluvialer Anreicherung (Zusammenschwemmung) in Geländedepressionen und Karsthohl- räumen der Lehme. Während des Pleistozäns schließlich erfolgte Lößablagerung sowie eine intensive Vermengung der Lehme aufgrund solifluidaler und kryoturbativer Prozesse (Schaufuß, 1989).

Böden

Die Böden im Raum Hiltpoltstein wurden im Rahmen einer bodenkundlichen Diplomarbeit am Lehrstuhl für Geologie und Mineralogie der Universität Erlangen-Nürnberg großmaßstäbig kartiert und beschrieben (Schaufuß, 1989). Es werden drei Haupttypen angetroffen. Auf den bewaldeten Erhebungen, welche in der Regel durch Dolomit-Untergrund und Fehlen von Deckschichten gekennzeichnet sind, finden sich meist flachgründige Rendzinen. Im Bereich der Geländedepressionen (Muldentäler, Wannen) sind sandige Braunerden vorherrschend. Als dritter Bodentyp sind Terrae fuscae inselartig und kleinräumig anzutreffen. Weiterhin treten Übergänge aus den genannten Typen auf.

Die tiefgründigen, leicht zu bearbeitenden Böden der Geländedepressionen werden landwirtschaftlich genutzt (Ackerland), während die flachgründigen, ertragsschwachen Böden der Kuppen dem Wald überlassen bleiben. 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 7

2.2 Bestehende abwassertechnische Anlagen

Das kommunale Abwasser der Ortschaft Hiltpoltstein wird seit Sommer 1969 in einer eigenen Kläranlage mechanisch gereinigt, wobei die wasserrechtliche Erlaubnis zur Einleitung von Abwässern durch die Kläranlage am 03.06.1969 vom Landratsamt Forchheim erteilt wurde. Der Bau der Anlage wurde von der Planungsgruppe Strunz Ingenieurgesellschaft mbH (Bamberg) geplant und durchgeführt. Die Anlage liegt am nordwestlichen Ortsrand an der Kreisstraße FO 33 Richtung Schossaritz (Abb. 1). Das Abwasser wird in einem Rohrnetz gesammelt und zur Kläranlage geleitet. Nach der mechanischen Reinigung wird das Abwasser auf einem nahe gelegenen Verregnungsfeld mit Regnern versprüht.

Verregnungs- N feld

Erdspeicher- becken

Kläranlage

0 50 100 150 m

Abb. 1: Luftbild des Bereiches Kläranlage – Verregnungsfeld in Hiltpoltstein. Veranschaulichung der Lage von Kläranlage, Erdspeicherbecken und Verregnungsfeld zum nordwestlichen Ortsende. (Foto: Bayerisches Landes- vermessungsamt, München. Bildflug Nr. 97017/ 0 vom 11.08.1997, Maßstab des Fotos ca. 1:15 000, dargestellter Bildausschnitt etwa 1:6 000.) 8 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

2.2.1 System der Ortsentwässerung

Die Kanalisation in Hiltpoltstein ist als Trennsystem ausgelegt, es erfolgt also eine getrennte Ableitung von Schmutz- und Regenwasser in zwei Kanalsystemen. Ein Teilgebiet (neueres Baugebiet) entwässert jedoch im Mischsystem und leitet Schmutz- und Regenwasser in einer Leitung ab (Wilderer und Faulstich 1996). Es werden häusliche und gewerbliche Abwässer in die Kanalisation eingeleitet, wobei zu den gewerblichen Einleitern nur zwei Metzgereien zählen (Bürgermeister Johann Deuerlein, Markt Hiltpoltstein, pers. Mitteilung). Derzeit sind 819 Einwohner (Stichtag 30.06.2000) an das Kanalnetz angeschlossen; der Trinkwasser- verbrauch der Ortschaft aus dem öffentlichen Versorgungsnetz (Betzensteingruppe) im Kalenderjahr 2000 betrug 32 200 m3. Daraus ergibt sich ein durchschnittlicher Tagesverbrauch von etwa 110 l pro Einwohner, was unter dem bundesdeutschen Durchschnitt für Haushalte von130 l Wasser pro Einwohner und Tag liegt (Lübbe 2000). Die Sammlung und Ableitung des Niederschlagswassers wird in dem Forschungsbericht "Erfassung der Belastungssituation des Abwasser-Verregnungsfeldes Hiltpoltstein" der TU München beschrieben (Wilderer und Faulstich 1996). Demnach wird das Niederschlagswasser in drei voneinander getrennten Hauptsträngen gesammelt (Abb. 2):

• Strang Süd entwässert die neueren Siedlungsgebiete im Südteil der Ortschaft und mündet in eine am Nordwesteck des Friedhofes gelegene Ponordoline ein.

• Strang Mitte entwässert den älteren Ortsteil einschließlich Bundesstraße Nr. 2 und mündet am Südwestrand der Ortschaft in eine trichterförmige Ponordoline ein, die ein sehr hohes Schluckvermögen besitzt. Hier wurde der Markierungsversuch des GLA durchgeführt (GLA 1995); die Doline entwässert etwa 70 % des Niederschlages (Fritz Bauernschmidt, Gemeindearbeiter, pers. Mitteilung).

• Strang Nord (Schulstraße) erfasst den nördlichen, ebenfalls jüngeren Ortsteil. Ein Nebenstrang entwässert den westlichen Ortsteil entlang der Bundesstraße und mündet dann in eine ständig überstaute Doline (Teich) ein, deren Überlauf dem Strang Nord zugeleitet wird. Dieser mündet in das Erdspeicherbecken der Kläranlage ein, dessen Inhalt auf dem Verregnungsfeld gemeinsam mit dem Abwasser verregnet wird.

Somit wird ein Teil des Niederschlagswassers unbehandelt punktuell in den Karstgrundwasserleiter eingebracht, ein anderer Teil zusammen mit dem Kläranlagenablauf verregnet.

2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 9

Verregnungsfeld Kläranlage 11

3

Hiltpoltstein 2 4

2 Regenwasserkanäle 2 ➀ Strang Süd 1 ➁ Strang Mitte ➂ Strang Nord

Abb. 2: Übersichtsplan über die vorhandenen Regenwasserkanäle, die Lage der Kläranlage sowie die Lage des Verregnungsfeldes der Ortschaft Hiltpoltstein, Maßstab ca. 1:9 500. (Quelle: Pläne von der Verbandsgemeinschaft Gräfenberg, Abteilung Bauamt, verändert. Lage der Regenwasserkanäle aus Telefax-Nachricht der Planungsgruppe Strunz Ingenieurgesellschaft mbH, Bamberg, an die Verwaltungsgemeinschaft Gräfenberg, vom 22.12.1994.)

2.2.2 Kläranlage

Die Kläranlage in Hiltpoltstein wurde auf 1 000 Einwohnerwerte (EW) bemessen. Hierbei versteht man unter dem Einwohnerwert die Summe aus Einwohnerzahl (E) und Einwohnergleichwert (EWG). Der Einwohnergleichwert stellt einen Vergleichswert von gewerblichem oder industriellem Abwasser mit häuslichem Abwasser dar, meist bezogen auf -1 -1 den Anfall von 60 g BSB5 E d . Die Abwasserreinigungsanlage besteht aus folgenden Anlagenteilen (LfW 1980, zitiert in Wilderer und Faulstich 1996; Planungsgruppe Strunz Ingenieurgesellschaft mbH 1996) (Abb. 3):

• Sandfang mit integriertem Grobrechen • Lagerfläche für Sandfang bzw. Rechengut 10 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

• Emscherbecken (Absetzraum ca. 21 m3, Schlammfaulraum ca. 62 m3) • Schlammtrockenbeete (zwei Beete mit Gesamtfläche von ca. 54 m3) • Tagesspeicherbehälter (zylindrische Bauform, Nutzvolumen 80 m3) • Abwasserpumpwerk zur Abwasserverregnung • Erdspeicherbecken (Teich) zur Speicherung (rechteckig, Nutzvolumen rund 4 500 m3)

Lagerfläche für Zum Sandfang bzw. Verregnungsfeld Rechengut

Schlamm- trockenbeete Emscher- Tagesspeicher becken Sandfang Pumpwerk

Sperrschieber

Abwasser Erdspeicherbecken

Abb. 3: Schematische Darstellung der Kläranlage Hiltpoltstein.

Abwasserzulauf

Der Trockenwetterzulauf zur Kläranlage beträgt im Durchschnitt 1.5 l s-1 (LfW 1980, zitiert in Wilderer und Faulstich 1996). Hierbei handelt es sich um den Zulauf unter Trockenwetter- bedingungen, worunter man die Zeitspanne versteht, während der der Einfluss von Regen- oder Schmelzwasser auf den Abfluss vernachlässigbar klein ist. Der Regenwetterzulauf kann bis zu 3 l s-1 betragen (LfW 1980, zitiert in Wilderer und Faulstich 1996). Die Größenordnung dieser Werte zeigt sich auch durch die amtlichen Überwachungsergebnisse des WWA Bamberg bestätigt, hier wurden am 16.02.91 2.4 l s-1 und am 14.05.96 2.1 l s-1 gemessen. Nach Aussagen des Klärwärters Fritz Bauernschmidt kann der Zulauf bei Regen sogar bis zu vier mal so hoch sein wie bei Trockenwetter. Die beobachtete Erhöhung des Zuflusses bei Regen ist zum einen auf das im Mischsystem angeschlossene Neubaugebiet zurückzuführen, zum anderen wohl auf undichte Kanäle, Dachrinnen-Fehlanschlüsse oder aber auf 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 11

Lüftungsöffnungen in Schächten, die in Geländemulden liegen. Bei einer Untersuchung mit Rauchgas wurden im Jahr 2000 insgesamt 40 Fehlanschlüsse festgestellt, bei denen Dächer und Terrassen über Regenrinnen an die Trennkanalisation angeschlossen waren (Fritz Bauernschmidt, Gemeindearbeiter, pers. Mitteilung). Den unerwünschten Abfluss im Entwässerungssystem aufgrund von eingedrungenem Grundwasser oder unerlaubt eingeleitetem Schmutz- bzw. Regenwasser bezeichnet man als Fremdwasser.

Bauelemente

Im Sandfang, einer maschinellen Einrichtung zum Entfernen von Sand und anderer mineralischer Stoffe, erfolgt manuell eine Rechengutentnahme, wobei Sandfang und Rechengut auf einer kleinen Lagerfläche neben dem Sandfang gespeichert werden. Die Entnahme des Sandes war ursprünglich mit einem Ventil automatisch steuerbar, jedoch erwies sich dieses im Winter als nicht frostsicher, so dass der Sand jetzt mit einem Hebel manuell abgelassen wird. Die Rechengutentnahme muss von Hand erfolgen, wodurch stets noch viele Grobstoffe in das Emscherbecken gelangen (Fritz Bauernschmidt, Gemeindearbeiter, pers. Mitteilung). Rechengut und Sandfang werden von der örtlichen Müllabfuhr entsorgt bzw. von den Klärwärtern auf eine Deponie verbracht. Vom Sandfang fließt das Abwasser in das Emscherbecken, ein zweistöckiges Bauwerk, dessen oberer Teil als Absetzbecken, der untere Teil als Faulraum dient (Bischofsberger und Hegemann 2000). Die Funktion dieses Beckens ist zeitweise nicht mehr gewährleistet, da der Absetzvorgang durch eingeblasene Luft, die ein Zusetzen des Beckens verhindern soll, gestört wird. Der ausgefaulte Schlamm wird auf den Schlammtrockenbeeten gelagert und landwirtschaftlich verwertet. Die Trockenbeete sind mit einer Drainage ausgestattet, so dass der Schlamm während der Lagerung entwässern und das Wasser wieder in das Emscherbecken zurückfließen sollte. Die Drainagen setzten sich jedoch bereits nach den ersten Betriebsjahren mit fetthaltigem Material zu, so dass eine Entwässerung nicht mehr erfolgte. Aus diesem Grund kann der Schlamm nicht richtig austrocknen, was die landwirtschaftliche Verwertung erschwert (Fritz Bauernschmidt, Gemeindearbeiter, pers. Mitteilung).

Das mechanisch gereinigte Abwasser fließt in den Tagesspeicher, in dem es zwischengespeichert und dann chargenweise auf das höher gelegene Verregnungsfeld gepumpt wird. Die Steuerung kann hierbei manuell und automatisch erfolgen. Momentan erfolgt sie jedoch ausschließlich per Hand, da die automatische Regelung defekt ist (Fritz Bauernschmidt, Gemeindearbeiter, pers. Mitteilung). Durch Einlagerungen von Grobstoffen kommt es gelegentlich zum Zusetzen der Pumpenräder und damit zu einer Verminderung der Förderleistung (Wilderer und Faulstich 1996). 12 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

Das Erdspeicherbecken war ursprünglich von der Planungsgruppe Strunz Ingenieurgesellschaft mbH als Winterpuffer geplant worden. So sollte bei lange anhaltenden Perioden strengen Frostes die Verregnung eingestellt werden können. Nach Aussagen des Klärwärters Herrn Bauernschmidt, der schon seit 1978 als Gemeindearbeiter gemeinsam mit seinem Kollegen Herrn Raum die Kläranlage betreut, wird diese Möglichkeit nie genutzt; das Wasser wird auch während der Winterzeit verregnet.

Ableitung des Abwassers

Da die Kläranlage keine oberirdische Vorflut besitzt und auch eine Überlaufeinrichtung des Erdspeicherbeckens nicht existiert, muss sowohl der Kläranlagenablauf als auch das anfallende Niederschlagswasser zum Verregnungsfeld geleitet werden. Bei sehr hohen Niederschlägen kann es zu einem Überlaufen des Erdspeicherbeckens in das angrenzende Ackerland kommen. In den vergangenen Jahren musste in sehr niederschlagsreichen Frühjahren einige Male unter Mithilfe der Feuerwehr Wasser aus dem überlaufenden Becken abgepumpt werden (Fritz Bauernschmidt, Gemeindearbeiter, pers. Mitteilung). Auch am 19.02.1999 drohte der Teich nach starken Niederschlägen überzulaufen, was man durch eine Intensivierung der Verregnung mit täglich bis zu 17 Stunden über eine Woche verhinderte. Der Zulauf zum Pumpwerk erfolgt aus dem Tagesspeicherbecken. Muss zusätzlich Niederschlagswasser aus dem Erdspeicherbecken verregnet werden, kann die Verbindung zwischen den beiden Speicherbecken mit einem Sperrschieber geöffnet werden (vgl. Abb. 3). Hierbei ist jedoch ein Durchflusszähler zur Erfassung der gesamten zum Verregnungsfeld gepumpten Wassermenge nicht vorhanden (Wilderer und Faulstich 1996). Da die Öffnung des Schiebers manuell erfolgen muss, wird dieser bei fast allen Verregnungsgängen geöffnet und dann offen gelassen, wenn sich die Klärwärter nicht auf dem Gelände befinden. So wird vermieden, dass bei alleiniger Verregnung des Tagesspeichers die Pumpen heiß laufen, wenn das Becken leer ist. Auf diese Weise befinden sich die Wasserspiegel von Tagesspeicher und Erdspeicherbecken bei der derzeitigen Verregnungsweise auf der gleichen Höhe.

2.2.3 Verregnungsfeld

Lage und Einbindung in Umgebung

Das zum Abwassersystem Hiltpoltstein gehörende Verregnungsfeld befindet sich rund 250 m nordöstlich und rund 15 Höhenmeter oberhalb der Kläranlage (bezogen auf den Westrand des Feldes, zur Lage siehe Abb. 1). Es liegt auf einer mittleren Höhe von 500 m N.N., wobei das 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 13

Gelände von West nach Ost leicht ansteigt; der Höhenunterschied innerhalb des Feldes beträgt etwa 15 m. An seinem östlichen Rand wird das 3 ha große, annähernd quadratische Feld von einer bewaldeten Erhebung unterbrochen, auf der keine Verregnung erfolgt. Im Norden wird das Verregnungsfeld unmittelbar von einem markierten Wanderweg begrenzt, die Westgrenze bildet ein unbefestigter Feldweg und die Südgrenze ist ein nur von Einheimischen genutzter Fahrweg. Im Osten ist das Feld nicht direkt zugänglich, ein niederer Zaun sowie Buschwerk bilden hier die Grenze. Als Anlieger sind östlich des Feldes eine vom Landkreis Forchheim betriebene Kirschenzucht-Versuchsanlage und westlich die Holzhandlung Stefan Heck zu nennen. Die nächstgelegenen Wohnhäuser (Schulstraße) befinden sich etwa 150 m vom Südrand des Feldes entfernt, wobei aufgrund eines bewaldeten Höhenrückens keine Sichtverbindung besteht.

Boden und Vegetation

Die Beschaffenheit des Bodens auf der Verregnungsfläche wurde im Rahmen eines Untersuchungsprogramms der Universität München im Jahr 1995 genauer untersucht (Wilderer und Faulstich 1996). Demnach fand sich eine Braunerde vor, die in allen Horizonten stark bindig-klebrig war, jedoch keine Anzeichen von Staunässe aufwies. Die Korngrößenverteilung (Bereich 2000 bis < 63 µm) ließ im A-Horizont (0 bis 20 cm, A = mineralischer Oberbodenhorizont) einen mittelschluffigen bis stark lehmigen Sand erkennen, der sich ab dem Bv-Horizont (20 bis 90 cm, Bv = mineralischer Unterbodenhorizont, durch Verwitterung verbraunt und verlehmt) zum sandigen Lößlehm und dann bis zum Bvt- Horizont (90 bis 120 cm, Bvt = Bv-Horizont, durch Einwaschung mit Ton angereichert) zum lehmigen Ton entwickelte. Im Cv-Horizont (120 bis 400+ cm, Cv = mineralischer Untergrundhorizont, angewittert bis verwittert) nahm der Anteil der Tonfraktion zugunsten einer Mittel-Feinsandfraktion drastisch ab. Die vorgefundenen Materialien können als mehrere Meter mächtige lehmig-sandige Deckschichten interpretiert werden. In einer Tiefe von etwa 40 cm liegt zudem eine annähernd durchgehende Lage von Quarzsandsteinbrocken vor (Kallmünzer, vgl. auch Kapitel 2.1.2), die Durchmesser von bis zu 30 cm zeigen.

Bei dem Verregnungsfeld handelt es sich um ehemaliges Ackerland, welches in den ersten ein bis zwei Jahren nach dem Beginn der Verregnung als Grünland weitergenutzt wurde. Durch die Befahrung mit landwirtschaftlichen Maschinen kam es jedoch zu einer Bodenverdichtung und damit zur Bildung von Staunässe, so dass die landwirtschaftliche Nutzung eingestellt wurde (Wilderer und Faulstich 1996). Der Bewuchs des Verregnungsfeldes wird infolge der langjährigen Zufuhr von nährstoffreichem Abwasser von Brennnesseln dominiert (siehe Abb. B5 in Anhang B). Diese sind flächendeckend vorhanden, wobei ihre Sprosse Wuchshöhen von bis zu 2 m erreichen können. Ab Spätherbst kommt es durch Frosteffekte zum Zusammenfallen der Brennnesseldecke. Auf der Bodenoberfläche wachsen Moose, zudem kommen auf der Fläche vereinzelt Bärenklau-Stauden und Disteln vor. Von den Rändern her 14 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

wachsen Bäume und Sträucher langsam in das Feld hinein.

Verwendetes Beregnungssystem

Das in Hiltpoltstein verwendete Beregnungssystem stellt sich wie folgt dar: Vom Pumpenhaus wird das Abwasser über ein Rohr zum unteren Rand des Feldes geleitet. Aus dem dort verlaufenden Verteilerstrang gehen sechs parallele Stränge rechtwinklig nach Osten, auf denen die Regner installiert sind; alle Rohre sind unterirdisch verlegt (Wilderer und Faulstich 1996, vgl. Abb. 4). Insgesamt stehen 35 Regner zur Verfügung, deren Düsen Öffnungsweiten von 8 mm besitzen. Die Nennwurfweite eines jeden Regners beträgt 20 m, die praktisch erreichte Weite nur 15 m (siehe auch Abb. B6 in Anhang B). Die Anzahl der Regner pro Strang ist unterschiedlich und liegt zwischen drei und acht, in der Regel jedoch bei sechs (Abb. 4). Bei der Verregnung werden nur ein bis zwei Stränge genutzt, da mit den zur Verfügung stehenden Pumpen nur sechs bis neun Regner mit genügend Druck beaufschlagt werden können. Aufgrund des Defekts einer Pumpe kann momentan pro Verregnungsgang nur ein Strang beschickt werden (Fritz Bauernschmidt, Gemeindearbeiter, pers. Mitteilung).

2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 15

Abb. 4: Anordnung der Regner auf dem Verregnungsfeld Hiltpoltstein von Nord nach Süd, nicht maßstäblich .

Der Wartungszustand der Regner ist insgesamt als schlecht zu bezeichnen; manche Regner sind blockiert, andere führen nicht die volle Kreisbewegung aus. Auch eine Umstellung der Regner auf andere Stränge erfolgt selten, so dass meist die gleichen Teilflächen beregnet werden. Die Beregnungsintensitäten variieren stark und können bis zu 80 mm d-1 bzw. 600 mm Woche-1 betragen (Kap. 3.2.4 ff). Insgesamt wurden im Laufe des einjährigen Untersuchungszeitraums etwa 59 000 m3 Schmutz- und Niederschlagswasser verregnet.

Hygienische und ästhetische Situation

Trotz der hohen hydraulischen Belastungen wurde auf dem Verregnungsfeld selten Oberflächenabfluss beobachtet (Fritz Bauernschmidt, Gemeindearbeiter, pers. Mitteilung). Dennoch wurde auch während der Verregnungspausen auf dem Feld und an dessen Rändern ein deutlicher Abwassergeruch wahrgenommen und bei Wind zudem eine Verdriftung von Aerosolpartikeln beobachtet (vgl. Kap. 3.3.7). Wird während anhaltendem Frost verregnet, gefriert ein Teil des verregneten Abwassers auf Pflanzen und Boden und es kommt zu massiven Eisbildungen (siehe Abbildungen in Anhang D). Bei der Schneeschmelze kann das akkumulierte Abwasser dann wieder schlagartig freigesetzt werden.

Belastungssituation der Bodenschichten

Auf dem Verregnungsfeld wurden in den letzten 20 Jahren mehrfach Untersuchungen zu dessen Belastungssituation durchgeführt. Hierbei kommen frühere Gutachten vom Bayerischen Landesamt für Wasserwirtschaft (LfW 1980) und vom Lehrstuhl für Geologie 16 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

der Universität Erlangen-Nürnberg (1985) zu einer positiven Beurteilung der praktizierten Abwasserverregnung. Von September 1994 bis März 1995 führte der Lehrstuhl für Wassergüte- und Abfallwirtschaft der TU München im Auftrag des Bayerischen Landesamtes für Wasserwirtschaft (LfW) ein Projekt zur Erfassung der Belastungssituation des Verregnungsfeldes durch (Wilderer und Faulstich 1996). Der Sickerkörper (Boden/Deckschichten) wurde bis in 4 m Tiefe untersucht. Sickerwasser (Probenahme mittels Saugkerzen bis zu 3.5 m Tiefe) und Verregnungswasser wurden an drei Terminen im März 1995 beprobt und auf ausgewählte physikalische, chemische und mikrobiologische Parameter getestet. Man kam zu dem Ergebnis, dass die Schadstoffbelastung des Bodens insgesamt niedrig ist und dass auch unter Frostbedingungen bereits in den obersten Bodenhorizonten eine hohe Reinigung des Verregnungswassers erfolgt. Von 18 Analyseparametern überschritten nur die Stickstoffparameter die derzeit gültigen Grenzwerte der Trinkwasserverordnung. Man schloss daraus, dass der lehmig-sandige Boden für eine Infiltration und Reinigung von Abwasser gut geeignet ist. Allerdings wurde eine Kontamination des Verregnungsfeldes mit fäkalcoliformen Bakterien bis in 4 m Tiefe festgestellt. Eine Beurteilung der Belastung des Karstgrundwassers erfolgte nicht.

2.3 Arbeitsplan und Untersuchungsprogramm

2.3.1 Zeitlicher Ablauf des Entwicklungsvorhabens

Das Vorhaben wurde ab dem 01.11.1998 für 1,5 Jahre geplant. Davon war ein Jahr für die eigentlichen Untersuchungen und der Rest für die Vorbereitungen und die Auswertung der Ergebnisse vorgesehen. Die Untersuchungen sollten einen gesamten Jahresgang umfassen, um sowohl die kalte als auch die warme Jahreszeit zu charakterisieren. Dabei sollten auf dem Verregnungsfeld ausgewählte physikalische, chemische, biochemische und mikrobiologische Parameter (s.u) des applizierten Abwassers und des Sickerwassers in verschiedenen Tiefen untersucht werden. Der Vertrag zur Durchführung des Entwicklungsvorhabens wurde am 05.11.1998 abgeschlossen. Nach der verwaltungstechnischen Überprüfung des Vertrages durch die Universität Bayreuth konnte die Ausgabe von Mitteln ab Mitte November vorgenommen werden. Dieser Termin markiert den Beginn der Arbeiten. Die Arbeiten zum Herrichten und Ausstatten der Messstelle (Kap. 2,3) waren Ende Januar beendet. Am 25.01.1999 wurde die Beregnung der Beprobungsflächen wieder in Betrieb 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 17

genommen. Am 26.01.1999 wurden erstmals Proben genommen die allerdings nicht untersucht wurden. Die laufenden Messungen des Untersuchungsprogramms (Kap. 2.2.3) begannen eine Woche später am 02.02.1999.

2.3.2 Arbeitsplan

Der Arbeitsplan umfasste folgende Aufgaben:

• Herrichten und Ausstatten der Messstelle (Kap. 2.3); • Instandsetzen, Instandhalten, Betreiben und Warten aller für das Vorhaben notwendigen Messeinrichtungen und sonstigen Einrichtungen, einschließlich Versorgungseinrichtungen und Übernahme der Stromkosten;

• Entnehmen und Transportieren der Sickerwasserproben zum Labor; • Einsammeln der Proben für zwei Markierungsversuche; • Analysieren und Werten der Sickerwasserproben; • Ermitteln des verregneten Abwassers in m3/d anhand der Betriebsstunden der Pumpen zur Beschickung des Verregnungsfeldes;

• Ermitteln von Bodenfeuchte und -temperatur durch Tensiometer und Temperaturfühler; • Anfordern, Sammeln und Werten der erforderlichen Daten nahegelegener Wetterstationen von a) Hiltpoltstein (neben Verregnungsfeld), Messstation der Bayer. Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau Freising, Ansprechpartner: Herr Kerscher, Tel. 089/17800-235; b) Gräfenberg und Kasberg, Landkreis Forchheim, Messstationen des Deutschen Wetter- dienstes.

2.3.3 Messprogramm

Das durchgeführte Messprogramm am Verregnungsfeld ist in Tab. 1 aufgelistet.

Tab. 1: Untersuchte Parameter und Messprogramm.

Parameter Messhäufigkeit Probenart

Allgemeine Betriebs- und Umgebungsparameter 18 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

Kläranlagenzufluß (m3/d) täglich Tagessumme verregnetes Abwasser (m3/d) täglich Tagessumme Beginn und Ende der Beregnung im Verregnungsfeld (in h) nach Anfall Niederschlagshöhe Bereich Verregnungsfeld (mm/d) täglich Bodentemperatur, -feuchtigkeit im Verregnungsfeld kontinuierlich Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit Bereich Verregnungsfeld täglich

Chemische, biochem., physik./chem. Untersuchungen für Infiltrat (im Pufferbecken) und Perkolat (in 0,25, 0,50, 1,00 und 3,50 m Tiefe)

CSB, BSB5, PO4-P, NH4-N, NO3-N, NO2-N, LF, 1 x je Woche Infiltrat: Stichprobe Temperatur, pH-Wert Lysimeter-Perkolat: Wochen-Mischprobe, Saugkerzen-Perkolat: 3-Tages-Mischprobe Chlorid, Sulfat, Bor, Kupfer, Zink 1 x jede 4. Woche Mikrobiologische Untersuchungen für Infiltrat (im Pufferbecken) und Perkolat (in ca. 1 m Tiefe) Koloniezahl, E.coli, coliforme Keime, fäkale 1 x alle 4 Wochen Wochen-Mischprobe Streptokokken, zusätzliche Untersuchungen nach Bedarf: nach bes. Vereinbarung Coliphagen, enterale Viren, parasitäre Protozoen

Einsammeln von Proben für Markierungsversuch Probensammlung des Perkolats für 4 Versuche, insgesamt ca. 550 (in 0,25, 0,50, 1,00 und 3,50 m Tiefe) Einzelproben

2.3.4 Verwendete Analysenmethoden

Die chemische Analytik wurde an der Universität Bayreuth durchgeführt. Mit der mikrobiellen Analytik wurde die Fa. Aqua Control, Konradsreuth (bei Hof) beauftragt. Tabelle 2 listet die verwendeten analytischen Methoden.

Tab. 2: Verwendete Analysenmethoden.

CSB DIN 38 409-H 41

BSB5 DIN 38 405-H 51

PO4-P DIN 38 405-D 11-4

NH4-N DIN 38 406 E 5

NO3-N DIN 38 405-D 29

NO2-N DIN EN 26 777 (ehemals D 10); Bestimmungsgrenze (=BG) 0,05mg/l Bor DIN 38 405 -D17, DIN EN ISO 11 885 (ehemals E 22); BG 0,05mg/l 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 19

Chlorid EN 130 10304-1-D19 Sulfat EN 130 10304-1-D19 Cadmium DIN 38 406 E 22 Kupfer DIN 38 406 E 22 Zink DIN 38 406 E 22 Koloniezahl DEV Band 4, K6, DIN 38 411-K6 E. coli DEV Band 4, K6, DIN 38 411-K6 coliforme Keime DEV K6 fäkale Streptokokken ISO 7899 od. TrinkwV Anlage1, Nr,3

20 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

2.4 Ausstattung der Messstelle

2.4.1 Wiederherstellung der Stromversorgung

Bei der Einrichtung des Beobachtungsschachtes durch die TU München stellte die an das Verregnungsfeld angrenzende Firma STEPHAN HECK einen Stromanschluss zur Verfügung. Dieser Anschluss kann weiter genutzt werden. Die Stromleitung für die Stromversorgung des Schachtes wurde bisher oberirdisch über drei Masten zum Schacht geführt. Da während der ersten Projektphase der TU München die Stromleitung zweimal durch den ausgefahrenen Kran eines Lkws abgerissen und am Ende der Projektphase nicht mehr erneuert wurde, war es notwendig eine neue Leitung zu installieren. Da nicht sichergestellt werden konnte, dass die oberirdisch verlegte Leitung wieder abgerissen wird, aber für den Untersuchungszeitraum von einem Jahr eine sichere Stromversorgung gewährleistet sein musste, bestand die einhellige Meinung zwischen Auftraggeber, Auftragnehmer und der Elektrofirma die neue Leitung unterirdisch zu verlegen, wozu die FIRMA HECK auch freundlicherweise zustimmte. Die Stromversorgung für den Beobachtungsschacht wurde am 03.12.1998 unter Mithilfe der Gemeinde Hiltpoltstein von der örtlichen Elektrofirma LEIBINGER wiederhergestellt. Hierzu wurde durch das ortsansässige Fuhr- und Transportunternehmen MEIER mittels Bagger ein Graben ausgehoben und das leihweise zur Verfügung gestellte Gummikabel 5x16 mit Kunststoffpanzerrohren FFKUS 36 im Boden verlegt. Die Verlegearbeiten wurden von den Gemeindearbeitern tatkräftig unterstützt. Als Anschluss diente wieder eine CEE- Dreiphasenstrom-Steckdose (16A) auf dem östlichen Gelände der Firma HECK, wo ein Baustromverteiler mit Zähler, Fehlerstrom-Schutzschalter und Sicherungen aufgestellt wurde.

2.4.2 Installation von Lysimetern

Die Erfassung von Makroporenfluss sowie die Bestimmung der mikrobiologischen Parameter (Koloniezahl, E.coli, Coliforme Keime, Fäkalstreptokokken) ist mit den im Schacht installierten Saugkerzen nicht möglich. Daher sollten zusätzlich zu den Saugkerzen Lysimeter im Schacht sowie im nahen Umfeld des Schachtes installiert werden. Zum Einsatz kamen drei verschiedene Lysimetertypen. Im Schacht wurden Halbschalen-Lysimeter eingesetzt, die vom LfW bereits in unterschiedlichen Projekten verwendet werden. Es handelt sich dabei um frei dränende Lysimeter. Im nahen Umfeld des Schachtes kamen ebenfalls frei dränende Lysimeter zur Verwendung, die von einem früheren Projekt am Lehrstuhl Hydrologie (Herrmann et al., 1992) zur Verfügung standen. Als dritte Variante wurden Dochtlysimeter eingebaut. Diese haben gegenüber den frei dränenden Lysimetern den Vorteil, dass

Sickerwasser auch noch unter leicht ungesättigten Bedingungen (ca. –30 bis – 40 cmWS) anfällt. 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 21

Abb. 5: Räumliche Anordnung der drei eingebauten Halbschalen-Lysimeter mit Tiefenangabe und Bezeichnung. Weiterhin sind die Tensiometer (Ost) und die Temperatursensoren (Südost) mit eingezeichnet.

2.4.2.1 Halbschalen-Lysimeter

Vom 03.-04.12.1998 wurden durch das Landesamt für Wasserwirtschaft sogenannte Halbschalen(HS)-Lysimeter im Beobachtungsschacht installiert. Insgesamt wurden drei HS- Lysimeter eingebaut (Abb. 2), eines in 1,0 m Tiefe in Richtung Osten (L8), zwei in 2,5 m Tiefe in Richtung Norden (L9) und in Richtung Ostsüdost (L10). Das Lysimeter L10 wurde auf Vorschlag der Universität Bayreuth zusätzlich mit einem Glasfaserdocht versehen. Zur Installation wurden zunächst vom Schacht aus mit einer Hilti-Kernbohrmaschine (Typ: 1,5 DCM) horizontale Schächte mit einer geringen Neigung (2,6 – 4,3°) gebohrt. Der Durch- messer der verwendeten Kernbohrhülse betrug 122 mm. Die eingebauten PVC- Abwasserrohre haben einen Außendurchmesser von 110 mm, eine Wandstärke von 6 mm und eine Gesamtlänge von 110 cm. Die Rohre wurden jeweils ca. 12 cm von den Enden her auf der Hälfte aufgeschnitten und die obere Hälfte entfernt, so dass sich eine Halbschale zum Auffangen des Sickerwassers von 85 cm Länge und ca. 9,5 cm Breite ergab. Die Maße und Neigung der einzelnen Lysimeter können Abb. 3 entnommen werden. Am 10.12.1998 wurden L8 und L9 eingebaut und mit Quarzkies 5–10 mm (Mittelkies) verfüllt. Das zweite Rohr in 2,50 m (L10) wurde mit Quarzsand 0,1–0,7 mm verfüllt und mit einem Glasfaserdocht versehen. 22 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

1 m Ost

14 36 88.5x9.5 12 86X9.5 12

Gesamtlänge: 252.6 Neigung: 4.3 °

2,50 m Ost

6 27 88x9.5 12 73X9.5 6.5

Gesamtlänge: 216.5 Neigung: 2.6 °

2,50 m Nord-Ost 7 62 84x9.3 14.5 85X9.5

Gesamtlänge: 256.5 Neigung: 3.1 °

Abb. 6: Horizontale Anordnung der drei eingebauten Halbschalen-Lysimeter L8, L10, L9 (von oben nach unten) mit den jeweiligen Maßen in cm, oben die Maße der einzelnen Rohre, mit Länge und Breite der Auffangfläche, unten die Gesamtlänge und die Neigung.

An die Rohre wurde ein 90°-Bogen mit einer Reduzierung auf 50 mm angebracht und ein PVC-Rohr von 50 cm angeschlossen. An dieses ist eine 2l Glasflasche installiert, die mit einer Gummidichtung abgedichtet ist. Aus den Flaschen in 2,50 m werden die Sickerwasser- proben mittels eines PVC-Schlauches abgesaugt. Die Flasche des Halbschalen-Lysimeters in 1,00 m (L8) befindet sich oberhalb des Gitterrostes und kann daher direkt entleert werden.

2.4.2.2 Frei dränende Lysimeter und Dochtlysimeter

Neben den Halbschalen-Lysimetern war der Einbau von vier frei dränenden Lysimetern (Edelstahl, Auffangfläche 80x20 cm, Abb. 4 links) und vier Dochtlysimetern (Auffangfläche 25x25 cm, Abb. 4 rechts) durch die Universität Bayreuth vorgesehen. Die Auswahl des Ein- bauortes für die Lysimeter erfolgte nach folgenden Kriterien: Jeweils zwei frei dränende und zwei Dochtlysimeter sollten sich im Einflussbereich des Regners 1 der Reihe 3 bzw. der Reihe 4 befinden, um eine gewisse räumliche Variabilität zu erfassen. Die Probenahme des Sickerwassers sollte über Schläuche im Messschacht erfolgen, um eine Kontamination der Proben durch verregnetes Abwasser zu verhindern, daher sollte die Entfernung vom Schacht nicht allzu groß sein. Allerdings sollten die Lysimeter durch den Schacht und die Zufahrtstraße zum Schacht nicht beeinflusst werden. Weiterhin durfte der Bagger zum Ausheben der Gruben das Verregnungsfeld nicht befahren, d.h. die Gruben mussten von der Zufahrtstraße aus ausgehoben werden. Hieraus ergab sich die in Abb. 5 und 6 abgebildete 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 23

Position der Lysimeter.

Abb. 7: Frei dränendes Lysimeter (links) und Dochtlysimeter (rechts)

Der Einbau der Lysimeter im nahen Umfeld des Schachtes fand unter äußerst ungünstigen Witterungsbedingungen statt und war zunächst für die Woche vom 14.-18.12.1998 geplant. Einige Tage vorher war eine etwa vierwöchige Kälteperiode mit einem raschen und starken Temperaturanstieg und Niederschlägen zu Ende gegangen. Bis zum 22.11.1998 war ohne Wissen des LfW und der Universität Bayreuth im Bereich des Schachtes Abwasser verregnet worden. Durch die Kälteperiode kam es, wie schon öfters in der Vergangenheit, zu einer starken Eisbildung auf der Verregnungsfläche (Anhang D, Abb. D1, D2). Ein Teil des gefrorenen Abwasser schmolz durch den Temperaturanstieg innerhalb von einigen Tagen ab (vgl. Abb. D7). Am 15.12.1998, dem Tag des geplanten Einbaues, betrug der Wasserstand im Messschacht 2 m über der Schachtsohle. Zum Einbau der Lysimeter wurden zunächst durch einen Bagger von der Zufahrtstraße des Schachtes aus jeweils eine Grube in südlicher und nördlicher Richtung ausgehoben (1 m breit, ca. 3 m lang, 1,70 m tief). Das verbliebene Eis musste entfernt werden, wobei die Bodenoberfläche etwas gestört wurde (Abb. D8). Das Aushubmaterial wurde einige Meter von den Gruben entfernt abgelagert. Die beiden Gruben füllten sich innerhalb kurzer Zeit mit Wasser (Abb. D11). Ein Einbau der Lysimeter war daher an diesem Tage nicht mehr möglich. 24 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

Nach zwei Tagen betrug der Wasserstand in den Gruben 1m unter GOK (Abb. D12). Da unter diesen Bedingungen ein Einbau weiterhin nicht möglich war, wurden die Gruben mit einer Tauchpumpe ausgepumpt und der Einbau auf Anfang Januar 1999 verschoben.

Abb. 8: Positionen der Lysimeter im Bereich des Schachtes und ihre Bezeichnung.

In der ersten Januarwoche 1999 waren die Witterungsbedingungen so, dass der Einbau ohne Probleme durchgeführt werden konnte. Die Lysimeter wurden ausgehend von den Gruben horizontal in den Boden eingebaut. Dazu wurde mit einem Spaten für die frei dränenden Lysimeter ein Schacht von 21 cm x 21 cm 90 cm tief und für die Dochtlysimeter von 26 cm x 10 cm 35 cm tief in den Boden gegraben und die Lysimeter eingebracht (Abb. D13). Auf den Lysimeterkammern befindet sich als Abdeckung ein Lochblech mit ∅ 5 mm Lochung und auf diesem ein Drahtgewebe mit 0,5 mm Maschenweite. Der Kontakt zum Boden wird durch Quarzsand mit einer mittleren Körnung von 0,7 mm hergestellt (Abb. D14). Vor Einbringen der Lysimeter wurde die Schachtdecke sorgfältig geglättet. Die Bodenstruktur oberhalb der Lysimeter wird durch diese Einbauweise nicht gestört.

Das in den Lysimetern anfallende Sickerwasser wurde über Teflonschläuche in einer 1l Glas- flasche aufgefangen. Die Glasflasche befand sich zum Schutz vor dem überstehenden Boden 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 25

in einer Kunststofftonne von 7l Inhalt (Abb. D15). Das gesammelte Sickerwasser wird aus der Flasche und dem Behälter jeweils separat über einen PVC-Schlauch abgesaugt (Abb.

D16). Nach dem Einbau der Lysimeter wurden die Gruben wieder verfüllt.

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3.50 0

, , 5 5

2 2 . .

0 0 0.25 , 1.00 1 . 0.50 0 Hang 0.50 1.00 0.25 L9 2 .50 m

3.50

14.30 12.50 + + Regner 4.1 Regner 3.1

0

5

.

3 1m 1m

2

0

L

7

1 .

L 4 4.20 5.10 7.70 5.30 6.90 4.40 6.30

6

4

5

L

L

L

3

7

L

L m 1m m 0 0 3 3 1. 1. 1m 1m t h c a h c S

m t zu r h fa Zu

Feldweg

Abb. 9: Gesamtübersicht der Anordnung des Schachtes, der Regner 3.1 und 4.1 und der Lysimeter.

In der südlichen Grube war es nicht möglich alle vier vorgesehenen Lysimeter einzubauen. In diesem Bereich befand sich ein hoher Anteil an großen Steinen mit bis zu 50 cm Durchmesser, wodurch etwa 2/3 der Grubenwand für einen Einbau der Lysimeter versperrt war. Es konnten daher in der südlichen Grube nur zwei Docht- und ein frei dränendes Lysimeter eingebaut werden. Nach dem Einbau der Lysimeter wurden die Gruben durch den Bagger mit dem Aushub 26 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

wieder verfüllt. Dabei wurde nach etwa der halben Füllmenge der Boden leicht durch die Baggerschaufel verdichtet. Der oberflächennahe Boden wurde nach der abgeschlossenen Verfüllung nicht verdichtet.

2.4.3 Einbau der Tensiometer und Temperatursensoren

Zur Messung der Saugspannung im Boden wurden vom Schacht aus in sechs verschiedenen Tiefen (0,25, 0,50, 1,00, 1,50, 2,50 und 3,50 m) Tensiometer der Fa. UIT GmbH Dresden installiert. Es handelt sich dabei um Einstichtensiometer aus Edelstahl von 10 mm Durchmesser und einer Länge von ca. 1 m (Abb. 7). Die Tensiometer haben vorne eine 3 cm lange Spitze aus Edelstahl, dahinter ist der Keramikkörper zur Messung der Wasserspannung angebracht. Die Ausführung in Edelstahl ermöglicht es kürzere Tensiometer (bis 30 cm) ohne Vorbohren in den Boden einzuschlagen. Bei längeren Ausführungen ist allerdings ein Vorbohren notwendig. Im Schacht wurde zunächst ein Loch von 12 mm Durchmesser in die Betonwandung gebohrt und dann mit einem vorne angeschärften Rohr horizontal der Boden 95 cm tief ausgestochen. Anschließend wurde das Tensiometer eingeführt und die letzten 10 cm vorsichtig mit einem Gummihammer eingeschlagen. Nach dem Einbau wurden die Tensiometer mit entlüftetem VE-Wasser gefüllt und am Ende des Hüllrohres der Druckaufnehmer angeschlossen. Die Einbauposition der Tensiometer zwischen dem Lysimeter L8 und der Saugkerze NO350 kann Abb. 2 entnommen werden. Es war allerdings nicht möglich, alle Tensiometer exakt untereinander einzubauen, da in einigen Fällen aufgrund von Steinen etwas nach rechts oder links von der Lotrechten abgewichen werden musste. Die Bodentemperatur wird mit Temperatursensoren Typ SKTS 200 mit 10k Thermistor (Abb. 8) der Firma UP GmbH in vier verschiedenen Tiefen (0,10, 0,25, 0,50 und 1,00 m) gemessen. Die Temperatursensoren haben eine Länge von 7,5 cm und einen Durchmesser von 10 mm. Zum Einbau der Sensoren wurde das Anschlusskabel durch ein Plexiglasrohr von 10 mm Außen- und 7 mm Innendurchmesser und 1 m Länge geführt und der Sensor mit Klebeband am Rohr befestigt. Der Einbau der Sensoren erfolgte analog wie bei den Tensiometern. Die Einbauposition der Temperatursensoren gibt Abb. 2 wieder. Auch hier war es nicht möglich alle Sensoren exakt in der Lotrechten zu installieren. 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 27

106 3.0 3.5 ∅ 1

Druckaufnehmer

Abb. 10: Tensiometer (Maße in cm).

107.5 7.5 Sensor ∅ 1 Plexiglasrohr

Abb. 11: Temperatursensor SKTS 200 mit 10k Thermistor mit Plexiglasrohr (Maße in cm).

Alle Sensoren wurden an einem Datenlogger DL-2e der Firma Delta–T Devices angeschlossen. Die Messwerte wurden alle fünf Minuten gemessen und alle 30 Minuten als Mittelwerte abgespeichert. Die Daten wurden wöchentlich mit einem Laptop aus dem Datenlogger ausgelesen.

2.4.4 Inbetriebnahme der Saugkerzen

Das Messprogramm sieht vor, Sickerwasserproben aus den Saugkerzen in 0,25, 0,50, 1,00 und 3,50 m Tiefe zu gewinnen. Die Überprüfung der Saugkerzen in diesen Tiefen ergab, das die Saugkerze SO50 ausgebaut und bei der Saugkerze NO50 die Kapillare zum Absaugen des Sickerwassers abgerissen war. Die Saugkerze NO50 wurde ausgebaut, die Kapillare angeklebt und wieder eingebaut. In SO50 wurde eine Ersatz-Saugkerze installiert. Die beiden 28 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden

Saugkerzen wurden dabei nicht eingeschlämmt, da dies durch die TU München ebenfalls nicht vorgenommen wurde. Die Geräte zur Gewinnung des Sickerwassers (Vakuumpumpe und Saugflaschen) waren nicht mehr vorhanden und mussten neu installiert werden. Es wurden 1 l Saugflaschen zum Sammeln der Proben verwendet. Der Unterdruck wurde durch eine Membranpumpe MZ–2 der Firma VACUUBRAND erzeugt, die einen Vorratsbehälter (Bierfass) evakuiert. Die Regelung des Unterdruckes erfolgte durch ein einstellbares Manometer. Der eingestellte Unterdruck zum Absaugen des Sickerwassers betrugt –800 mbar. Da nach dem Messprogramm Tagesmischproben für die Untersuchungen zu gewinnen waren, wurde die Vakuumpumpe jeweils 24 h vor dem Probenahmetermin durch eine Zeitschaltuhr eingeschaltet.

2.4.5 Probenbezeichnungen

Die folgende Tabelle gibt die im Bericht verwendeten Messstellen– und Probenbezeichungen an (vgl. Abb. 5 und 6):

Tab. 3: Verwendete Probenbezeichnungen.

Saugkerzen: NO25, NO50, NO100, NO350, SO25, SO50, SO100, SO350

SO: Südost NO: Nordost, die Zahl gibt die Einbautiefe in cm an.

Lysimeter: L1 Dochtlysimeter T 100; N 5,10; W 3,50; L2 FD-Lysimeter T 100; N 4,20; W 3,50; L3 FD-Lysimeter T 100; N 4,40; W 4,70; L4 Dochtlysimeter T 100; N 5,30; W 4,70; 2 Standort, Untersuchungsprogramm und Untersuchungsmethoden 29

L5 Dochtlysimeter T 130; S 7,70; W 4,70; L6 Dochtlysimeter T 130; S 6,90; W 4,70; L7 FD-Lysimeter T 100; S 6,30; W 4,70; L8 HS-FD-Lysimeter T 1,00 m; Schacht O; L9 HS-FD-Lysimeter T 2,50 m; Schacht N; L10 HS-FD-Lysimeter T 2,50 m; Schacht O;

HS: Halbschale, FD: Frei dränend T: Einbautiefe N, W, S: Nord, Süd, West; kartesische Koordinaten in m.

3 Untersuchungsergebnisse

3.1 Begleitende Versuche

3.1.1 Markierungsversuche

3.1.1.1 Geologisches Landesamt

Zur Klärung der Sickervorgänge und zur Abschätzung der Sickergeschwindigkeiten wurden auf dem Verregnungsfeld zwei Markierungsversuche durchgeführt. Die Versuche wurden im Zuge der Amtshilfe für das Landesamt für Wasserwirtschaft vom Bayerischen Geologischen Landesamt (GLA) durchgeführt. Beim ersten Markierungsversuch am 12.04.1999 erfolgte die Aufbringung des Markierungsstoffes (Uranin) und die Bestimmung des Farbstoffgehaltes in den Sickerwasserproben durch das GLA, die Probenahme durch die Universität Bayreuth. In einem Zwischenbericht (Apel et al., 1999) wurde der Markierungsversuch für den Zeitraum vom 12.04. bis 08.06.1999 ausgewertet und die Ergebnisse dargestellt. An dieser Stelle sollen daher die wichtigsten Ergebnisse nur in kurzer Form angegeben werden, für ausführlichere Informationen wird auf den Zwischenbericht des GLA verwiesen. Der Versuch hat gezeigt, dass es durch Makroporen einerseits zu einem schnellen Transport des Tracers in Tiefen von > 1m kommt, andererseits ein nicht unerheblicher Teil des Farb- stoffes im obersten Meter mit Verweilzeiten von bis zu einem Monat hängen bleibt. Eine genaue Abschätzung der Anteile des Makroporen– und des Matrixflusses ist nicht möglich. Die Modellierungen lassen nur qualitative Abschätzungen zu. Die geringsten Verweilzeiten wurden bei den Lysimetern L5-L7 beobachtet. Hier hatten die Sickerwässer schon nach 8,5 h ihr Konzentrationsmaximum erreicht, der weitere zeitliche Verlauf der Tracerkonzentrationen ist bei dieser Lysimetergruppe recht ähnlich. Bei der Lysimetergruppe L1-L4 reagieren die einzelnen Lysimeter recht unterschiedlich auf den Tracereintrag, bei den Dochtlysimetern 32 3 Untersuchungsergebnisse

werden deutlich niedrigere Konzentrationen als bei den frei dränenden Lysimetern beobachtet. Das Halbschalen-Lysimeter L8 ähnelt in seinem Konzentrationsverlauf relativ stark den Verläufen von L5–L7. Die in größerer Tiefe eingebauten Halbschalen-Lysimeter L9 und L10 reagieren längerfristig unterschiedlich, obwohl sie beide die unmittelbare Umgebung des Schachtes beproben. Bei L10 wird erst nach etwa 25 Tagen das Konzentrationsmaximum erreicht. Die beiden Saugkerzengruppen (NO und SO) weisen ebenfalls ein unterschiedliches Verhalten auf. Die Gruppe NO25–NO100 zeigt in den ersten Stunden ein einheitliches Verhalten, die Farbstoffkonzentration stieg zunächst bis 36 h an und nimmt dann wieder kontinuierlich ab. NO350 war nach 36 h trocken gefallen und lieferte kein Sickerwasser mehr. Bei der Gruppe SO reagierte in den ersten 24 h nur SO25 auf die Tracereingabe. Bei den anderen Saugkerzen erfolgte der Tracernachweis deutlich verzögert, bei SO100 sogar erst nach 15 Tagen. Der zweite Markierungsversuch wurde am 08.11.99 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in einem Bericht des GLA dargestellt (Büttner und Wagner, 2000) Als Tracer wurde der Floureszenzfarbstoff Sulforhodamin verwendet. Es wurden 3000 g im Tagesspeicherbehälter gelöst und über die Regnerreihen 3+4 verregnet. Wie beim ersten Markierungsversuch lässt der Verlauf der Durchbruchskurven die große Heterogenität des Untersuchungsgeländes sowie den Transport in Makroporen erkennen, der einen erheblichen Anteil des Wassertransportes ausmacht. Durch im Vergleich zum ersten Markierungsversuch kürzere Beprobungsintervalle zu Beginn des Versuches konnte der Tracerdurchgang bereits ab Beginn der Farbstoffeingabe lückenlos verfolgt werden. Bei einigen Lysimetern zeigte sich schon nach 3 h ein Durchbruch. Bei einigen Messstellen unterscheiden sich die Verläufe der Durchbruchskurven des ersten und zweiten Markierungsversuches. Die Durchbruchskurven der Messstellen in 2,5 und 3,5 m Tiefe weisen darauf hin, dass hier ein lateraler Zufluss stattfindet. Die Modellierung der Durchbruchskurven mit einem Zwei-Regionen-Modell zeigte, dass beim Einsetzen von Parametern, die an Geländeversuchen mit in Bayern üblichen klimatischen Randbedingungen geeicht wurden (z.B. in Wagner et al., 1997) der Durchbruch des Tracers an den Standorten der Lysimeter deutlich später erfolgen würde, als beobachtet. Eine zumindest qualitativ gute Übereinstimmung ließ sich beim Einsetzen einer Dispersionslänge in der Größenordnung von 101 bis 102 Metern erzielen. Solche Dispersionslängen werden sonst üblicherweise im Grundwasserleiter bei Sanden und Kiesen angetroffen (siehe z.B. Dickopf, 1994). Für den untersuchten Bereich sind diese Werte nicht im klassischen Sinn als Dispersion interpretierbar; sie zeigen primär an, dass der beobachtete Makroporenflusses mit dem verwendeten Modell nicht als Prozess wiedergegeben werden kann. 3 Untersuchungsergebnisse 33

3.1.2 Färbeversuche

Um die Transportmuster im Untergrund zu visualisieren, wurde nach Abschluss des Entwicklungsvorhabens ein abschließendes Tracerexperiment mit gefärbtem Wasser durchgeführt. Die Durchführung des Färbeversuches mit dem Lebensmittelfarbstoff Brilliant Blue erfolgte am 17.05.00 und 18.05.00 im Rahmen des Ausbaus der Lysimeter. Die Ergebnisse dieses abschließenden Versuchs sind im Anhang E dargestellt. Sie werden bei Wagner et al. (2001) interpretiert. Des weiteren wurden nach Abschluss des Entwicklungsvorhabens im Rahmen einer Diplomarbeit Färbeversuche durchgeführt, in denen die Ausprägung des präferentiellen Flusses in Abhängigkeit von einer oberflächennahen Bodenbearbeitung und in Abhängigkeit von der Applikationsrate untersucht wurde. Die Arbeit bestätigte zum einen die große räumliche Variabilität des präferentiellen Flusses; zum anderen konnte in der Tendenz eine Reduktion des präferentiellen Flusses bei geringeren Beaufschlagungsraten und bei Bodenbearbeitung gezeigt werden (Kern, 2001).

3.1.3 Standzeitversuch

Ein nicht vernachlässigbares Problem bei der Gewinnung von Sickerwasser durch Saugsonden und Lysimeter ist die Veränderung der Probe während und nach dem Eintritt in das Probenahmesystem (Grossmann 1988). Hier muss stets ein Kompromiss zwischen Probensammelzeit und benötigter Probenmenge für die anschließenden Analysen gefunden werden. Zu Beginn der Untersuchungen war nicht bekannt, in welcher Zeit welche Sickerwassermengen in den Lysimetern und Saugkerzen anfallen werden. Vertraglich war vorgesehen für die Untersuchungen jeweils Tagesmischproben zu verwenden. Für die Durch- führung aller chemischen und biochemischen Untersuchungen wurden jeweils mindestens 100 ml benötigt. Für die mikrobiologischen Untersuchungen sollten jeweils 400 ml zur Verfügung stehen.

Bei den meisten Saugkerzen zeigte sich sehr schnell, dass innerhalb eine Tages nicht genügend Sickerwasser für alle Untersuchungen anfällt. Die Sammelzeit wurde daher bei den Saugkerzen auf drei Tage erhöht, wobei auch hier bei einigen Saugsonden an einigen Probenahmeterminen keine ausreichende Probemenge für alle Messungen zur Verfügung stand. Auch bei den Lysimetern zeigte sich bald, dass bei der Hälfte der Geräte innerhalb eines Tages nicht genügend Sickerwasser für alle Untersuchungen anfällt. Es wurde daher die anfangs gewählte Sammelzeit von 7 Tagen beibehalten. Zur Klärung des Einflusses der Standzeit auf die mikrobiologischen und chemischen Parameter (incl. pH und Leitfähigkeit) wurde in der 33. und 34. Kalenderwoche folgender Standzeitversuch durchgeführt: Am 16.08.99 wurden die Lysimeter entleert, die Probenahme- sammelgefäße und Probenahmegefäße gereinigt und die Saugflaschen der Saugkerzen mit 34 3 Untersuchungsergebnisse

Unterdruck beaufschlagt. Um innerhalb eines Tages genügend Sickerwasser zu erhalten wurden anschließend zusätzlich zum normalen Verregnungsprogramm 20 mm Abwasser verregnet. Hierzu musste der Weiher hinzugeschaltet werden. Zusätzlich fielen an diesem Tage noch 7 mm Niederschlag. 24 Stunden nach Beregnungsbeginn erfolgte die Probenahme der Saugkerzen und Lysimeter. Die Sickerwasserproben wurden jeweils in drei Proben für chemische und biochemische Untersuchungen aufgeteilt. Das erste Drittel der Proben wurde sofort analysiert. Das zweite Drittel der Proben wurde im Schacht bei den herrschenden Temperaturen (15-16 °C) 7 Tage im Dunkeln gelagert und dann analysiert. Das dritte Drittel der Proben wurde 7 Tage im Kühlraum bei 4 °C gelagert und dann analysiert. Anschließend wurden nochmals 10 mm Abwasser verregnet, der hinzukommende natürliche Niederschlag betrug 3 mm. Im Anschluss daran wurde die Verregnung auf den Reihen 3+4 für 7 Tage eingestellt und auf andere Reihen verlegt. Nach 7 Tagen erfolgt wieder die übliche Probenahme und die Bestimmung der chemischen und mikrobiellen (nur L2, L5, L7, L9 und L10) Parameter. Die Ergebnisse des Standzeitversuches sind in den Tabellen A 1 und A 2 sowie in den Abbildungen B 1–B 7 dargestellt. Die Abbildungen zeigen jeweils den Messwert der sofort analysierten Probe vom 17.08.99 (linke Achse) sowie die Abweichungen (rechte Achse) der beiden gelagerten Proben sowie der am 24.08.99 genommenen Probe vom Messwert der sofort analysierten Probe. Bei den chemischen und biochemischen Parametern sind für die unterschiedliche Lagerzeit der Wasserproben vom 17.08.99 die Unterschiede gering und ohne Tendenz. Die unterschiedlichen Zahlenwerte liegen im Schwankungsbereich der Analysen- werte und z. T. im Bereich der Messgenauigkeit. Bei den mikrobiologischen Parametern liegen die Ergebnisse der Proben, die sofort untersucht wurden und diejenigen, die vor der Analyse 7 Tage im Kühlschrank gelagert wurden, in der gleichen Größenordnung. Eine Ausnahme stellen die Ergebnisse der Proben dar, die 7 Tage im Schacht gelagert wurden; sie weichen deutlich von den übrigen Ergebnissen ab. Die Analysen von der regulären Probennahme eine Woche später am 24.08.99 zeigen Werte, die wiederum gut mit den Eintagesproben vergleichbar sind. Wir folgern daraus, dass die benutzte Probennahmepraxis auch bei den mikrobiologischen Parametern akzeptable Ergebnisse liefert.

Aufgrund der Ergebnisse kann man davon ausgehen, dass die 3- bzw. 7-Tagemischproben sich nicht erheblich von Eintagesmischproben unterscheiden, und die ermittelten Konzentrationen die jeweiligen momentanen in-situ Verhältnisse gut widerspiegeln.

3.1.4 Paralleluntersuchungen

Am 21.09.1999 erfolgte eine Paralleluntersuchung der Abwasser– und Sickerwasserproben durch das Wasserwirtschaftsamt (WWA) Bamberg. Die Ergebnisse sind Tab. A 3 dargestellt. Sie zeigt in Schwarz die Werte der Uni Bayreuth und in Rot die Werte des WWA Bamberg. Die Analysenergebnisse der Uni Bayreuth und des Wasserwirtschaftsamtes Bamberg stimmen 3 Untersuchungsergebnisse 35

gut überein. Die Analytik beider Labors führt zu vergleichbaren Werten.

3.1.5 Stoffwechselaktive Zellen

Zu fünf verschiedenen Terminen im November 1999 wurden vom Bayerischen Landesamt für Wasserwirtschaft der Anteil stoffwechselaktiver Zellen bestimmt. Der erste Termin diente dabei zunächst nur als Probeuntersuchung und ging nicht mit in die Auswertung ein. Zur Bestimmung der aktiven Zellen musste möglichst frisches Sickerwasser (ca. 10 ml) zur Verfügung stehen. Für die Untersuchung kamen daher nur schnell dränende Lysimeter in Frage. An den Probenahmeterminen wurde daher zunächst bei den ausgewählten Lysimetern (L2, L5, L7, L10) das vorhandene Sickerwasser abgesaugt. Danach wurde etwa eine Stunde abgewartet und das frisch angefallene Sickerwasser für die Untersuchung verwendet. Die Proben wurden vor Ort mit den Untersuchungsreagenzien angesetzt. Ein Fahrer transportierte danach die Proben unverzüglich ins Untersuchungslabor des LfW nach München, wo die Gesamtzellzahl und die Anzahl der aktiven Zellen bestimmt wurde. Abbildung B 8 zeigt den Anteil der aktiven Zellen an der Gesamtzellzahl. Der Anteil schwankte bei den verschiedenen Terminen meist zwischen 15% und 60%, wobei die meisten Werte zwischen 20% und 30% lagen. Der relative Anteil aktiver Zellen verminderte sich durch den Transport in die Tiefe nicht signifikant, d.h. auch in 2,50 m Tiefe lagen noch bis zu 30% aktiver Zellen vor. 36 3 Untersuchungsergebnisse

3.2 Hydrologische und meteorologische Bedingungen

3.2.1 Wetter, meteorologische Daten und Vegetation

Zur Aufnahme der täglichen Klimadaten stand die meteorologische Station der Kirsch- zuchtanlage Hiltpoltstein (Station 93 des Agrarmeteorologischen Messnetzes Bayern) zur Verfügung, die sich ca. 500 m östlich des Verregnungsfeldes befindet. Diese Daten wurden für die Bestimmung des täglichen Niederschlages, der Lufttemperatur und der potentiellen Evaporation nach Haude verwendet. Als Kontrolle für systematische Abweichungen dienten die Klimastation Gräfenberg-Kasberg des deutschen Wetterdienstes. Hier standen allerdings nur die Temperatur- und Verdunstungswerte von 07:30, 14:30 und 21:30 sowie der Tagesniederschlag zur Verfügung. Abbildung 12 zeigt die Lufttemperatur in 2m Höhe in Hiltpoltstein um 14:00 und in Gräfenberg-Kasberg um 14:30, ihr Verlauf ist nahezu identisch. In Abbildung 13 sind die Niederschlagssummen der beiden Stationen dargestellt. Der Verlauf ist fast identisch, nur aufgrund eines Starkregenereignisses im Februar 1999 sind die Gesamtniederschläge in Gräfenberg etwa 5 - 10 % höher. Beide Stationen liefern insgesamt sehr gut vergleichbare Werte.

35

30

25

20

15

° C 10 Hiltpoltstein 14:00 Gräfenberg-Kasberg 14:30 5

0

-5

-10 Feb 99 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99

Abb. 12: Lufttemperatur in 2m, Hiltpoltstein 14:00, Gräfenberg-Kasberg: 14:30. 3 Untersuchungsergebnisse 37

1000 Hiltpoltstein Gräfenberg-Kasberg 800

600 mm 400

200

0 Feb 99 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99

Abb. 13: Niederschlagssumme Hiltpoltstein und Gräfenberg-Kasberg.

Das Tagesmittel der Lufttemperatur in 2 m Höhe der meteorologischen Station der Kirschzuchtanlage Hiltpoltstein für Februar 1999 bis Januar 2000 ist im Anhang in der Abb. B 9 dargestellt. Die täglichen Niederschläge und die Niederschlagssumme sowie die tägliche potentielle Evapotranspiration und deren Summe gibt die Abb. B 10 wider. Die potentielle Verdunstung wurde auf Basis der 14-Uhr Messwerte nach der Haude-Formel auf Tagesbasis abgeschätzt. Man erkennt, dass in der Messzeit rund 900 mm Niederschlag anfielen, die relativ gleichförmig übers Jahr verteilt sind. Von Mai bis September werden sie von der Verdunstung kompensiert, während sie von November bis März praktisch vollständig infiltrieren.

Die erste Februarwoche war überwiegend frostfrei. Danach sanken die Temperaturen und lagen auch tagsüber meist unter –5 °C, allerdings gab es nur sehr wenige Tage mit strengem Frost unter –10 °C. In dieser Zeit bildete sich auf der Verregnungsfläche wieder Eis bis zu einer Stärke von 15 cm. Die Frostperiode ging am 18./19.02. zu Ende. Bis zu diesem Zeitpunkt fielen einige Niederschläge in Form von Schnee. Der nach dem 19.02 beginnende Temperaturanstieg war begleitet von intensiven Nieder- schlägen, die zwar überwiegend als Schnee fielen, der aber aufgrund der gestiegenen Temperaturen immer wieder schmolz und somit zu einem verstärkten Anfall von Niederschlagswasser an der Kläranlage führte. Da das Erdspeicherbecken (Weiher) voll war und überzulaufen drohte, musste ca. eine Woche lang täglich bis zu 17 Stunden verregnet 38 3 Untersuchungsergebnisse

werden. Am 23.02. wurde zum ersten mal geringfügiger Oberflächenabfluss beobachtet. Eine Woche später war der Oberflächenabfluss zum Gelände der Firma HECK so massiv, dass am 02.03. die Verregnung auf den Reihen 3 und 4 eingestellt und auf die Reihe 1 verlegt werden musste. In der darauffolgenden Woche schmolz das noch auf der Fläche der Reihe 3 und 4 befindliche Eis, am 08.03.1999 war das Gelände eisfrei. Die Niederschlagsmenge im Februar betrug 79,6 mm. Der März war nahezu frostfrei mit Ausnahme von einigen geringfügigen Nachtfrösten. Um den 09.–11.03. gab es etwas intensivere Niederschläge, was dazu führte dass in diesem Zeitraum verstärkt Niederschlagswasser mit verregnet werden musste. In der zweiten Monatshälfte wurde ein Teil des Erdspeicherbeckeninhalts auf der Verregnungsfläche verregnet, wobei das Wasserspiegel im Erdspeicherbecken etwa um einen Meter abgesenkt wurde. Oberflächenabfluss wurde bei dieser intensiven Beaufschlagung nicht beobachtet. Die Niederschläge erreichten 65 mm. Im April stieg die Lufttemperatur von im Mittel allmählich auf etwa 10°C an, zur Monatsmitte Monats fielen die Temperaturen nochmals bis nahe 0°C, stiegen dann aber rasch wieder auf ca. 12°C an. Die Niederschläge von insgesamt 62,6 mm waren relativ gleichmäßig über den Monat verteilt. Etwas intensivere Niederschläge gab es lediglich Ende des Monats. An Bewuchs lagt im April überwiegend Moos und Gras vor. Die Brennesseln wuchsen von 3 cm auf Höhen von ca. 10 cm am Ende des Monats. In den ersten drei Wochen des Mai lag die Temperatur im Mittel überwiegend zwischen 10 und 15°C, erst zum Ende des Monats stieg sie auf etwa 20°C an. Die Niederschläge waren mit 86,8 mm deutlich höher als im April und gingen in den ersten drei Wochen nieder. Die letzte Woche blieb trocken. Im Laufe des Monats wuchsen die Brennesseln bis auf 100 cm heran und überdeckten sehr rasch jegliche andere Vegetation. Der Juni blieb mit Temperaturen im Mittel zwischen 10 und 15°C relativ kühl und war mit 95,6 mm recht niederschlagsreich. Am 02.06. gab es landesweit sehr intensive Niederschläge, in Hiltpoltstein wurden an diesem Tag 28 mm erreicht. Bayernweit kam es zu massiven Hochwasserschäden (Pfingsthochwasser). Die Brennessel erreichten im Laufe des Monats ihre Endhöhe von 150–170 cm.

Anfang Juli stieg die Temperatur zunächst rasch auf 25°C an, fiel aber nach einer Woche wieder auf Werte zwischen 15 und 20°C. Der Niederschlag von 74,6 mm fiel überwiegend während dreier intensiver Regenereignisse. Auf dem Verregnungsfeld kam es nun immer wieder zu einem partiellem flächenmäßigen Umknicken der Brennesseln. Auf den umgeknickten Flächen wuchsen meist sehr rasch wieder neue Brennesseln nach. Dadurch waren ab diesem Monat immer mehr jüngere Pflanzen neben älteren Pflanzen auf der Verregnungsfläche anzutreffen. 3 Untersuchungsergebnisse 39

Ähnlich wie im Juli lag zu Beginn des August die Temperatur zunächst bei etwa 20°C und ging dann wieder auf 15°C zurück. Der Niederschlag war mit 78,7 mm so hoch wie im Juli und fiel überwiegend an ein paar wenigen Tagen während der ersten drei Wochen. Zum Ende des August blieb es überwiegend trocken. Diese Trockenperiode hielt im September bis zum 20.09. an. Mit Temperaturen teilweise um 20°C wurde es nochmals spätsommerlich warm. Erst gegen Ende September sanken die Temperaturen und es traten Niederschläge auf, die insgesamt 71,9 mm erreichten. Der Oktober war abgesehen von den ersten Tagen recht trocken, die Niederschläge erreichten insgesamt 58,9 mm. Die Tagesmitteltemperatur schwankte zwischen 3 und 10°C. Mitte des Monats wurden im Bereich der Regnerreihen 3+4 die Brennesseln nahezu komplett niedergeweht. Kurz vorher wurden am 12.10. auf zwei Plots von jeweils 1 m2 Brennesseln abgeerntet. Der Ertrag der feuchten Brennesseln betrug auf dem ersten Plot 4,2 kg (Ernte ohne Wurzeln) und auf dem zweiten Plot 6,1 kg (Ernte mit Wurzeln), wobei der Wurzelanteil 19,5% betrug. Der Trockenanteil betrug beim ersten Plot 24,7%, beim zweiten 23,2% für den oberirdischen Anteil und 29,2% für die Wurzeln. Im November sanken die Temperaturen rasch und blieben bis zur Monatsmitte einige Tage unter dem Gefrierpunkt. Mit den sinkenden Temperaturen bildete sich auf dem Verregnungs- feld erstmals wieder eine Eisschicht die bis Ende des Monats bestehen blieb. Die Nieder- schläge fielen zum größten Teil zu Beginn des Monats und erreichten 63,4 mm Im Dezember stiegen die Temperaturen wieder auf bis zu 5°C an, wodurch die Eisschicht allmählich abtaute. Da danach nur noch kurze Frostperioden auftraten, bildete sich nur noch eine geringe Schnee und Eisschicht. Die Gesamtniederschläge betrugen 104,9 mm. Der Januar begann mit Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt. Zur Monatsmitte hin sanken die Temperaturen allmählich bis – 5°C. Es bildet sich wieder allmählich eine dickere Eisschicht. Gegen Monatsende gab es für ein paar Tage etwas strengeren Frost mit Temperaturen unter – 10°C. Die Niederschläge erreichten 42,3 mm.

Die Gesamtniederschläge von Februar 1999 bis Januar 2000 betrugen 884,3 mm. Die potentielle Evaporation nach Haude ergab 555 mm (Abb. B 10), dies sind 63% des Niederschlags.

3.2.2 Bodentemperatur

Abbildung B 9 zeigt den Verlauf der Bodentemperatur als Tagesmittel in vier verschiedenen Tiefen für Februar 1999 bis Januar 2000. Im Februar war die Bodentemperatur in allen Tiefen durch die gebildete Eisschicht von der Umgebungstemperatur nahezu unbeeinflusst. Die Temperaturen lagen meist zwischen 0 und 1°C, wobei die Temperatur in 50 cm etwas niedriger war als in 25 cm. Die niedrigere Temperatur in 50 cm Tiefe hat sich durch die 40 3 Untersuchungsergebnisse

vorhergehenden Frostperioden ergeben, d.h. der Boden war zeitweise bis in diese Tiefe gefroren. Durch steigende Umgebungstemperaturen ist der Boden dann bis 25 cm wieder aufgetaut (0°C). Durch die sich anschließend gebildete Eisschicht kam es zu keinem größerem Wärmeeintrag mehr, so dass der gefrorene Boden in 50 cm quasi konserviert blieb. Nachdem die Eisschicht auf der Verregnungsfläche um den 06.03. abgeschmolzen war, stiegen die Temperaturen im Boden entsprechend der steigenden Umgebungstemperatur allmählich an. In 10 cm Tiefe verlief die Bodentemperatur meist ähnlich zur Lufttemperatur. In tieferen Zonen beobachtete man die zeitlich verzögerte, in der Amplitude gedämpfte Reaktion der Temperatur. Bis Ende März waren die Temperaturen in 25 bis 100 cm auf etwa 4 bis 6°C angestiegen. Nach einer kurzen Stagnation im April ereichten sie Ende des Monats 8 bis 12°C. Im Mai erhöhten sich die Temperaturen zunächst nur langsam, gelangten dann aber bis Ende des Monats auf 13 bis 16°C. Im Juni fielen die Temperaturen auf etwa 12 bis 13°C und stiegen bis Ende des Monats wieder auf etwa 15 bis 16°C an. Die Maximalwerte von 17 - 18°C wurden bis Ende Juli erreicht und hielten bis etwa Anfang August an, danach fielen die Temperaturen wieder auf Werte von 15°C bis Ende September ab. Dabei kehrte sich die Temperaturabfolge jetzt auch um, d.h. die höchste Temperatur ist jetzt in 100 cm anzutreffen, darüber waren die Temperaturen niedriger. Im Oktober sanken die Temperaturen weiter und lagen Ende des Monats bei 9 - 10°C. Dieser Trend setzte sich in den folgenden Monaten fort, Ende November waren 2 - 5°C erreicht und Ende Dezember 1 - 3°C. Zum Ende der Messperiode lagen die Temperaturen zwischen 0°C in 10 cm und 3°C in 100 cm und hatten damit in etwa wieder die Anfangswerte erreicht. Die Temperatur in 10 cm unterliegt vor allem im Frühjahr aufgrund des fehlenden Bewuchses sehr starken tageszeitlichen Schwankungen. Im April beträgt die Amplitude bis zu 20°C und erreicht Spitzenwerte, die bereits genauso hoch sind wie im Sommer.

3.2.3 Pumpenleistung

Das in Hiltpoltstein laufend anfallende Abwasser wird in einem Tagesspeicherbecken gesammelt. Niederschlagswasser, das von Oberflächenabfluss von Straßen und Dachflächen stammt, wird über eine getrennte Kanalisation einem großen Teich zugeleitet, der sich neben der Kläranlage befindet. Das Wasser des Tagesspeicherbeckens wird durch eine automatische Steuerung mit einer Kreiselpumpe (Pumpe 1) zum Verregnungsfeld gefördert. Muss zusätzlich Teichwasser mit verregnet werden, so erfolgt dies durch Öffnen einer Verbindung zwischen Teich und Tagesspeicher und Überleiten von Teichwasser in den Tagesspeicher (Abb. 14). Bei normalen Abwasseranfall benötigt die Pumpe 1 etwa 2–3 h um das vorliegende Abwasser aus dem Speicherbehälter abzupumpen. Eine zweite Kreiselpumpe (Pumpe 2) wird üblicherweise nur bei extremen Niederschlagsanfall per Hand dazugeschaltet, Ein alleiniger 3 Untersuchungsergebnisse 41

Betrieb der Pumpe 2 erfolgt in der Regel nicht, da aufgrund eines defekten Rückschlagventils ein Teil des Abwassers über die Pumpe 1 in den Speicherbehälter zurückgefördert würde. Die Fördermengen der Pumpen wurden erstmals am 08.03.1999 bestimmt. Dies erfolgte durch Höhendifferenz-Messung im Tagesspeicherbehälter, der einen Durchmesser von 6,40 m aufweist. Zunächst wurde der Abwasserzulauf bei abgeschalteten Pumpen ermittelt. Anschließend wurde zunächst Pumpe 1 eingeschaltet und die zeitliche Abnahme des Wasserspiegels gemessen, danach wurde die Pumpe 2 dazugeschaltet und wiederum die zeitliche Abnahme ermittelt. Am Ende wurde nochmals der Abwasserzulauf bei abgeschalteten Pumpen bestimmt. Die Messungen ergaben für die Pumpe 1 eine Förderleistung von 24 m³/h, für Pumpe 2 von 9 m3/h und für Pumpe 1+2 zusammen von 32 m³/h. Die Fördermengen der Pumpen wurden am 08.11.1999 nochmals bestimmt. Die Messungen bestätigten die Ergebnisse der ersten Messungen.

Zulauf Ober- flächenwasser

Sperrschieber Teich mit Tagesspeicher Zulauf Oberflächenwasser Abwasser

Rückschlagventil 1 Rückschlag- (defekt) ventil 2

Pumpe 1 Pumpe 2

zum Verregnungs- feld

Abb. 14: Schematische Darstellung der Pumpenanordnung zur Abwasserverregnung. 42 3 Untersuchungsergebnisse

3.2.4 Beregnungsplan

Bis Ende Juli wurde entsprechend der langjährigen Praxis alles anfallende Abwasser, bis auf wenige Ausnahmen, im Bereich des Messschachtes mit den Regnern der Reihen 3 und 4 verregnet. Dies führte zu Beaufschlagungsraten bis über 80 mm/d bzw. 600 mm/Woche (Tab. A 4). Um die Spitzenbelastungen die bei Mitverregnung des Niederschlagswassers aus dem Weiher entstanden, zu verringern, wurde Anfang August ein neuer Beregnungsplan erstellt. Nach diesem Plan sollte nur noch das täglich anfallende Schmutzwasser im Bereich des Schachtes verregnet werden, was in der Regel 2–3 täglich Stunden dauert. War es notwendig, zusätzlich Regenwasser aus dem Weiher zu verregnen, wurde dieses auf einer anderen Teilfläche verregnet. In der Regel wurde dann auf den Reihen 1 oder 6 und in einigen Fällen auch auf beide Reihen zusammen verregnet. Dies erforderte, dass an diesen Tagen durch das Klärwerkspersonal die Regnerreihen manuell umgestellt werden mussten, sobald das Schmutzwasser verregnet war. Die Verregnungsdauer auf den verschiedenen Flächen wurde durch das Klärwerkspersonal in einem speziellen Protokoll festgehalten. Diese Betriebsweise wurde erstmals Ende September notwendig und wurde bis zum Ende der Untersuchungen beibehalten. Die Änderung des Beregnungsplans führte dazu, dass die Beregnungsraten nach Ende Juli im Bereich der Reihen 3 und 4etwa 20 mm/d nicht mehr überschritten.

700 Niederschlag, Station 93 Abwasser, Verregnung auf Reihe 3+4 Umstellung des Abwasser, Verregnung auf anderen R. 600 Beregnungsplans

500

400 w / mm 300

200

100

0 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 .99 99 .99 .99 .9 .9 .9 .9 9 .99 99 .99 99 .9 .9 .9 .99 .99 .9 .99 .9 .9 .99 .00 .00 .2. .2 .3. .3 .3 .4 .4 .5 .5 .6. .6 .7. .7 .8. .8 .8 .9 .9 0 1 .1 .1 2 2 0 8 6 0 3 7 .10 .1 .11 .1 .12 .12 4 16 16 3 13 27 11 25 22 2 1 31 14 28 6 9 3 7 18 12 2 2 21 Datum Abb. 15: Wöchentliche Niederschlagsmengen und verregnete Abwassermengen Februar 1999 – Januar 2000. 3 Untersuchungsergebnisse 43

3.2.5 Verregnete Abwassermengen

Aus den wöchentlichen Betriebstunden und der Fördermenge der Pumpen wurde die wöchentlich verregnete Abwassermenge berechnet (Tab. A 4, Abb. 15). Hieraus wurde dann die flächenspezifische Belastungsmenge bestimmt. Die Verregnungsfläche wurde dabei aus der Nennwurfweite (ca. 15 m) der Regner und ihrer Anzahl (9) in den Reihen 3 + 4 ermittelt und ergibt ca. 6500 m². Für die Reihe 1 (8 Regner) ergeben sich ca. 5800 m², für die Reihe 6 (6 Regner) ca. 4300 m² und für Reihe 1 und 6 zusammen 10100 m². Im ersten Halbjahr (Februar bis Juli 1999) der Untersuchung wurde nahezu alles Abwasser (Schmutzwasser der Kläranlage und Niederschlagswasser aus dem Teich) auf der Fläche der Verregnungsreihen 3 + 4 verregnet. Nur zweimal wurde auf anderen Flächen verrieselt, da im Bereich der Regner 3 + 4 vermehrt Oberflächenabfluss stattfand und Abwasser auf das darun- ter liegende Gelände der Holzhandlung floss. In dieser Periode wurden insgesamt 32960 m3 (≙ 5080 mm) Abwasser verregnet (01.02. – 27.04.: 18410 m3 (≙ 2830 mm), 28.04. – 27.07.: 14550 m3 (≙ 2250 mm)). Auf anderen Flächen wurden 4020 m3 aufgebracht. Die mittlere tägliche Verregnungsmenge betrug im 1. Quartal 217 m3 (≙ 33 mm) und im 2. Quartal 171 m3 (≙ 26 mm).

Im zweiten Halbjahr(August 1999 bis Januar 2000) wurde die aufgebrachte Abwassermenge im Bereich der Verregnungsreihen 3 +4 aufgrund des geänderten Beregnungsplanes deutlich reduziert. Es wurden nur noch 13500 m3 (≙ 2070 mm) aufgebracht (28.07. – 26.10.: 7050 m3 (≙ 1090 mm), 27.10. – 31.01.: 6450 m3 (≙ 980 mm)), d.h. die Menge wurde um etwa 60% gegenüber dem ersten Halbjahr reduziert. Auf anderen Reihen wurden in diesem Zeitraum 12650 m3 verrieselt. Im 3. Quartal wurden im Mittel täglich 83 m3 (≙ 13 mm) und im 4. Quartal 76 m3 (≙ 12 mm) aufgebracht.

3.2.6 Hydrologische Situation

Das Verregnungsfeld befindet sich an einem Hang mit einem Höhenunterschied von etwa 15 m. Die oben angegebenen geologischen Verhältnisse, die durch die Untersuchungen der TU München sowie bei der Installation der Halbschalen-Lysimeter bestätigt wurden, ergeben folgende Stratifizierung des Untergrundes. In tieferen Lagen (ca. 4 –? m) befindet sich eine relativ zum Oberboden undurchlässige Schicht. Darüber (ca. 2 – 4 m) schließt sich zunächst eine sandige Schicht an, der Bereich darüber (0 – ca. 2 m) ist lehmig ausgebildet. Aufgrund der starken Heterogenität des Geländes können die Tiefen der Schichten sehr unterschiedlich sein. Beim Einbau der Lysimeter konnten in den Gruben sehr viele Makroporen von abgestorbenen Wurzeln und Regenwurmgängen bis in Tiefen von 1,50 m beobachtet werden 44 3 Untersuchungsergebnisse

(Abb. 16). Bei gesättigten und nahe gesättigten Bedingungen muß daher im oberen Bereich mit einem hohen Anteil von präferentiellem Fluß gerechnet werden. Das Wasser fließt dann vermutlich in den sandigen Schichten sehr schnell lateral hangabwärts. Dafür spricht auch das Verhalten der Tensiometer in 2,50 und 3,50 m (Abb. B12 – B15), die in den meisten Fällen bei Verregnung schneller reagierten als die Tensiometer darüber.

Abb. 16: Vermutete Bodenwasserbewegung auf dem Verregnungsfeld (schematisiert).

3.2.7 Angefallene Sickerwassermengen

Die jeweils am Probenahmetag angefallenen Sickerwassermengen (geschätzt) sind in Tab. A 5 im Anhang gelistet. Bei den Saugkerzen betrug die Sammelzeit jeweils 3 Tage, bei den Lysimetern 7 Tage. Die Sickerwassermengen schwanken sowohl räumlich wie auch zeitlich sehr stark. Bei der Saugkerze NO350 sind die Mengen meist sehr gering (< 20 ml) oder es fiel gar kein Sickerwasser an. Beim Lysimeter L3 fiel ab dem 10.08.1999 vermutlich aufgrund von Verschlämmung kein Sickerwasser mehr an. Wie zu erwarten war, gingen im zweiten Halbjahr bei der niedrigen Beaufschlagung die Sickerwassermengen bei einigen Messstellen deutlich zurück. 3 Untersuchungsergebnisse 45

Abb. 17: In den Einbaugruben beobachtete Makroporen bis in Tiefen von 1,50 m.

46 3 Untersuchungsergebnisse

3.3 Chemische, biochemische und mikrobiologische Parameter

Zur Darstellung der Daten wird der Untersuchungszeitraum in zwei Halbjahre (Februar bis Juli 1999 und August 1999 bis Januar 2000) und diese wiederum jeweils in je zwei Quartale unterteilt. Diese Unterteilung erfolgt unter folgenden Gesichtspunkten: Die beiden Halbjahre unterscheiden sich durch die Höhe der Beregnungsmengen. Im ersten Halbjahr wurde nahezu alles Abwasser (Schmutzwasser und Niederschlagswasser) im Bereich des Untersuchungs- schachtes und der Lysimeter (Regner 3+4) aufgebracht, im zweiten Halbjahr wurde dagegen nur das Schmutzwasser in diesem Bereich verregnet. Die weitere Unterteilung der Halbjahre in je zwei Quartale begründet sich durch die unterschiedlichen klimatischen Bedingungen (Temperaturniveau, Tab. A 8). Eine Betrachtung kleinerer Zeiträume verbietet sich aufgrund der dann zu geringen Anzahl von Messwerten. Die wöchentlich bestimmten Parameter werden somit jeweils quartalsweise ausgewertet. Die vier Quartale sind Februar – April 1999, Mai – Juli 1999, August – Oktober 1999, November 1999 – Januar 2000. Bei den Mittelwertberechnungen für die einzelnen Quartale stellen Werte unterhalb der Bestimmungsgrenze ein Problem dar. Prinzipiell können bei der Mittelwertberechnung diese Werte als “worst case” und als “best case” behandelt werden. Im “worst case” geht der Gehalt mit dem Wert der Bestimmungsgrenze in die Mittelwertberechnung ein und im “best case” geht der Gehalt mit Null in die Berechnung ein. Für die Parameter BSB5, CSB, PO4-P, NH4-

N, NO3-N und NO2-N wurden beide Berechnungen durchgeführt. Die Ergebnis-Tabellen A 10 bis A 14 zeigen bei den statistischen Kenndaten den „worst case” in rot und den „best case” in grün. Es zeigt sich, dass die Unterschiede zwischen dem „worst case” und dem „best case” bei den meisten Parametern unbedeutend sind. Die grafischen Darstellungen der Ergebnisse erfolgen in Abb. 18 bis 30 für alle Parameter in ähnlicher Weise als Balkendarstellungen für das applizierte Abwasser (Infiltrat), für die gemittelten Saugkerzenproben aus unterschiedlichen Tiefen (Saug25, Saug50, Saug100, Saug350), sowie die gemittelten (Lysi100, Lysi250) Lysimeterproben. Die Balken sind für jede Probenbezeichnung gruppiert, wobei die Abfolge der Balken von oben nach unten den vier Quartalen entspricht:

grün: = Frühjahr, kalt Februar – April 1999, gelb: = Sommer, warm Mai – Juli 1999, braun: = Herbst, warm August – Oktober 1999, blau: = Winter, kalt November 1999 – Januar 2000. Die Berechnungen der gezeigten Konzentrationen ergaben sich über eine einfache arithmetischen Mittelung der an den Einzelproben gemessenen Parameterwerte. Sie wurden hierbei also nicht nach Verregnungsmengen gewichtet. Dies ist dann unproblematisch, wenn die Werte entweder nicht übermäßigen zeitlichen Schwankungen unterworfen sind, oder 3 Untersuchungsergebnisse 47

wenn auftretenden Schwankungen quasi repräsentativ im Probenkollektiv erfasst werden. Wir gehen davon aus, dass diese Bedingung für alle Bodenwasserproben einigermaßen erfüllt sind. Problematisch ist die Mittelung allerdings für die Infiltratproben des ersten Halbjahres. Die im Tagesspeicher wöchentlich genommenen Proben repräsentieren vermutlich meist die Beschaffenheit des verregneten Abwassers, weniger die Beschaffenheit des bei Schlechtwetter zusätzlich verregneten Teichwassers. Da wir die Beschaffenheit des Teichwassers nicht separat gemessen haben, aber annehmen können, dass es in fast allen Parameterwerten niedriger belastet ist, stellen die Konzentrations- und Frachtberechnungen für das Infiltrat im ersten Halbjahr „worst case“-Abschätzungen dar. Die Berechnungen der Werte und Fehlerbalken für die einzelnen Probengruppen wurde wie folgt vorgenommen. Infiltrat: Arithmetisches Mittel der Proben aus dem Tagespeicher. Der Fehlerbalken ergibt sich aus der Standardabweichung der wöchentlichen Messwerte dividiert durch die Wurzel der Messwerte. Er ist somit Ausdruck der zeitlichen Variabilität der Messwerte, und könnte unter Voraussetzung normal- verteilter Messwerte als 68%-Konfidenzintervall für den wahren mittleren Wert interpretiert werden2. Saug25: Mittel der in 25 cm Tiefe eingebauten Saugkerzen NO25 und SO25. Der Fehlerbalken stellt die Standardabweichung der jeweiligen Quartalsmittelwerte der beiden Instrumente dar, und ist somit ein Indiz für die räumliche Variabilität. Saug50: Mittel der in 50 cm Tiefe eingebauten Saugkerzen NO50 und SO50. Fehlerbalken wie bei Saug25. Saug100: Mittel der in 100 cm Tiefe eingebauten Saugkerzen NO50 und SO50. Fehlerbalken wie bei Saug25. Lysi100: Mittel der in 100 cm und 130 cm Tiefe eingebauten Lysimeter L1 bis L7 Fehlerbalken wie bei Saug25.

Lysi250: Mittel der in 250 cm Tiefe eingebauten Lysimeter L8 und L9. Fehlerbalken wie bei Saug25. Saug350: Werte der in 350 cm Tiefe eingebauten Saugkerzen SO350. Die Saugkerze NO350 lieferte kein Sickerwasser; somit keine Angabe von Fehlerbalken. Wir weisen darauf hin, dass die Abschätzung der räumlichen Variabilität der Messwerte mit Ausnahme der Gruppe Lysi100 stets nur auf der Mittelung von zwei Messgeräten beruht, und

2 Wie oben ausgeführt, ist dies für die Messungen des ersten Halbjahres sicher nicht der Fall. Dennoch ergibt der Fehlerbalken auch in diesen Fällen zumindest ein gewisses Gefühl für die Unsicherheit des Mittelwerts. 48 3 Untersuchungsergebnisse

somit im Einzelfall mit größten Unsicherheiten behaftet ist, in der Masse aber durchaus einen guten Eindruck der auftretenden Schwankungen erlaubt.

3.3.1 pH, Leitfähigkeit, Temperatur

Die Messwerte von pH, Leitfähigkeit und die Temperatur der Abwasser- und Sickerwasser- proben sind den Tabellen A 6 bis A 8 im Anhang aufgelistet. Die Mittelwerte der vier Quartale sind für den pH und für die Leitfähigkeit in den Abbildungen 18und 19 dargestellt.

pH (Quartalsmittel)

6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5

Inf iltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 18: Quartalsmittel des pH.

Der pH des mechanisch gereinigten Abwasser schwankte zwischen 7,0–8,5 (Abb. 18). Das Sickerwasser der Saugkerzen und das der Lysimeter unterscheidet sich im Mittel um etwa eine halbe bis ganze pH-Einheit. Während die Lysimeter meist Werte zwischen 7,0 und 7,5 aufweisen, liegen sie bei den Saugkerzen meist zwischen 7,8 und 8,1. Nach Grossmann

(1988) ist dies auf ein Ausgasen von CO2 bei den unter Unterdruck stehenden Saugkerzen- proben zurück zu führen. Ein tiefenabhängiger Trend ist beim pH-Wert nicht zu beobachten. Auch eine zeitliche Variation ist für die pH-Werte der Saugkerzen nicht zu sehen, mit Ausnahme der Proben für Saugkerze NO350, die einen kontinuierlichen Anstieg zeigen. Für die Lysimeterproben liegen die pH-Werte in der zweiten Jahreshälfte tendenziell etwas höher. 3 Untersuchungsergebnisse 49

Dieser Anstieg dürfte wie bei den Saugkerzen auf auf das Ausgasen von CO2 zurück zu führen sein3. Die elektrische Leitfähigkeit des Abwassers wies meist Werte zwischen 700–2000 µScm-1 auf, je nach Verdünnungsgrad durch Niederschlagswasser. In den Sickerwasserproben schwankte sie meist zwischen 700 und 1600 µS cm-1, in einigen Fällen wurden bis 2000 µS cm-1 erreicht. Die zeitliche Variabilität der einzelnen Werte ist während der Mischwasser- beregnung in der ersten Jahreshälfte deutlich größer als nach der Umstellung auf reine Abwasserberegnung (Tab. A 7, Anhang). Der Mittelwert des verregneten Abwassers lag in allen Quartalen bei 1650 µScm-1. Die Mittelwerte in den Sickerwasserproben sind demgegen- über deutlich geringer, und schwanken zwischen 1000 µS cm-1 und 1300 µScm-1.(Abb. 19).

el. Leitfähigkeit (Quartalsmittel) (µS cm-1)

0 500 1000 1500 2000 2500

Inf iltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 19: Quartalsmittel der el. Leitfähigkeit.

3 Im 3. und 4. Quartal sind die Sickerwassermengen bei einigen Lysimetern auf zum Teil 100 – 200 ml zurück gegangen. Die Sickerwasserproben wurden bei den Lysimetern aus den Sammelflaschen über einen etwa 10 bis 15 m langen Schlauch mit einem Innendurchmesser von 6 mm mit einem Unterdruck von etwa –300 mbar in eine Saugflasche gesaugt. Bei den geringen Sickerwassermengen bildete sich nun im Schlauch kein durchgängiger Strahl mehr aus. Die Probe fiel nun mehr als Luft- Flüssigkeitsgemisch an. Dabei kommt es vermutlich durch die große Oberfläche der Flüssigkeitströpfchen und den Unterdruck zum Ausgasen des CO2. 50 3 Untersuchungsergebnisse

Die Unterschiede zwischen den Leitfähigkeiten der einzelnen Probenahmegeräte waren nicht zufällig verteilt, sondern zeigten persistente Trends, d.h., wenn eine bestimmte Probe in einem Quartal höhere Werte ergab als die in gleichere Tiefe mit der selben Technik gewonnene Vergleichsprobe, so bestand eine Tendenz, dass dies auch in den anderen Quartalen beobachtet werden konnte. Dies ist in Abb. 20 beispielhaft für die elektrische Leitfähigkeit gezeigt. Abbildung 20 zeigt weiter, dass die Saugkerzen in 50 cm Tiefe im 3. Quartal offensichtlich sehr unterschiedliche Bodenlösung ansaugten, was sich in Abb. 19 in einem sehr großen Fehlerbalken ausdrückt. Während die Leitfähigkeiten der Saugkerze SO50 im Trend gut zu den Ergebnissen der benachbarten Kerzen SO25 und SO100 passen, finden sich im August und September in den Proben der Saugkerze NO50 sehr hohe Werte (drei Einzelwerte lagen über 3000 µS cm-1). Trotz der außergewöhnlichen Höhe sind diese Werte sind nicht als Messfehler zu werten, sondern auf Nitratschübe zurückzuführen, die möglicherweise mit einem stoßweisen intensiven Abbau von Brennnesseln zusammenhängen.

2000 º º 1. Quartal º 2. Quartal 1750 º 3. Quartal º º 4. Quartal 1500 º -1 º m º º

c º º º º º µS º º º º º º 1250 º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º 1000 º º º º º º º º º

750 ) AI 5 0 25 50 00 50 2 5 00 50 00) 00) 00) 00) 30) 30) 00) 00) 50) 1 3 O O 1 1 1 1 1 1 1 1 2 250 NO NO S S ( ( ( ( NO NO SO1 SO3 1 2 3 4 5 ( 6 ( 7 ( 8 ( 9 ( L L L L L L L L L L10 (

Abb. 20: Quartalsmittel der Leitfähigkeit.

Die Abwassertemperatur schwankte im Jahresverlauf zwischen 3 °C im Winter und 18°C im Sommer, mit einem Maximalwert von 20 °C. Die Mittelwerte lagen im „kalten“ 1. und 4. Quartal bei 6°C, im „warmen“ 2. und 3. Quartal bei 15°C. Die Temperatur der Sickerwasser- proben der Lysimeter lagen im Bereich der Bodentemperatur und zeigten daher den gleichen typischen jahreszeitlichen Verlauf. Die Saugkerzenproben nahmen die Temperatur des 3 Untersuchungsergebnisse 51

Schachtes an, der im Mittel der Temperatur in 1 m Bodentiefe entsprach.

3.3.2 Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB), Biologischer Sauerstoffbedarf (BSB5),

Phosphat (PO4–P)

Die CSB und BSB5–Werte des Abwassers variieren im Jahresverlauf z.T. stark und schwanken beim CSB zwischen 100 und 1100 mg/l (MW: 560 ± 274 mg/l) und beim BSB5 zwischen 70 und 820 mg/l (MW: 400 ± 190 mg/l), je nach Regenwasseranteil und Funktionszustand des Emscherbeckens (Tab. A 9– A 10, Abb. B 22–B 25). Die hohen Werte dürften auf die zeitweise notwendige Aufwirbelung des Emscherbeckens mit Druckluft zurück zu führen sein. Die Beaufschlagung mit Luft ist notwendig um ein Verstopfen des Emscherbeckens mit Papier zu verhindern. Beim Sickerwasser unterschieden sich die Messwerte der Saugkerzenproben und der meisten

Lysimeterproben sowohl beim CSB als auch beim BSB5 deutlich. Die Werte der Saugkerzen (CSB: 10 – 25 mg/l, BSB5: < 5 – 10 mg/l) waren bereist in 25 cm Tiefe überwiegend niedriger als die der Lysimeter in 1 m Tiefe (CSB: 60 – 90 mg/l, BSB5: 20 – 50 mg/l; siehe auch Abb. 21 und 22), und zeigten mit größerer Tiefe keinen oder nur einen sehr schwachen weiteren Trend zur Abnahme. 52 3 Untersuchungsergebnisse

CSB-Konzentrationen (Quartalsmittel) (mg/l)

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 21: Quartalsmittel des CSB.

Beim BSB5 ist allerdings zu beachten, dass die meisten Werte bereits unterhalb der Bestimmungsgrenze lagen. Bei den Lysimetern im Bereich des Schachtes (L8 – L10) waren

CSB wie BSB5 gegenüber den Lysimetern in 1 m Tiefe deutlich niedriger.

Die saisonale Abhängigkeit des CSB und BSB5 in den Sickerwasserproben war erstaunlich gering, die Quartalsmittel des BSB5 (Abb. 21) zeigen keine jahreszeitliche Abhängigkeit, die des CSB eine leichte Abnahme im zweiten Halbjahr (Abb. 22).

Die CSB- und BSB5 - Werte entsprechen in etwa einem biologisch gereinigtem Abwasser. Bezieht man die höchsten BSB5 - Werte des Sickerwassers (40 mg/l) auf den Mittelwert des Abwassers (400 mg/l) so ergibt sich eine Abbauleistung von etwa 90 %. Die Reduzierung dürfte dabei primär auf einen Abbau durch Mikroorganismen zurückzuführen sein.

3 Untersuchungsergebnisse 53

Quartalsmittel BSB5 (mg l-1)

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Infiltrat

Saug25

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Saug50

Infiltrat

Saug100 Saug25

Lysi100 Saug50

Lysi250 Saug100

Saug350 Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 22: Quartalsmittel des BSB5. In der verkleinert eingefügten Grafik wurde die Ordinate stark gestreckt.

Die Phosphat-Gehalte des Abwassers schwankten zwischen 3 – 14 mg/l PO4–P (MW: 6,3 ± 2,4; Quartalsmittel: Abb. 23; Zeitreihen Abb. B 26, B 27). Die Werte der Sickerwasserproben lagen in den oberen Bodenschichten meist unter 4 mg/l und gingen in größeren Tiefen auf Werte bis unter 1 mg/l zurück, d.h. es lag eine Senke (Sorption, Entzug durch Pflanzen) im Boden vor. Dieser Rückgang mit der Tiefe konnte sowohl für die Werte der Saugkerzen als auch für die Lysimeter festgestellt werden. Auffallend ist der große Unterschied zwischen Saugkerzenproben und Lysimeterproben. So liegen die statistisch gut abgesicherten Konzentrationen der Lysimeterproben in 1 m Tiefe teilweise höher als die der Saugkerzen in 25 cm Tiefe. Allgemein liegen die Werte der Lysimeter in 1 m Tiefe deutlich über der TVO (PO4-P: 2,2 mg/l) und über den in Bodenlösungen üblichen Werten. Beim Vergleich der Quartale zeigen sich nur geringe saisonale Schwankungen bei einem leichten Trend zu einer Abnahme im Jahresverlauf; die Unterschiede zwischen den einzelnen 54 3 Untersuchungsergebnisse

Probenahmestellen sind ausgeprägter als die Schwankungen der Quartalsmittel. Überprägt wird dieser Trend durch den Ausreißer Messstelle NO50: Wie bei den Leitfähigkeiten, lagen hier die Gehalte im dritten und vierten Quartal deutlich höher als im ersten Halbjahr, und übertrafen die Werte der benachbarten, halb so tief eingebauten Saugkerze NO25.

Quartalsmittel PO4-P (mg (kg l -1l-1) ) 012345678910

AI

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 23: Quartalsmittel der Phosphatgehalte (PO4-P).

3.3.3 Ammonium (NH4–N), Nitrat (NO3–N), Nitrit (NO2–N)

Stickstoff liegt im Abwasser anorganisch ausschließlich als Ammonium vor. Der organische Anteil, der nicht bestimmt wurde, dürfte etwa 20 mg/l betragen. Die Ammonium (NH4–N) – Konzentrationen des Abwassers schwanken in den Einzelbeprobungen zwischen 20 und 110 mg/l (MW: 63 ± 20 mg/l; Quartalsmittel Abb. 24; Zeitreihen Abb. B 28, B 29). Ein jahreszeitlicher Trend ist nicht auszumachen. Bei den Sickerwasserproben zeigten sich zum einen sehr große Unterschiede zwischen den Messstellen im unmittelbaren Bereich des Schachtes und den Lysimetern (L1 – L7) der beiden Lysimetergruppen, zum anderen ein klarer jahreszeitlicher Trend. Zu Beginn der Untersuchungen waren die Ammoniumgehalte bei allen Messstellen sehr hoch (bis zu 30 mg/l). In den warmen Quartalen gingen die 3 Untersuchungsergebnisse 55

Konzentrationen im Bereich des Schachtes deutlich zurück und lagen oft unter der Bestimmungsgrenze. Bei den Lysimetern L1 – L10 wurde ebenfalls ein Rückgang beobachtet, jedoch nicht in dem Ausmaß wie im Bereich des Schachtes. Im vierten Quartal kommt es wieder zu einem generellen Anstieg der Ammoniumwerte.

NH4-N-Konzentrationen (Quartalsmittel) (mg/l)

0 10203040506070

Infiltrat

Saug25 (mg/l) 024681012

Saug50 Infiltrat

Saug25 Saug100

Saug50 Lysi100

Saug100

Lysi250

Lysi100

Saug350 Lysi250

Saug350

Abb. 24: Quartalsmittel der Ammoniumgehalte (NH4-N).

Die Nitrat (NO3-N) - Gehalte im Abwasser lagen bei den meisten Probenahmeterminen unterhalb der Bestimmungsgrenze. (MW: 0,3 ± 0,7 mg/l; Quartalsmittel: Abb. 25; Zeitreihen: Abb. B 30, B 31). Die Nitrat-Konzentrationen der Sickerwasserproben steigen im Laufe des Frühjahrs bei den meisten Messstellen, mit Ausnahme von L5 – L7 kontinuierlich auf das 2 bis 4–fache der Anfangswerte an, um dann im Frühsommer wieder abzufallen. Ab August erhöhten sich dann die Konzentrationen allmählich wieder und erreichten am Ende der Untersuchung überwiegend ein höheres Niveau als zu Beginn der Untersuchung. Beim Nitrat zeichneten sich dabei drei Konzentrationsgruppen ab: die Saugkerzen und Lysimeter beim Schacht (10 – 40 mg/l), die Lysimetergruppe L1 bis L4 (5 – 8 mg/l) und die Lysimeter L5 bis 56 3 Untersuchungsergebnisse

L7 mit etwa 1 – 2 mg/l und Werten oft unter der Bestimmungsgrenze (Abb. B 30, B 31). Bei einigen Messstellen (NO50, NO100 und L2) wurden in den Sommermonaten zeitweise sehr hohe Konzentrationsspitzen mit bis zu 130 mg/l NO3–N (≅ > 500 mg/l NO3) gemessen.

NO3-N-Konzentrationen (Quartalsmittel) (mg/l)

0 1020304050

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 25: Quartalsmittel der Nitratgehalte (NO3-N).

Ursache der zeitweilig auftretenden hohen Konzentrationen können in verrottenden Brennnesseln vermutet werden4. Beim Vergleich der Quartalsmittel fallen vor allem die hohen Werte bei der Messstelle NO50 im 3. und 4. Quartal auf5. Im vierten Quartal stiegen

4 Nachdem die Brennnesseln im Frühsommer ihre maximale Höhe erreicht hatten war danach immer wieder ein partielles, flächenhaftes Umknicken der Pflanzen zu beobachten. Im Bereich der umgeknickten Pflanzen wuchsen relativ rasch wieder neue Brennnesseln nach, so dass ab Juli immer unterschiedlich hohe Pflanzen im Bereich des Verregnungsfeldes anzutreffen waren. 5 Im Bereich der Saugkerze NO50 könnte noch folgende Tatsache eine Rolle spielen. Im Bereich dieser 3 Untersuchungsergebnisse 57

die Gehalte im Bereich des Schachtes bei allen Messstellen stark an. Hier könnten sich in diesem Bereich die im Herbst einsetzende Mineralisierung mit der durch die reduzierte Beregnungsmenge besseren Durchlüftung auswirken.

Nitrit unterlag als kurzlebiges Zwischenprodukt der Nitrifikation und Denitrifikation sowohl im Abwasser und als auch im Sickerwasser sehr starken zeitlichen Schwankungen (Zeitreihen Abb. B 32, B 33). Im Mittel trat es im Abwasser mit 0,3 ± 0,5 mg/l auf. In den Sickerwasserproben kamen zu den zeitlichen Schwankungen noch die örtliche Unterschiede hinzu, d.h. in allen Tiefen wurden sowohl hohe (bis zu 5 mg/l) als auch niedrige Werte (< 0,015 mg/l) festgestellt, allerdings überwogen bei den meisten Messstellen doch die niedrigen Werte. Für die Berechnung der Frachten sind die Nitrit-Werte im Vergleich zu Nitrat und Ammonium vernachlässigbar (Abb. 26).

N (m g/l) 0 10203040506070

Abw asser

Saug25 Ammonium-N Saug50 Nitrat-N

Saug100 Nitrit-N

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 26: Jahresmittel der Konzentrationen der Stickstoff-Spezies.

3.3.4 Chlorid (Cl), Sulfat (SO4), Bor (B)

Die vollständigen Zeitreihen der Chlorid-, Sulfat- und Borgehalte der monatlich gemessenen Sickerwasserproben sind in Abb. B 34 – B 37 dargestellt, die zusammengefassten Quartalsmittelwerte sind in den Abb. 27 bis 29 dargestellt. Die Chloridkonzentrationen bewegten sich im ersten Halbjahr zwischen 80 und 100 mg/l (MW: 88 ± 7 mg/l), im zweiten

Saugkerze befindet sich eine kleine Kuhle (Mulde) von etwa einem Meter Durchmesser und ca. 30 cm Tiefe. Möglicherweise sammelte sich hier mit der Zeit auch Abwasser an, das mit Zeit verdunstete und auch die Verrottung begünstigte. Damit ließen sich auch die im Sommer höheren Konzentrationen z.B. beim Phosphat erklären. 58 3 Untersuchungsergebnisse

Halbjahr lagen sie meist zwischen 100 und 130 mg/l (MW: 163 ± 94) mit zwei Extremwerten von 336 mg/l im Dezember 1999 und 250 mg/l im Januar 2000, die vermutlich durch Streusalz verursacht wurden, und die den Mittelwert für das vierte Quartalmöglicherweise etwas verfälschen. In den Sickerwasserproben folgen die Chloridwerte im wesentlichen dem Muster des Infiltrats, wobei die Quartalsmittel tendenziell ca. 10% bis 20% geringer liegen. Da Chlorid bei den vorhandenen pH-Werten als inerter Tracer gilt, kann von einer gewissen Verdünnung durch das Regenwasser ausgegangen werden. Im dritten Quartal lagen vor allem in geringen Tiefen (NO25, NO50) gegenüber dem Abwasser erhöhte Werte (200 mg/l) vor, was sowohl auf die reduzierten Beregnungsmengen als auch die erhöhte Verdunstung zurück zu führen ist.

Cl- Konzentrationen (Quartalsmittel) (mg/l)

0 50 100 150 200 250

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 27: Quartalsmittel der Chloridgehalte.

Die Sulfatgehalte lagen im Abwasser zwischen 25 und 75 mg/l (MW: 52 ± 18 mg/l) und waren im Mittel in den beiden Halbjahren etwa gleich hoch. In den Sickerwasserproben wurden im ersten Halbjahr im Mittel Gehalte um 30 mg/l beobachtet. Im Bereich des Schachtes (Saugkerzen und Halbschalenlysimeter) blieben die Konzentrationen im Verlauf 3 Untersuchungsergebnisse 59

des ersten Halbjahres in etwa konstant. Bei den Lysimetern außerhalb des Schachtbereiches (L1 – L7 = "Lysi100") wurde ein geringfügiger Rückgang festgestellt. Neben dem Entzug durch Pflanzen, unterliegt Sulfat unter anoxischen Bedingungen der Reduktion durch Mikroorganismen. Es bildet sich Sulfid, das mit Eisen schwerlösliches Eisensulfid bildet. Es ist daher möglich, dass die niedrigen Sulfatgehalte im Bereich dieser Lysimeter auf sauerstoffarme Bedingungen zurückzuführen sind. Dies steht im Einklang mit den in diesem Bereich festgestellten niedrigen Nitratgehalten. Im dritten Quartal war allgemein ein Anstieg der Sulfatkonzentration zu beobachten (mit Ausnahme der Lysimeter L4 und L5; große Streuung der "Lysi100"-Werte). Dies ist vermutlich zum einen auf die höhere Evapotranspiration (s. Chlorid) und aufgrund der reduzierten Beregnungsmenge wohl auch auf die bessere Durchlüftung der oberen Bodenschicht zurück zu führen.

SO4- Konzentrationen (Quartalsmittel) (mg/l)

0 1020304050607080

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 28: Quartalsmittel der Sulfatgehalte.

Ähnlich wie Chlorid kann Bor unter den vorliegenden Verhältnissen als annähernd inerter Tracer für das Verregnungswasser angesehen werden. Die Konzentration von Bor lag im Abwasser zwischen 1 und 2 mg/l (MW: 1,2 ± 0,4 mg/l). In den Sickerwasserproben betrugen 60 3 Untersuchungsergebnisse

die Konzentrationen im ersten Halbjahr 0,5 bis 1,0 mg/l, d.h. sie lagen im Bereich des von der Trinkwasserverordnung (TVO) angegebenen Richtwertes. Wie bei Chlorid waren das saisonale Muster für alle Tiefen und unabhängig vom Beprobungstyp gleich. Bor wird somit vermutlich vom Boden nicht zurückgehalten und gelangt mit der im Abwasser vorliegenden Konzentration ins Grundwasser. Im Lauf der ersten drei Quartale war allgemein ein Anstieg der Borgehalte zu beobachten. Möglicherweise waren die geringeren Werte im ersten Halbjahr eine Folge der von November 1998 bis Januar 1999 eingestellten Verregnung. Im Sommer stiegen die Gehalte in einzelnen Proben bedingt durch die erhöhte Verdunstung auf bis zu 1,5 mg/l an. Die Konzentrationen liegen damit zwar deutlich über den Werten von unbeeinträchtigten Grund– und Oberflächenwässer (Hütter 1994), aber im üblichen Bereich von Bodenlösungen (Scheffer/Schachtschabel 1992 ).

Bor- Konzentrationen (Quartalsmittel) (mg/l)

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 29: Quartalsmittel der Borgehalte. 3 Untersuchungsergebnisse 61

3.3.5 Kupfer (Cu), Zink (Zn)

Beim Kupfer lagen im Untersuchungszeitraum die Konzentrationen im Abwasser zwischen < 0,05 und 0,1 mg/l und im Sickerwasser bei allen Messstellen meistens unterhalb der Bestimmungsgrenze und damit unterhalb dem von der TVO angegebenen Richtwert von 0,1 mg/l (Zeitreihen Abb. B 38). Zink kam im Abwasser mit etwa 0,1 – 0,5 mg/l (MW: 0,31 ± 0,16 mg/l) vor (Abb. B 39) vor. In den Sickerwasserproben schwanken die Einzelwerte zwischen < 0,03 und 0,3 mg/l. In 2,50 m Tiefe (Lysimeter L9, L10) waren die Konzentratio- nen allerdings meist unterhalb der Bestimmungsgrenze von 0,03 mg/l. Die Quartalsmittel lagen alle unter dem Richtwert der TVO von 0,1 mg/l. Eine Ausnahme davon stellte die Beprobung von Saugkerze SO 350 dar, bei der während des gesamten Untersuchungs- zeitraumes deutlich höhere Werte als an anderen Messstellen beobachtet wurden. Eine Erklärung hierfür kann nicht gegeben werden. Alle Proben zeigten einen Trend zur Abnahme im Verlauf des Messzeitraums (Abb. 30). Eine nennenswerte Gefährdung des Grundwassers durch Kupfer und Zink und eine bedenkliche Akkumulation im Boden scheint unter den gegebenen Bedingungen nicht zu bestehen.

Zink- Konzentrationen (Quartalsmittel) (mg/l)

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 30: Quartalsmittel der Zinkgehalte. 62 3 Untersuchungsergebnisse

3.3.6 Mikrobiologische Untersuchungen

Die Tabellen A 20 bis A 24 listen die Ergebnisse der mikrobiellen Untersuchungen der Lysimeterproben. Die überwiegende Zahl der Proben war während des gesamten Untersuchungszeitraumes, auch unter den reduzierten Beregnungsmengen des zweiten Halbjahres, stark mit E. coli, coliformen Keimen und Fäkalstreptokokken belastet. Lediglich in 2,50 m Tiefe war bei Lysimeter L10 ab Juli ein deutlicher Rückgang der Belastung zu beobachten. Bei den Lysimetern L8 (1,0 m) und L9 (2,5 m) konnte bei einigen Probenahmeterminen im zweiten Halbjahr ebenfalls ein Rückgang der Belastungen beobachtet werden. Allerdings stiegen die Werte auch hier bei einigen weiteren Probenahmeterminen wieder an. Das Sickerwasser war somit mindestens bis in Tiefen von 2,50 m erheblich mit fäkalcoliformen Keimen belastet, die natürlich erheblich über den Trinkwassergrenzwerten liegen. Im Vergleich zu den Werten im Abwasser sind die Konzentrationen in den Sickerwässer etwa um 1–3, bei einigen Proben um 4 Größenordnungen, reduziert. Im Vergleich liegen die Konzentrationen in den Sickerwässern in der Größenordung eines Kläranlagenauslaufes einer vollbiologischen Kläranlage ohne Desinfektion. Die Ergebnisse der LfW-Untersuchungen zu den stoffwechselaktiven Zellen sind in Kap. 3.1.5 aufgeführt.

3.3.7 Aerosole

Die Belastung der unmittelbaren und weiteren Umgebung des Verregnungsfeldes durch gasförmige Stoffe und durch Aerosole wurde im Rahmen dieser Studie nicht untersucht. Es können deshalb nur allgemeine Ausagen zu dem Problemkreis gemacht werden. Die Abwasserverregnung geht fast zwangsweise mit einer starken Aerosolbildung einher. Nach Rudolph (1983) werden etwa 1% der gesamten Flüssigkeitsmenge als Sprühnebel in die Luft emmitiert. Rudolph stellt darüberhinaus fest, dass Aerosolnebel ein hervorragendes Transportmedium für Gerüche und Schadstoffe darstelle. Derzeit werden während der Verregnung und auch während der Verregnungsspausen auf dem Feld und an den Rändern ein deutlicher Abwassergeruch wahrgenommen. Dem gegenüber stehen die Aussagen von Pahren und Jakubowski (1980, zit. in ATV 1997), in denen konstatiert wird "die Dichte von spezifisch pathogenen Keimen in Aerosolen ist niedrig und sinkt schnell mit der Zeit und mit dem Abstand von der Quelle".und "Mikroorganismen im Abwasser sind in erster Linie Organismen, die nicht über die Atemwege zu Infektionen führen".

Experimentelle Untersuchungen zur aerosolbedingte Schadstoffausbreitung im Feld sind uns nicht bekannt. Eine Untersuchung am Lehrstuhl für Hydrologie der Uni Bayreuth zur Problematik der aerolosbedingten Schadstoffverfrachtung aus Belebungsbecken von Kläranlagen (Radke, mündl. Mitteilg.) ergab extrem niedrige, und damit irrelevante, Austräge. Etwas spekulativ können wir an dieser Stelle sagen, dass es im Zuge der 3 Untersuchungsergebnisse 63

Abwasserverregnung viele Aerosolpartikel gibt, die sowohl Keime als auch andere Abwasserinhaltsstoffe, wie z.B. Viren, enthalten, und dass die Umgebung der Verregnungsfläche gegenüber den Aerosolen exponiert ist. Über die Stärke der Beeinträchtigung können wir jedoch keine Aussage treffen. 64 3 Untersuchungsergebnisse

3.4 Bilanzen und Frachten

3.4.1 Berechnung der Einträge

Die Berechnung der Frachten erfolgte auf der Basis von Tageswerten für die applizierten Wassermengen, bezogen auf die reale Beregnungsfläche, und den Konzentrationen, die bei der wöchentlichen Beprobung gemessen wurden. Durch Addition der Tagesfrachten wurden Quartals-, Halbjahres- und Jahresfrachten berechnet, wobei alle Werte auf ein Hektar Fläche bezogen werden. Auf der Eintragsseite gibt sich die flächenspezifische Tagesfracht MP,A in kg ha-1a-1 nach folgender Gleichung:

M P, A = QA ⋅ cP, A (Gl. 1) wobei cP,A die gemessene Konzentration im Abwasser für den jeweiligen Parameter P, und QA die tägliche Abwassermenge ist, die aus der wöchentlich verregneten Menge gemittelt wurde. Die Berechnungen wurden nur für den „worst case” durchgeführt, den wir – wie in Kap. 3.3 ausgeführt – dadurch definieren, dass in der Berechnung der Wert der Bestimmungsgrenze verwendet wurde, wenn die gemessene Konzentration unterhalb der Bestimmungsgrenze lag. Ein spezifisches Problem bei der Abschätzung der Frachten für das Infiltrat für das erste und zweite Quartal besteht darin, dass bedeutende Mengen Teichwassers im Beprobungsbereich mit verregnet wurden (vgl. Abb. 14). Wir müssen annehmen, dass während solcher Beregnungsabschnitte die Konzentrationen vieler Parameter im applizierten Wasser geringer als während der Phasen der reinen Abwasserverrieselung waren. Im Rahmen der vorgesehenen Untersuchungen war eine Beprobung des Teichwassers nicht enthalten und wurde auch nicht vorgenommen. Im Nachhinein stellt sich dies als Versäumnis dar. Um eine Vorstellung der Belastung des Teichwassers zu gewinnen, wurden nach Abschluss der eigentlichen Untersuchungsperiode innerhalb eines Zeitraums von 4 Wochen vier Einzelproben des oberflächennahen Teichwassers gewonnen und untersucht. Die Ergebnisse sind im Anhang F widergegeben. Sie zeigen, dass auch das Teichwasser zwar geringer als das kommunale Schmutzwasser, aber doch überraschend hoch mit CSB und BSB5 sowie Phosphat belastet ist (Tab. F1). Da die Zuschaltung des Teichwassers zur Verregnung nur sporadisch erfolgte, sind diese reduzierten Konzentrationen in den regelmäßigen wöchentlichen Messungen der Konzentrationen im Tagesspeicherbehälter nicht adäquat repräsentiert. Dies hat zur Folge, dass die Multiplikation der gemessenen Konzentrationen mit den gesamten applizierten Wassermengen möglicherweise zu Überschätzungen der applizierten Stofffrachten in den ersten beiden Quartalen führt. Das Problem besteht nicht mehr im zweiten Halbjahr, in der das Beregnungsregime 3 Untersuchungsergebnisse 65

umgestellt war. In der zweiten Jahreshälfte ist die Abschätzung der Einträge deshalb mit weniger Unsicherheiten verbunden. Die Einträge repräsentieren nun jedoch nicht mehr den gesamten kommunalen Schmutzwasseranfall, da während der Umschaltung der Verregnung auf andere Stränge (unter Öffnung des Schiebers zum Teich) das in dieser Zeit weiterhin anfallende kommunale Schmutzwasser auf den anderen Strängen mitverregnet wurde. Die Steuerung der Umschaltung erfolgte im übrigen nicht flexibel nach dem Kriterium, dass die im Zwischenspeicher angefallene kommunale Schmutzwassermenge des Vortages bis zu einem definierten Wasserstand im Vorratsbehälter entsorgt ist, sondern nach einem festen Zeitplan. Die oben genannten Probleme sind ohne eine elektronisch geregelte Pumpen- und Schiebersteuerung nicht befriedigend lösbar. Die berechneten Eintragsfrachten des ersten und zweiten Halbjahres sind also nur unter Vorbehalt vergleichbar. Weiterhin wären auf der Eintragsseite die durch die nasse (Niederschlag) und trockene Deposition eingetragenen Stoffmengen für die jeweiligen Parameter zu berücksichtigen. Da diese nicht gemessen wurden, werden nur jeweils die für Deutschland bekannten Mittelwerte angegeben.

3.4.2 Berechnung der Sickerwasser-Frachten

Die täglichen flächenspezifischen Frachten im Sickerwasser ergeben sich formal durch Multiplikation der im Sickerwasser gemessenen Konzentrationen mit der Nettoinfiltration (= Sickerwassermenge):

M P, S = QS ⋅ cP, S (Gl. 2),

Die Sickerwassermenge QS ist über die Wasser-Bilanzgleichung definiert:

QS = QA + N − ETp (Gl. 3), wobei N der Tagesniederschlag und ETp die tägliche potentielle Evapotranspiration nach Haude ist. Bei der Berechnung kann die potentielle Evapotranspiration verwendet werden, da aufgrund der optimalen Wasserversorgung die aktuelle Evapotranspiration der potentiellen entspricht. Die nach Gl. (3) berechneten Frachten mit dem Sickerwasser dürfen nicht unmittelbar als reale Frachten interpretiert werden: Sie stellen Rechenwerte dar, die nur dann exakt wären, wenn die Konzentration in der Wasserprobe repräsentativ für die fließgemittelte Durch- schnittskonzentration (Parker und van Genuchten, 1994) des aktuell perkolierenden Sicker- wassers ist. Dies ist in der ungesättigten Bodenzone aus zwei Gründen nicht möglich: (1) Die Stoffkonzentrationen in kleinen und großen Poren im Boden sind nicht gleich. Für eine perfekte Probenahme müsste deshalb Wasser genau mit der unter in situ - Bedingungen auftretenden mikroskopischen Verteilung von Porenfließgeschwindigkeiten ins Probenahmeinstrument eintreten. Dies ist aufgrund der unvermeidlichen Störung des 66 3 Untersuchungsergebnisse

natürlichen Wasserflusses durch das Probenahmeinstrument nicht möglich. (2) Die räumliche Heterogenität der auftretenden Flüsse im Untergrund ist beträchtlich, so dass die Beprobung von relativ kleinen Querschnitten durch die Messinstrumente nur in sehr günstigen Fällen einen statistisch repräsentativen Ausschnitt darstellt. Eine Hochrechnung von Konzentrationen auf Frachten kann also nur unter Vorbehalt und mit beträchtlichen Unsicherheiten vorgenommen werden. Es ist ein Grundproblem der ungesättigten Zone, dass störungsfreie direkte Messungen von Stoffverlagerungen praktisch unmöglich sind, und dass gleichzeitig eine außerordentlich hohe lokale räumliche Heterogenität vorliegt, deren Muster zudem in Abhängigkeit vom Sättigungsstatus variiert (Roth, 1989). Diese Probleme sind ausführlich in Durner (1998) dargestellt. Es ist bekannt, dass die Lysimeter eher schnell perkolierendes Wasser in Grob- und Makroporen auffangen, Saugkerzen dagegen eher langsam perkolierendes Wasser in der Bodenmatrix. Dies äußert sich z.B. darin, dass Perkolat, das zur selben Zeit durch die unterschiedlichen Messsysteme gesammelt wurde, oft unterschiedliche Konzentrationen aufweist. Es ist deshalb unter instationären Fließbedingungen praktisch unmöglich, mit einem einzelnen Messsystem Bodenwasser zu sammeln, dessen Konzentration verlässlich den in- situ Wert der fließgemittelten Konzentration repräsentiert. Unter sehr hohen Flussraten ist das Strukturporensystem eines Bodens fast ausschließlich für den Gesamttransport verantwortlich. Unter diesen Bedingungen werden Konzentrationen, die durch frei dränende Lysimeter gemessen werden, für den Gesamttransport charakteristisch sein. Unter ungesättigten Bedingungen dagegen fällt der gesamte Makroporenraum trocken und frei dränende Lysimeter können kein Perkolat auffangen. Dennoch können auch unter diesen Bedingungen noch beträchtliche Stoffverlagerungen in der Bodenmatrix vorliegen. In diesem Fall sind Messungen durch Saugkerzen am besser geeignet, auf die realen Stofffrachten zu schließen. Wasser- und Stoffflüsse sind im natürlichen strukturierten Boden sehr heterogen verteilt. Eine einzelne Makropore kann unter wassergesättigten Bedingungen die selbe Stoffverlagerung bewirken wie ein Quadratmeter Bodenmatrix. Schneidet ein Lysimeter diese Makropore an, so wird es eine hohe Stofffracht anzeigen. Da die Auftretenshäufigkeit von wirksamen Makroporen in einem gegebenen Bodenquerschnitt a priori unbekannt ist, kann nur schlecht angegeben werden, wie repräsentativ ein einzelnes Messinstrument von 400 cm² (Docht- lysimeter) oder 800cm² Fläche (frei dränendes Lysimeter) die auftretenden Stoffflüsse auffangen kann. Um die Variabilität auftretender Flüsse beurteilen zu können, haben wir deshalb insgesamt 7 Lysimeter in der Referenztiefe von ca. 1 m eingebaut. Die beobachtete Variabilität der Ergebnisse dieser Lysimeter erlaubt zumindest eine empirische Abschätzung der Unsicherheit, mit der die Stofffrachten erfasst werden. Unsere Messergebnisse haben gezeigt, dass neben der kleinräumigen Variabilität bereits auf einer Skala von ca. 10 m zusätzlich ein makroskopischer Wechsel der typischen Bodeneigenschaften auftrat, der dazu 3 Untersuchungsergebnisse 67

führte, dass die Lysimeter in zwei Gruppen mit unterschiedliches Ansprechverhalten eingeteilt werden können (vgl. Markierungsversuche, Büttner und Wagner, 2000). Schließlich wird insbesondere bei der Abschätzung der vertikalen Frachten für die größeren Bodentiefen das reine Probenahmeproblem von einem weiteren Problem überlagert, das in Abb. 16 visualisiert ist. Da in 2,5 und 3,5 m Tiefe offensichtlich laterale Transportströme auftraten, sind die dort gefundenen Konzentrationen nicht repräsentativ für das lokal versickernde Wasser. Sie können deshalb nicht mit den lokalen Nettoinfiltrationsraten multipliziert werden, um vertikale Frachten zu berechnen.

Bei der Interpretation unserer Frachtberechnungen werden die oben angesprochenen Punkte als bekannt vorausgesetzt. Im folgenden werden die Stoffmengen angegeben, die die jeweilige Einbautiefe der Probenahmeinstrumente während der Untersuchungsperiode nach unten verlassen haben. Die detaillierte Auflistung der hypothetischen Frachten, die sich nach Berechnungen für jedes einzelne Messinstrument (Lysimeter und Saugkerzen) ergäben, ist im Anhang in den Tabellen C 1 bis C 4 aufgeführt.

3.4.3 Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) und Biologischer Sauerstoffbedarf (BSB5).

Der Eintrag an oxidierbarem organischem Material war in den beiden ersten Quartalen extrem -1 -1 ≅ -1 -1 -1 -1 hoch (176 kg CSB ha d 60 Mg CSB ha a bzw. 40 Mg BSB5 ha a ) und ging erst im 3. und 4. Quartal durch die reduzierten Beregnungsraten zurück, allerdings immer noch auf einem hohen Niveau. Detaillierte Berechnungen der Jahresfrachten, die sich aus den Konzentrationen der einzelnen Instrumente errechnen, sowie quartalsweise aufgelöste Darstellungen der Frachten befinden sich im Anhang C (Tab. C 1). Trotz der hohen Belastung ist der Boden fähig, durch Filterung und Abbau durch Mikroorganismen die organischen Stoffe in der obersten Schicht bis in 1 m Tiefe zu über 80%, in der zweiten Jahreshälfte sogar zu über 90% zu eliminieren. Dies ergibt sich aus den Werten für die Lysimeter in 1 m Tiefe (Tab. 4, Abb. 31 bis Abb. 32).

Tab. 4 : Abbauraten (%) für CSB, BSB5 und Eliminationsraten (%) für P04-P

Tiefe CSB (%) BSB5 (%) PO4-P (%) m 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. 1,0 (SK, L8)93979697 96989797 82898279 3,5 (SK) 94 97 98 98 97 98 98 98 78 88 83 92 1,0 (L1-L4) 82 90 88 92 91 92 90 91 61 66 60 54 1,0 (L5-L7) 81 90 88 91 89 93 91 94 49 72 67 67 2,5 (L9,L10) 92 96 96 97 94 98 97 97 79 89 86 93 68 3 Untersuchungsergebnisse

200 180 174 160 167 Infiltrat 140 -1 Perkolat 1m d

-1 120 a 100 B h 80 CS

g 77 k 60 40 43 20 29 17 9 4 0 Feb 99-Apr 99 Mai 99-Jul 99 Aug 99-Okt 99 Nov 99-Jan 00

Abb. 31: Quartalsmittel der Tagesfrachten für CSB im Infiltrat und in 1 m Tiefe.

140

120 114 Infiltrat -1 100 111

d Lysi100 -1 80 ha 5

B 60 S B

kg 40 43 39 20 11 8 3.8 2.8 0 Feb 99-Apr 99 Mai 99-Jul 99 Aug 99-Okt 99 Nov 99-Jan 00

Abb. 32: Quartalsmittel der Tagesfrachten für BSB5 im Infiltrat und in 1 m Tiefe. 3 Untersuchungsergebnisse 69

CSB Jahresfracht (kg ha-1 a-1) 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000

AI

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 33: Jahressfrachten für CSB, berechnet auf Basis der Messwerte der einzelnen Instrumente.

Jahresmittel BSB5 (mg l-1) 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 34: Jahresfrachten für BSB5, berechnet auf Basis der Messwerte der einzelnen Instrumente. 70 3 Untersuchungsergebnisse

Die Beurteilung der Reinigungswirkung aufgrund der Ergebnisse der Saugkerzenproben ist in allen Fällen sogar noch weitaus besser. Die Jahresfrachten, die sich aus der Hochrechnung für die einzelnen Tiefen und Probentypen ergeben, sind in Abbildungen Abb. 33 und Abb. 34 dargestellt. Man erkennt, dass die Verwendung von Saugkerzenproben eine deutliche Unterschätzung des Austrags in 1 m Tiefe ergäbe: der aufgrund der Saugkerzen in 25 cm Tiefe berechnete Wert ist bereits kleiner als der mit den Lysimeterproben für 1 m Tiefe berechnete. Auffällig ist, dass die Frachten, die sich aus den Berechnungen mit den Konzentrationen der Saugkerzen ergeben, bereits in der geringsten Messtiefe (25 cm) auf ein Niveau reduziert sind, das sich bei der weiteren Passage nicht mehr wesentlich verändert. Bei den Lysimetern dagegen erfolgt von 100 cm Tiefe auf 250 cm Tiefe eine weitere signifikante

Reduktion der CSB und BSB5-Frachten. Die mit dem Sickerwasser ausgetragenen Mengen gingen sowohl für den CSB als auch für den BSB5 im Jahresverlauf deutlich zurück (Abb. C1 bis C3, Anhang C), was auf den reduzierten Eintrag sowie eine erhöhte Reinigungswirkung des Boden bei reduziertem Eintrag zurückzuführen ist.

3.4.4 Phosphat (PO4–P)

Der Phosphateintrag mit dem Abwasser war in der Anfangsphase der Beregnung mit hochgerechneten >900 kg P ha-1a-1 außerordentlich hoch, und reduzierte sich aufgrund der geringeren Beregnungsmengen im vierten Quartal auf ca. ein Viertel. Die aufgefangene Sickerwasserproben zeigen Eliminationsraten für Phosphor zwischen 50 und 90% (Tab. 4). Für vertikal durchströmte Pflanzenkläranlagen werden Werte von 40 bis 60% angegeben (Halicki und Ehrnsberger, 2000). Entsprechend den reduzierten Beregnungsmengen gingen auch die Phosphat-Frachten im Sickerwasser während der Untersuchung stark zurück (Abb. 35, Tab. C 1). Dies ist jedoch ausschließlich auf die Reduzierung der Nettoinfiltration zurückzuführen, denn die Phosphatkonzentrationen der Sickerwasserproben wiesen während des gesamten Untersuchungszeitraumes, von wenigen Ausnahmen abgesehen, ähnliche Werte auf (vgl. Abb. 23).

Bei geringen Bodenphosphatgehalten wird normalerweise für die Düngung die zweifache Menge des zu erwartenden Pflanzenentzuges empfohlen. Der mittlere Entzug durch die Pflanzen wird mit 22 kg P ha-1a-1 angegeben (Scheffer/Schachtschabel, 1992). Die aufge- brachte Phosphatmenge mit dem Abwasser lag somit mindestens um den Faktor 20 darüber. Die hochgerechneten Frachten im Unterboden lagen auch unter den reduzierten Beregnungs- mengen noch um den Faktor 100 über den unter landwirtschaftlich genutzten Flächen üblichen Auswaschungsraten von 0,3 kg P ha-1a-1. 3 Untersuchungsergebnisse 71

3.0

2.5 2.5

-1 Abwasser

d 2.0

-1 Lysi100 a

h 1.5 1.7 -P 4 O

P 1.0 1.1 kg 0.5 0.68 0.5 0.53 0.24 0.2 0.0 Feb 99-Apr 99 Mai 99-Jul 99 Aug 99-Okt 99 Nov 99-Jan 00

Abb. 35: Quartalsmittel der Tagesfrachten für PO4-P.

PO4-P Jahresfracht (kg ha-1 a-1) 0 100 200 300 400 500 600 700 800

AI

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 36: Jahresfrachten für PO4-P. 72 3 Untersuchungsergebnisse

3.4.5 Ammonium (NH4–N), Nitrat (NO3–N), Nitrit (NO2–N)

Der Stickstoff nimmt unter den Nährstoffen eine besondere Stellung ein, da der Stickstoff- bedarf im Vergleich zu anderen Nährstoffen am höchsten ist und meistens am stärksten den Ertrag bestimmt. Allerdings kann er zur Eutrophierung von Oberflächengewässern führen und die Qualität des Grundwassers für die Trinkwassergewinnung stark beeinflussen. Der Eintrag durch Niederschläge beträgt in Deutschland 5 - 30 kg ha-1a-1 (Scheffer/Schachtschabel, 1992). Weiterhin schreibt die Düngemittelverordnung für das Ausbringen von Wirtschaftsdüngern tierischer Herkunft auf Grünland einen Grenzwert von 210 kg ha-1a-1 und für Ackerland von 170 kg ha-1a-1 vor. Unter diesem Gesichtspunkt sind die auf der Verregnungsflächen aufgebrachten Stickstoffmengen von 1,7 – 7,9 Mgha-1a-1 extrem hoch und übertreffen die obigen Mengen um das 7 – 38 fache (Tab 2). Die mit dem Sickerwasser ausgetragenen Stickstoffmengen sind zwar deutlich reduziert (Abb. 37 - 40) weisen aber immer noch sehr hohe Werte auf. Die Konzentrationen der drei Stickstoffverbindungen (Abb. 24 - 26) lagen bei den meisten Messstellen oft über den Grenzwerten der TVO (NH4-N: 0,4 mg/l; NO3-N: 11,3 mg/l; NO2-N: 0,03 mg/l). Ein relativ positives Bild zeigt sich hinsichtlich der Elimination von Ammonium. Die Eliminationsraten lagen die meiste Zeit über 80% und erreichten im 2. und 3. Quartal Werte über 90 – 99% (Tab 5). Dabei zeigten in vergleichbarer Tiefe (1 m) die Saugkerzenproben weitaus geringere Gehalte als die Lysimeter (L1 – L7). Die Reduzierung des Ammoniums liegt somit in ähnlicher Größenordnung wie bei vertikalen Pflanzenkläranlagen bei denen Werte um 90% beobachtet wurden. (Halicki und Ehrnsberger, 2000). Ein Teil der Ammoni- um-Reduktion dürfte bei der Verregnung des Abwassers durch Ammoniak-Verflüchtigung verursacht worden sein. Bei einem pH von 7 bzw. 8 liegen 1% bzw. 10% des Ammoniums als

Ammoniak (NH3) vor. Feldversuche zeigten, dass die Verluste dabei 8 – 16% betragen können (Scheffer/Schachtschabel, 1992). Da bei der Verregnung optimale Bedingungen für die Verflüchtigung gasförmiger Stoffe vorliegen, muss für die Situation in Hiltpoltstein vermutlich mit ähnlich hohen Werten gerechnet werden.

Tab. 5 : Eliminationsraten (%) für NH4-N und Gesamt-N.

Tiefe NH 4 -N (%) Gesamt-N (%) m 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. 1,0 (SK, L8) 95 99 99 95 65 60 64 21 3,5 (SK) 94 100 100 100 76 66 71 86 1,0 (L1-L4) 84 92 93 80 63 79 89 70 1,0 (L5-L7) 77 93 95 88 74 92 93 84 2,5 (L9,L10) 91 99 99 99 68 70 67 29 3 Untersuchungsergebnisse 73

NH4-N-Jahresfracht (kg ha-1 a-1) 0 200 400 600 800 1000

Infiltrat 4727

Saug25 59

Saug50 54

Saug100 8

Lysi100 586

Lysi250 204

Saug350 114

Abb. 37:Jahresfrachten für NH4-N. Man beachte, dass der Balken für das Infiltrat den dargestellten Wertebereich um ein mehrfaches übertrifft.

NO3-N-Jahresfracht (kg ha-1 a-1) 0 500 1000 1500 2000 2500

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 38: Jahresfrachten für NO3-N. 74 3 Untersuchungsergebnisse

Beim Nitrat unterschieden sich, wie oben schon angegeben, die drei Messstellenstandorte in ihren Konzentrationen signifikant (vgl. hierzu die Detailabbildungen im Anhang C). Die höchsten Konzentrationen und folglich auch Frachten wurden im Bereich des Schachtes beobachtet. Hier sind die Eliminationsraten für Gesamt-N (Tab. 5, insbesondere im 4. Quartal) auch in der Regel am niedrigsten. Während die Nitratfracht im Sickerwasser im dritten Quartal entsprechend der verminderten Beregnungsmenge zurück geht, bliebt sie im vierten trotz weiter reduzierter Einträge weiter sehr hoch, da nun die Nitratkonzentrationen (Abb. 25) deutlich erhöht waren. Dies dürfte auf die einsetzende Herbstmineralisation zurück zu führen sein. Auch bei Untersuchungen auf landwirtschaftlichen Flächen wurde meistens festgestellt, dass die höchsten Nitratkonzentrationen in den Monaten November bis März beobachtet werden (Scheffer/Schachtschabel, 1992). Im Bereich der Lysimetergruppe L1 – L4 waren die Nitratkonzentrationen um das 2 – 5 fache niedriger als beim Schacht und bei den Lysimetern L5 – L7 sogar um das 10 – 20 fache niedriger. Diese niedrigen Werte in diesem Bereich können nur auf die Denitrifikation von

NO3 zu N2O bzw. N2 zurück zu führen sein, d.h. in diesen Bereichen müssen während des gesamten Untersuchungszeitraumes überwiegend anoxische, reduzierende Bedingungen geherrscht haben, die durch anhaltende Staunässe verursacht wurde. Bei einigen Messstellen wurde dies durch im zweiten Halbjahr deutlich reduzierte Sulfatkonzentrationen (Abb. 27) bestätigt. Untersuchungen im Labor (Blume et al., 1984; Reddy et al., 1980) zeigten, dass durch Denitrifizierung in Böden bis zu 80 –90% N-Verlust auftreten können. Weiterhin wurde festgestellt, dass die Denitrifikationsraten auf beregneten Böden um das bis zu 5-fache höher sind als auf unberegneten Böden (Kunst et al., 1996; Benckiser und Warnecke, 1990). Unter den in Deutschland vorherrschenden Bedingungen ist die Denitrifikation unabhängig von der Temperatur, aber es zeigt sich ein signifikanter Einfluss des Bodenwassergehaltes. Für die Denitrifikation ist vor allem das Vorhandensein einer Kohlenstoffquelle notwendig, da diese von den Mikroorganismen benötigt werden. Diese ist natürlich beim Abwasser reichlich vorhanden. Nach Sowa (1992) kann durch eine entsprechende Anordnung von Aerationszonen und Stauzonen sowie einem entsprechendem Beregnungsplan die

Denitrifikation gesteuert werden. Ein weiterer Nitrat-Abbau zu N2 ist im Grundwasser durch Denitrifikation möglich und kann zur weiteren Entlastung führen. Allerdings sind hierzu reduzierende Bedingungen, ausreichend mikrobiell verfügbarer Kohlenstoff oder oxidierbare Schwefelverbindungen Voraussetzung. Die Nitritfrachten waren im ersten Quartal hoch, gingen aber im Laufe der Untersuchung durch geringere Konzentrationen und die verminderte Beregnungsraten auf sehr niedrige Werte zurück. Die Nitritmengen machen nur einen sehr kleinen Anteil an den gesamt ausgewaschenen Stickstoffmengen aus (vgl. Abb. 26).

3 Untersuchungsergebnisse 75

3.4.6 Chlorid (Cl), Sulfat (SO4), Bor (B)

Die Jahresfrachten für Chlorid, Sulfat und Bor sind in den Abbildungen 39 bis 41 dargestellt, die Berechnungen für die beiden Halbjahre in Tabelle C3 gelistet. Während die Konzentrationen im Sickerwasser beim Chlorid mit 60 – 100 mg/l deutlich unter dem höchstzulässigen Wert der TVO von 250 mg/l lag, ergaben sich durch die hohen Verregnungsraten sehr hohe flächenspezifische Frachten von 8,9 bzw. 6,8 Mg ha-1a-1. Auf nicht beregneten Böden erfolgt die Zufuhr von Chlorid über die Niederschläge (5 – 20 kg ha-1 a-1) und durch Düngung. Unter gedüngten landwirtschaftlichen Flächen liegen die Chloridkonzentrationen häufig bei 40 – 80 mg/l, d.h. ähnlich hoch wie im Verregnungsfeld, allerdings sind die Frachten natürlich erheblich niedriger. Der Bedarf durch Pflanzen liegt bei 4 – 8 kg ha-1a-1 (Scheffer/Schachtschabel, 1992). Die Chloridkonzentration wird bei der Bodenpassage nur durch Verdünnung oder durch die Verdunstung verändert, eine Sorption dürfte bei den herrschenden pH-Werten nicht stattfinden. Da die Fracht für den Eintrag ca. 20% höher geschätzt wird als die Frachten aufgrund der Beprobungen des Sickerwassers (Abb. 39), könnten diese 20% als Indiz für eine Überschätzung durch nicht-repräsentative Probennahme angesehen werden (vgl. Diskussion in Kap. 3.3.4). Die Flächenbelastung durch Sulfat war mit 5,6 bzw. 2,1 Mg ha-1a-1 im Vergleich zu Einträgen -1 -1 -1 -1 durch Niederschläge (im Mittel 50 kg S ha a = 150 kg SO4 ha a ) und Düngung (im Mittel -1 -1 -1 -1 15 kg S ha a = 45 kg SO4 ha a ) extrem erhöht. Die Konzentrationen lagen allerdings im für Grundwässer nicht unüblichen Bereich und deutlich unter der höchstzulässigen Konzen- tration der TVO von 240 mg/l. Sulfat dürfte den bei vorherrschenden Bedingungen kaum der Sorption unterliegen. Der Entzug durch die Pflanzen liegt im Mittel bei 25 kg S ha-1a-1 (= 75 -1 -1 kg SO4 ha a ) (Scheffer/Schachtschabel, 1992). Neben der Konzentrationsänderung durch Verdünnung und Verdunstung, unterliegt Sulfat unter anoxischen Bedingungen der Reduktion zu Sulfid, welches mit Eisen schwerlösliches Eisensulfid bildet. Vor allem im zweiten Halbjahr wurden bei einigen Sickerwasserstellen deutlich erniedrigte Konzentrationen und Frachten beobachten. Diese Beobachtung geht einher mit sehr niedrigen Nitrat- konzentrationen, die ebenfalls auf die anoxischen Bedingungen und der damit einhergehenden Denitrifikation hinweisen. Bei den Lysimeterproben L1 – L7 wurde dazu passend meistens ein Geruch nach H2S festgestellt. Der natürliche Boreintrag mit den Niederschlägen beträgt je nach Gebiet 10 – 80 gha-1a-1 (Scheffer/Schachtschabel, 1992). Die durch die Verregnung eingebrachten Belastungen lagen hochgerechnet mit 132 bzw. 48 kg ha-1a-1 um ein erhebliches über diesen Werten. Die Konzentrationen im Abwasser und Sickerwasser lagen mit 1 mg/l im Bereich des Grenzwertes der TVO. Eine Minderung durch Sorption im Boden dürfte nicht stattfinden. Der Entzug durch die Pflanzen ist mit 50 – 450 g ha-1a-1 (Scheffer/Schachtschabel, 1992) zu vernachlässigen. 76 3 Untersuchungsergebnisse

Cl- Jahresfracht (kg ha-1 a-1) 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000

Inf iltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 39: Jahresfrachten für Chlorid.

SO4- Jahresfracht (kg ha-1 a-1) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 40: Jahresfrachten für Sulfat.

Bor- Jahresfracht (kg ha-1 a-1) 0 20 40 60 80 100 120 140 160

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 41: Jahresfrachten für Bor. 3 Untersuchungsergebnisse 77

Unter Annahme des Verhaltens von Bor als idealem Tracer ist ein Vergleich zwischen der berechneten Aufgabefracht und der aufgefangenen Fracht durch die Lysimeter möglich. Analog zum Chlorid ist der Eintrag höher als die Frachtberechnung im perkolierenden Wasser, wobei die Divergenz sogar ca. 40% beträgt. Teilweise kann dies wiederum mit einer nicht perfekt repräsentativen Probenahme erklärt werden; sie ist jedoch auch ein deutliches Indiz auf die Überschätzung der berechneten Aufgabefracht aufgrund des Zumischens von geringer belastetem Teichwasser (siehe 3.4.1 sowie Anhang F).

3.4.7 Kupfer, Zink

Für Kupfer betrug der Eintrag unter der gegebenen Belastungssituation im ersten Halbjahr maximal 7 kg ha-1a-1 und im zweiten 2,7 kg ha-1a-1. ("worst case" - Berechnungen, Tab. C4). Die tatsächlichen Frachten können deutlich niedriger liegen, da für Kupfer die meisten Werte unterhalb der Bestimmungsgrenze lagen (Spanne zwischen "worst" und "best case"). Auf eine grafische Darstellung wird deshalb verzichtet. Zur Beurteilung der Höhe der durch die Verregnung verursachte Belastung durch Kupfer und Zink kann die Klärschlammverordnung in der Fassung vom 15.4.1992 herangezogen werden. Aus der maximalen zeitlichen Ausbringungsmenge an Klärschlamm (5 Mg TS/3a) und den maximal im Klärschlamm tolerierbaren Schwermetallkonzentrationen kann die zulässige jährliche Flächenbelastung berechnet werden. Für Kupfer ergibt sich dann eine maximal zulässige Fracht von 1,333 kg ha-1a-1. Danach wäre in Hiltpoltstein der Eintrag auf die tatsächlich beregnete Fläche im Falle der “worst case” Betrachtungen im ersten Halbjahr um das 5,25 fache und im zweiten um das 2 fache gegenüber den zulässigen Mengen überhöht.

Beim Zink betrugen die als "worst case" hochgerechneten Einträge im ersten Halbjahr 36,6 und im zweiten 10,8 kg ha-1a-1. Für Zink ergibt sich nach der Klärschlammverordnung die maximal zulässige Flächenbelastung zu 3,333 kg ha-1a-1. Die zulässigen Frachten wären somit um das 11 bzw. das 3,2-fache überhöht. Abgesehen von einzelnen Ausnahmen war beim Zink bei den meisten Messstellen im Sickerwasser eine deutliche Verminderung der Konzentration und Frachten zu beobachten. Die Reduktion betrug dabei bis zu 90% (Abb. 42). Auffallend sind für Zink allerdings die Werte der beiden Saugkerzen in 3,50 m, die viel höhere Konzentrationen anzeigen als alle darüber liegenden Probenahmen. Die Ursachen hierfür sind derzeit unklar. 78 3 Untersuchungsergebnisse

Zink - Jahresfracht (kg ha-1 a-1) 0 1020304050

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. 42: Jahresfrachten für Zink.

3.4.8 Stickstoff-Entzug durch die Vegetation

Der Entzug von Stickstoff durch Vegetation ist für die SituationHiltpoltstein ohne Relevanz, da die Vegetation nicht geerntet wid, also kein Netto-Entzug stattfindet. Um ein „Gefühl“ für die Größenordnung eines möglichen Entzugs bei Ernten der Vegetation zu gewinnen, wird die folgende Überschlagsrechnung ausgeführt. Um die Aufnahme von Stickstoff über die Vegetation abzuschätzen zu können, wurden auf zwei Plots von jeweils 1 m2 Brennesseln abgeerntet. Die Hochrechnung ergibt für den oberirdischen Anteil einen Ertrag von 42 – 49 Mgha-1 feuchter Pflanzenmasse. Beim Plot 2 beträgt der Wurzelanteil etwa 12 Mgha-1. Auf Trockenmasse umgerechnet ergeben sich 10,4 bis 11,4 Mgha-1 für den oberirdischen Anteil und 3,5 Mgha-1 für die Wurzeln. Die Bestimmung des Stickstoffs ergab einen Gehalt von 2,0 – 2,6% für die Pflanzen und 2,3% für die Wurzeln. Umgerechnet ergibt sich damit ein Masse von 210 – 260 kg N ha-1 für die Pflanzen und 80 kg N ha-1für die Wurzeln. Geht man von zwei bis drei möglichen Ernten pro Jahr aus, so entspräche dies einem Stickstoffentzug von ca. 500 – 750 kg N pro Hektar und Jahr. Je nach Belastungssituation (Tab. C2) wären dies 5 – 40% des mit dem Abwasser aufgegebenen Stickstoffs. Tatsächlich erfolgt im Falle von Hiltpoltstein keine Ernte der Brennesseln. Der durch die Pflanzen in organischer Form gebundene Stickstoff wird somit durch Mineralisation im Herbst und Frühjahr wieder stoßweise freigesetzt.

4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

4.1 Ergebnisse

Grundlegendes Merkmal der Untersuchungen auf der Abwasserverregnungsanlage der Gemeinde Hiltpoltstein sind die unter den gegebenen Betriebsbedingungen auftretenden hohen flächenspezifischen Abwasserbelastungen. Diese werden zum einen durch die inzwischen veraltete, zeitweise mangelhaft arbeitende und nicht mehr dem Stand der Technik entsprechende mechanische Klärstufe und zum anderen durch die z.T. ungünstigen Verregnungsbedingungen verursacht. Die Funktion des als mechanische Klärstufe eingesetzten Emscherbeckens ist zeitweise nicht mehr gewährleistet, da der Absetzvorgang durch gleichzeitig eingeblasene Luft, die ein Zusetzen des Beckens verhindern soll, gestört -1 -1 wird. Dadurch wurden immer wieder sehr hohe CSB (1100 mgl ) bzw. BSB5 (820 mgl ) - -1 -1 Werte festgestellt. Im Mittel ergaben sich 570 mgl CSB und 400 mgl BSB5. Geht man von -1 6 einem Einwohnergleichwert (EW) von 300 mgl BSB5 im Rohabwasser aus , kann man bei einer Eliminationsrate von 30% in der mechanischen Stufe (Neitzel und Iske, 1998) einen -1 BSB5-Gehalt von 210 mgl des mechanisch geklärten Abwassers erwarten. Der im Mittel beobachtete BSB5 - Gehalt lag in Hiltpoltstein deutlich darüber, und teilweise über dem -1 -1 3 erwarteten EW des Rohabwassers. Bei einem Trinkwasserverbrauch 120 lE d (= 34000 m ) -1 -1 -1 im Jahre 1998 errechnet sich bei 60 g BSB5 E d ein BSB5 - Gehalt von 500 mgl . Die im Untersuchungszeitraum insgesamt verregnete Abwassermenge (Schmutzwasser und Niederschlag) betrug allerdings 59000 m3.

6 -1 -1 Bezug: 200 l Abwasser mit 60 g BSB5 E d . 80 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass für viele untersuchte Parameter im Sickerwasser – gemessen an den Grenzwerten der TVO – durchaus tolerierbare Konzentrationsniveaus vorliegen, die allerdings aufgrund der hohen flächenspezifischen Verregnungmengen auf den real beregneten Flächen zu sehr hohen flächenspezifischen Frachten führen. Verursacht werden die hohen Beregnungshöhen vor allem durch die praktizierte Verregnungsweise des Abwassers. Die für die Verregnung zur Verfügung stehende Fläche beträgt etwa drei Hektar mit insgesamt 35 Drehstrahlregnern, die in sechs separaten Reihen mit unterschiedlicher Anzahl an Regnern (3/6/8) unterteilt ist. Mit den zur Zeit zur Verfügung stehenden Pumpen können in der Regel nur 6 bis 9 Regner mit genügend Druck beaufschlagt werden, d.h. es wird nur etwa 1/7 bis 1/5 der Fläche gleichzeitig beregnet. Da aufgrund einer fehlenden Automatisierung keine tägliche Umstellung der Regnerreihen und damit eine Gesamtnutzung der Verregnungsflächen erfolgt, ergeben sich für die oben angegebene Gesamtabwassermenge daraus eine theoretische Belastung von 25 bis 38 mmd-1 bzw. 9100 bis 13900 mm pro Jahr. Würde die Gesamtfläche genutzt, würde die Belastung bei etwa 5,4 mmd-1 bzw. 2000 mm pro Jahr liegen.

• Trotz hoher Flächenbelastung hohe Abbauraten bei CSB und BSB

Die Flächenbelastungen mit CSB und BSB5 sind in Hiltpoltstein außerordentlich hoch (1. und -1 -1 -1 -1 2. Quartal: 60 Mg CSB ha a bzw. 40 Mg BSB5 ha a ) Lediglich für die reduzierten Beregnungsmengen des zweiten Halbjahres werden von Kunst et al. (1996) in zwei Fällen von vergleichbaren Belastungen (24 bzw. 15,6 Mg CSB ha-1a-1) berichtet. Trotz der teilweise extrem hohen flächenspezifischen Abwasserbeaufschlagungen mit bis zu maximal 600 mm pro Woche können die Abbauraten bei CSB und BSB überwiegend als gut bezeichnet werden. Selbst in Bereichen mit hohem Makroporenanteil und extrem hohen Sickergeschwindigkeiten (1m in 3h) lagen die Abbauraten bei CSB und BSB meist über 90%. Das langsamer versickernde Abwasser im Bereich der Bodenmatrix wies Abbauraten von über 95% auf. Die Grenzwerte der Abwasserverordnung vom 18.02.99 für das Einleiten von gereinigtem -1 Abwasser in Gewässer bei einem Anfall von 60 – 300 kgd BSB5 roh betragen beim CSB 110 -1 -1 mgl und beim BSB5 25 mgl . In Bayern sind vor der Verregnung oder Versickerung im Karst (LfW, 2000) die in Anlage 2 des Merkblattes Nr. 4.7 (LfW, 1991) angegebenen strenge- -1 -1 ren Grenzwerte der Anforderungsstufe 3 vorgeschrieben (CSB: 90 mgl ; BSB5 20 mgl Bemessung und Betrieb der Anlage mit Nitrifikation und Denitrifikation). Beim CSB wurden diese im Mittel sowohl bei den Lysimetern als auch bei den Saugkerzen schon in 1 m unterschritten. Beim BSB5 lagen die Werte im Mittel in 1 m Tiefe bei den Lysimeterproben noch darüber, in 2,50 m aber bereits deutlich darunter. Bei den Saugkerzen war der Grenzwert des BSB5 bereits in 25 cm Tiefe unterschritten. Aufgrund der starken Reduzierung der CSB- Werte kann das Abwasser aus Hiltpoltstein als gut abbaubar bezeichnet werden und ist daher für die Verregnung geeignet. 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung 81

Der Vergleich mit Untersuchungen auf anderen Verregnungsflächen (Kunst et al., 1996) und naturnahen Abwasserbehandlungsverfahren, die den Boden benutzen (Versickerung, Pflanzenkläranlagen; Tab. 7 - 9) zeigt, dass in Hiltpoltstein hinsichtlich des Abbaus von CSB und BSB5 ähnlich hohe Abbauraten und Konzentrationen erreicht werden. Kunst et al. geben -1 für beregnete landwirtschaftlich genutzte Flächen CSB - Konzentrationen von 10 – 70 mgl im Sickerwasser an. Die CSB - Konzentrationen im oberflächennahen Grundwasser lagen bei -1 maximal 12 mgl . Ein signifikanter Einfluss der Jahreszeit auf die Konzentrationen und Abbauraten von CSB und BSB5 im Sickerwasser war nicht festzustellen.

• Hohe Nährstoffbelastung durch Stickstoff und Phosphat

-1 Die Ammoniumkonzentrationen des Abwassers mit im Mittel von ca. 65 mgl lagen im üblichen Bereich kommunaler Abwässer und vergleichbarer Anlagen mit Verregnung bzw. Versickerung (Kunst et al., 1996). Die Sickerwasserkonzentrationen zeigten bei den Lysimetern eine deutliche jahreszeitliche Abhängigkeit. So waren die Konzentrationen des Ammoniums in der kälteren Jahreszeit (1. und 4. Quartal) höher als in der warmen Jahreszeit (2. und 3. Quartal). Bei den Saugkerzen waren die Konzentrationen nur im ersten Quartal erhöht. Die Nitrifikationsraten dürften somit in der kalten Jahreszeit deutlich reduziert sein und reichen bei hohen Sickergeschwindigkeiten nicht mehr aus um alles Ammonium zu nitrifizieren. Bei den Sickerwässern mit großer Verweilzeit werden allerdings fast immer Nitrifikationsraten von über 99% erreicht. Die Konzentrationen der Sickerwasserproben lagen selbst in der kalten Jahreszeit im Mittel in der Größenordnung wie sie bei anderen naturnahen Abwasserbehandlungen festgestellt wurden (Tab. 7 - 9). Die Flächenbelastung mit Stickstoff war in Hiltpoltstein allerdings selbst bei reduzierten Beregnungsmengen extrem hoch und überstieg die zulässigen Mengen der Düngeverordnung um ein Vielfaches. In der Untersuchung von Kunst et al. (1996) wurden nur zwei Fälle mit einer ähnlich hohen Belastung (5500 bzw. 1700 kg ha-1a-1) angegeben, sonst liegen die Flächenbelastungen in der Regel 1 – 2 Größenordnungen darunter. Durch die hohen Flächenbelastungen waren die Nitratkonzentrationen im Sickerwasser und damit die ausgetragenen Nitratmengen stellenweise trotz teilweise hoher Eliminationsraten sehr groß und überstiegen die üblichen Mengen unter landwirtschaftlich genutzten Flächen um ein vielfaches. Allerdings zeigten die Untersuchungen, dass örtlich Bedingungen herrschten unter denen das Nitrat zu über 90% denitrifiziert wurde. Die Vorrausetzungen hierzu, anoxische, reduzierende Bedingungen sowie genügend organisch abbaubare Stoffe, waren gegeben. Die Ergebnisse zeigen somit die große Heterogenität der Verregnungsfläche in Hiltpoltstein und bestätigen die bisherigen Vermutungen. Auf der Fläche können daher die unterschiedlichsten Abbaubedingungen angetroffen werden und es wird daher schwierig eine allgemeine Aussage 82 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

für die gesamte Fläche zu treffen. Bei einer reduzierten Flächenbelastung, wie Sie von uns dringend vorgeschlagen wird, besteht wird der Boden tendentiell etwas weniger feucht sein. Dies hätte qualitativ einen höheren Redoxstatus zur Folge (weniger anoxische Zonen) und könnte die Denitrifizierung mindern. Als Konsequenz sollte auf jeden Fall die Reduktion der Stickstofffrachten durch eine Behandlung des Abwassers in einer Kläranlage mit N-Elimination erfolgen. Die Phosphatkonzentration im Abwasser und die Frachten bei reduzierten Beregnungsmengen sind mit anderen Verregnungsanlagen (Kunst et al., 1996) vergleichbar, überschreiten aber die Grenzwerte der Düngeverordnung. Die mit dem Sickerwasser ausgetragenen Mengen werden in der Untersuchung von Kunst et al. (1996) mit 20 – 40 kg P ha-1a-1 angegeben. In Hiltpoltstein lagen die Werte in größeren Tiefen bei den reduzierten Beregnungsmengen teils darüber und teils darunter.

• Grenzwert der TrinkwV für Bor wird überwiegend eingehalten Die Flächenbelastung durch Bor überstieg den natürlichen Boreintrag sowie die zur Düngung empfohlenen Werte (0,5 – 3,0 kg ha-1a-1) um ein Mehrfaches. Die Aufnahme durch die Pflanzen kann im Vergleich zur ausgewaschenen Bormenge vernachlässigt werden. Eine Retardation durch Sorption findet bei dem vorherrschenden pH nicht statt. Grenzwerte zur Aufbringung von Bor sind nicht festgelegt. Einziges Beurteilungskriterium ist daher die Trinkwasserverordnung, deren Grenzwert in den Sickerwässern überwiegend eingehalten wurde.

Tab. 6: Bakteriologische Grenz- und Leitwerte verschiedener Richtlinien.

Aufbereitung Indikatorkeim von EG- EG- Ablauf Teich-Pflanzen- Trinkwasser Richtlinie Richtlinie Kläranlage4) 1) Trinkwasser Badegewässe (EG, 1991b) Leitwert r Sommer Winter Grenzwert (A3)2) Grenzwert3) Faekalcoliforme / 100 ml 2000 20 000 2 000 7 700 89 000 Gesamtcoliforme / 100 ml 10000 50 000 10 000 87 000 310 000 kein Wert keine Fäkalstreptokokken. / 100 ml 10 000 200 2 600 Angabe

1) Richtlinie des Rates der EG vom 16.6.1975 über die Qualität von Oberflächengewässern für die Gewinnung von Trinkwasser (75/440/EWG), geändert durch die Richtlinie des Rates vom 9.10.1979 (78/869/EWG) und vom 23.12.1991 (91/692/EWG). 2) Richtlinie des Rates der EG über die Qualität von Oberflächengewässern für die Trinkwassergewinnung in den Mitgliedstaaten (75/440/EWG), Leitwert A3. 3) Richtlinie des Rates der EG vom 8.12.1975 über die Qualität der Badegewässer (76/160/EWG). 4) Ablauf einer Teich-Pflanzen-Käranlage bestehend aus drei Abwasserteichen, einem Flächentropfkörper und einer Boden- filterstrecke. Mittelwerte für Juni 1995 bis Mai 1996, unterteilt in Sommer- und Winterbetrieb (Englert und Kulle 1999). 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung 83

• Hohe mikrobielle Belastung in geringen Tiefen, mäßige Belastung in größeren Tiefen Die mikrobiellen Belastungen in 1 m Tiefe waren während des gesamten Untersuchungs- zeitraumes meistens bedenklich hoch. Auch bei reduzierten hydraulischen Belastungen reichte eine Bodenschicht von 2,5 m nicht aus, um die fäkalcoliformen Bakterien auf ein der Trinkwasserverordnung entsprechendes Maß zu reduzieren. Inwieweit in größeren Tiefen noch eine weitere Filterung stattfindet kann derzeit nicht angegeben werden, da eine Beprobung des Grundwassers in der näheren Umgebung der Verregnungsfläche nicht möglich war. Untersuchungen zur Keimreduktion bei einer Bodenpassage (UBA 1994, Mitterer 1995) durch vertikal durchströmte Pflanzenkläranlagen zeigten, dass sandige Böden eine deutlich bessere Verminderung der abwasserrelevanten Keime aufwiesen als schluffig-tonige Böden, wie sie am Standort Hiltpoltstein vorliegen. Bei Sandböden lagen die Reduktionsraten der abwasserrelevanten Keime in der Größenordnung von 2 bis 3 Zehnerpotenzen und bei schluffigen Böden bei einer Zehnerpotenz (UBA, 1994). Bei fäkalcoliformen Keimen konnten 3 bis 4 Zehnerpotenzen eliminiert werden (Mitterer, 1995). Mit einer Modellversuchsanlage wurde vom Institut für Wasser-, Boden- und Lufthygiene des Bundesgesundheitsamtes (WaBoLu, 1994) die Reinigungsleistung der Boden- und Grundwasserpassage zweier Klär- anlagenabläufe untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass eine 15- 20 tägige Grundwasser- passage eine Reduktion der Keimbelastung auf Null ermöglicht. Derzeit existieren in Deutschland keine allgemeingültigen gesetzlichen Regelungen für die maximal zulässige Keimbelastung in Kläranlagenabläufen. In Ermangelung entsprechender Gesetze und Richtlinien werden häufig die EG-Badegewässerrichtlinie (EG-Richtlinie, 1991a) und die EG-Richtlinie zur Nutzung eines Oberflächengewässers zur Trinkwassergewinnung (EG-Richtlinie, 1991b) herangezogen. Die entsprechenden Grenz- und Leitwerte sind in Tab. 6 enthalten. Mit wenigen Ausnahmen (einige Probenahmetermine, 2,50 Tiefe) wurden diese Grenzwerte im Perkolat überschritten.

• Geringe Schwermetallkonzentrationen im Abwasser

Die Kupfer- und Zinkkonzentrationen lagen im Abwasser im Bereich der für kommunale Abwasser üblichen Werte (Mittelwerte Cu 0.07, Zn 0.31). Die Untersuchungen durch die TU München (Wilderer und Faulstich, 1996) ergaben Bodenkonzentrationen von ca. 20 mg kg-1 für Kupfer und ca. 100 mg kg-1 für Zink. Nach Tabelle 12 liegen die Werte somit unter den Bodengrenzwerten der Klärschlammverordnung (AbfKlärV). Bei den Flächenbelastungen allerdings werden die Werte der Klärschlammverordnung beim Zink deutlich, beim Kupfer 84 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

möglicherweise überschritten7. Die Zink-Frachten in den Sickerwässern gingen um ca 80% des Eintrages zurück, d.h. es erfolgte eine erhebliche Fixierung im Boden. Der Entzug durch Pflanzen läge bei maximal 900 gha-1a-1 und der Eintrag mit den Niederschlägen auf landwirtschaftlichen Flächen beträgt 100 – 300 gha-1a-1. Geht man unter den reduzierten Beregnungsbedingungen von einer Akkumulationsrate von etwa 8 kg ha-1a-1 aus, so ergibt sich für eine Bodenschicht von 30 cm und einer angenommenen Bodendichte von 1500 kgm-3 eine rechnerische Akkumulationsrate von ca. 1,8 mgha-1a-1. Damit würde in ca. 30 Jahren der derzeitige Bodengrenzwert der Klärschlammverordnung überschritten. Da die Betrachtungen aber nur für 1/5 der gesamten Verregnungsfläche gemacht werden, würden bei der Nutzung der gesamten Fläche die Belastungen entsprechend auf 1/5 zurückgehen. Es muß hier angemerkt werden, dass aufgrund der geringen Anzahl von Messungen (nur monatlich) bei Kupfer und Zink die berechneten Frachten mit einer hohen Unsicherheit behaftet sind. Die berechneten Standardabweichungen liegen im Bereich der Mittelwerte. Um hier exaktere Werte zu erhalten wäre wohl auch eine wöchentliche Beprobung notwendig gewesen.

• Einfluss von Bodentemperatur (Gegensatz Sommer-Winter) und Vegetationszustand auf die Abbauleistung gering Saisonale Einflüsse äußern sich über veränderte Temperaturen im Boden, über veränderte Verhältnisse zwischen Regen und Verdunstung, sowie aufgrund der unterschiedlichen Zyklen der Bestandesvegetation. Wie schon bei den einzelnen Parametern angegeben, zeigte sich nur bei den Stickstoffparametern ein deutlicher saisonaler Einfluss auf die Abbauleistung. Am deutlichsten war sich dies bei einigen Messstellen für Ammonium, das in der kalten Jahreszeit in höheren Konzentrationen vorlag als in der wärmeren Jahreszeit. Beim Nitrat war der Einfluss in den verschiedenen Bodenbereichen unterschiedlich. Während in den Bereichen mit ganzjährig hohen Werten die Nitratkonzentrationen im 4. Quartal aufgrund der Herbst- mineralisation stark anstiegen, war in den Bereichen in denen durch starke Denitrifikation niedrige Konzentrationen vorherrschten keine Abhängigkeit von der Temperatur zu beobachten. Bei den biochemischen Parametern und dem Phosphat ist keine saisonale Abhängigkeit festzustellen. Aufgrund der sehr hohen Beaufschlagungsraten ist der Anteil der durch die Pflanzen entzogenen Stoffmengen während der Vegetationsperiode als gering einzustufen. Da die Pflanzen nicht abgeerntet werden, gelangen die entzogenen Stoffe nach der Mineralisation wieder z.T. in den Boden. Alleine beim Stickstoff ist ein Abbau der durch die Pflanzen wieder frei gesetzten Mengen in Bereichen mit Denitrifikation zu erwarten. Allerdings können hierzu keine Angaben gemacht werden, da nur globale Stickstoffmengen

7 -1 Da beim Kupfer die Konzentrationen unter der Bestimmungsgrenze von 0,05 mgl lagen und vom „worst case“ ausgegangen wurde, könnten die tatsächlichen Flächenbelastungen unter den Grenzwerten der KVO liegen. 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung 85

bestimmt wurden.

• Bedeutung des Übergangsbereiches Atmosphäre/Boden Die Bedeutung des Übergangsbereichs Atmosphäre/Boden liegt im Einfluss von Vegetation auf die auftretenden Stofffrachten, sowie im Einfluss der oberflächennahen Bodenschicht auf das Transportregime. Wie in Kap. 3.4.8 angeführt, kann die Brennessel-Vegetation am Standort zu keinem nennenswerten Entzug von Nährstoffen beitragen, da sie nicht abgeerntet wird. Selbst bei einer Aberntung wären unter den gegenwärtigen Beregnungsbedingungen die erzielbaren Entzugsraten für fast alle Elemente vernachlässigbar im Vergleich zur Zufuhr durch die Beregnung. Für den Fall der Nutzung der Gesamtfläche für die Verregnung könnte allerdings eine mehrfache Ernte pro Jahr eine Reduktion des Nährstoffeintrags im zweistelligen %-Bereich hervorrufen. Die Frage, inwieweit eine regelmäßige Bodenbearbeitung, die die Kontinuität des Porensystems im Oberboden zerstört den beobachteten präferenziellen Transport reduzieren kann, wurde im Rahmen des F+E-Vorhabens nicht untersucht. Eine nachgeschaltete Diplomarbeit (Kern, 2001) ergab, dass der präferenzielle Transport, der am Standort zur beobachteten erheblichen seuchenhygienischen Belastung des Sickerwassers führt, durch verminderte Beaufschlagungsraten und Bodenbearbeitung reduziert, aber nicht vollständig unterbunden wird (vgl. Anhang E).

• Verallgemeinerung der Ergebnisse im Hinblick auf Übertragbarkeit auf andere Standorte im Karst. Die Schutzfunktion und Filterwirkung der Grundwasserüberdeckung hängt neben den klimatischen Bedingungen vom Reinigungsvermögen der örtlichen grundwasser- überdeckenden Boden- und Gesteinsschichten ab. Ein weiterer wesentlicher Faktor für die Reinigungsvorgänge ist die Verweildauer der Schadstoffe in den Boden- und Gesteins- schichten. Die Untersuchungen in Hiltpoltstein machten die starke Heterogenität der auf den Karsthochflächen der Schwäbisch–Fränkischen Alb vorherrschenden Deckschichten deutlich. Dadurch ergeben sich schon kleinräumig unterschiedlich vorherrschende Wassergehalte, Sickergeschwindigkeiten und Sickerstrecken, welche letztendlich die Verweildauer in der ungesättigten Zone bestimmen. So ergeben sich auch auf kleinstem Raum die unterschiedlichsten Auswirkungen auf die verschiedenen Parameter, was eine allgemeine Aussage für den untersuchten Standort erschwert (s.a. Diepolder, 1995). Eine Verallgemeinerung der Ergebnisse im Hinblick auf die Übertragbarkeit auf andere Standorte ist daher nur eingeschränkt möglich und kann auch nur für solche erfolgen bei denen ähnliche Deckschichten wie in Hiltpoltstein vorliegen. Unter ähnlichen Bedingungen wie in Hiltpoltstein ist zu erwarten, dass die abbaubaren 86 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

organischen Stoffe in der obersten Bodenschicht (1 m) zu über 90% eliminiert werden und nach 3,50 m die Grenzwerte der TVO erreicht werden. Bei den Stickstoffparametern spielen neben den Bodeneigenschaften auch die klimatischen Bedingungen eine bedeutende Rolle. Hier können sich daher je nach Standort die Verhältnisse von denen in Hiltpoltstein entsprechend unterscheiden und sind daher nur schwer allgemein auf andere Standorte zu übertragen. Weiterhin haben die kleinräumigen Redoxbedingungen einen erheblichen Einfluss auf die Bildung und Elimination der verschiedenen Stickstoffverbindungen. Für die Elimination des Ammoniums ist zunächst eine gute Durchlüftung des Bodens erforderlich. Weiterhin ist die Nitrifizierung des Ammoniums von der Temperatur abhängig. Für eine hohe Gesamtelimination des Stickstoffs durch Denitrifikation sind andererseits wiederum anoxische, wassergesättigte und reduzierende Bedingungen notwendig. Wie die Ergebnisse in Hiltpoltstein zeigten, können solche Bedingungen örtlich und zeitlich variabel auftreten. Dies lässt sich aber für einen anderen Standort nicht ohne weiteres vorhersagen. Somit können beim Stickstoff die Ergebnisse auf andere Standorte nicht ohne weiteres übertragen werden. Beim Phosphat hängt die Adsorption von den Bodeneigenschaften und dem pH-Wert ab. Bei gleichen Verhältnissen wie in Hiltpoltstein ist zu erwarten, dass nach 3,50 m das Phosphat zu über 85% aus dem Sickerwasser eliminiert ist und die Grenzwerte der TVO unterschritten werden. Das gleiche gilt auch für die beiden Schwermetalle Kupfer und Zink. Die Elimination der fäkalcoliformen Keime ist erheblich vom örtlichen Aufbau der Deckschichten und deren Filtereigenschaften abhängig. Diese können, wie die Untersuchung in Hiltpoltstein gezeigt haben, in den Deckschichten der Karstflächen örtlich stark variieren. Da die Abscheidung in sandigen Böden besser ist als in bindigen, sind hier vor allem bei Standorten mit größeren Sandschichten im Untergrund hohe Eliminationsraten zu erwarten. Transporte in stark bindigen Böden sind aufgrund des sich darin formierenden stark präferentiellen Transportmusters dagegen in der Regel sehr problematisch.

4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung 87

Tab. 7: Wasserbeschaffenheit unter den Verregnungsflächen des Abwasserverbandes Braunschweig (Mittelwerte in mg/l). (Baumann und Bramm, 1978).

Cl NH4-N NO3-N BSB5 Pges Verregnung 360 mm/a Dränwasser 138 2,1 26,2 1,6 0,32 Grundwasser 158 2,8 30,1 1,6 0,47 Verrieselung über Bodenfilter 5400 mm/a Dränwasser 131 11,6 12,4 42,2 4,25 Grundwasser unter dem Bodenfilter 119 38,3 20,1 21,1 3,31 Grundwasser nach 350 m Fließstrecke 150 2,4 53,6 0,9 0,30 Keine Abwasserlandbehandlung Grundwasser ohne Abwassereinfluß 158 2,9 8,8 1,7 0,4

Tab. 8: Einfluss der Verrieselung von weitgehend gereinigtem Abwasser auf die Grundwasserbeschaffenheit auf den Versuchsflächen der Stadt Braunschweig (Mittelwerte in mg/l). (Sowa, 1993).

Cl NH4-N NO3-N CSB BSB5 Kläranlage Ablauf 6,03 8,03 48 7 Verrieselung grundwassernah Sickerwasser 108,2 0,83 2,64 24 3 Verrieselung grundwasserfern Sickerwasser 113,3 0,92 7,49 25 3

88 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

Tab. 9: Reinigungsleistung untersuchter Pflanzenkläranlagen (Mittelwerte in mg/l) (Halicki und Ehrnsberger, 2000).

NH4-N NO3-N CSB BSB5 PO4-P Anlage 1 Zulauf 71,5 0,1 451 221 17,3 Ablauf 7,3 35,9 34,3 3 7,2 Anlage 2 Zulauf 115 0,1 430 189 23,6 Ablauf 12,8 76,2 66,3 5 13,9 Anlage 3 Zulauf 82,3 0,1 249 95 14,8 Ablauf 5,2 53,0 26 3 7,6

Tab. 10: Konzentrationen der Schwermetalle der Magdeburger Rieselfelder im Vergleich zu den Grenzwerten der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) und den Schwellenwerten des Abwasserabgabengesetzes (AbwAG) (Meißner et al., 1993).

Bodenkonzentration (mg/kg) Wasserkonzentration (mg/l) Oberboden Unterboden Grenzwert Abwasser Dränwasser Schwelle AbfKlärV AbwAG Kupfer 68,9 85 60 0,043 0,039 0,10 Zink 328 347 150 0,565 0,125 0,05

Tab. 11: Abwasserkonzentrationen der Schwermetalle und durchschnittliche Schwermetall- Belastung im Vergleich zu den Grenzwerten der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) (Kunst et al., 1996).

-1 -1 Wasserkonzentration (mg/l) Flächenbelastung (kg ha a ) Standort K5 Standort I7 Grenzwert Standort K5 Standort I7 Grenzwert AbfKlärV AbfKlärV Kupfer 0,043 0,106 - 0,157 0,191 1,333 Zink 0,417 0,400 - 1,575 0,720 3,333 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung 89

Tab. 12: Konzentrationen der Schwermetalle der Verregnungsfläche Hiltpoltstein im Vergleich zu den Grenzwerten der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) und den Schwellenwerten des Abwasserabgabengestzes (AbwAG).

Bodenkonzentration (mg/kg) Wasserkonzentration (mg/l) Oberboden Unterboden Grenzwert Abwasser Sickerwasser Schwelle AbfKlärV AbwAG Kupfer 20 15 60 0,07 < 0,05 0,10 Zink 109 100 150 0,31 0,04-0,20 0,05

90 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

4.2 Bewertung der Abwasserverregnung in Hiltpoltstein

4.2.1 Rechtlicher Rahmen und lokale Gegebenheiten

Für die Abwasserverregnung existieren in Deutschland derzeit keine bundeseinheitlichen Regelungen. Die Bewertung der Abwasserverregnung unterliegt teilweise dem Wasserrecht und dem Abfallrecht, eine „Bemessung“ im direkten Sinn kann somit nicht erfolgen. Grundlage für eine Bewertung der Situation am Standort Hiltpoltstein können zum einen die Abwasserverordnung, die Trinkwasserverordnung, die Klärschlammverordnung und gegebenenfalls die Düngeverordnung sein, wobei die Klärschlammverordnung und die Düngeverordnung letztendlich nur auf (ausgedehnte) landwirtschaftlich genutzte Flächen anzuwenden sind. Ihre Anwendbarkeit auf eine Abwasserverregnungsfläche, die in einer großskaligen Betrachtungsweise eher als „point source“ zu sehen ist, erscheint fraglich. Da das Abwasser nach der Bodenpassage nicht aufgefangen wird, sondern in das Grundwasser gelangt, liegt rechtlich eine Benutzung des Grundwassers nach § 3 Abs. 1 Nr. 5 Wasserhaushaltsgesetz vor. Für die wasserrechtliche Erlaubnis sind die Vorschriften des § 34 WHG maßgebend. Hiernach darf eine Erlaubnis nur erteilt werden, wenn eine schädliche Verunreinigung des Grundwassers oder eine sonstige, nachteilige Veränderung seiner Eigenschaften nicht zu erwarten ist. Allein die Möglichkeit, dass das Grundwasser beeinträchtigt werden könnte, würde ausreichen, die Erlaubnis zu versagen (ATV 1997b). Autoren wie Czychowski (1982, zitiert in Orth und Ebers 1988) ziehen daraus den Schluss, dass eine Abwassereinleitung in den Untergrund auf längere Dauer meist dem § 34 WHG (Besorgnisprinzip) entgegensteht und bei vorhandener Möglichkeit daher einer Einleitung in Oberflächengewässer der Vorzug gegeben werden sollte. Das Bayerischen Landesamt für Wasserwirtschaft gibt in Karstgebieten der Ableitung von gereinigtem Abwassers zu einem aufnahmefähigen Fließgewässer vor allen anderen Möglichkeiten der Abwasserbeseitigung Priorität, da die Grundwasserleiter gegenüber Verunreinigungen besonders empfindlich sind (LfW 2000).

Im Hinblick auf den Schutz des Grundwassers stellt sich demnach die Frage, ob eine Versickerung bzw. Verregnung des gereinigten Abwassers des Marktes Hiltpoltstein das Grundwasser nachteilig verändert bzw. ob die Möglichkeit einer Beeinträchtigung besteht. Im Malmkarst ist, verglichen mit anderen Grundwasserlandschaften, aufgrund der stark wechselnden Grundwassermächtigkeiten der jeweilige Verdünnungsfaktor mit ausschlag- gebend für die Beschaffenheit des Grundwassers. Im Bereich der Ortschaft Hiltpoltstein liegt die Grundwasseroberfläche des Malmkarstwassers ca. 50 m unter der Geländeoberkante, und 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung 91

das Grundwasser hat eine relativ geringe Mächtigkeit von ca. 35 m (GLA 1992, zitiert in Wilderer und Faulstich 1996). Zur Abschätzung der potentiellen Gefährdung des Malmkarstwassers schlägt das Bayerische Geologische Landesamt ein Bewertungsschema vor (GLA 1995). Hierbei erfolgt eine Beurteilung nach folgenden Kriterien:

• Mächtigkeit des Grundwasserleiters und des Karstwassers (→ Verdünnung der Schadstoffe)

• Unterscheidung von Flächen im Einzugsbereich von Seichtem und Tiefem Karst (→ Verteilung und Verdünnung, Umsatzgeschwindigkeit)

• Ausdehnung und Klassifizierung der Überdeckung (→ Schutzfunktion) • Aktuelle Nutzungsfaktoren (→ Eintragspotenzial) Nach dieser Beurteilung zählt das Gebiet um die Ortschaft Hiltpoltstein zu den potentiell stark gefährdeten Gebieten. Bei der Beurteilung der potentiellen Gefährdung des Karstgrundwassers wurde die Abschirmungsfunktion durch die Bodenzone jedoch nicht berücksichtigt, weshalb die tatsächlichen Einflüsse auf das Grundwasser in der Regel weniger negativ ausfallen (GLA 1995). So konnte in einem weiteren Markierungsversuch auf dem Verregnungsfeld in Hiltpoltstein der mit dem Abwasser aufgebrachte Farbstoff an keiner Probenahmestelle kontinuierlich nachgewiesen werden. Hier kam der Überdeckung des Gesteinskörpers somit eine erhebliche Retardationswirkung zu.

4.2.2 Bewertung des Status Quo der Abwasserverregnung

Im folgenden wird eine Bewertung der gegenwärtigen Situation in Hiltpoltstein vorgenommen.

• Wasserhaushalt Die in Hiltpoltstein gängige Praxis, zur Verregnung nur einen Teil der gesamten Verregnungsfläche einzusetzen, führt dazu, dass im Boden überwiegend gesättigte oder nahezu gesättigte Bedingungen herrschen. Trotz extremer Belastungssituationen mit Infiltrationsmengen bis zu 600 mm pro Woche wurde nur in seltenen Fällen Oberflächen- abfluss beobachtet. Dies weist auf die Existenz eines hochgradig wirksamen Makroporensystems im lehmigen Oberboden hin (Thorndahl, 1993). In Tiefen von 50 cm wurde bei den Tensiometern jeweils ein schneller Wechsel von gesättigten und ungesättigten Bedingungen beobachtet. In diesem Bereich findet vermutlich aufgrund der Makroporen ein schneller Wassertransport statt. Zwischen 1,0 und 1,5 m Tiefe herrschten dagegen nahezu das ganze Jahr gesättigte Bedingungen, d.h. hier lag die ganze Zeit Stauwasser vor. In größeren Tiefen hingegen gab es immer wieder einen Wechsel zwischen gesättigten und ungesättigten 92 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

Bedingungen. Es ist somit zu vermuten, dass in diesem tieferen Bereich grobkörnigeres Material vorliegt, in dem ein erheblicher lateraler Fluss stattfindet, das seinerseits wieder von dichtenden Schichten unterlagert ist. Aufgrund der großen Heterogenität des Verregnungs- geländes muß von örtlich stark variierenden Bedingungen ausgegangen werden.

• Stoffliche Belastung Die Belastung mit organischem Material ist sehr hoch. Dieses wird aber zum größten Teil durch Filterung durch den Boden und Abbau durch Mikroorganismen aus dem Abwasser entfernt. Der Abbau der organischen Stoffe ist dabei innerhalb der untersuchten Grenzen unabhängig von der Belastungsintensität und von der Jahreszeit. Die Zufuhr des organischen Materials führt allgemein zu einer Steigerung des Humusanteils und damit zu einer Verbesserung der Bodenstruktur. Es ist anzumerken, dass derzeit die für Bayern (LfW, 1991) vorgeschriebenen Grenzwerte für die Verregnung und Versickerung von Abwasser im Karst in Hiltpoltstein deutlich überschritten werden. Die Beaufschlagung mit Nährstoffen (Stickstoff und Phosphat) war sowohl im ersten wie auch im zweiten Halbjahr extrem hoch und konnte nur teilweise durch den Boden abgebaut oder eliminiert werden. Beim Stickstoff zeigte sich eine mäßige jahreszeitliche Abhängigkeit. Die Elimination von Stickstoff hing stark vom Sättigungsgrad des Bodens und den damit abhängigen Redoxbedingungen ab. Beim Ammonium zeigte sich, das in überwiegend schlecht durchlüfteten Bereichen in der kalten Jahreszeit deutlich höhere Konzentrationen als in der warmen Jahreszeit beobachtet wurden. Beim Nitrat wurden die höchsten Konzentrationen in gut durchlüfteten Bereichen beobachtet. In diesen Bereichen kam es im Herbst zu einem deutlichen Anstieg der Konzentrationen. Der Anteil, der während der Vegetationsperiode durch die Pflanzen entzogen wurde, war im Vergleich zur ausgetragenen Menge nicht sehr hoch. In den schlecht durchlüfteten und gesättigten Bereichen des Bodens wurde das Nitrat zeitweise nahezu vollständig durch Denitrifikation abgebaut. Insgesamt lagen die Eliminationsraten beim Stickstoff zwischen 60 und 90%. Zieht man zur Beurteilung der Belastungssituation in Hiltpoltstein die Düngeverordnung heran, so zeigt sich, dass der Stickstoffeintrag diese für großflächige Einträge konzipierten Grenzwerte erheblich überschreitet. Ebenfalls werden die Grenzwerte der Trinkwasserverordnung für Ammonium, Nitrat und Nitrit überwiegend überschritten. Bei den Phosphatkonzentrationen wurde im Sickerwasser keine Saisonalität und keine Abhängigkeit von der Belastung festgestellt. Die aufgegebenen Mengen lagen auch hier über den Grenzwerten der Düngeverordnung. Der Grenzwert der Trinkwasserverordnung wurde im Sickerwasser nur stellenweise überschritten. Die Belastung des Grundwassers mit den Schwermetallen Kupfer und Zink scheint unter den gegebenen Bedingungen unproblematisch zu sein. Im Sickerwasser wurde der Richtwert der Trinkwasserverordnung für Kupfer und bei Zink stets unterschritten. Trotz des Rückhalts von 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung 93

Kupfer und Zink in der Bodenzone konnte im Rahmen eines Untersuchungsprogramms der Universität München keine signifikante Anreicherung von Schwermetallen im Boden der Verregnungsfläche festgestellt werden (Wilderer und Faulstich 1996). Die Bodengrenzwerte der Klärschlammverordnung lassen eine weitere Aufgabe von Schwermetall belastetem Abwasser zu. Aufgrund der sehr hohen Beaufschlagungsmengen sind die errechneten Flächenbelastung jedoch erheblich. Die Anreicherungsproblematik wird im im nächsten Abschnitt im Rahmen der künftigen Situation diskutiert. Insgesamt erscheinen die Nährstoffkonzentrationen und die Schwermetallkonzentrationen nicht übermäßig erhöht, die flächenspezifischen Frachten sind dagegen hoch.

• Mikrobielle Belastung Die Belastung des nur mechanisch gereinigten Abwassers und damit der Verregnungsfläche mit fäkalcoliformen Keimen war sehr hoch. Im Boden fand zwar eine sehr wirksame Elimination dieser Keime statt, aber durch den hohen Makroporenanteil gelangte dennoch ein gewisser Anteil schnell in größere Tiefen. Die Werte für das Sickerwasser lagen somit in der Regel deutlich über den EG-Grenz- und Richtwerten für Trinkwasseraufbereitung und für Badegewässer. Eine größere Reduktion der Keime fand überwiegend nur in sandigeren Bereichen (Schacht > 1,0 – 2,5 m) statt. Derzeit kann nicht angeben werden, inwieweit in größeren Tiefen und im Grundwasserleiter eine weitere Elimination stattfindet. Laboruntersuchungen lassen eine weitere Reduktion, ev. sogar bis auf Null vermuten, konnten aber für den Standort Hiltpoltstein nicht verifiziert werden. Hier besteht weiterer Klärungsbedarf.

• Weitere Belastungen Weitere Belastungen für das Grundwasser aufgrund der Infiltration von Abwasser können aufgrund von Stoffgruppen auftreten, die in diesem Vorhaben nicht untersucht wurden. Dies sind zum einen weitere Schwermetalle, zum anderen schwer abbaubare organische, endokrin wirksame Stoffe (Arzneimittelrückstände, Hormone). Da in Hiltpoltstein der Schwermetall- gehalt des Abwassers allgemein niedrig ist, vermuten wir, dass auch für die hier nicht untersuchten Schwermetalle keine bedenklich hohen Frachten auftreten. Die Beurteilung des Vorkommens und der Belastung durch endokrine Stoffe sowie anderer schwer abbaubarer organischer Verbindungen kann derzeit kaum vorgenommen werden. Mit dem Vorkommen von Pflanzenschutzmitteln ist im kommunalen Abwasser nicht zu rechnen; dagegen könnten im Schmutz- und Regenwasser, das in Hiltpoltstein teilweise in den Teich, teilweise in Donor-Dolinen entsorgt wird, aufgrund von Abspülungen aus Höfen durchaus Belastungen auftreten.

94 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

4.2.3 Bewertung einer Verregnung nach besserer Vorreinigung

Angesichts verschiedener Störungen des Betriebes sowie Mängeln bei Wartung und Eigenüberwachung der Kläranlage Hiltpoltstein wurde vom Landratsamt Forchheim mit dem Ablauf der wasserrechtlichen Erlaubnis zur Einleitung von Abwässern am 31.12.1988 keine neue Bewilligung mehr erteilt. Es ist im übrigen klar, dass eine alleinige mechanische Stufe zur Reinigung kommunaler Abwässer heute nicht mehr dem Stand der Technik entspricht. Problematisch ist zudem der hohe Fremdwasseranfall, der in der Trennkanalisation in Hiltpoltstein zu verzeichnen ist. Wie oben ausgeführt, ist die praktizierte Verregnungstechnik veraltet, so dass es zu hohen flächenspezifischen Beaufschlagungmengen und -intensitäten kommt. Die seuchenhygienische Belastung muss als inakzeptabel bezeichnet werden, was angesichts der Nutzung des Karstgrundwasserkörpers zur Trinkwassergewinnung ein großes Problem darstellt. Auch die Tatsache, dass in Frostperioden das Verregnungswasser als Eis akkumulieren und bei der Schmelze schlagartig freigesetzt werden kann, ist kritisch zu bewerten. Aus den genannten Gründen wurde die Gemeinde Hiltpoltstein in mehreren Schreiben des Wasserwirtschaftsamtes Bamberg bzw. des Landratsamtes Forchheim aufgefordert, ihr bisheriges Entsorgungssystem zu überdenken und alle bestehenden Mängel zu beheben. Ein neues Abwasserbehandlungskonzept sollte sowohl dem Stand der Technik entsprechen als auch den besonderen Bedingungen des Karstes Rechnung tragen. Hierbei kommt nach den Gutachten der Ingenieurgemeinschaft Dr. Resch / Engelhardt (1999) sowie der Planungs- gruppe Strunz Ingenieurgesellschaft mbH (1996) eine Weiterverwendung vorhandener Kläranlagenbauwerke aufgrund des baulichen Zustandes sowie der unzureichenden Größe nicht in Frage. Die folgende Beurteilung der möglichen künftigen Situation einer Abwasserverregnung am Standort Hiltpoltstein geht deshalb von Verregnung oder Verrieselung von Abwasser nach einer zeitgemäßen Vorreinigung durch eine Belebungsanlage mit naturnaher Nachbehandlung bzw. einer Membranbelebungsanlage aus. Detaillierte Darstellungen und Bewertungen dieser Kläranlagenoptionen finden sich in Beyer (2001).

Rechtliche Anforderung an die Qualität von Verregnungswasser Aufgrund der Problematik, die aus der Lage der Ortschaft Hiltpoltstein im Karst resultiert, müssen an das beaufschlagte Wasser hohe Anforderungen gestellt werden, bevor es durch Versickerung bzw. Verregnung dem Untergrund und somit dem Grundwasser zugeführt werden kann. Die Anforderungen an die Reinigungsleistung vor der Versickerung gereinigter Abwässer für kommunale Kläranlagen sind jedoch nur im Bundesland Brandenburg in einer 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung 95

Verwaltungsvorschrift8 rechtlich fixiert (Dohmann und Riße 1996, ATV 1997b). Hier wird für Kläranlagen bis zu einer Ausbaugröße von 10 000 EW vorgegeben, durch welche Maßnahmen dem Besorgnisprinzip nach § 34 des Wasserhaushaltsgesetzes entsprochen werden kann. Da es sich bei dieser Verwaltungsvorschrift bundesweit um die einzige rechtliche Regelung dieser Problematik handelt, sollen an dieser Stelle kurz die wichtigsten Aussagen bzw. Anforderungen skizziert werden (Verwaltungsvorschrift zitiert in ATV 1997b). Nach den Ausführungen der Verwaltungsvorschrift soll die potentielle Nutzung des Grundwassers zur Wasserversorgung den Beurteilungsmaßstab für die Abwasserreinigung bilden, die vor einer Versickerung zu erfolgen hat. Die Versickerung soll ausschließlich von weitgehend gereinigtem Abwasser erfolgen, wobei die technischen Möglichkeiten zur Gewährleistung der erforderlichen Reinigungsleistung der Kläranlage bzw. der Vorreinigungsstufen ausgeschöpft werden müssen. Für den Abwägungsprozess, der in jedem Einzelfall gesondert durchzuführen ist, werden besondere Vorgaben und Hinweise gegeben:

• Das Abwasser muss kommunalem Abwasser entsprechen oder diesem vergleichbar sein. • Orientierungsmaßstab für die Abwasserbehandlung ist die Kategorie A3/G (Leitwert für physikalische und verfeinerte chemische Aufbereitung) der EG-Richtlinie zur Verwendung von Oberflächenwasser für die Trinkwassergewinnung (Tab 13). -1 • Im Ablauf ist ein Nges- Jahresmittelwert von 13 mg l einzuhalten. • Für die Versickerung ist ein Flurabstand von mindestens 1.5 m erforderlich. • Als Verfahren sind u.a. anwendbar: Versickerungsmulden, Rieselfelder, Bodenfilter, Verregnung. • In jedem Fall ist für die wasserrechtliche Erlaubnis der Grundwasserbenutzung nach § 3 Abs. 1 Nr. 5 WHG immer eine technische Einzelfallprüfung erforderlich. Vergleicht man die gegebenen Voraussetzungen in Hiltpoltstein mit den Anforderungen der Verwaltungsvorschrift, so sind die grundlegenden Bedingungen erfüllt. Die Ortschaft liegt nicht in einem Wasserschutzgebiet, und das kommunale Abwasser wird in einer Trennkanalisation erfasst, wobei hier noch Handlungsbedarf hinsichtlich der Beseitigung von Fehlanschlüssen und Undichtigkeiten in der Kanalisation besteht. Nach den Angaben von Dr. Ing. Resch, Ingenieurbüro Resch, wird für das Abwasser einer neuen Belebungs-Kläranlage -1 ein Nges- Jahresmittel von 13 mg l eingehalten (vgl. Tab. 13), und auch der geforderte Flurabstand von 1.5 m ist auf der Verregnungsfläche gegeben.

8 Verwaltungsvorschrift des Brandenburger Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Raumordnung (MUNR) zur Anwendung des § 34 WHG bei Einleitung weitgehend gereinigter Abwässer in das Grundwasser vom 2. März 1993 (Amtsblatt für Brandenburg Nr. 32 vom 16.04.1993, S. 602). 96 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

Diskutierenswert ist in diesem Zusammenhang ferner die Option einer direkten Versickerung auf einem Versickerungsfeld in unmittelbarer Nähe einer neuen Kläranlage (vgl. Beyer, 2001). Das Bayerische Landesamt für Wasserwirtschaft empfiehlt für eine Versickerung in Karstgebieten eine breitflächige Versickerung auf zwei Feldern mit einer Gesamtfläche von ca. 1 bis 1.5 m2 E-1, was für den Markt Hiltpoltstein bei 1 300 EW eine Fläche von 1 300 bis 2 000 m2 ergeben würde (LfW 2000). Diese Fläche stünde unmittelbar neben einem angedachten neuen Kläranlagenstandort zur Verfügung. Zudem werden vom LfW Angaben über die Beschaffenheit der Bodenschicht gemacht. So soll über der ungestörten Bodenoberfläche eine 1 m starke sandige Filterschicht mit einem kf-Wert von 10-3 bis 10-4 m s-1 angelegt und diese wieder mit mindestens 20 cm Oberboden abgedeckt und mit Gras bepflanzt werden. Dieser Anleitung sollte bei der Konzeption einer möglichen Versickerungsfläche in Hiltpoltstein gefolgt werden, wenn sich die niedrigen kf-Werte (< 10-6 m s-1) in einem weiteren Bodengutachten bestätigen. So rät auch die ATV (1997b) dazu, bei der Abwasserlandbehandlung Bodenmaterialien zu wählen, die überwiegend aus Sanden mit -4 -1 geringen Anteilen an tonigen Substanzen bestehen (kf > 10 m s ), da so eine stabilere Durchlässigkeit gewährleistet sei als bei Böden mit sehr hohem Schluffanteil.

Anforderung an die Reinigungsleistung nach der EG-Richtline für die Trinkwassergewinnung Nach o.g. Verwaltungsrichtlinie wäre im nächsten Schritt ist zu prüfen, ob die in der Vorschrift geforderten Leitwerte der Kategorie A3 der EG-Richtlinie für die Trinkwasser- gewinnung eingehalten werden können. Entsprechend den in Neitzel und Iske (1998) angegebenen zu erwartenden Reinigungs- leistungen einer mechanisch-biologischen Kläranlage ergeben sich die in Tab. 13 gelisteten Maximal-Werte für das zu verregnende Abwasser. Zusätzlich gelistet sind die für die spezifische Situation in Hiltpoltstein erwarteten Ablaufwerte einer neuen Belebungsanlage mit Nachklärteich und Pflanzenbeet. Danach werden beim Phosphor, Kupfer und Zink die Grenz- bzw. Richtwerte schon im Auslauf der konzipierten Kläranlage erreicht. Bei CSB und

NH4-N ist unter der Annahme von Abbauraten im Boden, die mit den gegenwärtigen vergleichbar sind, zu erwarten, dass der Grenzwert der TVO beim CSB mit biologisch gereinigtem Abwasser nach der Bodenpassage unerschritten werden. Auch für Ammonium ist bei Eliminationsraten von über 90% damit zu rechnen, dass der Grenzwert der TVO für biologisch gereinigtes Abwasser ohne weiteres nach der Boden- passage eingehalten wird. Da durch die Nitrifikation nur maximal die gleiche Menge an Nitrat entsteht, würde der Grenzwert der TVO beim Nitrat nicht überschritten werden, vorausgesetzt es kommt zu keinen weiteren nennenswerten Stickstoffeinträgen. Der Stickstoffeintrag durch Niederschlag ergibt sich bei 30 kg N ha-1a-1, 1000 mm Niederschlag und 550 mm ETp zu -1 etwa 7 mgl und liegt damit in der gleichen Größenordnung wie beim Abwasser. Eine 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung 97

bedeutende Nitratverlagerung in das Grundwasser kann somit ausgeschlossen werden.

Tab. 13: Konzentrationen im Ablauf von Kläranlagen und Vergleich mit den Anforderungen verschiedener Richtlinien.

Parameter mech-biol. ereichbare Ablauf gepl. EG-Richtlinie TrinkwV5) BbodSchV6) 1) 2) 2) 4) -1 -1 AbwR. Werte Kläranlage Trinkwasser [mg l ] [mg l ] -1 -1 -1 -1 [mg l ] [mg l ] [mg l ] [mg l ]

CSB 60 60 45 30 5

BSB5 20 10 <5 < 7

NO3-N 7 11.3 11.3

NH4-N 7 1.5 <2 1.56 0.4

Pges* 1 0,3 3 0.3*) 2.2 Cu 0,02 1 3 0,05 Zn 0,1 1 5 0,5

1) Maximalwerte nach einer mechanisch-biologischen Abwasserreinigung (Neitzel und Iske, 1998). 2) Erreichbare Minimalwerte mit heutiger erprobter Klärwerkstechnologie nach Krauth (1989). 3) Angaben von Dr. Ing. Resch, Ingenieurbüro Resch, pers. Mitteilung. Berücksichtigt wurde die bessere Reinigung durch die Nachbehandlung (- 15 %). Vgl. Tab. 7 und Tab. 19 in Beyer (2001). 4) Richtlinie des Rates der EG über die Qualitätsanforderungen an Oberflächengewässer für die Trinkwassergewinnung (75/440/EWG), Leitwert für physikalische und verfeinerte chemische Aufbereitung, Oxidation, Adsorption und Entkeimung (A3). Für die Parameter NO3-N und NH4-N erfolgte eine Umrechnung von NO3 und NH4. 5) Richtwerte der Trinkwasserverordnung. 6) Bundesbodenschutz- und Altlastenverordnung vom 12.7.1999, Anhang 2. Prüfwerte für den Pfad Boden-Grundwasser. *) -1 -1 In der EG-Richtlinie wird P2O5 (0.7 mg l ) als Leitwert angegeben, Umrechnung in Pges ergibt 0.3 mg l unter der Annahme, dass Phosphate den größten Anteil der Phosphorverbindungen ausmachen.

Für Schwermetalle gibt die genannte EG-Richtlinie Leitwerte an, die für die Parameter Kupfer und Zink bei 1 mg l-1 liegen. Da im Ablauf der mechanischen Kläranlage nur 0.31 mg l-1 Zink bzw. max. 0.07 mg l-1 Kupfer gemessen wurden, ist davon auszugehen, dass die Leitwerte für diese und auch andere Schwermetalle auch mit einer neuen Belebungsanlage eingehalten werden. Bei Konzentrationsminderungen durch die Bodenpassage im beobachteten Ausmaß werden die Prüfwerte der Bundesbodenschutzverordnung mit hoher Wahrscheinlichkeit unterschritten. Insgesamt ist aufgrund der niedrigen Schwerme- tallkonzentrationen im häuslichen Schmutzwasser bei einer Ausbringung des gereinigten Abwassers auf der Versickerungsfläche eine Gefährdung des Grundwassers nicht zu erwarten.

Keimbelastung Nachdem von den bisher aufgeführten Abwasserparametern keine nachteilige Beeinflussung des Grundwassers zu erwarten ist, muss die Problematik der hygienischen Belastung betrachtet werden. Die Leitwerte für mikrobielle Parameter der Kategorie A3 der EG- Richtlinie über die Verwendung von Oberflächengewässer für die Trinkwassergewinnung 98 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

sind Tab. 6 zu entnehmen. Autoren wie Löffler et al. (2001) fordern die Einhaltung der ebenfalls in Tab. 6 aufgeführten strengeren Grenzwerte der EG-Badegewässerrichtlinie, um bei einer Verregnung eine hygienische Beeinträchtigung des Grundwassers ausschließen zu können. Zur Beurteilung der zu erwartenden Hygienisierungsleistung einer Belebungsanlage mit Nachklärteich und Pflanzenbeet sind in Tab. 6 außerdem die Keimbelastungen im Zu- und Ablauf einer Teich-Pflanzen-Kläranlage mit Flächentropfkörper (100 EW, häusliches Abwasser) aufgeführt, die in Bezug auf die Keimelimination eine ähnliche Reinigungswirkung erwarten lässt (Englert und Kulle 1999). In der Reduzierung der Keime zeigt sich ein ausgeprägter Sommer-Winter-Aspekt. Obwohl die Keimeliminationsrate bezogen auf den Zulauf im Sommer bei 104 bis 106, im Winter bei 101 bis 103 lag, konnte im Durchschnitt auch im Sommer der Grenzwert der EG-Badegewässerrichtlinie für keinen Indikatorkeim eingehalten werden. Der Leitwert der EG-Richtlinie für die Trinkwasser- gewinnung wurde im Sommerbetrieb für die fäkalcoliformen Bakterien sowie im Sommer- und Winterbetrieb für die Fäkalstreptokokken eingehalten. Der Leitwert für die gesamtcoliformen Bakterien konnte zu keinem Zeitpunkt eingehalten werden. Aus diesen Ergebnissen kann man schließen, dass auch eine zeitgemäße Klärung in einer Belebungsanlage mit naturnaher Nachbehandlung mit Teich und Pflanzenbeet aufgrund des eingeschränkten Filtervermögens des Pflanzenbeetes vor allem im Winter eine Einhaltung der Anforderungen der EG-Richtlinien nicht garantieren kann. Die Ablaufwerte der untersuchten Kläranlage nähern sich den Grenz- und Leitwerten der EG-Richtlinien nur an, so dass für das zu applizierende Filtrat lediglich eine Teilhygienisierung vorliegt. Unsere Untersuchungen zeigten Keimreduktionen durch die Bodenschicht von im Mittel 2 Zehnerpotenzen. Da die Größenordnung von 100 Keimen pro 100 ml im Ablauf der naturnahen Nachbehandlung während des Winterbetriebes unter Umständen um 3 Zehner- potenzen überschritten werden kann, besteht die Möglichkeit, dass die mit dem Abwasser beaufschlagten Krankheitserreger beim Durchlaufen der Bodenpassage nicht vollständig eliminiert werden und somit ins Grundwasser gelangen. Wird auf der Versickerungsfläche der Oberboden durch eine 1 m mächtige Sandschicht ersetzt, ist aufgrund einer besseren Wasserdurchlässigkeit und vermehrt sich abwechselnder aerober und anaerober Bedingungen mit höheren Keimeliminationsraten als in den mehr lehmigen Bodenschichten der Verregnungsfläche zu rechnen (vgl. Börnert et al. 1994). Dennoch kann auch hier nicht von einer vollständigen Hygienisierung durch die Bodenpassage ausgegangen werden.

Auch bei insgesamt reduzierten flächenspezifischen Beaufschlagungsraten gereinigten Abwassers kommt bei einer Verregnung das Problem hinzu, dass in Frostperioden das Verregnungswasser auf Pflanzen und Boden akkumulieren und bei der Schneeschmelze schlagartig freigesetzt werden kann (vgl. Anhang C). Eine resultierende Erhöhung der 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung 99

hydraulischen Belastung kann hier die Reinigungswirkung der Bodenpassage herabsetzen. Weitere experimentelle Untersuchungen zu diesem Problemkreis im Feldmaßstab erscheinen dringend geboten. Um auf der sicheren Seite zu sein, ist es aufgrund der verbleibenden Unsicherheit anzu- streben, bereits das zu verregnende Abwasser vollständig zu desinfizieren. Von den gegenwärtig am Standort Hiltpoltstein diskutierten Varianten würde eine Entkeimung durch Membranfiltration dieses Kriterium erfüllen (Beyer, 2001).

Schwermetallfrachten und -akumulation Auch bei besserer Vorreinigung ist mit keinen wesentlich geänderten Schwermetallfrchten gegenüber dem Status Quo zu rechnen. Bei einer Abwassermenge von 59000 m3a-1 und den in Tab. 13 angegebenen Werten ergeben sich derzeit Einträge für Kupfer von max. 1,18 kg a-1 und beim Zink 5,9 kg a-1. Zur Bestimmung der für Hiltpoltstein benötigten Verregnungsfläche können die Klärschlammverordnung, die Düngeverordnung und die Bundesbodenschutzverordnung herangezogen werden. Nach der Klärschlammverordnung betragen die maximalen Applikationsmengen beim Kupfer 1,333 kg ha-1a-1 und beim Zink 3,333 kg ha-1a-1. Nach §8 Abs. 2 Nr. 2 des Bundes-Bodenschutzgesetzes sind die zulässigen zusätzlichen jährlichen Frachten über alle Wirkungspfade zu begrenzen. Im Anhang 2 der Bundesbodenschutz- verordnung werden dabei für Kupfer 0,36 kg ha-1a-1 und für Zink 1,2 kg ha-1a-1 angegeben. Mit oben diskutierten Grenzwerten der verschiedenen Verordnungen errechnen sich hieraus die benötigten Flächen für Kupfer von ca. 4 ha und für Zink ca. 5 ha. Für die Verregnung von biologisch gereinigtem Abwasser mit etwas weiter reduzierten Metallgehalten würde somit die Fläche in Hiltpoltstein ausreichen, wenn diese insgesamt genutzt würde. Imhoff und Imhoff (1999) geben für die Abwasserverregnung einen Flächenbedarf von 100 m2/EW, bei 800 Einwohnern wären dies 8 ha.

Geht man unter den reduzierten Beregnungsbedingungen für Zink von einer Akumulationsrate von 1.2 kg ha-1a-1 aus, so ergibt sich für eine Bodenschicht von 30 cm und einer angenommenen Bodendichte von 1500 kgm-3 eine rechnerische Akkumulationsrate von weniger als ca. 0.3 mg kg-1a-1. Damit würde ausgehend von gegenwärtig 109 mg kg-1 in ca. 150 Jahren der derzeitige Bodengrenzwert der Klärschlammverordnung von 150 mg kg-1 überschritten.

4.2.4 Gesamtbeurteilung und Fazit

Bei einer Gesamtbeurteilung der Abwasserverregnung, die seit nahezu 30 Jahren in 100 4 Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse und Bewertung der Abwasserverregnung

Hiltpoltstein vorgenommen wird, ist zu trennen zwischen grundsätzlichen Aspekten und der derzeitig praktizierten Verregnungsmethodik. Von der Ausgangssituation her ist die Situation in Hiltpoltstein günstig: es liegt eine Trennkanalisation vor, so dass das zu behandelnde Abwasser in Hinblick auf Menge und Zusammensetzung relativ gleichmäßig anfällt, und aufgrund des ländlichen Charakters des Einzugsgebietes ist das Abwasser nur gering mit schwer- oder nicht-abbaubaren Stoffen (Schwermetallen) belastet. In seiner gegenwärtigen Ausführung stellt die Abwasserverregnung in Hiltpoltstein dennoch einen "worst case" dar. Dies liegt in den folgenden Punkten begründet: Die Vorreinigung des zu verregnenden Wassers ist mangelhaft. Die vorhandene Verregnungsfläche wird nicht voll genutzt, d.h. die flächenspezifischen Beaufschlagungsmengen sind unnötig hoch. Die lokale Verregnungstechnik ist veraltet, so dass unnötig hohe Beaufschlagungs- intensitäten auftreten.

Trotz dieser Mängel hält sich die Belastung mit organischem Material (CSB, BSB5), die Belastung mit Nährstoffen (Stickstoff, Phosphor), und die Belastung mit Schwermetallen (Cu, Zn) in Grenzen, teils aufgrund der hohen Abbauleistung des Oberbodens, teils aufgrund der relativ niedrigen Ausgangskonzentrationen. Lediglich die seuchenhygienische Belastung ist derzeit intolerabel. Hier zeigten unsere Untersuchungen zwar eine deutliche Reduktion, aber die EG-Grenzwerte für die Wasseraufbereitung, und natürlich erst recht die Grenzwerte Trinkwasserverordnung konnten nach einer Bodenpassage von 2,5 m nicht annähernd erreicht werden. Aus dem Gesagten folgt, dass zu Verbesserung der Situation zuallererst bei der Behandlung des Rohabwassers anzusetzen ist. Wenn nur noch mechanisch-biologisch geklärtes Abwasser zur Verregnung gelangt, dürfte sich die Situation in Hiltpoltstein deutlich verbessern. Dieses entspräche dem im Merkblatt 4,4/20 (LfW, 2000) gemachten Anforderungen und würde die Belastung des Bodens mit oxidierbaren organischen Stoffen, Nährstoffen und Schwermetallen um bis zu 90% reduzieren. Die Bodenschicht könnte dann die noch anfallenden Mengen auf ein dem Grundwasserschutz dienliches Maß vermindern.

In Hinblick auf eine Reduktion der mikrobiellen Belastung durch fäkalcoliforme Keime sind geringere Gesamtbeaufschlagungsmengen und wesentlich geringere Beaufschlagungsintensi- täten anzustreben. Dies erfordert eine Modernisierung der gesamten Verregnungstechnik. Durch andere Düsen, stärkere Pumpen, und eine elektronisch gesteuerte Regelung können die Beaufschlagungsintensitäten erheblich reduziert werden. Bei stark verringerten Beaufschlag- ungsintensitäten ist mit einem verlangsamten Transport insgesamt, und einer starken Reduktion des präferenziell transportierten Anteils zu rechnen. Offen bleibt dabei das Problem, dass in Frostperioden das Verregnungswasser akkumulieren und bei der Schmelze 4 101

schlagartig freigesetzt werden kann. Eine Reduktion des für den Keimtransport verantwortlichen präferenziellen Flusses kann zusätzlich durch Bodenbearbeitung erzielt werden, die das Sekundärporensystem zerstört. Da jedoch in solch biologisch aktiven Systemen ein Wiederaufbau eines Sekundärporensstem sehr schnell erfolgen kann, und andererseits die Reduktion nicht vollständig erfolgt (Kern, 2001), stellt dies keinen effizienten weg zur Vermeidung des Keimtransportes dar. Bei Beibehaltung der Verregnung in Hiltpoltstein ist deshalb neben der Vorbehandlung des Abwassers in einer zeitgenössischen Kläranlage mit N-Reduktion eine Hygienisierung durch Membranfiltration oder durch Keimabtötung vorzunehmen.

Insgesamt haben unsere Untersuchungen gezeigt, dass die Infiltration von Abwasser über einen biologisch aktiven Oberboden, wie er in Hiltpoltstein vorliegt, für Siedlungen in Karstgebieten, die weitab vom nächsten Vorfluter liegen, eine gangbare Alternative zur Ableitung des Abwassers zu einer zentralen Kläranlage darstellen kann, sofern gewisse Kriterien beachtet werden. Dies gilt insbesondere für kleine Abwassermengen, wie sie in Gehöften und Weilern anfallen. Dies ist das Resultat einer gesamtökologischen Betrachtung der Problematik, bei der die dezentrale Verrieselung im Vergleich mit der alternativen Ableitung des Abwassers in die nächste Kläranlage und der nachfolgenden Einspeisung in ein Oberflächengewässer verglichen wurde (Beyer, 2001).

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108 5 Literatur 109

Unterschriften

Bayreuth, im August.2001

...... PD Dr. W. Durner Dr. B. Schultze

111 Anhang 112 Anhang A Tabellen der Messergebnisse 113

Anhang A

Tabellen der Messergebnisse

114 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Anhang A Tabellen der Messergebnisse 115

Tab. A 1: Ergebnisse des Standzeitversuches vom 17.08–24.08.99.

Sickerwasserproben 33. und 34. KW

a = Tagesprobe, b = Probe 7 d im Schacht gelagert bei ca. 15 -16 °C, c= Probe 7 d im Kühlraum bei 4 °C gelagert

pH LF (µS) BSB5 (mg/l) 33 34 33 34 33 34 abc abc abc 1860 NO25 8,2 8 8,6 7,7 NO50 8 7,6 8,2 1303 1320 1350 13 13 NO100 8 7,8 8,3 1260 1270 1260 <5 NO350 8 8,2 8,1 1300 1275 30 SO25 8,2 7,9 7,9 1170 1170 1160 SO50 8,2 8 1230 1230 <5 SO100 8,2 8 8,3 8,1 1280 1230 1230 1270 5 <5 SO350 8,37,98,48,1 L1 (100) 8,2 7,7 8,5 7,6 1020 1120 1130 L2 (100) 7,6 7 7,9 7 1230 1230 1210 1100 42 9 28 17 L3 (100) L4 (100) 7,8 7,3 8 7,3 1310 1290 1280 1220 64 L5 (130) 7,2 7 7,9 6,8 1050 1050 1030 1070 33 17 18 L6 (130) 7,6 7,3 8 7,4 1150 1120 1100 1170 41 L7 (100) 7,1 7,5 7,8 6,8 1100 1100 1080 1133 22 12 8 26 L8 (100) 7,1 7,1 7,7 7 1210 1190 1200 1080 11 5 <5 8 L9 (250) 7 7,1 7,7 6,9 1230 1210 1220 1260 10 <5 <5 <5 L10 (250) 7,2 7,2 7,7 7 1300 1280 1220 1280 <5 6 <5 <5

CSB (mg/l) PO4-P (mg/l) 33 34 33 34 abc abc

NO25 17 25 k.P. k.P. 2,74 2,80 k.P. k.P. NO50 52 29 38 k.P. 3,39 3,42 3,36 k.P. NO100 111312130,92 1,04 0,89 0,75 NO350 373636k.P.3,52 3,29 3,36 0,95 SO25 32 21 k.P. 19 2,26 2,98 k.P. 2,80 SO50 34 k.P. k.P. 10 1,87 k.P. k.P. 1,87 SO100 111012120,81 < 0,05 0,57 0,42 SO350 18 17 114 15 0,95 0,82 1,00 0,84 L1 (100) 183 86 128 58 1,46 1,74 1,52 1,59 L2 (100)877789443,13 3,17 3,07 2,55 L3 (100) k.P. k.P. k.P. k.P. L4 (100) 101 64 95 93 2,51 2,80 2,52 2,31 L5 (130)745352572,77 3,62 2,63 3,33 L6 (130)736255951,51 1,72 1,59 1,56 L7 (100)625561581,12 1,25 1,19 2,00 L8 (100)404245571,94 2,03 2,47 1,84 L9 (250)363736211,11 1,33 1,13 1,79 L10 (250)26262323< 0,05 < 0,05 < 0,05 0,55

NH4-N (mg)l) NO3-N (mg/l) NO2-N (mg/l) 33 34 33 34 33 34 abc abc abc

NO25 < 0,04 < 0,04 0,196 16,72 16,29 k.P. k.P. 0,04 0,02 0,08 k.P. NO50 2,44 1,76 2,45 39,78 45,20 39,32 k.P. 0,26 1,37 0,25 k.P. NO100 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 38,19 38,42 38,19 40,45 < 0,015 0,08 < 0,015 < 0,015 NO350 2,26 0,89 2,52 < 0,04 39,10 40,68 40,00 27,57 0,24 2,03 0,26 < 0,015 SO25 < 0,04 < 0,04 k.P. < 0,04 19,03 12,93 k.P. 17,13 0,08 0,13 k.P. < 0,015 SO50 < 0,04 k.P. k.P. < 0,04 23,28 k.P. k.P. 24,86 0,03 k.P. k.P. < 0,015 SO100 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 20,72 20,68 20,84 21,85 < 0,015 0,02 < 0,015 < 0,015 SO350 < 0,04 < 0,04 0,11 < 0,04 2,19 2,55 2,55 1,93 < 0,015 < 0,015 0,02 < 0,015 L1 (100) 0,08 0,04 < 0,04 0,079 0,61 < 0,01 < 0,01 1,39 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 L2 (100) 6,10 7,61 5,53 3,05 1,83 < 0,01 1,70 2,83 1,12 0,03 0,43 0,36 L3 (100) L4 (100) 10,10 10,02 9,56 5,11 0,59 < 0,01 0,61 1,78 0,11 0,62 0,18 0,34 L5 (130) 5,06 4,58 4,30 5,63 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0,37 < 0,015 0,08 < 0,015 < 0,015 L6 (130) 1,80 0,23 1,28 1,84 0,80 1,80 1,09 1,24 0,16 0,03 0,10 0,08 L7 (100) 2,19 2,75 2,29 3,61 1,07 0,59 1,12 0,36 0,36 0,19 0,35 < 0,015 L8 (100) 0,39 0,50 0,50 3,85 14,76 15,03 14,80 < 0,01 0,17 0,25 0,17 < 0,015 L9 (250) 1,59 1,62 1,64 0,41 10,31 10,33 10,24 13,70 0,27 0,52 0,25 0,36 L10 (250) 0,08 0,07 0,09 0,05 16,81 18,62 18,83 21,24 0,02 0,02 < 0,015 0,02 116 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Tab. A 2: Mikrobiologische Untersuchung im Rahmen des Standzeitversuches vom 17.08. und 24.08.1999.

Koloniezahl (DEV-Agar) in 1 ml bei 20 °C Lagerung 17.08.99 7 d Kühlr. 4 °C 7 d Scha. 15 °C 24.08.99

L2 1130000 1560000 6000 550000 L5 70000 119000 4000 220000 L7 580000 27000 < 1000 740000 L9 6000 9000 6000 L10 < 1000 1000 14000

Koloniezahl (DEV-Agar) in 1 ml bei 36 °C Lagerung 17.08.99 7 d Kühlr. 4 °C 7 d Scha. 15 °C 24.08.99

L2 930000 1690000 1000 520000 L5 40000 87000 6000 120000 L7 200000 21000 4000 890000 L9 12000 4000 8000 L10 < 1000 1000 3000

E.coli in 100 ml bei 36 °C MPN-Index Lagerung 17.08.99 7 d Kühlr. 4 °C 7 d Scha. 15 °C 24.08.99

L2 > 110000 > 109900 900 > 109900 L5 110000 46200 4300 43000 L7 > 110000 46200 24000 > 109900 L9 > 11000 9300 4300 L10 430 400 4300

coliforme Keime bei 36 °C in 100 ml MPN-Index Lagerung 17.08.99 7 d Kühlr. 4 °C 7 d Scha. 15 °C 24.08.99

L2 > 110000 > 109900 9300 > 109900 L5 > 110000 > 109900 46200 215000 L7 > 110000 109900 46200 > 1099000 L9 > 11000 109900 9300 L10 2400 900 7500

Fäkalstreptokokken bei 36 °C in 100 ml MPN-Index

17.08.99 7 d Kühlr. 4 °C 7 d Scha. 15 °C 24.08.99

L2 > 110000 109900 400 109900 L5 46200 9300 1100 15000 L7 46200 2300 2300 240000 L9 > 11000 4300 3900 L10 360 < 300 300 Anhang A Tabellen der Messergebnisse 117

Tab. A 3: Ergebnisse der Paralleluntersuchungen vom 21.09.1999.

pH LF BSB5 CSB NH4-N NO3-N NO2-N PO4-P Cl SO4 B Cu Zn µS mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

Abwasser 7,2 1170 290 530 41,88 < 0,01 0,76 4,30 126 32,6 0,97 0,13 0,21 7,2 1170 225 546 49 0,02 6 88 1 0,16 0,22 NO25 7,9 k.P. 21 < 0,04 24,86 < 0,015 3,78 199 73,6 1,07 < 0,05 0,04

NO50 7,7 1770 k.P. 39 3,29 53,34 1,13 5,28 190 < 0,05 1,42 < 0,05 < 0,03 7,5 1800 56 3,04 55,00 0,39 186 96,0 NO100 7,6 1420 k.P. 11 < 0,04 44,52 < 0,015 0,70 118 63,0 1,03 < 0,05 0,05

NO350 k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P.

SO25 7,7 1360 k.P. 29 < 0,04 14,46 0,03 3,29 148 69,2 1,26 < 0,05 < 0,03

SO50 7,7 1430 k.P. 21 < 0,04 23,96 < 0,015 2,19 134 62,1 1,03 < 0,05 < 0,03

SO100 7,6 1460 < 5 8 < 0,04 31,41 0,02 0,37 122 60,9 0,99 < 0,05 < 0,03 7,6 1450 21 0,08 36,00 0,43 114 60,0 SO350 7,7 1260 < 5 11 < 0,04 6,73 < 0,015 0,79 93 28,7 1,03 < 0,05 0,28

L1 (100) 7,4 1290 11 55 0,32 1,10 0,05 2,45 120 55,2 1,22 < 0,05 0,07 7,3 1300 L2 (100) 6,8 1400 15 62 4,25 10,01 0,52 2,54 125 66,9 1,23 0,07 0,37 6,8 1410 12 69 3,96 11,00 2,10 120 61,0 1,10 0,02 0,32 L3 (100) k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P. k.P.

L4 (100) 7,8 1490 60 113 10,64 0,38 0,05 3,10 136 5,6 1,47 < 0,05 0,07 7,8 1500 L5 (130) 6,9 1320 30 96 6,50 < 0,01 < 0,015 3,78 129 8,6 1,29 < 0,05 0,03 6,9 1330 L6 (130) 7,5 1290 46 135 0,04 2,31 0,10 1,87 121 33,1 1,30 < 0,05 < 0,03 7,5 1300 L7 (100) 6,8 1430 10 108 2,46 0,28 0,11 0,73 144 51,1 1,36 < 0,05 0,07 6,8 1450 29 129 3,02 0,20 0,69 130 51,0 1,20 0,01 0,14 L8 (100) 7,1 1400 36 51 0,96 12,25 0,40 1,57 172 66,5 1,37 < 0,05 0,09 7,0 1410 50 1,00 13,00 1,60 175 64,0 L9 (250) 6,9 1460 9 27 0,05 30,06 0,22 1,61 121 61,4 1,27 < 0,05 0,04 6,8 1470 < 2 26 0,14 33,00 1,60 120 59,0 1,20 0,02 0,02 L10 (250) 7,0 1300 9 16 < 0,04 36,84 < 0,015 0,35 107 44,5 1,14 < 0,05 0,04 6,9 1360 < 2 17 0,02 28,00 0,32 93 42 1,1 0,006 0,03 Schwarz: Uni Bayreuth, Rot: WWA Bamberg 118 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Tab. A 4: Wöchentliche Niederschlagsmenge und verregnete Abwassermenge.

Datum Betriebstunden Pumpe 1 Pumpe 2 Reihen 3+4 Reihen 3+4 andere R. andere R. Niederschlag Betriebsdauer der Regner (h) Pumpe 1 Pumpe 2 h h m3 mm m3 mm mm 3+4 andere

26.01.99 6322,4 4059,5 02.02.99 6339,8 4102,5 17,4 43,0 899 138,4 0,0 43,0 09.02.99 6418,9 4137,3 79,1 34,7 2177 334,9 16,5 79,1 16.02.99 6474,0 4184,2 55,1 47,0 1698 261,2 5,9 55,1 23.02.99 6599,5 4284,4 125,5 100,2 3814 586,7 52,6 125,5 02.03.99 6627,0 4311,8 27,5 27,4 879 135,3 10,6 27,5 09.03.99 6702,9 4384,5 75,9 72,7 2404 416,0 14 75,9 16.03.99 6735,2 4421,7 32,2 37,2 1071 164,8 23,9 37,2 23.03.99 6864,4 4458,9 129,3 37,2 3400 523,1 7 129,3 30.03.99 6966,3 4477,0 101,8 18,1 2588 398,2 13,8 101,8 06.04.99 6980,5 4505,3 14,2 28,3 568 87,4 7,9 28,3 13.04.99 7042,7 4520,8 62,3 15,5 1618 404,0 12,1 62,3 20.04.99 7057,9 4547,2 15,2 26,4 575 88,5 14,6 26,4 27.04.99 7082,1 4567,0 24,2 19,8 738 113,5 29,0 24,2 04.05.99 7105,0 4568,5 22,9 1,5 562 86,4 1,9 22,9 11.05.99 7167,0 4575,3 62,1 6,8 1544 237,5 16,3 62,1 18.05.99 7169,1 4575,8 2,1 0,5 54 8,4 32,2 2,1 26.05.99 7256,0 4585,9 86,9 10,1 2165 333,1 36,4 86,9 01.06.99 7275,3 4585,9 19,3 0,0 463 83,1 0,0 19,3 08.06.99 7338,7 4588,6 63,5 2,7 1545 237,7 34,7 63,5 15.06.99 7448,9 4588,6 110,2 0,0 2644 406,8 27,1 110,2 22.06.99 7480,0 4589,7 31,1 1,1 754 116,0 31,6 31,1 29.06.99 7499,0 4591,7 19,0 2,0 473 72,7 1,1 19,0 06.07.99 7521,6 4591,7 22,6 0,0 543 83,6 6,1 22,6 13.07.99 7544,8 4591,7 23,2 0,0 557 85,6 22,7 23,2 20.07.99 7632,2 4623,2 87,4 31,5 2350 361,6 30,4 87,4 27.07.99 7669,3 4624,5 37,0 1,3 899 138,3 16,5 37,0 04.08.99 7690,1 4624,5 20,8 0,0 499 67,2 0,0 20,8 10.08.99 7724,1 4631,1 34,0 6,6 870 156,2 28,4 34,0 17.08.99 7752,6 4633,1 28,5 1,9 682 97,7 18,5 28,5 24.08.99 7775,0 4633,1 22,4 0,0 537 118,2 16,9 22,4 31.08.99 7816,1 4633,1 41,2 0,0 988 151,9 14,9 41,2 06.09.99 7842,6 4633,1 26,5 0,0 637 98,0 0,2 26,5 14.09.99 7872,7 4633,8 30,0 0,7 727 111,8 0,5 30,0 21.09.99 7899,1 4633,8 26,4 0,0 634 97,5 5,2 26,4 28.09.99 7917,0 4634,0 17,9 0,2 432 66,5 35,7 17,9 05.10.99 8016,7 4709,4 99,7 75,4 422 65,0 2275 393,8 58,0 17,6 82,1 12.10.99 8111,6 4769,9 94,9 60,5 407 62,6 1828 306,1 18,2 16,9 78,0 19.10.99 8127,0 4770,3 15,4 0,4 372 57,3 0,1 15,4 26.10.99 8142,8 4770,3 15,8 0,0 380 58,5 9,9 15,8 02.11.99 8163,5 4770,3 20,7 0,0 484 67,1 68 10,4 3,0 18,2 2,5 09.11.99 8210,4 4770,3 46,9 0,0 434 66,8 605 93,1 26,9 18,1 28,8 16.11.99 8264,3 4770,3 53,9 0,0 182 28,1 1812 278,7 28,1 7,6 46,3 23.11.99 8302,6 4770,3 38,3 0,0 420 64,6 2,5 38,3 30.11.99 8321,8 4770,3 19,2 0,0 461 70,9 6,7 19,2 07.12.99 8341,9 4770,3 20,1 0,0 482 74,2 18,5 20,1 14.12.99 8389,9 4794,7 48,0 24,4 470 72,4 1722 264,9 12,6 19,6 28,4 21.12.99 8462,7 4861,0 72,8 66,3 334 51,4 1451 223,2 29,6 12,9 59,9 28.12.99 8481,5 4861,0 18,8 0,0 451 69,4 39,0 18,8 04.01.00 8498,6 4861,0 17,1 0,0 214 32,9 5,9 17,1 11.01.00 8536,1 4861,0 37,5 0,0 439 67,6 698 107,4 6,9 18,3 19,2 18.01.00 8599,7 4925,0 63,6 64,0 408 62,8 1654 254,5 0,9 17,0 46,6 25.01.00 8619,6 4925,0 19,9 0,0 478 73,5 19,0 19,9 01.02.00 8669,0 4925,0 49,4 0,0 1186 182,4 10,0 49,4 Anhang A Tabellen der Messergebnisse 119

Tab. A 5: Angefallene Sickerwassermengen in ml (geschätzt).

Datum NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) 23.03.99 20 10 20 300 20 30 200 300 2000 8000 9000 2200 5000 1500 21500 2000 2500 2500 30.03.99 100 30 50 800 30 100 300 500 3300 3000 1200 1300 1200 1000 11500 100 100 1500 06.04.99 3 10 20 200 5 20 40 150 700 120 700 0 3000 1300 1300 0 0 400 13.04.99 30 20 30 500 20 100 100 500 400 1000 300 100 2000 1500 200 20.04.99 200 200 70 150 200 300 250 1500 5000 5000 1500 3500 3500 10000 1000 3000 3000 27.04.99 200 120 70 20 200 150 300 300 2000 6000 11000 2000 3000 4000 12000 1000 3500 3500 04.05.99 250 100 100 10 100 100 400 150 2500 4000 4500 1000 2500 1000 8000 400 500 3000 11.05.99 250 500 400 10 200 150 500 0 2000 3000 5000 1000 3000 2000 10000 3000 3000 3000 18.05.99 100 0 100 20 50 200 300 250 1500 5000 5000 1500 1500 2500 8000 2000 3000 3000 26.05.99 300 800 300 20 300 200 350 300 1500 7000 9000 1500 2500 1000 10000 3000 3000 3000 01.06.99 30 30 30 50 150 150 500 6000 10000 1000 1500 1000 12000 3000 3000 3000 08.06.99 200 200 400 10 150 100 400 300 2000 8000 9000 1000 4000 1000 10000 3000 3000 3000 15.06.99 250 1000 600 250 250 500 300 1000 7000 10000 1000 4000 1500 10000 3000 3000 3000 22.06.99 200 800 100 30 20 200 300 250 500 8000 10000 500 7000 500 10000 250 3000 3000 29.06.99 200 300 100 0 50 50 300 200 1500 8000 3500 300 4000 500 10000 20 400 3000 06.07.99 200 400 100 20 100 120 300 200 500 1600 500 500 2500 500 3000 0 50 3000 13.07.99 200 600 100 20 150 100 250 200 1000 6000 0 500 3000 250 7000 1000 3000 3000 20.07.99 0,25 1000 700 200 200 100 500 300 2000 14000 500 1000 18000 2000 35000 300 7000 7000 27.07.99 30 500 30 10 20 20 100 80 150 25 0 200 500 150 2500 200 500 1500 03.08.99 100 100 100 20 50 100 250 200 1000 6000 30 500 1500 500 9000 200 80 2500 10.08.99 200 500 100 30 80 100 300 200 300 9000 0 500 1500 1000 10000 2500 3000 3000 16.08.99 70 1000 60 70 50 40 60 60 40 3000 0 50 1500 300 3000 500 3000 3000 24.08.99 5 0 100 20 30 100 200 200 500 5000 0 200 3000 1500 7000 2000 3000 3000 31.08.99 100 700 100 20 150 100 250 200 200 12000 0 1000 3000 1000 15000 2000 3000 3000 06.09.99 100 100 80 20 100 100 200 150 500 7000 0 500 6000 1500 12000 2000 1000 2500 14.09.99 100 300 100 20 150 180 250 270 500 10000 0 270 5000 250 1000 750 10000 21.09.99 50 500 100 20 50 100 250 150 1100 0 350 5000 300 500 1200 2300 28.09.99 30 700 30 10 100 50 250 200 200 7000 500 3000 300 12000 1500 2500 2500 05.10.99 10 300 ca 10 ca 10 ca 10 1000 9000 1000 15000 1500 20000 2000 3000 3000 12.10.99 100 1000 100 200 100 200 250 300 7500 1000 4500 3000 15000 2500 3000 3000 19.10.99 100 500 100 30 80 100 250 500 6000 500 3000 1000 12000 200 1000 2500 26.10.99 100 1000 250 20 100 100 200 250 400 4000 250 3000 300 7000 500 2500 02.11.99 50 200 100 20 80 100 200 200 500 7000 1000 3000 1000 8000 1500 2500 2500 09.11.99 16.11.99 30 50 10 20 30 100 100 10 800 20 2500 80 600 20 100 23.11.99 30 50 30 10 30 20 100 100 30 5000 100 1500 250 500 200 5 30.11.99 100 1000 100 10 60 100 300 250 1000 9000 300 5000 3800 14000 3000 2800 2500 07.12.99 400 9000 500 8000 4500 14000 3000 3000 3000 14.12.99 100 1000 100 10 100 100 600 300 400 10000 600 9000 4000 16000 3000 3000 3000 21.12.99 50 400 100 10 50 100 250 250 400 10000 200 3000 1500 7000 200 200 2500 28.12.99 100 1000 150 20 100 100 300 300 400 13000 300 3000 500 18000 2500 3000 3000 04.01.00 100 1000 100 20 30 50 300 200 500 10000 600 8000 1500 12000 400 2500 2500 11.01.00 100 1500 150 30 100 100 200 200 500 8000 300 6000 1000 14000 2000 2500 2500 18.01.00 50 1000 100 20 100 200 50 100 10000 400 0 500 18000 1000 300 3500 25.01.00 50 1000 80 20 100 100 300 200 400 9000 500 1000 2500 2500

120 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Anhang A Tabellen der Messergebnisse 121

Tab. A 6: pH des Abwassers und der Saugkerzen

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 02.02.99 8,3 09.02.99 8,3 7,8 8,0 7,9 7,8 7,8 7,9 7,6 7,5 16.02.99 8,5 8,1 7,9 8,0 8,0 8,1 8,1 7,9 7,7 23.02.99 7,9 8,2 8,1 8,2 8,1 8,2 8,1 8,2 7,5 02.03.99 7,9 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 8,1 8,3 8,1 09.03.99 7,8 7,6 7,9 7,9 7,9 8,0 7,9 8,0 8,0 16.03.99 7,5 7,3 7,3 7,2 7,4 7,4 23.03.99 7,0 8,0 8,0 8,1 8,1 8,2 7,8 30.03.99 7,8 7,2 7,9 7,7 06.04.99 8,4 7,6 7,8 7,6 7,6 7,5 7,6 7,7 13.04.99 8,2 8,0 7,7 7,8 7,9 7,8 20.04.99 8,68,38,38,5 8,28,48,28,5 27.04.99 8,3 8,0 8,3 8,3 8,3 7,8 8,1 7,8 8,2 04.05.99 7,68,48,28,2 8,38,18,08,1 11.05.99 8,47,77,87,9 7,97,97,9 18.05.99 8,18,0 8,18,28,08,07,98,0 25.05.99 7,17,57,37,3 7,27,47,57,5 01.06.99 7,0 8,0 7,9 7,9 7,8 7,8 8,0 08.06.99 7,1 9,2 8,5 8,2 8,0 8,1 8,0 8,0 8,0 15.06.99 7,98,18,18,1 8,18,08,08,1 22.06.99 7,6 8,2 8,3 8,2 8,2 8,1 8,1 8,2 8,2 29.06.99 7,18,07,87,8 7,98,18,08,0 06.07.99 7,7 7,6 7,5 7,6 7,6 7,5 7,6 7,8 7,8 13.07.99 7,58,07,97,6 7,87,88,08,0 20.07.99 7,7 7,7 7,7 7,7 7,6 7,8 7,8 7,9 8,0 27.07.99 7,57,87,87,9 8,08,18,08,1 03.08.99 7,2 7,7 7,8 7,7 7,9 7,9 7,9 7,8 7,8 10.08.99 7,7 7,9 7,8 7,8 7,8 7,9 8,0 8,1 8,3 17.08.99 7,2 8,2 8,0 8,0 8,0 8,2 8,2 8,2 8,3 24.08.99 7,8 7,7 8,1 7,9 8,0 8,1 8,1 31.08.99 8,2 7,9 7,8 7,8 8,0 8,0 8,0 8,0 8,1 07.09.99 7,6 7,8 7,9 7,8 8,1 7,9 7,9 7,8 7,9 14.09.99 7,58,08,07,8 7,98,08,08,1 21.09.99 7,27,97,77,6 7,77,77,67,7 28.09.99 7,48,07,97,9 8,28,28,18,1 05.10.99 7,3 7,5 12.10.99 7,4 8,0 7,6 7,5 8,2 8,3 7,6 8,3 19.10.99 7,9 7,7 7,9 7,8 8,1 8,2 8,2 8,3 26.10.99 7,7 8,0 7,9 7,9 8,0 8,1 8,3 8,1 8,3 02.11.99 7,8 8,0 7,6 7,9 8,0 7,4 8,3 8,1 8,2 09.11.99 16.11.99 7,4 8,3 7,9 8,4 23.11.99 7,5 8,2 7,9 8,1 7,8 8,0 8,1 8,1 30.11.99 7,8 7,9 7,9 8,0 8,0 8,1 8,1 8,1 07.12.99 14.12.99 8,1 7,5 7,6 7,9 7,9 7,9 8,0 8,4 21.12.99 7,9 7,9 7,9 7,9 8,0 8,0 8,1 8,4 28.12.99 8,0 8,0 7,8 7,9 7,9 8,1 8,1 8,1 04.01.00 7,5 7,9 8,1 8,0 8,1 8,1 8,1 8,2 11.01.00 7,5 7,9 7,9 7,9 8,1 8,0 8,1 8,0 8,1 18.01.00 8,8 8,1 7,8 7,7 8,1 8,0 8,3 25.01.00 7,8 8,6 8,4 8,3 8,3 8,3 8,3 8,4

Mw 7,7 8,0 7,9 7,9 7,9 8,0 8,0 8,0 8,0 Stab 0,4 0,3 0,3 0,2 0,3 0,2 0,2 0,2 0,3 Min 7,0 7,3 7,3 7,3 7,2 7,2 7,2 7,4 7,4 Max 8,8 9,2 8,5 8,5 8,3 8,3 8,4 8,3 8,5 N 50 44 42 44 25 43 46 47 47

122 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Fortsetzung Tab. 6, Lysimeter.

L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) Datum 7,2 7,1 7,2 7,3 7,0 7,4 7,2 7,0 7,1 7,1 02.02.99 7,3 7,3 7,3 7,6 7,0 7,1 7,3 7,1 7,2 09.02.99 7,3 7,1 7,3 7,7 7,1 7,6 7,1 7,3 7,6 7,2 16.02.99 7,5 7,5 7,5 7,4 7,3 8,1 7,6 7,6 8,1 23.02.99 7,1 7,4 7,3 7,4 7,3 7,4 7,3 7,4 7,0 7,5 02.03.99 7,5 7,4 7,2 7,4 7,1 7,3 7,1 7,3 7,5 7,4 09.03.99 7,1 7,3 7,3 7,3 7,1 7,2 6,9 7,1 7,0 6,9 16.03.99 7,0 7,0 6,9 7,4 6,9 7,3 6,9 6,7 6,8 6,7 23.03.99 6,7 6,6 6,7 7,4 6,8 7,0 6,7 6,9 30.03.99 6,7 6,6 6,7 6,5 6,7 6,4 6,6 06.04.99 6,9 6,7 6,8 7,3 6,6 6,7 6,7 6,9 7,7 7,1 13.04.99 7,9 6,7 7,0 6,9 7,0 7,7 7,1 7,0 6,8 6,8 20.04.99 7,0 6,9 7,2 7,1 7,0 7,2 7,0 7,0 7,0 7,0 27.04.99 7,3 7,2 7,0 7,1 7,1 7,1 6,8 7,3 7,0 7,0 04.05.99 8,0 7,2 7,1 7,1 6,8 6,9 6,8 7,4 7,2 7,2 11.05.99 6,8 6,7 7,1 7,0 7,0 7,2 6,7 6,9 6,8 6,9 18.05.99 6,8 6,8 7,0 6,9 6,7 7,0 6,8 6,9 6,8 6,9 25.05.99 7,2 6,7 6,8 6,9 6,7 6,8 6,9 6,7 6,8 6,9 01.06.99 7,2 7,0 7,2 7,4 6,8 6,9 6,9 7,1 7,0 6,9 08.06.99 7,3 7,3 7,1 7,1 6,9 7,0 6,9 7,0 6,9 7,1 15.06.99 8,0 7,5 7,3 7,4 7,0 7,2 7,0 7,5 7,0 7,3 22.06.99 7,3 7,0 7,0 7,2 7,0 7,2 7,0 7,4 7,1 7,2 29.06.99 7,4 7,0 7,3 7,4 6,9 7,1 6,8 7,1 7,0 06.07.99 6,9 6,6 7,4 6,7 7,4 6,6 7,2 7,0 7,0 13.07.99 7,5 7,3 7,7 7,0 7,2 7,0 7,0 7,1 6,9 20.07.99 7,8 7,1 7,8 7,0 7,7 7,1 7,1 7,0 7,1 27.07.99 7,1 7,0 7,7 7,8 7,0 7,5 6,9 7,0 7,3 7,2 03.08.99 7,6 7,2 7,4 6,9 7,0 6,8 7,0 6,8 6,9 10.08.99 8,2 7,6 7,8 7,2 7,6 7,1 7,1 7,0 7,2 17.08.99 7,6 7,0 7,3 6,8 7,4 6,8 7,0 6,9 7,0 24.08.99 7,9 7,1 7,7 7,0 7,4 7,1 7,0 7,1 31.08.99 7,8 7,0 7,8 6,9 7,2 7,0 7,3 7,1 7,1 07.09.99 7,5 6,8 7,5 6,8 7,2 7,2 7,1 6,8 6,9 14.09.99 7,4 6,8 7,8 6,9 7,5 6,8 7,1 6,9 7,0 21.09.99 8,2 7,1 8,0 7,1 7,8 7,1 7,5 7,0 7,1 28.09.99 7,5 7,1 7,6 6,9 7,6 7,1 7,1 6,9 7,0 05.10.99 7,9 7,1 7,6 7,0 7,3 6,9 7,1 6,9 7,0 12.10.99 8,0 7,3 7,7 7,3 7,7 7,2 7,4 7,2 7,2 19.10.99 8,1 7,2 7,7 7,2 7,3 7,1 7,2 7,2 26.10.99 7,8 7,2 7,8 7,2 7,7 7,0 7,8 7,1 7,2 02.11.99 09.11.99 8,1 7,8 7,9 7,8 7,7 16.11.99 8,1 7,3 7,8 7,3 7,8 7,7 8,1 23.11.99 7,3 7,2 7,3 7,3 7,4 7,3 7,2 7,2 7,2 30.11.99 7,2 7,1 7,4 7,1 7,3 7,2 7,1 7,0 7,1 07.12.99 7,9 7,5 7,2 7,3 7,3 7,2 7,2 7,0 7,1 14.12.99 8,0 7,3 7,6 7,6 7,5 7,4 7,4 7,4 7,5 21.12.99 7,8 7,4 7,5 7,4 7,4 7,3 7,4 7,2 7,3 28.12.99 7,8 7,5 7,6 7,3 7,4 7,2 7,3 7,2 7,3 04.01.00 7,7 7,4 7,4 7,0 7,4 7,2 7,2 7,1 7,2 11.01.00 8,0 7,5 7,6 7,6 7,3 7,5 7,5 7,3 18.01.00 8,1 7,8 7,8 7,7 7,5 7,6 25.01.00

7,5 7,1 7,1 7,5 7,0 7,3 7,1 7,2 7,1 7,1 Mw 0,4 0,3 0,2 0,3 0,2 0,3 0,3 0,2 0,2 0,3 Stab 6,7 6,6 6,7 6,9 6,5 6,7 6,4 6,7 6,8 6,6 Min 8,2 8,1 7,7 8,0 7,8 7,9 8,1 7,8 7,7 8,1 Max 50 51 23 49 49 49 49 46 46 51 N

Anhang A Tabellen der Messergebnisse 123

Tab. A 7: Leitfähigkeit (µScm-1)des Abwassers und der Saugkerzen

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 02.02.99 2940 09.02.99 1782 1400 1400 1244 1332 1794 1450 1300 1216 16.02.99 1120 1403 1550 1409 1670 23.02.99 1443 794 1237 945 1840 1780 1426 1022 1480 02.03.99 961 1234 1040 1160 1117 1485 1458 1567 1132 09.03.99 1304 763 864 1162 985 789 2210 1270 1000 16.03.99 1896 1240 1110 1670 1300 1120 23.03.99 1330 1360 1240 1684 1200 1380 1330 1174 30.03.99 1820 1370 1540 1350 1130 1210 1340 1580 1100 06.04.99 1835 1100 1340 1760 1109 13.04.99 1380 1112 1130 1982 1113 20.04.99 1650 1090 1590 1420 1250 1230 2100 1140 27.04.99 1620 1210 1310 1190 1130 1190 1870 1210 04.05.99 1932 1240 1100 1390 1190 1220 1650 1390 11.05.99 1095 1020 1156 1340 1130 1220 1259 18.05.99 1600 1180 1280 1020 1050 1370 1530 25.05.99 1660 700 960 1110 740 887 1240 1530 01.06.99 2110 850 1030 835 880 1150 1430 08.06.99 1811 814 1014 1018 807 901 1077 1390 15.06.99 1730 769 872 740 780 930 1250 22.06.99 1480 1130 1165 996 988 970 1130 29.06.99 1950 1280 1860 1085 1180 1175 1050 1125 06.07.99 787 144719341250 1411134011001125 13.07.99 1885 1300 1850 1474 1210 1510 1160 1097 20.07.99 1349 795 695 1012 750 880 963 1100 1120 27.07.99 1930 1170 1120 1088 03.08.99 2050 1120 3350 1150 1110 1130 1140 10.08.99 1580 1230 1510 1180 1130 1240 1180 1130 17.08.99 1969 1870 1303 1260 1300 1170 1230 1280 1710 24.08.99 1860 1510 1160 1230 1270 1130 31.08.99 1826 1207 1470 1360 1050 1215 1315 1170 07.09.99 1880 920 3610 1370 1170 1260 1370 1190 14.09.99 1780 1260 3100 1400 1270 1340 1420 1200 21.09.99 1170 1770 1420 1360 1430 1460 1260 28.09.99 1300 1300 1540 1450 1270 1410 1460 1300 05.10.99 1130 1205 12.10.99 2080 1040 1050 1330 930 1090 1360 1310 19.10.99 1463 1020 1420 1260 1000 1100 1290 26.10.99 1172 1100 1170 1260 1118 1150 1290 1320 02.11.99 1690 1130 1650 1240 1220 1350 1390 1290 09.11.99 16.11.99 1560 1300 1210 23.11.99 1930 1350 1270 1210 1240 1320 1200 30.11.99 1800 1314 1130 1250 1226 1291 1322 1189 07.12.99 14.12.99 770 1200 1340 1290 1220 1320 1290 1180 21.12.99 2300 1250 2100 1420 750 1370 1380 1220 28.12.99 2000 1220 1100 1350 1290 1250 1360 1220 04.01.00 1980 1260 1585 1340 689 1300 1344 1200 11.01.00 1655 1240 1270 1360 1330 1280 1390 1190 18.01.00 712 1220 1490 1420 1380 1450 1220 25.01.00 1790 1380 1540 1380 1300 1320 1434 1260

Mw 1637 1170 1509 1257 1224 1153 1259 1344 1238 Stab 417 232 620 150 308 257 231 239 150 Min 712 700 695 872 750 689 780 930 1000 Max 2940 1870 3610 1474 1840 1794 2210 2100 1710 N 50 42 39 41 11 40 45 47 47

124 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Fortsetzung Tab. 7, Lysimeter.

L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) Datum 1040 1180 1105 935 1260 1410 1420 977 1222 1185 02.02.99 1309 1366 1200 1090 1440 2100 1370 1356 1418 09.02.99 1516 1450 1210 1505 1580 1790 2120 1460 1620 2180 16.02.99 1940 1564 1765 1760 1999 879 950 1548 1050 23.02.99 1280 1080 1195 1190 1100 1190 1260 906 934 927 02.03.99 1035 634 1020 1120 1130 1010 968 839 1080 1240 09.03.99 1370 1336 1012 950 1092 1100 1100 1133 1220 1260 16.03.99 1350 1209 1080 1040 1130 1180 1193 1353 1226 1370 23.03.99 1530 1310 1130 1040 1055 1066 1130 1500 1222 1230 30.03.99 1535 1420 1190 1090 1180 1280 1277 06.04.99 1567 1448 1185 1309 1183 1253 1437 1520 1540 1325 13.04.99 1600 1420 1100 1270 1190 1240 1240 1500 1490 1570 20.04.99 1430 1360 1110 1260 1180 1230 1250 1420 1460 1580 27.04.99 1500 1420 1360 1340 1200 1200 1330 1390 1480 1650 04.05.99 1370 1100 1060 1220 1195 1220 1250 1220 1078 1620 11.05.99 1100 1030 1040 1018 1099 1150 1060 1115 1336 1460 18.05.99 1040 850 950 1150 1120 1080 955 860 1130 1350 25.05.99 990 933 935 970 1070 1009 1016 866 1060 1360 01.06.99 968 975 980 926 1029 1110 960 890 1100 1230 08.06.99 890 860 800 815 962 1090 875 856 907 1103 15.06.99 870 910 1199 875 930 1000 1000 910 1050 1015 22.06.99 910 930 1090 955 939 1011 1160 1166 1003 990 29.06.99 970 1090 1040 1100 970 1085 1030 1020 06.07.99 1066 1180 1012 1110 1059 1130 1198 1240 1105 13.07.99 930 890 925 943 940 976 770 933 998 20.07.99 946 1080 1140 944 860 1100 1150 1285 1180 27.07.99 1058 1210 1010 1260 960 1015 1280 1280 799 1150 03.08.99 1060 1150 1350 990 1130 1160 1100 1200 1150 10.08.99 1020 1230 1310 1050 1150 1100 1210 1230 1300 17.08.99 1130 1100 1220 1070 1170 1133 1080 1260 1280 24.08.99 1150 1260 1250 1140 1195 1140 1320 1340 31.08.99 1180 1300 1325 1169 1160 1328 1300 1310 1343 07.09.99 1240 1370 1410 1260 1210 1315 1290 1400 1345 14.09.99 1290 1400 1490 1320 1290 1430 1400 1460 1300 21.09.99 1350 1320 1410 1320 1230 1090 1230 1340 1380 28.09.99 1210 1246 1156 1055 1060 1020 1100 1450 1410 05.10.99 1170 1170 1080 950 960 1015 985 1390 1430 12.10.99 1140 1240 1070 1000 950 1170 1120 1330 1420 19.10.99 1130 1240 1240 1090 1050 1100 1140 1370 26.10.99 1130 1180 1260 1116 1040 1135 1180 1370 1340 02.11.99 09.11.99 1200 987 920 950 1200 16.11.99 1140 1320 1070 1060 973 970 23.11.99 1070 1230 1170 1160 960 1070 1130 1370 1320 30.11.99 1100 1130 1150 1100 964 1040 1060 1350 1340 07.12.99 1070 1130 1070 970 970 960 1150 1320 1330 14.12.99 1100 1430 1120 1000 960 980 1360 1310 1320 21.12.99 1100 1333 1200 1080 1030 1240 1150 1453 1360 28.12.99 1189 1399 1270 1190 1070 1350 1420 1570 1400 04.01.00 1310 1270 1350 1260 1146 1190 1180 1480 1460 11.01.00 1184 1250 1335 1144 1390 1310 1380 1450 18.01.00 1300 1218 1270 1740 1530 1440 25.01.00

1197 1203 1087 1179 1122 1127 1176 1178 1286 1317 Mw 217 188 118 182 161 196 245 213 193 205 Stab 870 634 800 815 930 860 875 770 799 927 Min 1940 1564 1360 1765 1760 1999 2120 1740 1620 2180 Max 50 51 23 49 49 49 49 47 46 50 N

Anhang A Tabellen der Messergebnisse 125

Tab. A 8: Temperatur (°C) des Abwassers und der Saugkerzen

Date AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 02.02.99 4,7 09.02.99 4,0 4,4 7,9 4,7 5,1 4,6 5,4 4,3 5,0 16.02.99 3,9 6,0 5,5 5,2 3,7 5,4 4,8 4,1 3,8 23.02.99 4,1 3,6 4,3 4,3 4,5 4,7 4,4 5,1 3,1 02.03.99 5,5 3,9 3,9 4,1 4,8 4,8 4,8 4,2 4,4 09.03.99 6,2 4,2 3,0 3,5 2,7 3,3 3,1 2,7 2,9 16.03.99 6,7 3,4 3,4 3,0 3,3 23.03.99 5,8 5,4 5,0 3,6 5,6 5,2 4,2 4,4 30.03.99 8,8 6,6 5,7 4,7 5,4 5,2 5,0 4,6 06.04.99 8,8 6,6 5,7 4,7 5,4 5,2 5,0 4,6 13.04.99 8,8 8,6 6,0 7,6 6,6 6,2 20.04.99 8,48,18,38,5 9,08,17,97,8 27.04.99 12,0 10,7 9,3 10,1 11,0 9,3 10,0 9,3 10,0 04.05.99 12,5 10,0 9,7 10,0 10,5 9,5 9,5 9,5 11.05.99 14,4 11,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 18.05.99 12,1 13,0 13,0 14,0 14,0 13,0 13,0 13,0 25.05.99 14,0 13,0 12,0 13,0 12,0 13,0 13,0 13,0 01.06.99 15,0 18,0 17,0 17,0 17,0 17,0 16,0 08.06.99 13,5 13,3 13,0 13,4 13,3 13,7 13,5 13,5 13,5 15.06.99 22.06.99 14,0 14,0 14,0 14,0 14,5 14,5 14,5 14,6 14,5 29.06.99 15,0 14,5 14,5 15,5 16,0 16,0 15,8 15,5 06.07.99 16,6 15,8 16,0 15,7 16,0 16,0 16,3 15,7 16,2 13.07.99 17,6 18,0 16,8 17,8 18,1 18,0 18,0 18,0 20.07.99 20,0 18,0 17,5 17,0 18,2 19,0 18,4 18,2 17,5 27.07.99 16,5 17,0 16,0 15,7 17,0 17,5 17,0 17,0 14,5 03.08.99 17,4 16,4 15,3 16,3 16,9 17,7 17,1 17,5 17,0 10.08.99 18,0 18,6 18,4 18,5 19,0 18,9 19,0 19,1 19,0 17.08.99 15,6 15,3 15,2 15,2 15,7 15,7 15,5 15,5 24.08.99 16,0 16,2 16,0 16,0 16,8 17,0 15,2 31.08.99 17,4 16,2 16,3 16,5 16,5 17,0 16,5 16,8 16,5 07.09.99 18,0 18,0 18,0 17,8 18,5 18,3 18,0 18,3 18,7 14.09.99 17,1 16,2 16,0 16,2 16,3 16,7 16,8 16,6 21.09.99 15,6 15,1 16,0 15,5 15,7 15,6 15,6 15,5 28.09.99 16,2 16,4 16,0 15,9 15,9 15,9 16,2 05.10.99 12,3 12,5 12.10.99 13,7 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 19.10.99 8,6 9,5 9,5 9,3 7,8 8,6 8,5 9,8 26.10.99 10,5 10,5 10,5 10,3 10,0 10,5 10,5 10,5 11,2 02.11.99 14,0 12,9 12,6 12,9 12,8 13,0 12,5 12,7 09.11.99 16.11.99 23.11.99 3,4 9,0 8,7 8,4 9,3 9,2 8,7 8,4 30.11.99 5,2 8,3 8,3 8,0 8,2 8,1 7,9 7,9 07.12.99 14.12.99 5,1 6,5 6,4 6,8 7,0 6,9 7,1 7,1 21.12.99 2,7 3,1 6,1 6,6 7,0 7,2 6,3 7,0 28.12.99 5,5 5,5 5,1 5,6 6,3 6,1 5,7 5,6 04.01.00 6,2 7,0 6,1 8,0 8,0 8,5 7,4 8,0 11.01.00 6,6 5,5 5,8 6,5 6,7 7,1 6,7 6,4 5,8 18.01.00 5,6 6,2 6,2 7,6 8,0 6,6 6,6 25.01.00 3,5 2,9 4,4 3,2 2,5 3,5 4,1

Mw 10,8 11,2 10,7 11,0 10,5 11,4 11,0 10,8 10,7 Stab 5,1 5,1 4,8 4,7 5,8 5,0 5,1 5,3 5,2 Min 2,7 3,1 2,9 3,5 2,7 3,2 2,5 2,7 2,9 Max 20,0 18,6 18,4 18,5 19,0 19,0 19,0 19,1 19,0 N 45 42 42 43 26 43 46 45 45 126 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Fortsetzung Tab. 8, Lysimeter.

L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) Date 4,9 3,0 3,6 3,8 4,4 4,1 3,0 7,3 4,1 4,2 02.02.99 3,2 3,0 3,0 3,9 5,5 5,5 4,4 3,3 3,4 09.02.99 3,6 2,7 3,3 3,6 3,2 3,5 3,0 3,0 4,3 4,7 16.02.99 1,9 2,6 5,4 5,0 3,6 4,9 4,8 4,9 3,3 23.02.99 3,5 2,6 3,5 2,9 3,6 4,3 4,5 4,3 4,1 4,9 02.03.99 4,8 4,9 4,8 4,5 2,5 2,4 2,5 2,9 5,9 5,0 09.03.99 2,6 2,6 3,0 2,6 2,8 3,0 5,5 3,4 4,3 3,8 16.03.99 5,0 5,4 6,2 5,3 5,5 4,9 4,4 4,5 4,0 4,6 23.03.99 5,0 5,1 5,4 5,3 5,5 5,4 4,0 30.03.99 5,0 5,1 5,4 5,3 5,5 5,4 4,0 06.04.99 5,7 6,3 6,7 6,8 7,3 7,4 8,3 7,5 7,5 7,8 13.04.99 8,8 8,5 8,1 7,7 8,6 9,1 7,5 8,5 9,5 8,5 20.04.99 10,0 8,9 10,3 9,0 8,5 8,5 9,0 9,8 7,8 8,6 27.04.99 9,3 10,0 9,7 9,3 9,4 9,0 10,0 10,4 8,0 7,1 04.05.99 11,0 12,0 11,0 11,0 11,0 10,0 11,0 11,0 11,0 11,0 11.05.99 11,0 11,5 11,7 11,5 14,0 11,0 12,0 14,0 12,1 13,3 18.05.99 13,0 13,0 13,4 12,5 12,0 12,0 12,5 14,0 12,0 12,0 25.05.99 15,0 15,0 14,0 13,0 13,0 13,0 15,0 16,0 11,0 11,0 01.06.99 12,8 13,0 12,5 12,5 12,4 12,0 12,5 13,0 12,4 12,5 08.06.99 15.06.99 14,0 13,8 14,0 13,0 13,0 13,3 13,1 15,0 12,7 12,8 22.06.99 14,5 14,5 13,9 14,0 13,5 13,8 15,0 16,0 14,0 13,5 29.06.99 15,1 15,0 16,0 15,6 15,0 15,1 15,7 16,6 15,3 06.07.99 17,2 17,0 17,4 16,6 18,0 17,0 18,5 16,8 16,5 13.07.99 16,0 15,0 14,7 14,0 14,2 17,3 17,1 15,7 15,0 20.07.99 15,5 15,9 17,0 16,6 17,0 16,3 14,9 15,5 16,0 27.07.99 16,0 16,0 16,1 16,0 14,0 14,5 16,0 17,0 15,1 15,8 03.08.99 18,0 17,3 17,1 16,7 16,6 17,0 19,4 16,9 16,8 10.08.99 14,8 14,3 15,2 15,0 15,0 15,3 15,6 15,6 15,8 17.08.99 15,0 15,0 15,1 14,8 14,8 11,0 14,9 15,2 15,1 24.08.99 16,6 16,6 16,1 15,9 15,5 16,6 16,3 16,1 31.08.99 16,5 15,8 15,7 15,6 16,2 15,9 17,0 16,5 16,5 07.09.99 15,7 15,5 15,3 15,4 14,7 14,6 17,8 16,1 16,1 14.09.99 14,9 15,3 15,0 15,9 15,9 16,1 16,4 15,5 15,4 21.09.99 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 28.09.99 11,5 12,4 10,8 11,8 11,5 14,1 12,5 11,6 12,0 05.10.99 12,0 13,0 13,0 13,0 13,5 13,0 14,0 14,0 14,0 12.10.99 10,0 10,0 9,5 10,0 9,0 8,5 10,0 9,5 10,0 19.10.99 10,5 10,3 10,0 10,2 10,3 10,3 11,1 11,1 26.10.99 12,0 12,5 11,4 12,1 11,6 12,2 12,7 12,6 12,5 02.11.99 09.11.99 16.11.99 8,9 7,2 8,3 7,7 7,8 7,4 8,5 23.11.99 4,1 3,5 3,8 3,8 3,9 3,6 4,1 4,1 4,3 30.11.99 4,5 4,4 4,1 4,7 4,7 3,7 4,0 6,0 6,0 07.12.99 4,8 3,9 4,9 4,4 4,8 4,5 5,6 5,7 5,1 14.12.99 7,0 5,8 5,7 6,1 5,8 5,5 6,8 6,7 7,0 21.12.99 5,3 4,5 5,1 5,1 4,6 3,8 5,1 5,3 5,3 28.12.99 6,1 5,5 6,0 6,6 6,5 6,7 5,9 6,6 7,0 7,0 04.01.00 5,1 4,9 5,0 5,1 5,9 6,7 6,2 7,3 8,5 11.01.00 7,1 5,4 6,6 6,4 6,6 7,0 7,1 7,2 18.01.00 3,3 4,0 3,5 3,8 5,0 4,5 25.01.00

9,9 9,7 8,8 9,9 10,0 9,9 9,9 10,7 10,3 10,0 Mw 4,9 5,1 4,5 4,8 4,7 4,7 4,8 5,2 4,7 4,6 Stab 1,9 2,6 3,0 2,6 2,5 2,4 2,5 2,9 3,3 3,3 Min 18,0 17,3 16,1 17,4 16,7 18,0 17,3 19,4 16,9 16,8 Max 49 49 23 47 47 47 47 45 45 49 N

Anhang A Tabellen der Messergebnisse 127

Tab. A 9: CSB (mg/l) des Abwassers und der Saugkerzen

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 02.02.99 550 14 < 4 39 09.02.99 2503461213728231426 16.02.99 340 26 31 25 30 23.02.99 1002622182265192120 02.03.99 1702313162323312027 09.03.99 6501920311924221925 16.03.99 8001239162014172114 23.03.99 58022 282222182617 30.03.99 380 8 14 15 19 11 13 18 18 06.04.99 790 48402024221221 13.04.99 540 7 23 15 11 5 15 20.04.99 650 11 13 8 16 8 < 4 7 27.04.99 8608 12 8 1619< 49 04.05.99 860111312 1815 8 10 11.05.99 220182512 201610 18.05.99 650158 9 14106 7 25.05.99 1000 14 18 9 13 18 8 9 < 4 01.06.99 9401811 151612 8 08.06.99 1100 16 24 11 21 20 12 8 9 15.06.99 600211713 1710< 411 22.06.99 590 5 11 8 13 21 6 9 29.06.99 1000 12 20 9 11 7 5 8 06.07.99 160 21 14 8 11 21 9 7 11 13.07.99 770 30 15 6 12 22 9 8 9 20.07.99 390243523372816 6 13 27.07.99 840 22 32 9 25 15 13 14 03.08.99 88017651612241512 10.08.99 670 21 29 8 10 22 15 6 8 17.08.99 5301752113732341118 24.08.99 320 13 19101215 31.08.99 6602537 7 9 2210 5 8 07.09.99 1090 21 40 7 17 27 13 9 12 14.09.99 880 65 67 7 11 29 17 5 15 21.09.99 530213911 2921 8 11 28.09.99 380162211101913 8 05.10.99 200 18 12.10.99 260162512 1819 6 19 19.10.99 390 13 32 6 20 17 11 13 26.10.99 200222316 1610 9 11 02.11.99 560142512 1211 8 7 09.11.99 16.11.99 210 9 14 9 9 23.11.99 570 21 33 5 14 12 7 16 30.11.99 930161911 1210 9 10 07.12.99 430 14.12.99 190 12 14 7 11 11 9 9 21.12.99 760 14 35 7 10 8 6 20 28.12.99 330131912 14 6 12 8 04.01.00 340 8 28 8 5 4 < 4 8 11.01.00 470111811 7 6 6 6 18.01.00 270 10 16 7 6 6 6 25.01.00 710 11 19 7 7 6 9

Mw 560182613192014 913 Stab 274 10 15 7 9 10 6 67 Min 10058595400 Mw 565182613192014 913 Stab 274 10 15 7 9 10 6 67 Min 10058595400 Max 1100 65 67 40 37 65 34 26 39 N 51 46 44 46 24 42 47 48 46 128 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Fortsetzung Tab. 9, Lysimeter.

L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) Datum 31 36 38 21 34 49 52 36 12 15 02.02.99 73 91 65 59 57 106 58 37 61 09.02.99 140 76 77 54 58 85 140 220 30 64 16.02.99 120 69 150 133 121 160 34 29 64 23.02.99 41 41 65 41 68 68 83 34 28 27 02.03.99 37 41 49 37 58 61 66 32 23 21 09.03.99 56 112 47 52 53 62 67 50 38 38 16.03.99 53 74 180 72 61 70 66 27 23 30 23.03.99 37 73 48 73 31 59 45 35 19 30.03.99 37 92 74 73 56 55 26 06.04.99 91 102 123 153 81 74 105 27 32 62 13.04.99 34 67 50 32 56 70 65 28 16 19 20.04.99 69 68 45 44 29 60 59 14 14 19 27.04.99 84 74 57 52 56 63 45 18 75 10 04.05.99 80 99 131 84 87 70 88 28 41 13 11.05.99 41 48 27 63 44 71 80 38 26 12 18.05.99 60 51 72 59 69 72 64 40 21 22 25.05.99 54 33 67 75 54 71 56 40 19 18 01.06.99 57 37 69 69 96 76 58 27 25 14 08.06.99 50 43 56 53 37 51 48 19 29 20 15.06.99 52 41 149 70 75 84 113 26 47 24 22.06.99 24 21 106 42 26 81 66 36 22 16 29.06.99 53 25 310 74 56 86 76 45 25 06.07.99 64 33 75 54 106 57 31 31 18 13.07.99 83 56 88 51 92 89 66 33 30 20.07.99 107 46 118 58 129 63 56 76 16 27.07.99 396026011247827139642103.08.99 88 79 86 90 100 100 53 28 32 10.08.99 18387 10174736240362617.08.99 58 44 93 57 95 58 57 21 23 24.08.99 80 75 99 56 84 55 34 23 31.08.99 64 110 88 82 87 92 87 23 12 07.09.99 58 119 103 105 151 94 50 26 12 14.09.99 55 62 113 96 135 108 51 27 16 21.09.99 74 44 74 48 64 59 49 25 10 28.09.99 47 39 62 55 64 48 31 16 12 05.10.99 51 35 42 38 37 38 24 6 12.10.99 51 44 60 46 75 56 34 33 12 19.10.99 45 53 65 45 40 41 28 9 26.10.99 60 54 72 72 62 48 40 12 8 02.11.99 09.11.99 41 52 57 48 20 16.11.99 62 66 59 52 49 48 23.11.99 76 52 61 49 47 42 35 24 21 30.11.99 69 44 61 47 53 50 38 14 12 07.12.99 98 42 44 42 48 27 32 13 6 14.12.99 18 44 26 26 28 22 22 24 10 21.12.99 26 32 37 40 35 46 22 16 9 28.12.99 31 34 23 30 17 30 17 24 5 04.01.00 22 46 29 19 25 22 17 12 11 11.01.00 35 27 29 46 49 29 14 8 18.01.00 38 41 43 34 12 8 25.01.00

60 58 93 67 58 70 66 41 28 21 Mw 30 26 70 30 22 28 28 30 15 15 Stab 18 21 27 21 19 17 22 14 6 5 Min 60 58 93 67 58 70 66 41 28 21 Mw 30 26 70 30 22 28 28 30 15 15 Stab 18 21 27 21 19 17 22 14 6 5 Min 183 120 310 153 133 151 160 220 76 64 Max 49 51 24 49 48 49 49 47 47 49 N Anhang A Tabellen der Messergebnisse 129

Tab. A 10: BSB5 (mg/l) des Abwassers und der Saugkerzen

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 02.02.99 324 09.02.99 < 5< 59< 5< 5< 5 16.02.99 406 8 6 23.02.99 69777840 9< 5 02.03.99 109 < 5 < 5 < 5 10 < 5 < 5 09.03.99 322< 5 6 < 5< 5< 5< 5< 5< 5 16.03.99 620 11 < 5 < 5 23.03.99 240 < 5 < 5 < 5 30.03.99 520 12 < 5 < 5 21 06.04.99 740 < 5 < 5 13.04.99 280 < 5 7 20.04.99 280< 5< 5 < 5< 5< 5< 5 27.04.99 370< 5< 5 < 5< 5< 5< 5 04.05.99 620 7 < 5 6 < 5< 5< 5< 5 11.05.99 140< 5 6 6 < 5< 5< 5 18.05.99 420 < 5 8 < 5 6 7 25.05.99 520< 5< 5< 5< 5< 5< 5< 5< 5 01.06.99 600 7< 5< 5 08.06.99 740 < 5 7 < 5 6 < 5 < 5 < 5 15.06.99 480< 5< 5< 5 7 < 5< 5 5 22.06.99 302< 5< 5 8 < 5< 5< 5< 5 29.06.99 820< 5< 5< 5 < 5< 5< 5< 5 06.07.99 130< 5< 5< 5 6 < 5< 5< 5 13.07.99 440 < 5< 5< 5< 5< 5< 5< 5 20.07.99 24510 < 5< 5 7 7 < 5< 5 9 27.07.99 460 14 < 5 03.08.99 640 7 8 7 7 < 5< 5< 5 10.08.99 380 6 < 5< 5 < 5< 5< 5< 5 17.08.99 420 13 24.08.99 380 < 5 < 5 < 5 31.08.99 370 6 10 7 9 9 7 9 07.09.99 240 10 7 < 5 6 < 5 6 6 14.09.99 450 8 < 5< 5 8 7 < 5< 5 21.09.99 290 < 5 < 5 28.09.99 300< 5< 5< 5 < 5< 5< 5< 5 05.10.99 190 7 12.10.99 39020 12 < 5 < 5< 5< 5 8 19.10.99 460122014 12 6 31 26.10.99 170 11 8 < 5 8 6 < 5 < 5 02.11.99 230< 5 9 < 5< 5< 5< 5< 5< 5 09.11.99 16.11.99 400 < 5 < 5 23.11.99 700 13 < 5 7 30.11.99 760 07.12.99 340 14.12.99 140 < 5 6 < 5 6 < 5 < 5 < 5 21.12.99 660 7 < 5 8 28.12.99 250< 5< 5< 5 < 5< 5< 5< 5 04.01.00 340 27 < 5 < 5< 5< 5 11.01.00 400 < 5 < 5 < 5 7 12 7 18.01.00 270 1917 101413 25.01.00 630 6 < 5 < 5 < 5

Mw 400 78677657 Stab 187 35326225 Min 6955555555 Mw 397 46245213 Stab 189 57558436 Min 6900000000 Max 8202027171240121431 N 50 30 36 29 14 30 32 41 43 130 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Fortsetzung Tab. 10, Lysimeter.

L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) Datum 15 25 24 14 25 23 24 13 11 8 02.02.99 30 29 30 17 25 30 30 30 31 09.02.99 28 28 29 17 27 29 28 26 11 31 16.02.99 39 41 39 39 40 40 19 15 40 23.02.99 17 18 33 18 32 28 32 13 18 12 02.03.99 9 1228< 5252428 5 5< 509.03.99 32 33 31 24 31 27 32 30 28 27 16.03.99 21 27 28 29 25 27 29 < 5 < 5 < 5 23.03.99 18 36 28 33 25 30 37 22 34 9 30.03.99 8 3626 343438 806.04.99 38 45 60 47 44 64 19 27 27 13.04.99 < 5262610203241 8< 5< 520.04.99 16 23 22 13 12 24 20 < 5 < 5 < 5 27.04.99 20 56 53 25 35 33 26 33 15 6 04.05.99 21 66 66 34 40 27 53 9 17 < 5 11.05.99 13 24 17 24 23 41 29 8 6 < 5 18.05.99 13 12 57 12 38 16 34 < 5 < 5 < 5 25.05.99 25 20 42 33 35 37 41 < 5 < 5 < 5 01.06.99 19 14 40 28 43 30 17 < 5 < 5 < 5 08.06.99 18 19 60 19 13 17 25 < 5 < 5 < 5 15.06.99 6 12582528265450 9< 522.06.99 6 9 50 52 11 43 53 11 10 29.06.99 19 8 30305730 < 506.07.99 21 15 53 < 5 50 10 < 5 < 5 < 5 13.07.99 27 40 55 16 37 37 16 25 11 20.07.99 54 23 59 25 58 30 21 39 9 27.07.99 10 24 52 12 46 38 20 10 03.08.99 29 28 27 31 32 39 14 16 < 5 10.08.99 42 < 533< 522 11 10< 517.08.99 17 64 18 41 26 8 < 5 < 5 24.08.99 33 41 54 30 36 25 17 10 31.08.99 17 44 51 37 39 46 41 20 9 07.09.99 15 34 46 32 46 22 8 < 5 6 14.09.99 11 15 60 30 46 10 36 9 9 21.09.99 23 12 52 7 24 14 6 6 < 5 28.09.99 12 11 45 27 36 33 13 8 8 05.10.99 15 16 41 23 37 39 31 11 9 12.10.99 35 38 77 31 43 33 24 21 10 19.10.99 48 44 63 28 29 47 66 < 5 12 26.10.99 45 52 56 35 26 58 14 < 5 < 5 02.11.99 09.11.99 11 19 20 6 10 16.11.99 60 69 27 18 18 23.11.99 41 32 45 18 24 25 11 7 < 5 30.11.99 24 27 38 25 34 29 < 5 17 8 07.12.99 33 23 18 21 22 29 < 5 11 6 14.12.99 19 84 70 39 34 35 46 36 9 21.12.99 < 545 21 16< 536< 5< 5< 528.12.99 21 42 47 49 26 49 7 26 < 5 04.01.00 24 47 32 25 15 33 18 10 6 11.01.00 17 32 24 11 72 16 17 7 18.01.00 25 38 64 58 25 9 25.01.00

22 31 39 37 27 31 33 18 14 9 Mw 12 16 15 19 10 12 14 15 10 8 Stab 58175556555Min 22 31 39 37 27 31 33 17 13 7 Mw 12 16 15 20 10 12 14 16 11 9 Stab 08170006000Min 54 84 66 77 49 58 72 66 39 40 Max 47 51 22 47 49 49 49 46 45 50 N

Anhang A Tabellen der Messergebnisse 131

Tab. A 11: Phosphatgehalte (PO4-P (mg/l)) des Abwassers und der Saugkerzen.

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 02.02.99 8,22 2,03 0,85 1,02 < 0,015 0,73 09.02.99 8,12 2,58 1,01 0,63 1,76 1,67 1,25 < 0,015 0,93 16.02.99 7,50 2,08 1,38 0,32 1,14 23.02.99 3,39 3,55 2,05 0,86 1,57 2,63 1,74 < 0,015 1,46 02.03.99 3,72 3,62 1,89 0,95 1,77 2,85 1,57 0,26 1,29 09.03.99 5,71 4,47 2,08 0,95 2,21 2,73 2,73 0,37 2,17 16.03.99 13,95 3,25 1,43 0,89 1,27 2,45 1,50 < 0,015 1,32 23.03.99 3,75 2,55 0,73 1,10 2,74 < 0,015 1,29 1,06 30.03.99 11,02 2,61 1,29 0,81 0,84 2,19 1,41 < 0,015 0,82 06.04.99 12,03 < 0,015 < 0,015 < 0,015 2,11 < 0,015 < 0,015 < 0,015 13.04.99 5,84 1,56 0,67 0,62 0,71 < 0,015 1,05 0,17 0,68 20.04.99 7,14 2,45 1,23 0,48 1,60 1,53 < 0,015 0,79 27.04.99 5,84 2,22 1,55 0,41 2,08 1,64 < 0,015 0,75 04.05.99 10,46 1,83 1,18 0,42 1,59 1,67 1,56 0,10 0,79 11.05.99 4,82 2,90 1,81 0,57 1,21 2,05 1,51 0,13 < 0,015 18.05.99 7,37 3,39 < 0,015 0,92 1,12 2,68 2,00 0,14 0,66 25.05.99 10,01 2,73 1,76 0,62 0,69 2,13 1,48 0,12 0,44 01.06.99 5,48 2,32 < 0,015 0,58 < 0,015 2,11 1,56 0,55 0,15 08.06.99 6,72 2,49 2,23 0,75 0,77 2,41 1,80 0,20 0,49 15.06.99 9,39 2,46 2,31 0,87 < 0,015 1,99 0,16 0,59 22.06.99 5,22 2,36 2,60 0,93 1,24 < 0,015 2,00 < 0,015 1,85 29.06.99 5,44 2,40 2,77 0,86 < 0,015 2,24 1,70 < 0,015 0,83 06.07.99 2,77 2,35 2,07 0,81 1,04 2,48 1,61 < 0,015 0,84 13.07.99 5,97 2,61 1,59 0,76 0,98 2,85 1,61 < 0,015 0,80 20.07.99 3,94 3,09 2,46 1,22 2,26 2,77 1,87 0,53 0,69 27.07.99 6,06 2,64 2,81 0,96 2,31 1,85 < 0,015 0,80 03.08.99 4,60 2,36 7,89 0,85 0,81 2,26 1,69 < 0,015 1,42 10.08.99 4,60 2,32 3,09 0,81 0,77 1,92 1,58 < 0,015 < 0,015 17.08.99 7,27 2,74 3,39 0,92 3,52 2,26 1,87 0,81 0,95 24.08.99 6,62 0,75 0,95 2,80 1,87 0,42 0,84 31.08.99 4,66 2,05 0,86 0,64 0,74 1,69 1,91 0,31 0,74 07.09.99 4,66 2,05 0,86 0,64 0,74 1,69 1,91 0,31 0,74 14.09.99 4,79 3,55 4,50 0,65 0,70 2,26 1,31 0,31 0,63 21.09.99 4,30 3,78 5,28 0,70 3,29 2,19 0,37 0,79 28.09.99 5,84 2,78 3,65 0,64 0,70 2,90 1,89 0,34 0,83 05.10.99 3,42 3,40 2,63 0,28 0,64 12.10.99 6,32 3,20 3,55 0,66 3,40 2,10 0,36 0,63 19.10.99 5,28 2,74 3,21 0,59 0,75 2,87 1,92 26.10.99 3,91 2,60 3,18 0,47 2,39 1,64 0,19 0,46 02.11.99 7,53 2,41 4,10 0,51 0,77 2,53 1,71 0,21 0,50 09.11.99 16.11.99 5,93 2,49 0,45 1,49 0,22 0,52 23.11.99 6,98 2,37 3,39 0,59 2,27 1,49 0,25 0,48 30.11.99 8,38 2,20 3,29 0,53 2,00 1,34 0,13 0,46 07.12.99 5,54 14.12.99 3,22 2,02 2,45 0,40 1,89 1,38 0,17 0,45 21.12.99 6,94 2,02 4,56 0,50 1,81 1,25 0,16 0,77 28.12.99 5,97 2,15 3,26 0,52 1,96 1,51 0,30 0,46 04.01.00 7,40 2,18 4,40 0,77 1,90 1,52 0,20 0,46 11.01.00 7,30 2,11 3,11 0,58 1,73 1,48 0,20 0,41 18.01.00 2,85 2,17 3,03 1,14 1,40 0,19 0,35 25.01.00 6,85 2,00 3,33 0,56 1,90 1,29 0,17 0,34

Mw 6,29 2,57 2,51 0,70 1,06 2,20 1,58 0,21 0,73 Stab 2,35 0,57 1,51 0,22 0,72 0,64 0,45 0,23 0,42 Min 2,77 1,56 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Mw 6,29 2,57 2,51 0,70 1,06 2,20 1,58 0,21 0,73 Stab 2,35 0,57 1,51 0,22 0,72 0,64 0,45 0,23 0,42 Min 2,77 1,56 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Max 13,95 4,47 7,89 1,22 3,52 3,40 2,73 1,29 2,17 N 51 47 46 48 32 46 46 49 49

132 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Fortsetzung Tab. 11, Lysimeter

L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) Datum 1,14 1,69 1,48 1,61 2,28 2,88 2,23 2,02 0,70 0,65 02.02.99 2,31 2,84 2,06 1,54 2,25 3,65 2,25 1,88 2,14 09.02.99 3,55 2,51 2,51 1,72 3,04 2,53 2,97 5,05 1,27 1,87 16.02.99 5,35 3,65 2,16 5,22 4,08 6,26 1,74 1,58 1,94 23.02.99 1,43 2,48 1,88 2,49 6,75 2,94 2,21 1,78 3,59 1,28 02.03.99 1,76 2,85 1,91 2,08 3,26 2,43 1,98 2,33 0,89 0,65 09.03.99 2,98 5,44 2,11 1,82 3,20 2,22 4,11 3,05 1,57 1,26 16.03.99 2,56 3,08 2,04 1,94 3,16 2,83 2,75 1,11 0,71 1,54 23.03.99 2,00 3,11 2,26 2,31 1,05 3,68 2,88 3,46 1,10 0,66 30.03.99 < 0,015 3,68 2,53 3,33 < 0,015 < 0,015 < 0,015 06.04.99 0,95 2,96 1,83 2,39 3,04 2,03 2,42 0,83 0,83 0,72 13.04.99 1,56 1,81 2,27 1,74 2,98 2,48 3,68 1,07 0,73 0,51 20.04.99 3,22 2,36 2,30 2,41 3,25 3,26 3,68 2,01 0,58 0,19 27.04.99 2,89 2,66 2,41 1,80 2,91 2,75 1,46 0,84 0,67 0,16 04.05.99 3,26 2,99 2,89 2,84 3,42 2,97 2,44 1,05 1,53 0,31 11.05.99 2,82 2,33 2,13 2,52 3,02 2,29 2,50 1,29 0,86 0,37 18.05.99 2,78 2,75 3,29 2,00 2,42 1,82 2,14 1,42 0,66 0,43 25.05.99 1,53 1,25 1,89 1,62 1,94 1,41 1,48 1,00 0,50 0,23 01.06.99 2,28 1,82 2,40 1,73 1,96 1,06 1,46 0,95 0,51 0,30 08.06.99 2,51 2,18 2,12 1,78 2,45 1,36 1,34 0,96 0,94 0,39 15.06.99 2,14 1,98 2,96 1,74 2,58 1,87 0,90 1,07 1,36 0,54 22.06.99 2,18 1,90 1,41 1,72 2,65 1,65 1,20 1,16 1,24 0,55 29.06.99 2,09 1,91 0,99 1,61 2,44 1,66 1,29 0,99 0,61 06.07.99 2,09 2,00 2,16 2,69 1,50 1,11 0,92 1,01 0,49 13.07.99 2,39 2,24 2,31 2,41 1,61 1,28 1,82 1,42 1,10 20.07.99 1,73 1,61 1,47 1,75 1,39 0,53 1,99 1,12 0,57 27.07.99 2,02 2,08 1,41 1,97 1,55 < 0,015 2,08 0,98 0,61 03.08.99 1,43 2,40 1,35 1,92 1,21 < 0,015 1,87 0,74 < 0,015 10.08.99 1,46 3,13 2,51 2,77 1,51 1,12 1,94 1,11 < 0,015 17.08.99 1,59 2,55 2,31 3,33 1,56 2,00 1,84 1,79 0,55 24.08.99 1,52 1,78 0,54 1,38 1,05 1,23 1,75 0,93 0,34 31.08.99 1,52 1,78 0,54 1,38 1,05 1,23 1,75 0,93 0,34 07.09.99 1,26 1,97 1,53 1,93 1,35 1,68 1,35 1,21 0,41 14.09.99 2,45 2,54 3,10 3,78 1,87 0,73 1,57 1,61 0,35 21.09.99 1,76 1,68 3,04 3,46 1,83 1,27 2,32 2,03 0,37 28.09.99 2,10 2,30 3,19 2,97 1,81 1,43 1,67 0,58 0,30 05.10.99 2,63 2,13 2,95 3,20 1,86 1,83 1,68 0,74 0,31 12.10.99 2,71 2,37 2,74 2,80 1,80 0,92 0,99 1,70 0,31 19.10.99 2,88 3,14 3,29 3,12 1,91 0,94 1,81 0,24 26.10.99 2,99 2,75 3,00 2,79 1,47 0,91 1,56 0,62 0,18 02.11.99 09.11.99 1,52 2,52 1,45 1,53 0,56 16.11.99 1,76 2,67 1,94 2,67 1,76 1,66 23.11.99 2,92 2,78 2,40 2,30 1,06 1,24 2,13 0,57 0,26 30.11.99 3,42 2,52 2,13 2,07 1,51 1,44 2,38 0,43 0,15 07.12.99 2,31 2,62 2,04 2,33 1,65 1,41 2,15 0,52 0,11 14.12.99 2,62 3,19 2,07 2,54 1,61 1,20 2,61 0,98 0,16 21.12.99 1,79 2,37 1,52 2,96 1,87 1,72 1,74 0,36 0,12 28.12.99 1,75 2,69 1,54 2,29 1,81 1,92 2,51 1,06 0,14 04.01.00 2,43 2,63 2,03 2,05 1,69 1,61 2,41 0,47 0,11 11.01.00 2,85 2,63 2,17 1,83 1,97 3,06 0,78 0,16 18.01.00 4,50 2,08 2,09 3,81 0,62 0,18 25.01.00

2,22 2,51 2,23 2,06 2,73 1,89 1,78 1,88 1,04 0,52 Mw 0,78 0,78 0,59 0,60 0,91 0,73 1,12 0,83 0,56 0,50 Stab 0,02 1,25 0,99 0,54 1,05 0,02 0,02 0,83 0,36 0,02 Min 2,22 2,51 2,23 2,06 2,73 1,89 1,78 1,88 1,04 0,51 Mw 0,78 0,78 0,59 0,60 0,91 0,73 1,12 0,83 0,56 0,50 Stab 0,00 1,25 0,99 0,54 1,05 0,00 0,00 0,83 0,36 0,00 Min 4,50 5,44 3,65 3,29 6,75 4,08 6,26 5,05 3,59 2,14 Max 49 49 49 51 23 49 49 49 50 47 N

Anhang A Tabellen der Messergebnisse 133

Tab. A 12: Ammoniumgehalte (NH4-N (mg/l)) des Abwassers und der Saugkerzen.

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 02.02.99 80,0 0,8 0,1 < 0,04 < 0,04 0,4 09.02.99 59,6 3,8 0,1 < 0,04 9,1 0,0 0,9 < 0,04 5,1 16.02.99 84,7 3,8 5,4 < 0,04 6,4 23.02.99 25,5 3,0 3,1 0,0 3,7 1,2 0,0 0,1 4,5 02.03.99 24,9 2,6 0,8 0,1 6,3 1,1 0,1 0,6 6,7 09.03.99 53,1 2,0 0,6 0,0 4,4 2,2 0,1 0,2 4,5 16.03.99 77,3 1,8 0,1 < 0,04 2,1 1,0 0,0 0,2 2,8 23.03.99 37,1 0,9 < 0,04 1,4 0,2 0,1 < 0,04 1,9 30.03.99 82,4 0,4 0,1 < 0,04 0,2 0,1 < 0,04 0,1 0,4 06.04.99 108,0 0,2 < 0,04 0,2 < 0,04 < 0,04 0,1 0,4 13.04.99 65,7 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,8 < 0,04 < 0,04 0,7 20.04.99 78,5 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,1 0,1 27.04.99 67,8 < 0,04 < 0,04 0,0 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,2 04.05.99 82,4 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,2 11.05.99 45,5 < 0,04 0,2 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 18.05.99 70,6 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,2 25.05.99 73,4 < 0,04 0,1 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,3 01.06.99 76,1 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,1 < 0,04 08.06.99 76,5 < 0,04 0,3 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,1 15.06.99 77,7 0,9 < 0,04 0,6 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,1 22.06.99 55,7 0,0 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 29.06.99 82,4 0,1 0,0 < 0,04 0,1 < 0,04 < 0,04 < 0,04 06.07.99 30,1 0,1 0,1 < 0,04 < 0,04 0,3 < 0,04 < 0,04 < 0,04 13.07.99 71,4 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,3 < 0,04 < 0,04 20.07.99 46,2 < 0,04 0,8 0,7 2,0 2,4 < 0,04 < 0,04 < 0,04 27.07.99 75,1 0,1 0,7 < 0,04 < 0,04 0,2 < 0,04 < 0,04 < 0,04 03.08.99 86,2 0,3 1,0 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 10.08.99 66,4 0,1 1,0 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 17.08.99 84,7 < 0,04 2,4 < 0,04 2,3 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 24.08.99 74,7 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 31.08.99 74,7 0,1 3,0 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 07.09.99 87,0 0,7 0,7 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 14.09.99 75,6 0,1 0,4 < 0,04 < 0,04 0,0 < 0,04 < 0,04 < 0,04 21.09.99 41,9 < 0,04 3,3 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 28.09.99 55,0 < 0,04 1,0 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 05.10.99 34,1 0,1 < 0,04 < 0,04 12.10.99 73,2 < 0,04 1,6 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 19.10.99 57,0 < 0,04 0,9 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 26.10.99 39,6 0,3 0,9 0,1 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 02.11.99 80,0 < 0,04 0,9 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 09.11.99 16.11.99 55,5 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 23.11.99 56,4 < 0,04 5,0 < 0,04 0,1 < 0,04 < 0,04 < 0,04 30.11.99 72,4 0,0 2,2 0,1 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 07.12.99 42,9 14.12.99 25,3 < 0,04 0,5 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 21.12.99 60,8 0,4 7,4 0,1 < 0,04 < 0,04 < 0,04 1,1 28.12.99 61,6 0,4 6,0 0,1 < 0,04 < 0,04 0,2 < 0,04 04.01.00 72,0 0,4 14,8 0,8 < 0,04 < 0,04 < 0,04 0,1 11.01.00 64,3 0,3 4,4 0,6 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 18.01.00 19,5 0,4 6,4 1,5 < 0,04 < 0,04 < 0,04 < 0,04 25.01.00 66,4 0,2 7,2 0,2 < 0,04 < 0,04 0,3 < 0,04

Mw 63,44 0,53 1,80 0,13 1,28 0,23 0,06 0,07 0,79 Stab 19,52 0,97 2,88 0,27 2,28 0,53 0,13 0,10 1,72 Min 19,50 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 Mw 63,44 0,51 1,79 0,10 1,26 0,20 0,03 0,04 0,77 Stab 19,52 0,98 2,89 0,28 2,30 0,54 0,14 0,11 1,73 Min 19,50 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Max 108,00 3,82 14,84 1,52 9,09 2,44 0,92 0,61 6,66 N 51 47 44 48 30 45 47 48 47 134 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Fortsetzung Tab. 12, Lysimeter.

L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) Datum 1,5 10,1 1,8 0,9 6,5 15,1 14,4 5,8 3,0 0,4 02.02.99 10,4 17,0 7,4 5,4 8,4 18,3 10,9 12,4 10,3 09.02.99 12,2 13,5 10,6 6,5 6,5 13,6 21,8 38,5 7,4 11,3 16.02.99 26,2 11,7 6,0 19,7 17,3 30,3 5,2 5,9 7,5 23.02.99 4,9 11,0 3,0 6,5 11,1 11,6 14,2 3,5 3,7 2,9 02.03.99 3,5 4,9 3,2 2,7 5,7 9,0 5,7 4,1 1,8 1,5 09.03.99 8,8 28,5 2,3 2,1 7,2 7,5 11,2 9,0 4,6 2,3 16.03.99 8,4 14,6 2,9 4,2 7,6 12,0 12,2 1,2 1,0 0,9 23.03.99 3,0 15,2 6,2 2,7 9,8 9,3 9,0 12,4 11,5 1,0 30.03.99 6,0 24,2 12,6 9,2 6,3 10,1 2,3 06.04.99 7,8 25,6 12,5 12,8 9,0 6,2 19,1 0,9 0,6 3,0 13.04.99 4,3 6,8 4,8 1,2 5,4 7,8 13,5 0,4 0,1 0,2 20.04.99 12,8 5,9 3,5 1,8 6,9 11,3 10,5 0,5 0,1 0,1 27.04.99 17,2 10,9 9,7 2,8 6,9 9,4 5,5 0,4 0,1 0,1 04.05.99 9,9 7,2 8,6 3,3 6,8 8,5 6,2 0,2 1,7 0,1 11.05.99 3,8 4,1 1,7 3,1 6,5 6,7 6,4 1,3 0,3 0,3 18.05.99 1,8 6,9 14,1 1,3 7,5 6,4 5,1 0,4 0,1 0,1 25.05.99 0,6 4,2 13,7 7,7 5,9 6,1 5,3 0,6 < 0,04 < 0,04 01.06.99 0,2 1,5 9,8 2,4 3,9 4,7 3,5 0,2 0,1 < 0,04 08.06.99 0,8 3,1 10,1 3,5 5,7 5,8 4,7 0,3 2,1 0,1 15.06.99 < 0,04 1,0 20,4 5,5 5,3 4,9 4,7 0,1 2,5 0,2 22.06.99 < 0,04 1,4 15,1 4,2 4,8 1,9 3,5 < 0,04 1,6 < 0,04 29.06.99 < 0,04 1,0 12,4 2,3 3,2 2,1 1,7 0,1 < 0,04 06.07.99 0,3 1,5 1,6 5,3 0,3 2,2 0,1 1,3 0,0 13.07.99 0,9 1,9 6,3 4,3 1,5 2,3 3,5 1,8 0,6 20.07.99 0,4 2,2 10,7 4,2 0,3 2,3 0,4 10,3 0,5 27.07.99 0,5 5,8 2,5 8,8 4,4 2,2 1,4 0,1 5,0 0,2 03.08.99 0,1 6,1 11,1 5,2 2,2 3,4 1,1 0,6 0,5 10.08.99 0,1 6,1 10,1 5,1 1,8 2,2 0,4 1,6 0,1 17.08.99 0,1 3,1 5,1 5,6 1,8 3,6 3,9 0,4 0,0 24.08.99 0,1 6,5 6,8 6,7 1,7 3,5 0,5 0,1 31.08.99 0,0 10,9 10,3 7,0 1,9 5,7 7,2 0,2 0,0 07.09.99 0,0 9,0 8,9 5,6 0,8 6,7 1,0 0,4 0,0 14.09.99 0,3 4,3 10,6 6,5 < 0,04 2,5 1,0 0,0 < 0,04 21.09.99 < 0,04 3,4 10,5 7,3 0,7 2,6 4,3 1,8 0,1 28.09.99 1,0 2,4 9,4 6,5 1,4 3,1 2,2 0,5 0,0 05.10.99 0,1 2,8 6,3 6,1 1,2 3,6 1,1 0,2 < 0,04 12.10.99 1,2 5,1 5,9 7,4 0,2 3,3 0,2 0,9 < 0,04 19.10.99 0,1 9,4 10,6 9,1 2,2 4,4 4,6 0,2 26.10.99 0,8 8,0 14,2 8,9 1,4 3,3 2,1 0,2 < 0,04 02.11.99 09.11.99 2,0 6,2 2,3 0,2 0,9 16.11.99 0,4 11,7 3,1 7,9 2,1 0,6 23.11.99 8,9 7,4 11,5 9,0 0,7 3,5 2,1 0,5 0,1 30.11.99 0,9 6,1 10,6 7,9 1,2 5,7 1,9 0,2 < 0,04 07.12.99 1,2 5,9 12,5 8,1 0,6 5,6 0,6 0,4 0,1 14.12.99 < 0,04 12,2 8,1 7,9 0,8 4,7 0,6 1,9 0,3 21.12.99 3,6 10,8 11,1 11,1 4,2 9,3 2,7 0,0 < 0,04 28.12.99 5,3 15,4 16,2 11,5 3,8 11,7 3,7 3,9 0,4 04.01.00 10,2 13,2 18,3 11,0 2,1 8,3 6,9 0,5 < 0,04 11.01.00 2,3 10,1 16,9 4,9 15,6 6,3 1,3 0,4 18.01.00 20,1 10,8 16,1 30,5 2,5 0,4 25.01.00

3,61 8,61 8,36 7,36 7,25 4,65 7,24 4,00 2,08 1,00 Mw 4,88 6,68 5,16 4,62 2,67 4,33 6,10 7,18 2,98 2,37 Stab 0,04 0,96 1,69 0,91 3,20 0,04 0,21 0,04 0,04 0,04 Min 3,61 8,61 8,36 7,36 7,25 4,65 7,24 4,00 2,07 0,99 Mw 4,89 6,68 5,16 4,62 2,67 4,33 6,10 7,18 2,98 2,37 Stab 0,00 0,96 1,69 0,91 3,20 0,00 0,21 0,00 0,00 0,00 Min 28,52 20,36 18,26 19,74 17,33 30,30 38,46 12,43 11,34 0,00 Max 51 24 49 49 49 49 47 47 50 0 N

Anhang A Tabellen der Messergebnisse 135

Tab. A 13: Nitratgehalte (NO3-N (mg/l)) des Abwassers und der Saugkerzen.

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 02.02.99 < 0,01 20,14 9,81 9,99 19,41 8,32 09.02.99 < 0,01 14,64 18,55 10,80 7,23 16,20 13,22 18,37 7,71 16.02.99 < 0,01 19,53 7,66 8,68 7,84 23.02.99 0,90 12,81 5,11 12,57 7,37 13,76 21,33 6,96 6,76 02.03.99 0,98 15,01 12,29 13,65 5,29 12,70 21,38 7,01 4,20 09.03.99 < 0,01 14,19 12,14 13,72 6,62 10,62 22,53 7,50 5,60 16.03.99 < 0,01 21,74 14,60 14,06 11,91 17,38 18,83 9,74 11,14 23.03.99 < 0,01 20,59 14,92 13,92 18,71 13,31 18,08 13,61 30.03.99 < 0,01 19,32 23,05 16,93 11,39 18,74 17,42 18,26 10,08 06.04.99 < 0,01 52,43 40,91 2,07 43,62 39,10 47,69 1,71 13.04.99 < 0,01 29,83 31,64 26,22 3,19 6,78 31,41 3,07 20.04.99 < 0,01 6,08 30,74 28,02 28,25 6,40 33,22 3,75 27.04.99 < 0,01 38,65 42,49 42,94 40,23 37,29 51,08 13,33 04.05.99 < 0,01 41,13 41,58 42,49 5,92 39,55 36,16 46,56 5,29 11.05.99 2,44 5,88 6,96 6,73 6,92 6,51 6,01 6,96 < 0,01 18.05.99 0,12 5,36 < 0,01 35,71 45,20 30,28 5,02 34,13 5,67 25.05.99 < 0,01 14,49 28,93 31,64 69,38 17,38 15,19 28,25 37,29 01.06.99 < 0,01 23,73 26,44 20,48 17,38 31,41 19,82 08.06.99 < 0,01 19,26 40,23 29,15 62,15 51,98 22,83 16,48 24,63 15.06.99 0,53 3,32 24,18 21,45 < 0,01 12,70 17,94 11,19 14,64 22.06.99 < 0,01 18,74 21,27 12,14 13,88 11,91 8,38 12,72 29.06.99 < 0,01 16,14 69,83 13,65 < 0,01 14,69 15,39 9,76 7,91 06.07.99 < 0,01 46,78 89,72 16,36 12,50 15,26 16,63 10,49 7,84 13.07.99 < 0,01 14,92 85,65 60,57 11,87 13,65 17,31 11,37 5,92 20.07.99 < 0,01 8,57 10,89 127,01 11,19 7,73 10,33 9,81 6,89 27.07.99 < 0,01 8,48 35,71 10,44 3,07 9,02 8,68 1,46 03.08.99 < 0,01 11,44 127,46 16,43 28,70 7,89 10,33 9,45 10.08.99 < 0,01 17,00 44,75 22,83 21,70 8,48 19,30 9,85 7,01 17.08.99 < 0,01 16,72 39,78 38,19 39,10 19,03 23,28 20,72 2,19 24.08.99 < 0,01 40,45 27,57 17,13 24,86 21,85 1,93 31.08.99 < 0,01 18,89 47,46 40,45 30,51 13,00 25,09 26,44 4,50 07.09.99 < 0,01 21,15 75,94 42,71 33,00 12,09 24,41 32,09 3,41 14.09.99 < 0,01 25,31 114,58 42,94 33,22 12,29 22,22 32,77 4,84 21.09.99 < 0,01 24,86 53,34 44,52 14,46 23,96 31,41 6,73 28.09.99 1,88 12,70 47,01 47,91 8,59 16,90 25,31 30,96 53,34 05.10.99 3,34 25,09 18,15 37,52 8,93 12.10.99 0,94 12,14 21,09 4,00 11,77 13,65 28,93 7,05 19.10.99 0,93 19,37 46,33 36,39 54,01 20,66 22,24 26.10.99 0,20 22,53 41,13 33,00 27,57 23,73 28,93 13,81 02.11.99 0,24 25,99 71,64 34,35 47,23 38,19 28,02 36,39 13,40 09.11.99 16.11.99 0,20 25,09 35,48 40,68 35,93 4,59 23.11.99 < 0,01 27,35 43,62 37,97 42,26 42,04 39,78 5,27 30.11.99 < 0,01 26,67 42,49 39,55 44,75 44,07 38,65 9,79 07.12.99 0,03 14.12.99 0,10 30,51 54,69 42,49 45,88 51,08 35,71 6,67 21.12.99 < 0,01 34,35 67,57 43,39 47,46 50,17 37,97 8,05 28.12.99 < 0,01 31,64 24,41 41,81 45,88 42,49 38,19 12,25 04.01.00 < 0,01 30,51 31,64 39,78 44,97 42,49 30,51 9,11 11.01.00 < 0,01 31,87 33,45 38,65 42,04 41,13 31,19 4,47 18.01.00 0,74 35,48 54,24 42,26 47,46 39,55 3,82 25.01.00 < 0,01 39,55 37,52 44,07 42,49 46,33 39,78 5,99

Mw 0,27 21,29 41,18 31,84 20,62 23,79 24,53 25,01 9,26 Stab 0,65 10,07 27,40 19,58 19,04 14,20 13,05 12,91 9,09 Min 0,01 3,32 0,01 4,00 0,01 3,07 5,02 6,96 0,01 Mw 0,27 21,29 41,18 31,84 20,62 23,79 24,53 25,01 9,26 Stab 0,66 10,07 27,40 19,58 19,04 14,20 13,05 12,91 9,09 Min 0,00 3,32 0,00 4,00 0,00 3,07 5,02 6,96 0,00 Max 3,34 46,78 127,46 127,01 69,38 51,98 51,08 51,08 53,34 N 15 47 45 48 31 44 47 49 48 136 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Fortsetzung Tab. 13, Lysimeter.

L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) Datum 18,10 9,42 18,53 10,51 7,89 6,01 5,27 10,51 10,58 9,79 02.02.99 8,14 1,94 9,49 10,76 4,11 < 0,01 6,67 7,14 6,73 09.02.99 6,87 1,31 0,52 8,09 0,26 < 0,01 < 0,01 0,69 8,43 1,27 16.02.99 < 0,01 7,48 6,42 < 0,01 < 0,01 < 0,01 6,55 5,70 4,23 23.02.99 11,07 1,34 12,05 8,77 1,12 < 0,01 < 0,01 10,35 9,70 9,72 02.03.99 13,36 6,03 12,09 12,95 10,49 2,87 2,80 10,22 7,35 10,06 09.03.99 12,90 3,19 13,09 12,20 4,70 4,25 < 0,01 15,14 12,09 12,72 16.03.99 13,90 11,35 13,72 12,16 1,91 < 0,01 < 0,01 19,07 13,56 17,49 23.03.99 18,13 12,09 12,25 14,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 18,46 10,92 14,22 30.03.99 41,36 0,14 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 31,19 06.04.99 26,44 1,65 0,24 24,18 1,29 2,31 0,98 30,28 28,70 5,33 13.04.99 28,93 26,67 5,72 24,63 3,75 3,03 3,39 30,06 6,37 28,48 20.04.99 30,96 37,74 27,57 34,58 8,11 0,62 2,28 46,10 40,23 44,97 27.04.99 4,20 4,23 4,50 5,40 2,51 0,19 4,34 46,78 43,84 47,01 04.05.99 4,32 3,12 2,58 4,00 0,87 < 0,01 3,41 38,19 5,20 < 0,01 11.05.99 4,23 3,80 4,20 4,11 0,54 0,19 0,64 5,88 5,79 43,17 18.05.99 19,73 2,33 0,41 23,28 1,54 < 0,01 < 0,01 21,76 23,96 50,40 25.05.99 10,83 3,30 < 0,01 0,65 < 0,01 < 0,01 < 0,01 21,33 20,11 48,14 01.06.99 4,29 4,16 0,19 3,21 0,27 2,64 1,25 25,09 19,80 33,45 08.06.99 3,19 1,95 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 21,24 9,47 23,73 15.06.99 1,47 5,92 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 12,00 8,84 10,08 22.06.99 0,27 5,42 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 13,11 1,60 9,90 29.06.99 < 0,01 7,84 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 8,59 9,42 06.07.99 2,06 8,07 0,68 < 0,01 0,95 < 0,01 14,22 7,59 10,24 13.07.99 0,98 112,55 0,91 < 0,01 < 0,01 < 0,01 7,68 7,86 9,92 20.07.99 1,75 4,79 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 10,71 3,28 9,27 27.07.99 0,79 2,00 0,82 1,11 < 0,01 1,37 0,58 12,07 2,85 9,04 03.08.99 1,19 2,26 0,50 < 0,01 0,86 < 0,01 10,71 7,50 8,54 10.08.99 0,61 1,83 0,59 < 0,01 0,80 1,07 14,76 10,31 16,81 17.08.99 1,39 2,83 1,78 0,37 1,24 0,36 < 0,01 13,70 21,24 24.08.99 0,75 4,27 1,07 0,36 1,31 11,01 25,54 25,09 31.08.99 1,70 0,79 0,56 < 0,01 1,33 0,35 0,34 24,63 24,63 07.09.99 1,14 3,07 0,67 0,34 2,44 0,41 8,20 25,99 24,18 14.09.99 1,10 10,01 0,38 < 0,01 2,31 0,28 12,25 30,06 36,84 21.09.99 1,91 8,36 2,69 1,01 3,37 2,20 10,46 26,44 28,25 28.09.99 3,30 9,97 1,61 1,01 2,02 1,11 16,32 29,38 27,57 05.10.99 3,05 5,13 2,83 1,11 2,33 0,96 17,33 29,15 27,35 12.10.99 4,29 3,07 2,96 1,01 3,12 0,99 25,76 27,57 28,70 19.10.99 7,48 3,44 1,13 0,26 1,41 0,37 22,15 25,54 26.10.99 4,81 2,09 0,30 0,29 2,33 0,77 30,96 33,45 29,15 02.11.99 09.11.99 16,81 1,14 3,41 5,63 26,44 16.11.99 2,25 10,28 6,22 1,01 4,54 5,02 23.11.99 2,85 5,60 2,17 0,13 5,83 4,72 36,61 50,40 37,06 30.11.99 10,42 5,58 2,35 0,14 5,31 0,98 31,41 26,89 36,39 07.12.99 18,74 6,60 0,79 0,10 5,54 1,69 37,52 26,89 37,29 14.12.99 6,80 < 0,01 4,18 0,19 4,50 0,20 45,65 25,09 39,78 21.12.99 11,93 5,22 1,93 0,11 1,36 1,07 30,51 34,58 36,84 28.12.99 2,40 3,55 0,36 < 0,01 2,89 0,40 30,96 23,96 38,65 04.01.00 1,10 2,24 0,39 0,08 5,56 0,81 25,99 30,74 34,80 11.01.00 11,07 5,29 0,85 1,76 0,16 34,58 21,90 35,26 18.01.00 0,35 3,34 0,65 0,55 26,44 33,45 25.01.00

25,01 9,26 7,94 7,92 6,06 5,19 1,19 1,84 1,12 19,32 Mw 12,91 9,09 9,21 16,29 7,36 7,60 2,26 1,86 1,58 12,60 Stab 6,96 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Min 25,01 9,26 7,94 7,92 6,06 5,19 1,18 1,84 1,11 19,32 Mw 12,91 9,09 9,21 16,29 7,36 7,60 2,26 1,87 1,59 12,60 Stab 6,96 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Min 51,08 53,34 41,36 112,55 27,57 34,58 10,49 6,01 5,63 46,78 Max 49 48 49 51 24 50 49 49 49 47 N

Anhang A Tabellen der Messergebnisse 137

Tab. A 14: Nitritgehalte (NO2-N (mg/l)) des Abwassers und der Saugkerzen.

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 02.02.99 0,09 1,09 0,06 0,02 < 0,015 0,07 09.02.99 0,48 0,10 0,04 < 0,015 0,14 < 0,015 0,05 < 0,015 0,11 16.02.99 0,15 1,62 0,25 0,04 0,19 23.02.99 1,11 0,36 0,05 0,04 0,07 0,15 0,04 0,04 0,15 02.03.99 0,52 0,42 0,18 0,06 0,04 0,26 0,04 0,05 0,07 09.03.99 1,40 0,27 0,11 0,05 0,06 0,11 0,02 0,05 0,10 16.03.99 0,05 0,40 0,23 0,06 0,16 0,22 0,03 0,02 0,24 23.03.99 0,11 0,26 0,18 0,21 0,12 0,08 0,05 0,35 30.03.99 0,47 0,13 0,23 < 0,015 0,07 0,04 < 0,015 0,26 0,09 06.04.99 0,27 0,22 0,36 3,68 0,04 0,03 0,17 2,44 13.04.99 2,28 < 0,015 0,13 0,40 2,89 0,02 0,02 2,22 20.04.99 0,64 < 0,015 0,03 0,03 < 0,015 < 0,015 < 0,015 0,06 27.04.99 0,05 < 0,015 0,02 0,02 0,02 < 0,015 < 0,015 0,10 04.05.99 0,03 < 0,015 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 0,12 11.05.99 0,88 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 18.05.99 0,40 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 0,06 25.05.99 0,02 0,03 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 0,06 01.06.99 0,16 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 0,04 < 0,015 08.06.99 0,06 < 0,015 0,03 0,02 < 0,015 0,02 < 0,015 < 0,015 0,04 15.06.99 0,62 0,58 < 0,015 0,16 0,23 < 0,015 0,07 0,05 22.06.99 < 0,015 0,04 0,02 < 0,015 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 29.06.99 0,05 0,04 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 0,03 06.07.99 0,03 0,04 < 0,015 < 0,015 < 0,015 0,08 < 0,015 < 0,015 < 0,015 13.07.99 0,08 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 0,21 < 0,015 < 0,015 20.07.99 0,06 < 0,015 0,10 < 0,015 0,06 0,17 < 0,015 < 0,015 < 0,015 27.07.99 0,05 0,12 0,13 < 0,015 < 0,015 0,54 < 0,015 0,02 < 0,015 03.08.99 0,03 < 0,015 0,27 < 0,015 < 0,015 0,52 < 0,015 < 0,015 10.08.99 0,02 < 0,015 0,18 < 0,015 < 0,015 0,55 < 0,015 < 0,015 < 0,015 17.08.99 0,02 0,04 0,26 < 0,015 0,24 0,08 0,03 < 0,015 < 0,015 24.08.99 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 31.08.99 0,05 0,02 0,28 < 0,015 < 0,015 0,53 < 0,015 < 0,015 < 0,015 07.09.99 0,02 0,16 0,07 < 0,015 < 0,015 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 14.09.99 0,31 0,06 0,95 < 0,015 < 0,015 0,23 < 0,015 < 0,015 < 0,015 21.09.99 0,76 < 0,015 1,13 < 0,015 0,03 < 0,015 0,02 < 0,015 28.09.99 0,02 < 0,015 0,12 < 0,015 < 0,015 0,04 < 0,015 < 0,015 < 0,015 05.10.99 0,02 0,06 < 0,015 < 0,015 12.10.99 0,02 < 0,015 0,15 < 0,015 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 19.10.99 0,11 < 0,015 0,12 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 26.10.99 0,05 0,05 0,09 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 02.11.99 0,02 < 0,015 0,11 < 0,015 < 0,015 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 09.11.99 16.11.99 1,72 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 23.11.99 0,67 < 0,015 0,36 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 30.11.99 0,05 < 0,015 0,12 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 07.12.99 0,04 14.12.99 0,10 < 0,015 0,10 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 21.12.99 0,09 < 0,015 7,08 0,04 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 28.12.99 0,18 < 0,015 0,13 < 0,015 < 0,015 < 0,015 0,05 < 0,015 04.01.00 0,04 < 0,015 0,42 0,03 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 11.01.00 0,05 < 0,015 0,43 0,03 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 18.01.00 0,34 0,03 0,78 0,19 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 25.01.00 0,29 0,03 0,42 0,10 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015

Mw 0,30 0,13 0,35 0,05 0,27 0,10 0,02 0,03 0,15 Stab 0,47 0,30 1,07 0,08 0,83 0,15 0,01 0,04 0,47 Min 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Mw 0,30 0,13 0,35 0,04 0,26 0,09 0,01 0,02 0,14 Stab 0,47 0,30 1,07 0,09 0,83 0,16 0,02 0,05 0,47 Min 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Max 2,28 1,62 7,08 0,40 3,68 0,55 0,08 0,26 2,44 N 50 47 44 48 30 45 47 48 47 138 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Fortsetzung Tab. 14, Lysimeter.

L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) Datum 0,32 1,08 2,50 0,24 0,28 2,77 1,85 0,35 0,40 0,21 02.02.99 1,01 0,97 2,88 0,67 0,64 0,03 0,11 0,19 0,13 09.02.99 1,14 0,44 1,37 1,79 0,06 0,02 0,04 2,36 0,35 1,36 16.02.99 0,05 3,98 2,35 0,08 0,02 0,04 0,13 0,06 2,34 23.02.99 0,43 0,14 3,98 0,84 0,19 0,05 0,02 0,06 0,09 0,08 02.03.99 0,18 0,58 0,64 0,20 5,17 0,38 0,54 0,04 0,07 0,24 09.03.99 1,95 1,29 0,27 0,45 1,02 0,81 < 0,015 0,58 0,27 0,70 16.03.99 0,93 0,95 0,22 0,25 0,09 0,05 < 0,015 0,32 0,20 0,67 23.03.99 0,53 1,43 0,34 0,07 < 0,015 < 0,015 0,06 1,58 0,19 1,93 30.03.99 0,61 0,03 0,06 0,02 < 0,015 < 0,015 < 0,015 < 0,015 3,37 06.04.99 1,30 0,05 0,03 0,71 0,03 0,07 0,16 0,15 0,23 4,62 13.04.99 0,76 4,77 0,83 1,21 0,25 0,08 0,25 0,17 0,06 0,13 20.04.99 1,43 2,62 0,97 0,38 0,16 0,03 0,13 0,23 0,05 0,12 27.04.99 0,16 2,55 0,81 0,61 0,10 0,02 0,90 0,49 0,08 0,15 04.05.99 0,20 0,50 0,36 0,25 0,05 0,02 0,50 0,08 0,11 0,27 11.05.99 0,62 0,32 0,19 0,08 0,03 0,02 0,07 0,14 0,20 0,22 18.05.99 0,26 0,58 0,16 0,14 < 0,015 < 0,015 0,04 0,14 0,07 0,10 25.05.99 0,11 0,17 0,02 0,02 0,03 0,02 0,02 0,54 0,13 0,11 01.06.99 0,06 0,16 0,02 0,13 0,05 0,06 0,12 0,14 0,10 0,06 08.06.99 0,07 0,72 0,03 0,04 < 0,015 0,02 0,03 0,15 0,33 0,11 15.06.99 < 0,015 0,03 < 0,015 0,07 < 0,015 0,02 < 0,015 0,39 0,70 0,04 22.06.99 0,02 0,03 0,06 0,20 < 0,015 0,05 0,02 0,09 1,10 < 0,015 29.06.99 < 0,015 0,08 0,24 0,16 0,02 0,04 0,04 0,46 0,02 06.07.99 < 0,015 0,04 0,02 < 0,015 0,09 0,02 0,10 0,60 0,03 13.07.99 0,07 0,04 0,04 0,02 0,11 0,02 0,16 0,10 0,10 20.07.99 0,06 0,24 0,09 0,02 0,20 0,04 0,70 0,07 0,28 27.07.99 0,03 0,14 0,06 0,31 < 0,015 0,18 0,07 0,14 1,00 0,06 03.08.99 < 0,015 0,06 0,03 < 0,015 0,16 < 0,015 0,14 0,09 0,04 10.08.99 < 0,015 1,12 0,11 < 0,015 0,16 0,36 0,17 0,27 0,02 17.08.99 < 0,015 0,36 0,34 < 0,015 0,08 < 0,015 < 0,015 0,36 0,02 24.08.99 < 0,015 0,09 0,17 < 0,015 0,10 1,39 0,20 0,02 31.08.99 < 0,015 0,04 0,13 < 0,015 0,10 0,02 < 0,015 0,15 < 0,015 07.09.99 < 0,015 0,02 0,15 0,03 0,08 < 0,015 0,64 0,10 < 0,015 14.09.99 0,05 0,52 0,05 < 0,015 0,10 0,11 0,40 0,22 < 0,015 21.09.99 < 0,015 0,08 0,58 0,04 0,11 0,24 0,52 0,76 0,04 28.09.99 0,13 0,37 0,12 0,02 0,24 0,03 0,31 0,18 < 0,015 05.10.99 < 0,015 0,25 0,23 0,02 0,04 < 0,015 0,85 0,23 0,02 12.10.99 0,10 0,07 0,16 < 0,015 0,03 < 0,015 0,06 0,02 < 0,015 19.10.99 0,04 0,05 0,10 < 0,015 0,22 0,03 0,78 0,03 26.10.99 0,17 0,03 0,04 < 0,015 0,05 0,03 0,59 0,07 < 0,015 02.11.99 09.11.99 0,85 0,06 0,16 0,03 < 0,015 16.11.99 0,02 0,20 1,37 0,11 0,28 0,16 23.11.99 0,94 0,20 0,07 < 0,015 0,04 0,14 0,12 0,17 < 0,015 30.11.99 0,07 0,07 0,03 < 0,015 0,09 0,12 0,21 0,16 0,02 07.12.99 0,52 0,15 0,05 < 0,015 0,08 0,11 0,22 0,14 < 0,015 14.12.99 < 0,015 0,05 0,13 < 0,015 0,03 < 0,015 0,15 0,05 < 0,015 21.12.99 0,13 0,08 0,10 < 0,015 0,11 0,08 0,13 0,04 < 0,015 28.12.99 1,43 0,18 0,04 0,02 0,05 0,04 0,24 1,73 0,08 04.01.00 0,08 0,11 0,02 0,02 0,05 0,11 0,31 0,13 0,02 11.01.00 0,03 0,10 0,03 0,03 0,02 0,38 0,09 0,03 18.01.00 0,02 0,06 0,04 0,76 0,20 0,04 25.01.00

0,33 0,49 0,84 0,31 0,18 0,15 0,14 0,37 0,26 0,36 Mw 0,47 0,84 1,23 0,47 0,75 0,40 0,30 0,44 0,32 0,89 Stab 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Min 0,33 0,49 0,83 0,31 0,18 0,15 0,14 0,37 0,26 0,36 Mw 0,48 0,84 1,23 0,47 0,75 0,40 0,30 0,44 0,32 0,89 Stab 0,00 0,02 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Min 1,95 4,77 3,98 2,35 5,17 2,77 1,85 2,36 1,73 4,62 Max 49 51 24 49 49 49 49 48 48 50 N

Anhang A Tabellen der Messergebnisse 139

Tab. A 15: Chloridgehalte (mg/l) des Abwasser, der Saugkerzen und Lysimeter.

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) 23.02.99 80,0 87,1 68,0 81,7 73,1 97,9 82,9 87,0 71,6 99,5 95,8 87,8 94,5 99,3 101,0 71,7 74,1 96,6 30.03.99 91,6 72,0 60,8 66,1 72,2 66,4 74,4 79,6 75,1 74,8 76,2 67,8 63,2 72,3 50,9 68,8 76,1 71,1 71,4 27.04.99 77,2 71,0 71,2 68,5 68,0 73,7 78,0 78,0 77,2 75,9 68,0 70,8 76,2 74,5 76,2 72,2 77,0 73,6 25.05.99 91,6 41,0 60,9 60,8 29,1 38,5 72,2 105,0 116,0 67,0 49,1 61,7 74,4 87,4 83,4 65,2 51,3 60,4 80,8 15.06.99 91,6 72,0 60,8 66,1 72,2 66,4 74,4 79,6 75,1 74,8 76,2 67,8 63,2 72,3 50,9 68,8 76,1 71,1 71,4 20.07.99 93,8 56,2 35,0 52,8 35,1 53,7 44,4 56,8 60,6 62,4 55,9 59,7 53,2 52,8 51,8 36,2 45,5 54,3 10.08.99 111,0 121,0 141,0 63,0 66,6 78,5 88,8 60,7 57,6 65,8 81,5 101,0 58,0 69,0 73,1 82,2 70,1 53,3 21.09.99 126,0 199,0 190,0 118,0 148,0 134,0 122,0 92,8 120,0 125,0 136,0 129,0 121,0 144,0 172,0 121,0 107,0 19.10.99 102,0 77,8 121,0 101,0 133,0 60,4 75,5 104,0 94,4 88,2 79,9 78,2 93,9 91,3 105,0 125,0 30.11.99 94,9 146,0 117,0 105,0 95,8 93,0 109,0 92,0 65,2 75,9 58,2 59,5 89,2 101,0 105,0 61,4 91,9 21.12.99 336,0 117,0 244,0 113,0 116,0 105,0 111,0 58,2 113,0 167,0 62,3 107,0 108,0 97,7 152,0 129,0 111,0 25.01.00 210,0 206,0 234,0 147,0 154,0 137,0 151,0 154,0 149,0 146,0 156,0 265,0 184,0 165,0

Mw 125,5 105,5 117,0 86,9 68,8 87,0 87,9 94,5 84,6 88,5 93,6 72,2 85,1 80,8 79,7 85,6 104,3 89,1 91,8 Stab 75,1 53,9 71,6 29,3 33,9 36,6 26,5 28,1 28,8 28,6 35,6 13,4 31,7 22,7 23,5 25,4 63,6 39,0 32,0 Min 77,2 41,0 35,0 52,8 29,1 38,5 44,4 56,8 57,6 62,4 49,1 61,7 58,2 53,2 50,9 51,8 36,2 45,5 53,3 Max 336,0 206,0 244,0 147,0 133,0 154,0 137,0 151,0 154,0 149,0 167,0 95,8 156,0 129,0 121,0 144,0 265,0 184,0 165,0 N 12 12 12 12 7 12 12 11 11 11 12 5 12 11 11 11 12 12 12

Tab. A 16: Sulfatgehalte (mg/l) des Abwasser, der Saugkerzen und Lysimeter.

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) 23.02.99 25,6 36,4 20,7 32,8 23,5 50,8 36,1 35,7 24,9 52,5 42,9 39,1 59,4 55,2 63,4 21,5 22,4 40,4 30.03.99 70,0 39,9 20,0 30,3 32,3 31,5 46,2 32,9 31,9 34,3 35,1 34,8 30,0 28,2 31,5 33,1 41,4 30,7 29,9 27.04.99 58,7 44,7 36,6 26,8 43,3 37,0 32,7 25,5 48,4 41,2 38,8 42,0 40,2 38,0 40,3 34,4 29,7 25,1 25.05.99 70,0 11,5 22,9 25,7 11,9 16,3 27,3 20,6 34,3 25,5 16,3 20,6 28,8 12,8 15,5 16,0 22,2 22,5 23,0 15.06.99 70,0 39,9 20,0 30,3 32,3 31,5 46,2 32,9 31,9 34,3 35,1 34,8 30,0 28,2 31,5 33,1 41,4 30,7 29,9 20.07.99 34,2 34,5 32,5 15,9 18,5 21,5 17,2 27,0 33,3 36,8 15,9 18,5 21,5 17,2 27,0 33,3 36,8 10.08.99 75,8 83,0 40,8 15,3 5,2 17,8 44,2 37,5 75,5 15,3 5,2 17,8 0,1 44,2 37,5 75,5 21.09.99 32,6 73,6 63,0 69,2 62,1 60,9 28,7 55,2 66,9 5,6 8,6 33,1 51,1 66,5 61,4 44,5 19.10.99 37,3 40,4 64,6 64,9 66,2 31,8 38,4 35,1 42,3 11,7 6,3 19,4 30,3 41,2 52,6 56,9 30.11.99 54,6 31,3 33,5 35,0 31,8 34,2 35,9 33,3 31,9 41,7 5,8 6,7 34,5 33,8 32,7 59,4 37,1 21.12.99 56,8 33,6 60,3 32,2 30,9 31,7 30,5 22,4 29,1 34,0 8,9 3,4 18,3 19,7 40,4 38,7 35,9 25.01.00 40,2 38,2 38,2 34,1 32,5 32,0 31,8 22,6 26,7 36,3 7,5 29,6 35,8 34,2

Mw 52,2 42,3 35,5 37,5 28,2 32,8 35,9 33,1 29,7 35,6 42,8 34,4 20,0 19,8 28,8 30,7 36,9 37,9 39,1 Stab 17,5 18,9 15,4 14,2 18,6 16,5 11,9 11,6 6,4 8,9 15,7 8,4 13,2 17,7 11,8 17,5 12,2 13,2 14,6 Min 25,6 11,5 20,0 25,7 11,9 5,2 17,8 17,2 22,4 25,5 16,3 20,6 5,6 3,4 15,5 0,1 21,5 22,4 23,0 Max 75,8 83,0 64,6 64,9 66,2 69,2 62,1 60,9 44,2 55,2 75,5 42,9 42,0 59,4 55,2 63,4 66,5 61,4 75,5 N 12 12 11 10 7 12 12 10 11 11 12 5 12 11 11 11 12 12 12

Tab. A 17: Borgehalte (mg/l) des Abwasser, der Saugkerzen und Lysimeter.

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) 23.02.99 1,08 0,63 0,30 0,48 0,39 0,58 0,50 0,52 0,43 0,67 0,93 0,74 0,61 0,97 0,87 1,07 0,35 0,37 0,71 30.03.99 0,99 0,67 0,55 0,57 0,56 0,52 0,59 0,69 0,55 0,65 0,84 0,74 0,63 0,68 0,72 0,71 0,50 0,59 0,52 27.04.99 2,25 0,65 0,65 0,62 0,60 0,66 0,81 0,55 1,03 0,85 0,83 0,82 0,94 0,95 0,97 0,53 0,61 0,62 25.05.99 1,75 0,80 0,80 0,82 0,66 0,84 0,90 0,95 0,74 0,95 0,76 0,86 1,02 1,03 1,02 0,90 0,71 0,83 0,75 15.06.99 0,99 0,67 0,55 0,57 0,56 0,52 0,59 0,69 0,55 0,65 0,84 0,74 0,63 0,68 0,72 0,71 0,50 0,59 0,52 20.07.99 0,74 0,99 0,86 0,90 0,78 0,96 1,04 0,99 0,98 0,94 0,92 0,98 0,99 1,00 0,94 0,75 0,86 0,92 10.08.99 1,51 1,04 1,37 0,98 1,13 1,03 0,97 1,00 1,15 1,15 1,35 1,09 1,10 1,18 1,08 1,02 1,07 21.09.99 0,97 1,07 1,42 1,03 1,26 1,03 0,99 1,03 1,22 1,23 1,47 1,29 1,30 1,36 1,37 1,27 1,14 19.10.99 1,13 0,88 1,12 0,81 0,87 0,88 1,01 0,95 0,92 0,98 0,83 0,88 0,83 0,89 1,00 0,97 30.11.99 1,27 0,61 0,65 0,59 0,59 0,58 0,64 0,88 0,58 0,65 0,74 0,66 0,71 0,60 0,59 0,75 0,71 21.12.99 0,96 0,59 1,07 0,58 0,55 0,54 0,62 0,67 0,72 0,79 0,71 0,60 0,64 0,56 0,67 0,65 0,59 25.01.00 1,04 0,53 0,74 0,55 0,55 0,52 0,56 0,60 0,76 0,64 0,65 0,68 0,62 0,55

Mw 1,22 0,76 0,84 0,71 0,59 0,75 0,74 0,77 0,75 0,86 0,88 0,78 0,88 0,89 0,90 0,89 0,72 0,76 0,76 Stab 0,42 0,19 0,34 0,19 0,14 0,26 0,22 0,18 0,22 0,21 0,17 0,06 0,29 0,22 0,20 0,25 0,28 0,25 0,22 Min 0,74 0,53 0,30 0,48 0,39 0,52 0,50 0,52 0,43 0,58 0,64 0,74 0,61 0,60 0,64 0,56 0,35 0,37 0,52 Max 2,25 1,07 1,42 1,03 0,78 1,26 1,04 0,99 1,03 1,22 1,23 0,86 1,47 1,29 1,30 1,36 1,37 1,27 1,14 N 12 12 12 12 5 12 12 11 12 12 12 5 12 11 11 11 12 12 12 140 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Tab. A 18: Kupfergehalte (mg/l) des Abwasser, der Saugkerzen und Lysimeter.

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) 23.02.99 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 30.03.99 0,09 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 27.04.99 0,05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 0,07 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 25.05.99 0,08 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 15.06.99 0,09 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 20.07.99 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 10.08.99 0,06 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 21.09.99 0,13 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 0,07 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 19.10.99 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 30.11.99 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 21.12.99 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 25.01.00 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05

Mw 0,07 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Stab 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Min 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Max 0,13 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,07 0,07 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 N 12 12 12 12 5 12 12 11 12 12 12 5 12 11 11 11 12 12 12

Tab. A 19: Zinkgehalte (mg/l) des Abwasser, der Saugkerzen und Lysimeter.

Datum AI NO25 NO50 NO100 NO350 SO25 SO50 SO100 SO350 L1 (100) L2 (100) L3 (100) L4 (100) L5 (130) L6 (130) L7 (100) L8 (100) L9 (250) L10 (250) 23.02.99 0,28 0,07 0,07 0,17 0,25 0,04 0,21 0,13 0,37 0,07 0,09 0,18 0,16 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,07 0,10 0,08 30.03.99 0,27 0,11 0,08 0,13 0,16 < 0.03 0,18 < 0.03 0,28 0,07 0,10 0,32 0,12 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,14 < 0.03 0,07 27.04.99 0,28 < 0.03 < 0.03 0,08 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,33 0,27 0,35 0,15 0,04 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,07 < 0.03 < 0.03 25.05.99 0,49 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,19 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,46 < 0.03 0,12 < 0.03 0,04 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 15.06.99 0,27 0,11 0,08 0,13 0,16 < 0.03 0,18 < 0.03 0,28 0,07 0,10 0,32 0,12 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,14 < 0.03 0,07 20.07.99 0,57 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,10 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,30 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 10.08.99 0,15 0,10 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,23 0,06 0,04 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 21.09.99 0,21 0,04 < 0.03 0,05 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,28 0,07 0,37 0,07 0,03 < 0.03 0,07 0,09 0,04 0,04 19.10.99 0,09 < 0.03 < 0.03 0,03 < 0.03 < 0.03 0,18 0,03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,04 < 0.03 < 0.03 30.11.99 0,14 < 0.03 < 0.03 0,08 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,27 0,06 0,06 < 0.03 0,04 < 0.03 0,21 0,03 < 0.03 < 0.03 21.12.99 0,44 < 0.03 0,07 0,06 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,19 0,04 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,05 < 0.03 25.01.00 0,51 < 0.03 < 0.03 0,07 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,18 < 0.03 < 0.03 < 0.03 0,04 < 0.03 < 0.03

Mw 0,31 0,05 0,04 0,07 0,17 0,03 0,07 0,04 0,28 0,07 0,11 0,20 0,06 0,03 0,03 0,05 0,06 0,04 0,04 Stab 0,16 0,03 0,02 0,05 0,05 0,00 0,07 0,03 0,08 0,07 0,12 0,12 0,05 0,00 0,00 0,05 0,04 0,02 0,02 Min 0,09 0,03 0,03 0,03 0,10 0,03 0,03 0,03 0,18 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 Max 0,57 0,11 0,08 0,17 0,25 0,04 0,21 0,13 0,46 0,27 0,37 0,32 0,16 0,03 0,03 0,21 0,14 0,10 0,08 N 12 12 12 12 5 12 12 11 12 12 12 5 12 11 11 11 12 12 12

Tab. A 20: Koloniezahl (DEV-Agar) in 1 ml bei 20 °C

DatumAIL1L2L3L4L5L6L7L8L9L10 23.02.99 520000 510000 365000 >1000000 >1000000 >1000000 3500000 625000 640000 1100000 23.03.99 1800000 350000 1160000 480000 960000 570000 2900000 230000 8000 70000 20.04.99 1000000 12000 450000 480000 26000 11000 90000 1600000 50000 190000 320000 18.05.99 35000000 550000 76000 130000 19000 33000 300000 2000 51000 115000 15.06.99 1800000 350000 1160000 480000 960000 570000 2900000 230000 8000 70000 13.07.99 7600000 22000 840000 220000 40000 140000 3000 900000 12000 17.08.99 1130000 70000 580000 6000 < 1000 24.08.99 550000 220000 740000 6000 14000 28.09.99 320000 47000 1190000 880000 18000 26.10.99 25000000 220000 10000 20000 1100000 2000 23.11.99 310000 125000 86000 22000 7000 14.12.99 2300000 240000 7000 130000 1080000 1000 6000 <1000 18.01.00 470000 490000 65000 400000 75000 4000 Anhang A Tabellen der Messergebnisse 141

Tab. A 21: Koloniezahl (DEV-Agar) in 1 ml bei 36 °C

AI L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 23.02.99 450000 225000 440000 340000 >1000000 480000 1900000 125000 180000 600000 23.03.99 800000 120000 500000 120000 120000 4000 700000 6000 2000 41000 20.04.99 4100000 11000 110000 160000 7500 4000 21000 750000 2000 37000 20000 18.05.99 26000000 40000 73000 60000 14000 5000 230000 3000 14000 5000 15.06.99 800000 120000 500000 120000 120000 4000 700000 6000 2000 41000 13.07.99 8500000 2000 410000 142000 72000 460000 2000 500000 2000 17.08.99 930000 40000 200000 12000 < 1000 24.08.99 520000 120000 890000 8000 3000 28.09.99 340000 44000 820000 930000 9000 26.10.99 18000000 170000 60000 170000 500000 1000 23.11.99 260000 128000 101000 10000 9000 14.12.99 5100000 220000 2000 210000 960000 2000 <1000 <1000 18.01.00 600000 360000 36000 150000 36000 1000

Tab. A 22: E.coli in 100 ml bei 36 °C, MPN-Index

AI L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 23.02.99 > 11000 >1100 >1100 >1100 >1100 >1100 > 11000 >1100 >1100 >1100 23.03.99 >1100000 >11000 460000 93000 >11000 11000 460000 >11000 2400 >11000 20.04.99 > 1100000 46000 1100000 460000 4300 46000 24000 > 1100000 24000 46000 9300 18.05.99 > 11000000 920 110000 150000 46000 1500 460000 360 360 360 15.06.99 >1100000 >11000 460000 93000 >11000 11000 460000 >11000 2400 >11000 13.07.99 11000000 24000 462000 46200 110000 > 110000 1500 > 110000 14900 17.08.99 > 110000 110000 > 110000 > 11000 430 24.08.99 > 109900 43000 > 109900 4300 4300 28.09.99 11000000 > 110000 1100000 > 110000 2300 26.10.99 4000000 240000 462000 240000 1099000 2300 23.11.99 109900000 462000 43000 23000 360 14.12.99 4300000 149000 4300 149000 930000 4300 9300 <300 18.01.00 900000 93000 4300 > 1099000 109900 46200

Tab. A 23: Coliforme Keime bei 36 °C in 100 ml, MPN-Index

AI L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 23.02.99 > 11000 >1100 >1100 >1100 >1100 >1100 > 11000 >1100 >1100 >1100 23.03.99 >1100000 >11000 1100000 240000 >11000 >11000 >1100000 >11000 4600 >11000 20.04.99 > 1100000 46000 1100000 460000 4300 110000 110000 1100000 24000 46000 46000 18.05.99 > 11000000 4300 >110000 150000 110000 4300 460000 920 920 2300 15.06.99 >1100000 >11000 1100000 240000 >11000 >11000 >1100000 >11000 4600 >11000 13.07.99 11000000 46200 1100000 110000 >110000 >110000 24000 >110000 46200 17.08.99 > 110000 > 110000 > 110000 > 11000 2400 24.08.99 > 109900 215000 > 1099000 9300 7500 28.09.99 > 1100000 > 110000 > 1100000 > 110000 4300 26.10.99 43000000 > 1099000 462000 > 1099000 > 1099000 2300 23.11.99 > 109900000 > 1099000 > 1099000 > 1099000 10990 14.12.99 4300000 >1099000 24000 1099000 2400000 9300 46200 <300 18.01.00 9300000 1099000 46200 > 1099000 > 1099000 46200 142 Anhang A Tabellen der Messergebnisse

Tab. A 24: Fäkalstreptokokken bei 36 °C in 100 ml, MPN-Index

AI L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 23.02.99 > 11000 >1100 >1100 >1100 >1100 >1100 > 11000 >1100 >1100 >1100 23.03.99 >1100000 >11000 150000 46000 >11000 4600 460000 11000 930 >11000 20.04.99 > 1100000 46000 150000 93000 7500 >110000 24000 >1100000 15000 4300 24000 18.05.99 2400000 9300 46000 43000 7500 2300 93000 300 1500 300 15.06.99 >1100000 >11000 150000 46000 >11000 4600 460000 11000 930 >11000 13.07.99 9300000 400 43000 9300 4000 >110000 400 >110000 400 17.08.99 > 110000 46200 46200 > 11000 360 24.08.99 109900 15000 240000 3900 300 28.09.99 240000 110000 240000 24000 < 300 26.10.99 3000000 93000 23000 215000 240000 900 23.11.99 900000 149000 149000 9000 < 30 14.12.99 400000 93000 4300 14000 230000 2300 900 <300 18.01.00 < 300000 43000 1500 240000 46200 9300 143

Anhang B

Abbildungen der Messergebnisse

144 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 145

pH

10 1

9.5 0.5

9 0

8.5 -0.5 1 d 7 d 15 °C 8 -1 7 d 4 °C 7 d Boden 7.5 -1.5

7 -2

6.5 -2.5

6 -3

) ) ) ) ) ) ) ) ) ) 5 0 0 0 0 0 0 25 50 0 00 00 0 5 O5 35 1 100 1 1 130 130 100 1 250 NO NO50 SO2 S O10 ( ( ( ( ( ( ( ( ( (2 NO100 NO3 S SO 3 4 L1 L2 L L L5 L6 L7 L8 L9 10 L

Abb. B 1: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des pH. Die Abbildungen zeigen jeweils den Messwert der sofort analysierten Probe vom 17.08.99 (linke Achse) sowie die Abweichungen (rechte Achse) der beiden gelagerten Proben sowie der am 24.08.99 genommenen Probe vom Messwert der sofort analysierten Probe.

LF

1600 200 1 d 7 d 15 °C 1500 100 7 d 4°C 7 d Boden 1400 0

1300 -100

1200 -200

1100 -300 µS µS

1000 -400

900 -500

800 -600

700 -700

600 -800

) ) ) ) ) ) ) ) ) ) 5 0 0 0 0 0 00 2 30 00 50 10 100 100 10 100 130 1 1 100 2 25 NO25 NO50 SO SO5 ( ( ( ( ( ( ( ( ( NO1 NO350 SO SO35 3 6 7 0 ( L1 L2 L L4 L5 L L L8 L9 1 L

Abb. B 2: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung der LF 146 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

CSB

250 50

1 d 200 0 7 d 15 °C 7 d 4 °C 7 d Boden

150 -50 mg/l mg/l

100 -100

50 -150

0 -200

) ) ) ) 5 0 0 0) 0) 00 50 0 50 00) 00) 0 00 30) 30) 0 00 50 50 3 O50 1 1 1 1 1 1 2 NO2 NO5 SO25 S O3 (1 ( ( (1 ( ( (2 NO1 NO SO1 S 1 ( 2 3 4 5 ( 6 8 9 ( 0 L L L L L L L7 L L L1

Abb. B 3: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des CSB

PO4-P

5 1 1 d 7 d 15 °C 4.5 0.5 7 d 4 °C 7 d Boden 4 0

3.5 -0.5

3 -1

2.5 -1.5 mg/l mg/l

2 -2

1.5 -2.5

1 -3

0.5 -3.5

0 -4

) ) ) 5 0 0 0 0 0 0 0) 0) 0) 2 0 5 0 5 00) 00) 00 0 30) 3 00) 00 5 50 1 1 1 1 1 2 NO NO5 SO25 SO5 (1 ( (1 ( ( (2 NO1 NO3 SO1 SO3 1 ( 2 3 ( 4 5 7 (1 8 ( 9 0 L L L L L L6 L L L L1

Abb. B 4: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des PO4-P Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 147

NH4-N

18 6

16 4

1 d 14 2 7 d 15 °C 7 d 4 °C

12 0 7 d Boden

10 -2 l l / / mg mg 8 -4

6 -6

4 -8

2 -10

0 -12

) ) ) ) ) ) ) ) ) ) 5 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 5 2 0 5 0 00 30 30 0 0 5 O2 O5 O O5 3 100 100 1 1 1 250 2 N N O1 O3 S S (1 ( ( ( (1 (1 ( N N SO1 SO 1 2 ( 3 ( 7 8 9 L L L L4 L5 L6 L L L 10 ( L

Abb. B 5: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des NH4-N

NO3-N

60 10 1 d 55 7 d 15 °C 7 d 4 °C 50 0 7 d Boden

45

40 -10

35

30 -20 mg/l mg/l

25

20 -30

15

10 -40

5

0 -50

) ) 5 0 0 0 0 0) 0) 0) 5 0 50 50 0 5 00) 00) 00 00 3 30) 0 00) 50) 5 O25 1 1 1 1 1 1 NO2 NO O3 S SO (1 ( (1 ( (2 NO1 N SO1 SO3 1 ( 2 3 ( 4 ( 5 6 8 ( 9 (2 L L L L L L L7 L L 10 L

Abb. B 6: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des NO3-N 148 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

NO2-N

4 2 1 d 7 d 15 °C

3.5 1.5 7 d 4 °C 7 d Boden

3 1

2.5 0.5

2 0 mg/l mg/l

1.5 -0.5

1 -1

0.5 -1.5

0 -2

) ) ) 5 0 0 0 0 0 0 0) 0) 0) 2 0 5 0 5 00) 00) 00 0 30) 3 00) 00 5 50 1 1 1 1 1 2 NO NO5 SO25 SO5 (1 ( (1 ( ( (2 NO1 NO3 SO1 SO3 1 ( 2 3 ( 4 5 7 (1 8 ( 9 0 L L L L L L6 L L L L1

Abb. B 7: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des NO2-N

Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 149

2.11.99 70% Abwasser

] 60% Z

Z Lysimeter G

% 50% 2 [ n Lysimeter lle 40% e 5 Z r

e 30% Lysimeter iv

t 7 k 20% il a Lysimeter e t 10 n

A 10%

0%

9.11.99 70%

] 60% Z Z G

% 50% [ n

lle 40% e Z r

e 30% iv t k 20% il a e t n

A 10%

0%

16.11.99 70%

60% ] Z Z

G 50% [% n e l

l 40% e Z r e

v 30% ti k a l

i 20% te n A 10%

0%

30.11.99 70% ]

Z 60% Z G

% 50% [ n

lle 40% e Z r

e 30% iv t k 20% il a e t

n 10% A

0%

Abb. B 8: Anteil stoffwechselaktiver Zellen im Sickerwasser einzelner Lysimeter an vier Terminen. 150 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

9 9 z e D

9 t 9 k O

9 9 g u 10 cm 25 cm 50 cm 100 cm A t 2 m den den den den o o o o

Luf B B B B

9 9 n tion 93 und der Bodentemperaturen in verschiedenen Tiefen. Ju

9 9 r p A

9 9 b e F

0 5 5 0

-5

25 20 15 10

-1 -1 C °

bb. B 9: Tagesmittel derLufttemperatur in 2m Höhe der Sta A Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 151 1 1 2

0 5 0 5 0

A

b

b

F .

B e

b 1 0

9 :

9 N

i e

d

e

r

s

c

h

l

a

g

A u n p d r

p 9 o 9 t e

n

t

i

e

l

l

e

E

v

a

p

o J t r u a n n s

9 p r 9 o

a

t

i

o

n

v

o

n

F

e

A b r u u g a r

9 1 9 9

9

9

b

i

s

J

a

n

u

a

r O

2 k 0 t 0

0 9 . 9

D e z 9 9 0 2 4 6 8 0 0 0 0 0 0 0 0

152 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

) m m ( mme u S 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 z 99 e D

9 t 9 k O

9 9

Aug

99 ) n 6 + 1

e o.

ud Ju . a e 6 . H h o mm 1 u

e ( r nac S

, e ) en 9 g e h 4 i la m e 4 r 9 and + m R sch e 3+ u 3 e r S er e ( d h Ap i mme, mm de e p i Re an Su Su N Et

9 9 b e F 0 0 0 0 0 0 80 60 40 20

18 16 14 12 10

d / m

m bb. B 11: Beregnungsmengen von Februar 1999 bis Januar 2000 A Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 153 A b b .

B hPa

1

- - - 2

2 4 6 8 6 4 2

:

0 0 0 0 0 0 0 0 V

e

r

l

a

u

f

d

e

s

T

e

n

s i o m e F t e e r b p o r u t e a n r t i

a 9 l 9 s

i n

v

e

r

s

c

h

i

e

d

e

n

e

n

T

i e

f e n

F e b r u M a r ä

b r i z s

A 9 p 9 r i l

1 9 9 9

.

3 2 15 10 5 2 5 5 0 5 0 0 0 0 c c m m c c c c m m m m A p r i l 9 9

. 154 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

m m m m m m c c c c c c 0 0 0 0 9 25 50 10 15 25 35 9 i l Ju

9 9 i Jun

i 99 Ma

0 0 0 0

bb. B 13: Verlauf des Tensiometerpotentials in verschiedenen Tiefen Mai bis Juli 1999 (Powwerpoint).

80 60 40 20 A -2 -4 -6

a P h

Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 155 A b b

B hPa 1 4 - - - : 2 4 6 8 6 4 2 V 0 0 0 0 0 0 0 0 e r l a

u

f d e s T e n s i o m e A t e r u p g o u t e s n t t

i 9 a l 9 s i n v e r s c h i e

d

e

n e n T i e f e n A S u e g u p s t t e b m i s b O e k r t o 9 b 9 e r 1 9 9 9

O k t o b e 3 2 150 1 50 2 r 5 5 0 5 0 0 0 9 c c m m c c c c 9 m m m m

156 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

m m m m m m c c c c 00 25 c 50 c 100 150 250 350 ar Janu

99 ber zem e D verschiedenen Tiefen November 1999 bis Januar 2000.

99 er mb e v o N

bb. B 15: Verlauf des Tensiometerpotentials in A 0

80 60 40 20

-20 -40 -60

a P h

Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 157

10.0

9.5 AI

9.0

8.5

8.0

7.5

7.0

6.5

6.0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

10.0

9.5 NO25 NO50 9.0 NO100 NO350 8.5

8.0

7.5

7.0

6.5

6.0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

10.0 SO25 9.5 SO50 SO100 9.0 SO350 8.5

8.0

7.5

7.0

6.5

6.0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

Abb. B 16: pH des Abwassers und der Saugkerzenproben 158 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

10,0 L1 (D, 100) 9,5 L2 (F, 100) L3 (F, 100) 9,0 L4 (D, 100) 8,5

8,0

7,5

7,0

6,5

6,0 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 99 Okt 9 9 Dez 99

10,0

9,5 L5 (D, 130) L6 (D, 130) 9,0 L7 (F, 100)

8,5

8,0

7,5

7,0

6,5

6,0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

10,0

9,5 L8 (H, F, 100) L9 (H, F, 250) 9,0 L10 (H, D, 250)

8,5

8,0

7,5

7,0

6,5

6,0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 99 Dez 99

Abb. B 17: pH der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 159

3000

AI 2500

-1 2000 m

µSc 1500

1000

500 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

3000 NO25 NO50 2500 NO100 NO350

-1 2000 m

µSc 1500

1000

500 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

3000 SO25 SO50 2500 SO100 SO350

-1 2000 m

µSc 1500

1000

500 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

Abb. B 18: Leifähigkeit der Abwasser- und Saugkerzenproben 160 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

3000 L1 (D, 100) L2 (F, 100) 2500 L3 (F, 100) L4 (D, 100)

-1 2000 m

µSc 1500

1000

500 Feb 9 9 Apr 99 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

3000

L5 (D, 130) 2500 L6 (D, 130) L7 (F, 100)

-1 2000 m

µSc 1500

1000

500 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 99 Aug 9 9 Okt 99 Dez 99

3000

L8 (H, F, 100) 2500 L9 (H, F, 250) L10 (H, D, 250)

-1 2000 m

µSc 1500

1000

500 Feb 99 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 99 Okt 9 9 Dez 99

Abb. B 19: Leitfähigkeit der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 161

20

18 AI 16 14 12 10 °C 8 6 4 2 0 Feb 99 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99

20 18 NO25 NO50 16 NO100 14 NO350 12 10 °C 8 6 4 2 0 Feb 99 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99

20 18 SO25 SO50 16 SO100 14 SO350 12 10 °C 8 6 4 2 0 Feb 99 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99 Abb. B 20: Temperatur der Abwasser- und Saugkerzenproben 162 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

20 18 L1 (D, 100) L2 (F, 100) 16 L3 (F, 100) 14 L4 (D, 100) 12 10 °C 8 6 4 2 0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

20

18 L5 (D, 130) 16 L6 (D, 130) L7 (F, 100) 14 12 10 °C 8 6 4 2 0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

20

18 L8 (H, F, 100) 16 L9 (H, F, 250) L10 (H, D, 250) 14 12 10 °C 8 6 4 2 0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 21: Temperatur der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 163

1200

AI 1000

800 l / 600 mg

400

200

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 99 Aug 99 Okt 9 9 Dez 99

100 NO25 NO50 80 NO100 NO350 60 l / mg 40

20

0 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

100 SO25 SO50 80 SO100 SO350

60 l / mg 40

20

0 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 22: CSB des Abwassers und der Saugkerzenproben 164 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

200 L1 (D, 100) 175 L2 (F, 100) L3 (F, 100) 150 L4 (D, 100) 125 l / 100 mg 75

50

25

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

200

175 L5 (D, 130) L6 (D, 130) 150 L7 (F, 100)

125 l / 100 mg 75

50

25

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

200

175 L8 (H, F, 100) L9 (H, F, 250) 150 L10 (H, D, 250)

125 l / 100 mg 75

50

25

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 23: CSB der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 165

1000

AI 800

600 l / mg 400

200

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

25 NO25 NO50 20 NO100 NO350 15 l / mg 10

5

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

25 SO25 SO50 20 SO100 SO350

15 l / mg 10

5

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

Abb. B 24: BSB5 des Abwassers und der Saugkerzenproben 166 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

100 L1 (D, 100) L2 (F, 100) 80 L3 (F, 100) L4 (D, 100)

60 l / mg 40

20

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99

100

L5 (D, 130) 80 L6 (D, 130) L7 (F, 100)

60 l / mg 40

20

0 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

100

L8 (H, F, 100) 80 L9 (H, F, 250) L10 (H, D, 250)

60 l / mg 40

20

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 99 Aug 99 Okt 9 9 Dez 99

Abb. B 25: BSB5 der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 167

15 AI 13

10 l / 8 mg

5

3

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

8 NO25 NO50 6 NO100 NO350 l / 4 mg

2

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

8 SO25 SO50 SO100 6 SO350 l / 4 mg

2

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 26: Phosphat-P-Gehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben 168 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

8 L1 (D, 100) L2 (F, 100) L3 (F, 100) 6 L4 (D, 100) l / 4 mg

2

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

8

L5 (D, 130) L6 (D, 130) 6 L7 (F, 100) l / 4 mg

2

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

8

L8 (H, F, 100) L9 (H, F, 250) 6 L10 (H, D, 250) l / 4 mg

2

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 27: Phosphat-P-Gehalte der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 169

120

AI 100

80 l / 60 mg

40

20

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

14 NO25 12 NO50 NO100 10 NO350

l 8 /

mg 6

4

2

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

14 SO25 12 SO50 SO100 10 SO350

l 8 /

mg 6

4

2

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 28: Ammonium-N-Gehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben 170 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

30 L1 (D, 100) 25 L2 (F, 100) L3 (F, 100) L4 (D, 100) 20 l / 15 mg

10

5

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

30

L5 (D, 130) 25 L6 (D, 130) L7 (F, 100) 20 l / 15 mg

10

5

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

30

L8 (H, F, 100) 25 L9 (H, F, 250) L10 (H, D, 250) 20 l / 15 mg

10

5

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 29: Ammonium-N-Gehalte der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 171

4.0

3.5 AI

3.0

2.5 l / 2.0 mg 1.5

1.0

0.5

0.0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

150 NO25 125 NO50 NO100 NO350 100 l / 75 mg

50

25

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

150 SO25 125 SO50 SO100 SO350 100 l / 75 mg

50

25

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 30: Nitrat-N-Gehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben 172 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

50

L1 (D, 100) L2 (F, 100) 40 L3 (F, 100) L4 (D, 100) 30 l / mg 20

10

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

50

L5 (D, 130) 40 L6 (D, 130) L7 (F, 100)

30 l / mg 20

10

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

50 L8 (H, F, 100) L9 (H, F, 250) 40 L10 (H, D, 250)

30 l / mg 20

10

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 31: Nitrat-N-Gehalte der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 173

2.5

AI 2.0

1.5 l / mg 1.0

0.5

0.0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

5 NO25 NO50 4 NO100 NO350 3 l / mg 2

1

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

5 SO25 SO50 4 SO100 SO350

3 l / mg 2

1

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 32: Nitrit-N-Gehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben 174 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

5

L1 (D, 100) L2 (F, 100) 4 L3 (F, 100) L4 (D, 100) 3 l / mg 2

1

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

5

L5 (D, 130) L6 (D, 130) 4 L7 (F, 100)

3 l / mg 2

1

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

5

L8 (H, F, 100) 4 L9 (H, F, 250) L10 (H, D, 250)

3 l / mg 2

1

0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 33: Nitrit-N-Gehalte der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 175

350

300 Cl-AI SO4-AI 250

l 200 /

mg 150

100

50

0 Feb 99 Apr 99 Jun 99 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

250 Cl-NO25 Cl-NO50 200 Cl-NO100 Cl-NO350 150 SO4-NO25

/l SO4-NO50 SO4-NO100 mg 100 SO4-NO350

50

0 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 99 Okt 99 Dez 99

250 Cl-SO25 Cl-SO50 200 Cl-SO100 Cl-SO350 SO4-SO25 150 SO4-SO50 /l SO4-SO100

mg SO4-SO350 100

50

0 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 99 Okt 99 Dez 99 Abb. B 34: Chlorid- und Sulfatgehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben 176 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

250 Cl-L1 (D, 100) Cl-L2 (F, 100) 200 Cl-L3 (F, 100) Cl-L4 (D, 100) SO4-L1 (D, 100) 150

l SO4-L2 (F, 100) / SO4-L3 (F, 100)

mg SO4-L4 (D, 100) 100

50

0 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 99 Dez 99

250 Cl-L5 (D, 130) Cl-L6 (D, 130) 200 Cl-L7 (F, 100) SO4-L5 (D, 130) 150 SO4-L6 (D, 130)

/l SO4-L7 (F, 100) mg 100

50

0 Feb 99 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99

250 Cl-L8 (H, F, 100) 200 Cl-L9 (H, F, 250) Cl-L10 (H, D, 250) SO4-L8 (H, F, 100) 150 SO4-L9 (H, F, 250)

/l SO4-L10 (H, D, 250) mg 100

50

0 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 99 Dez 99 Abb. B 35: Chlorid- und Sulfatgehalte der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 177

2.5

B-AI 2.0

1.5 l / mg 1.0

0.5

0.0 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 99 Okt 99 Dez 99

1.50

B-NO25 1.25 B-NO50 B-NO100 1.00 B-NO350 /l 0.75 mg

0.50

0.25

0.00 Feb 9 9 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99

1.50 B-SO25 1.25 B-SO50 B-SO100 1.00 B-SO350 /l 0.75 mg

0.50

0.25

0.00 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 99 Okt 99 Dez 99 Abb. B 36: Borgehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben 178 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

1.50

1.25

1.00 /l 0.75 mg

0.50 B-L1 (D, 100) B-L2 (F, 100) 0.25 B-L3 (F, 100) B-L4 (D, 100) 0.00 Feb 99 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99

1.50

1.25

1.00 /l 0.75 mg

0.50 B-L5 (D, 130) B-L6 (D, 130) 0.25 B-L7 (F, 100)

0.00 Feb 99 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99

1.50 B-L8 (H, F, 100) 1.25 B-L9 (H, F, 250) B-L10 (H, D, 250) 1.00 /l 0.75 mg

0.50

0.25

0.00 Feb 99 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99 Abb. B 37: Borgehalte der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 179

1.0

Cu-AI 0.8 Zn-AI

0.6 l / mg 0.4

0.2

0.0 Feb 99 Apr 99 Jun 9 9 Aug 99 Okt 99 Dez 99

0.5 Cu-NO25 Cu-NO50 0.4 Cu-NO100 Cu-NO350 Zn-NO25 0.3 Zn-NO50 /l Zn-NO100 mg 0.2 Zn-NO350

0.1

0.0 Feb 9 9 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99

0.5 Cu-SO25 Cu-SO50 0.4 Cu-SO100 Cu-SO350 Zn-SO25 0.3 Zn-SO50 /l Zn-SO100

mg Zn-SO350 0.2

0.1

0.0 Feb 9 9 Apr 99 Jun 99 Aug 99 Okt 99 Dez 99 Abb. B 38: Kupfer- und Zinkgehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben 180 Anhang B Abbildungen der Messergebnisse

0.5 Cu-L1 (D, 100) Cu-L2 (F, 100) 0.4 Cu-L3 (F, 100) Cu-L4 (D, 100) Zn-L1 (D, 100) 0.3 Zn-L2 (F, 100) /l Zn-L3 (F, 100) mg 0.2 Zn-L4 (D, 100)

0.1

0.0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

0.5

0.4

Cu-L5 (D, 130) 0.3 Cu-L6 (D, 130) /l Cu-L7 (F, 100)

mg Zn-L5 (D, 130) 0.2 Zn-L6 (D, 130) Zn-L7 (F, 100) 0.1

0.0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99

0.5

Cu-L8 (H, F, 100) 0.4 Cu-L9 (H, F, 250) Cu-L10 (H, D, 250) Zn-L8 (H, F, 100) 0.3 Zn-L9 (H, F, 250) /l Zn-L10 (H, D, 250) mg 0.2

0.1

0.0 Feb 9 9 Apr 9 9 Jun 9 9 Aug 9 9 Okt 9 9 Dez 99 Abb. B 39: Kupfer- und Zinkgehalte der Lysimeterproben Anhang B Abbildungen der Messergebnisse 181

140 Reihen 3+4 Umstellung des andere R. 120 Beregnungsplans

100

80 h/w 60

40

20

0 9 9 9 9 9 99 99 9 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 00 00 .2. 2. .3. 3. 3. 4. 4. 5. 5. .6. 6. .7. 7. .8. 8. 8. 9. 9. .1. 1. 2 2 8 6 3 8. 10. 10. 11. 11. .12. 12. 4 16. 16. 30. 13. 27. 11. 25. 22. 20. 17. 31. 14. 2 9. 7 18. 12. 26. 23. 21.

Datum

Abb. B 40 : Wöchentliche Betriebsdauer der einzelnen Regnerreihen

183

Anhang C

Frachtberechnungen

184 Anhang C Frachtberechnungen

Anhang C Frachtberechnungen 185

Frachtberechnungen Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB), Biologischer

Sauerstoffbedarf (BSB5), Phosphat (PO4–P)

Tab. C 1 : Hochgerechnete Jahresfrachten (kg ha-1a-1) für die einzelnen Quartale für CSB, BSB5 und P04-P

-1 -1 -1 -1 -1 -1 CSB (kgha a ) BSB5 (kgha a ) PO 4 -P (kgha a ) 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. AI 60800 63406 28262 15566 41763 40441 15846 14147 917 637 247 192 NO25 2997 1696 1017 455 866 634 394 219 442 247 119 74 NO50 3761 2012 1630 747 921 582 410 336 196 192 147 116 NO100 3225 1222 450 293 1458 574 265 247 111 76 32 20 NO350 3879 2408 736 1277 890 231 91 53 SO25 4604 1934 1036 360 2765 638 306 237 338 200 113 68 SO50 2799 1166 711 290 668 480 267 255 205 140 83 48 SO100 2559 699 370 253 979 467 252 204 41 18 15 7 SO350 3013 852 594 341 1072 539 334 224 167 56 32 16 L1 (100) 7808 6093 3497 1836 3534 1898 1075 877 276 231 87 100 L2 (100) 11817 4773 3123 1538 4402 2417 1316 1380 490 211 108 89 L3 (100) 11742 8039 0 4692 5301 342 230 L4 (100) 12136 6617 3959 1575 2749 2940 2159 1523 311 187 99 74 L5 (130) 10230 5766 3117 1403 4253 2513 1273 855 479 231 120 83 L6 (130) 10408 7181 3912 1453 4422 2751 1592 717 419 161 71 55 L7 (100) 13563 6433 3134 1343 5011 3079 1380 1112 494 143 53 53 L8 (100) 7647 3590 2238 1051 2549 1248 1024 713 339 124 83 93 L9 (250) 4300 3192 1274 583 2554 1202 610 588 193 93 54 22 L10 (250) 5871 1864 888 396 2781 588 357 252 184 48 13 7

Quartalsfrachten CSB (kg ha-1 d-1) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

AI

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. C1: Quartalsweise berechnete Frachten von CSB im Infiltrat und Sickerwasser. Man beachte die Erläuterungen in Kap. 3.4, sowie zum Aufbau der Grafiken in Kap. 3.3. 186 Anhang C Frachtberechnungen

Quartalsfrachten BSB5 (kg ha-1 d-1) 0 20 40 60 80 100 120 140

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. C2:Quartalsweise berechnete Frachten von BSB5 im Infiltrat und Sickerwasser.

Quartalsfrachten PO4-P (kg ha-1 d-1) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

AI

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. C3:Quartalsweise berechnete Frachten von Phosphat-P im Infiltrat und Sickerwasser. Anhang C Frachtberechnungen 187

Frachtberechnungen Ammonium (NH4–N), Nitrat (NO3–N), Nitrit (NO2–N)

-1 -1 Tab. C2 : Hochgerechnete Jahresfrachten (kg ha a ) für die einzelnen Quartale für NH4-N, NO3-N und NO2-N.

-1 -1 -1 -1 -1 -1 NH 4 -N (kgha a )NO3 -N (kgha a )NO2 -N (kgha a ) 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. 1. Qu. 2.Qu. 3. Qu. 4. Qu. AI 7881 6066 3274 1687 28 33 21 3 95 22 5 8 NO25 283 20 6,0 6,9 2827 1205 824 1090 56 12 2 0,7 NO50 119 30 68 186 2422 2836 2351 1513 15 4 13 32 NO100 6 22 2,1 11 2461 3767 1566 1405 14 4 0,7 1,7 NO350 571 41 15 1445 2635 1376 74 2 2,1 SO25 111 45 1,9 1,5 2770 1667 707 1566 16 12 8,7 0,5 SO50 23 3,7 1,8 1,4 2764 1394 1003 1551 5,9 1,4 0,7 0,5 SO100 14 3,8 1,9 3,1 2446 1471 1268 1278 9,3 2,4 0,7 0,6 SO350 442 9,3 2,0 4,4 1181 1411 510 238 53 3,7 0,7 0,5 L1 (100) 916 217 12 211 2104 549 95 257 111 11 1,6 10 L2 (100) 2422 356 264 330 985 1944 216 207 123 39 12 6,1 L3 (100) 984 1057 1450 69 225 14 L4 (100) 733 365 422 452 1820 498 61 71 132 11 8,4 6,4 L5 (130) 1438 518 297 307 419 46 20 11 105 2,4 0,9 1,1 L6 (130) 1642 443 70 73 161 32 81 146 33 5,0 6,1 3,2 L7 (100) 2345 386 158 218 109 61 32 73 25 11 3,6 3,1 L8 (100) 1212 81 119 257 2213 2007 556 1062 73 20 21 11 L9 (250) 779 159 37 38 1794 1227 1019 1101 24 21 12 8 L10 (250) 589 18 6,6 8,2 1700 2208 1081 1271 193 11 1,1 0,8

188 Anhang C Frachtberechnungen

Quartalsfrachten NH4-N (kg ha-1 d-1) 0 5 10 15 20 25

AI

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. C 4:Quartalsweise berechnete Frachten von NH4–N im Infiltrat und sickerwasser.

Quartalsfrachten NO3-N (kg ha-1 d-1) 0 5 10 15 20 25

AI

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. C 5:Quartalsweise berechnete Frachten von NO3–N im Infiltrat und Sickerwasser. Anhang C Frachtberechnungen 189

Frachtberechnungen Chlorid (Cl), Sulfat (SO4), Bor (B)

Tab. C3: Hochgerechnete Jahresfrachten (kg ha-1a-1) für die beiden Halbjahre für Chlorid, Sulfat und Bor.

-1 -1 -1 -1 -1 -1 Cl kgha a SO 4 kgha a B kgha a 1. Halbjahr 2. Halbjahr 1. Halbjahr 2. Halbjahr 1. Halbjahr 2. Halbjahr AI 8887 6784 5552 2058 132 48 NO25 6749 6001 3497 2078 74 33 NO50 6029 7248 2581 1972 63 44 NO100 6693 4479 2959 1904 67 31 NO350 5714 4146 2351 1693 60 0 SO25 6607 4519 3244 1394 68 34 SO50 7133 4384 3622 1497 73 32 SO100 8215 4600 2907 1652 79 31 SO350 8052 3777 2966 1256 64 36 L1 (100) 7225 4272 3566 1492 83 37 L2 (100) 7315 4776 3668 2054 87 37 L3 (100) 7324 3487 79 L4 (100) 7084 4166 3140 379 79 41 L5 (130) 7706 3601 3166 251 89 37 L6 (130) 6960 3866 3266 1023 89 38 L7 (100) 7299 4234 3433 1121 90 38 L8 (100) 6484 6006 3176 1763 57 37 L9 (250) 6748 4642 2862 1976 65 37 L10 (250) 7574 4522 3129 1967 68 35

Quartalsfrachten Cl- (kg ha-1 d-1) 0 102030405060

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. C 6:Quartalsweise berechnete Frachten von Chlorid- im Infiltrat und Sickerwasser. 190 Anhang C Frachtberechnungen

Quartalsfrachten SO4- (kg ha-1 d-1) 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. C 7:Quartalsweise berechnete Frachten von Sulfat im Infiltrat und Sickerwasser.

Quartalsfrachten Bor (kg ha-1 d-1) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

AI

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. C8:Quartalsweise berechnete Frachten von Bor im Infiltrat und Sickerwasser. Anhang C Frachtberechnungen 191

Frachtberechnungen Kupfer, Zink

Tab. C4: Hochgerechnete Jahresfrachten (kg ha-1a-1) für die beiden Halbjahre für Kupfer und Zink.

Cu kgha -1 a -1 Zn kgha -1 a -1 1. Halbjahr 2. Halbjahr 1. Halbjahr 2. Halbjahr AI 7.04 2.74 36.56 10.82 NO25 5.07 2.08 6.31 1.79 NO50 5.07 2.08 5.35 1.50 NO100 5.07 2.08 9.59 2.09 NO350 5.07 0.00 17.18 0.00 SO25 5.07 2.08 3.19 1.25 SO50 5.07 2.08 10.90 1.25 SO100 5.07 2.08 4.73 1.25 SO350 5.07 2.08 34.38 9.01 L1 (100) 5.44 2.08 9.15 2.03 L2 (100) 5.07 2.20 13.37 3.84 L3 (100) 5.07 20.47 L4 (100) 5.07 2.08 8.51 1.50 L5 (130) 5.07 2.08 3.04 1.26 L6 (130) 5.07 2.08 3.04 1.25 L7 (100) 5.07 2.08 3.04 3.04 L8 (100) 5.07 2.08 8.03 1.82 L9 (250) 5.07 2.08 4.26 1.74 L10 (250) 5.07 2.08 5.17 1.29

Quartalsfrachten Zink (kg ha-1 d-1) 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

Infiltrat

Saug25

Saug50

Saug100

Lysi100

Lysi250

Saug350

Abb. C9:Quartalsweise berechnete Frachten von Zink im Infiltrat und Sickerwasser. 192 Anhang C Frachtberechnungen

200

180 º º 1. Quartal 2. Quartal 160 º º º 3. Quartal º 4. Quartal 75 º -1 d -1 a 50 kgh º º º º º º º 25 º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º 0 º º º º º º º º º º º º º º º ) ) AI 5 0 0 5 0 0 0) 0) 0) 0) 0) 0) 0) 0 0 5 0 0 3 5 50) O2 100 1 35 10 10 1 10 13 1 10 10 2 2 N NO5 O O3 SO2 SO50 ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( N N SO SO 1 4 7 0 L L2 L3 L L5 L6 L L8 L9 L1 Abb. C10: Tagesfrachten für CSB.

120 º 100 º 1. Quartal 2. Quartal 80 º º 3. Quartal 4. Quartal 60 º

-1 40 º d º -1 a 15 º kgh º º º º º 10 º º º º º º º º ººº 5 º º º º º º º º º º º º ººº º º º º º º º º º º º 0 º º ººº º ºººººº º ) ) ) ) ) ) ) ) AI 5 0 0 5 0 0 0 0) 0) 0 0 0 0 0 0 0 2 5 0 50 2 5 0 5 0 0 3 3 0 0 5 50 1 3 1 3 10 10 1 1 1 1 2 2 NO NO SO SO ( ( ( (1 (1 ( ( ( ( NO NO SO SO 6 7 8 9 0 ( L1 L2 L3 L4 L5 L L L L L1

Abb. C11: Tagesfrachten für BSB5. Anhang C Frachtberechnungen 193

3.0 º 1. Quartal 2. Quartal 2.5 º º º 3. Quartal º 4. Quartal 2.0 -1

d º -1

a 1.5

kgh º º º º º 1.0 º º º º º º º º º º º º 0.5 º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º ººº º º º º 0.0 º º º º º ) ) ) ) ) ) AI 5 0 0 0 0 0 0 0 0) 0) 0 0 0 0 0) 0) 0 5 25 0 0 0 3 3 0 5 O2 10 3 1 10 10 1 1 1 1 10 25 N NO5 O SO SO5 ( ( ( ( ( ( ( ( ( (2 N NO SO1 SO35 3 4 5 8 9 0 L1 L2 L L L L6 L7 L L L1

Abb. C12: Tagesfrachten für PO4-P.

25 º 1. Quartal º 2. Quartal º 3. Quartal º 4. Quartal 20 º

-1 º d

-1 15 a

h 10

kg º º º 5 º º º º º º º º º º º º º º º º º 0 º º º º ººº ºººººº º º º º º º º ) ) ) AI 0 0 0 5 0 0 0 0 0) 0) 0) 0) 25 5 0 5 2 5 00) 5 1 3 O O5 10 100 100) 1 13 130 100) 10 25 2 NO NO S S O3 ( ( ( ( ( ( ( ( ( NO NO SO10 S 1 3 4 5 7 8 9 L L2 L L L L6 L L L 10 ( L

Abb. C13: Tagesfrachten für NH4-N. 194 Anhang C Frachtberechnungen

12 º 1. Quartal 2. Quartal 10 º º º 3. Quartal º 4. Quartal 8 º º º º -1 º d º -1 º º a 6 º º h º º

kg º º º º º 4 º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º 2 º º º º º º º º º º º 0 º º º º º º º I A 5 0) 50 2 50 00 50 0 00) O25 100 350 O 3 100) 100) 1 100) 130) 130) 1 100) 250) 250) N NO O O SO S O1 ( ( ( ( ( ( N N S SO 1 2 3 ( 4 ( 5 6 7 ( 8 ( 9 L L L L L L L L L 10 L

Abb. C14: Tagesfrachten für NO3-N.

0.6 º 1. Quartal 2. Quartal º 0.5 º º 3. Quartal º 4. Quartal 0.4

-1 º d º -1 a 0.3 º º

kgh º 0.2 º º º º 0.1 º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º 0.0 º º ººººººº ºº º º ºººººº º º ) ) ) ) ) ) ) ) ) AI 5 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0) 2 5 0 5 2 5 0 5 00 00 0 00 3 30 00 0 50 5 1 3 O 1 3 1 1 1 1 1 1 1 2 NO NO SO S O ( (1 ( (2 NO NO SO S 1 ( 3 ( 6 ( 8 ( L L2 L L4 ( L5 L L7 L L9 ( 10 L

Abb. C15: Tagesfrachten für NO2-N Anhang C Frachtberechnungen 195

30 º Cl 1.Halbjahr º Cl 2.Halbjahr SO 1.Halbjahr º 4 º SO 2.Halbjahr º 4 º º º 20 ºº º º º º º º º º -1 º º º º º d

-1 º º º a º º

kgh º º º º º º º º º º º 10 º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º º ºº º º º º º º 0 º º I ) ) ) ) A 5 0 0 0 5 0 0 0 0 0) 0) 0) 0 2 5 0 5 0 00 0 0 3 30) 00) 00) 5 50 O2 O5 10 35 1 3 1 1 1 1 1 1 1 2 N N SO SO (1 ( ( (2 ( NO NO SO SO 3 4 ( 5 ( L1 L2 L L L L6 ( L7 ( L8 ( L9 10 L

Abb. C16: Halbjahresmittel der Tagesfrachten für Chlorid und Sulfat

0.4 º B 1.Halbjahr º º B 2.Halbjahr

0.3 º º -1 º º d º

-1 º ºº a 0.2 º º º º

kgh º º º º º º º º º º 0.1 º ººººººº º ºººº

0.0 I 5 0 A 2 5 50 100 350 O 100 350 100) 100) 100) 100) 130) 130) 100) 100) 250) 250) NO NO O SO25 S O ( ( ( ( ( ( N NO S SO 6 9 L1 L2 ( L3 ( L4 L5 ( L L7 L8 ( L L10 Abb. C17: Halbjahresmittel der Tagesfrachten für Bor. 196 Anhang C Frachtberechnungen

0.100 º º º Cu 1. Halbjahr º Cu 2.Halbjahr º Zn 1.Halbjahr º Zn 2.Halbjahr 0.075 -1 d º -1 a 0.050 º kgh º º º 0.025 º º º º º º º ººººººººº º º ººººººººº º ºººº º ººººººº º ºººººººººººº 0.000 º ººº º ºº º ) ) ) ) ) ) ) ) AI 5 0 0 0 0 0 0) 0 0 0) 2 5 00 50 25 5 0 50 0 00 00 0 3 3 00 00 5 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 NO NO O3 SO SO O3 ( ( (1 ( ( (2 NO N SO S 1 ( 4 5 ( 6 ( 9 0 ( L L2 L3 L L L L7 L8 L 1 L

Abb. C18: Halbjahresmittel der Tagesfrachten für Kupfer und Zink. 197

Anhang D

Bilder vom Herrichten und Ausstatten

der Messstelle

198 Anhang D Bilder vom Herrichten und Ausstatten der Messstelle

Anhang D Bilder vom Herreichten und Ausstatten der Messstelle 199

Abb. D 1: Zustand des Verregnungsfeldes im Bereiches des Messschachtes am 22.11.1998.

Abb. D 2: Zustand des Verregnungsfeldes im Bereiches eines Regners am 22.11.1998. 200 Anhang D Bilder vom Herrichten und Ausstatten der Messstelle

Abb. D 3: Halbschalen aus PVC-Rohr, Nennlänge 100 cm, Gesamtlänge mit Steckmuffe 110 cm.

Abb. D 4: Hilti-Kernbohrmaschine (Typ: 1,5 DCM) mit Kernbohrhülse 122 mm. Anhang D Bilder vom Herreichten und Ausstatten der Messstelle 201

Abb. D 5: Einbau der Halbschalen-Lysimeter. Zu sehen ist das Endstück der Lysimeter, das im Bereich der Schachtwand geschlossen ist, um zu verhindern das randgängiges Abwasser in die Lysimeter gelangt.

Abb. D 6: Fertig installiertes Halbschalen-Lysimeter verfüllt mit Quarzkies (∅ 5-10 mm). 202 Anhang D Bilder vom Herrichten und Ausstatten der Messstelle

Abb. D 7: Zustand des Verregnungsfeldes am 15.12.1998, dem geplanten Einbautermin der Lysimeter.

Abb. D 8: Zum Ausheben der Einbaugruben musste das noch vorhandene Eis zunächst oberflächlich entfernt werden. Anhang D Bilder vom Herreichten und Ausstatten der Messstelle 203

Abb. D 9: Zum Ausheben der Einbaugruben musste das noch vorhandene Eis zunächst entfernt werden.

Abb. D 10: Ausheben der Einbaugrube von der Zufahrtstraße aus in nördliche Richtung. 204 Anhang D Bilder vom Herrichten und Ausstatten der Messstelle

Abb. D 11: Wassereintritt in die ausgehobenen Gruben. Anhang D Bilder vom Herreichten und Ausstatten der Messstelle 205

Abb. D 12: Wasserstand in den Gruben nach 2 Tagen 1 m unter GOK.

206 Anhang D Bilder vom Herrichten und Ausstatten der Messstelle

Abb. D 13: Einbauschacht für ein frei dränendes Lysimeter.

Abb. D 14: Frei dränendes Lysimeter kurz vor dem Einbau, gut sichtbar Lochblech, Drahtgewebe und Quarzsand. Anhang D Bilder vom Herreichten und Ausstatten der Messstelle 207

Abb. D 15: Sickerwasser–Sammelflasche in Kunststoffbehälter. 208 Anhang D Bilder vom Herrichten und Ausstatten der Messstelle

Abb. D 16: Eingebauter Kunststoffbehälter mit Schläuchen zum Absaugen des Sickerwassers.

210

211

Anhang E

Färbeversuch

212

213

Anhang E: Färbeversuch zur Visualisierung von Fließpfaden

Um die Transportmuster im Untergrund unmittelbar im Bereich der eingebauten Lysimeter zu visualisieren, wurde nach Abschluss der Messperiode ein Tracerexperiment durchgeführt. Die Durchführung des Färbeversuches mit dem Lebensmittelfarbstoff Brilliant Blue erfolgte am 17.05.00 und 18.05.00 im Rahmen des Ausbaus der Lysimeter. Da auf der Beregnungsfläche im Bereich des Schachtes seit Februar 2000 kein Abwasser mehr verregnet worden war, wurde die Fläche an den beiden Tagen (15. + 16.05.00) vor dem Versuch jeweils 2-3 Stunden mit Abwasser beregnet. Die Aufgabe des Farbstoffes erfolgte am Vormittag des 17.05.00 auf drei Flächen von jeweils 1.5 x 1.5 m2 im Bereich über den eingebauten Lysimetern (Abb. E 1). Hierzu wurden zunächst die vorhandenen Brennesseln in diesem Bereich mit einer Sense abgemäht. Anschließend wurden auf jeder Fläche von 1.5 x 1.5 m2 jeweils 67.5 l Brilliantbluelösung mit einer Konzentration von 4 g/l innerhalb von 4 h mit einer Giesskanne diskontinuierlich aufgebracht (Abb. E 1). Die theoretische Beregnungsmenge betrug somit 30 mm bei einer Intensität von 7.5 mm/h. Einen Tag später wurden die Bodenprofile unter der Beregnungsfläche freigelegt und qualitativ inspiziert9. Die Abbildungen E2 und E3 verdeutlichen, dass zwischen zwei Formen des Stofftransports unterschieden werden kann: (1) einem langsamen Transport in der Bodenmatrix bis in eine Tiefe von 5-10 cm., sowie (2) einem schnellen Transport bis in 1.5 m Tiefe, der entlang von diskreten Strukturen im Boden erfolgt. Für die Modellierung muss darüber hinaus ein dritter Transportprozess berücksichtigt werden: der rein diffusive Stofftransport in das Innere von Aggregaten (Wagner et al., 2001). Der Stofftransport findet in diesem bindigen Material also nicht als gleichmäßig-diffuser Transport in den Feinporen statt, sondern ist auf Teile des Porenraumes beschränkt. Einzelne Großstrukturen, z.B. ehemalige Pflanzenwurzeln oder Regenwurmröhren (Abb. E5) können hier immer wieder als Kanalisierungselemente dienen. Bevorzugter Transport findet sich aber auch in Regionen, die makroskopisch nicht durch Makroporen oder durch gröbere Texturen ausgezeichnet sind (Abb. E6).

Diese qualitativen Ergebnisse wurden bestätigt durch Ergebnisse einer Diplomarbeit (Kern, 2001), in der die grundsätzliche Vorgehensweise dieses Vesuchs sowie Details zum verwendeten Farbstoff ausführlich dokumentiert sind. Kern untersuchte in einem vergleichenden Färbeversuch, ob die Zerstörung der Sekundärporenstruktur nahe der

9 Ein umfassendes „Bilderbuch“ des Versuchs ist auf dem Internet einzusehen unter der Adresse http://www.geo.uni-bayreuth.de/hydrologie/mitarbeiter/schultze/Brilliantblue3/Brilliantblue.html . 214

Oberfläche durch Plügen und Eggen einen Einfluß auf den präferentiellen Transport hat. Hierzu wurden zwei Kontrollflächen, eine geackert und geeggt, die andere unbearbeitet, mit 30 mm Tracerlösung (Bromid als idealem Tracer und Brilliant Blue FCF als sorbierendem Tracer) und unterschiedlichen Intensitäten beregnet. Nach einem Tag wurden Profile von 1m Tiefe und 1m Breite freigelegt. Die über die Profilbreite integrierten Tiefenverteilungen des Bromid und des Brilliant Blue wurden für jede Variante an drei Wiederholungen bestimmt. Es zeigte sich, dass die Bodenbearbeitung zu einer Reduktion der präferentiell tranportierten Anteils führt, und eine geringere Beregnungsintensität in die selbe Richtung wirkt. Beides führt jedoch nicht zu einer völligen Unterbindung des präferentiellen Transports, könnte also einen effizienten Keimtransport nicht unterbinden. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind in als erweitertes Abstract in Kern et al. (2001) veröffentlicht.

Abb. E 1: Aufbringen der Brilliantbluelösung mittels Giesskanne. 215

Abb. E 2: Farbmuster oberhalb der Lysimeter L3 und L4.

Abb. E 3: Farbmuster oberhalb der Lysimeter L3 und L4 (Detail). 216

Abb. E 4: Ausgrabung der frei drainenden Lysimeter L3 und L4.

Abb. E 5: Eingefärbte Regenwurmröhre mit einseitig eingefärbtem Regenwurm (Lumbricus terrestris). 217

Abb. E 6: Farbmuster oberhalb der Lysimeter L5 bis L7. Deutlich erkennbar ist ein sogenannter Kallmünzer, ein Block aus äußerst hartem quarzitischem Sandstein, der in diesem Bereich in der Tiefenschicht 60-80 cm sehr häufig vorkam. Der Lysimetereinbau wurde dadurch erschwert bzw. in einem Fall unmöglich gemacht.

219

Anhang F

Wasserqualität des Teiches 220

221

Anhang F: Untersuchungen zur Wasserqualität des Erdspeicherbeckens

Im ersten Halbjahr wurden über die Stränge 3+4 mit dem kommunalen Schmutzwasser erhebliche Mengen Wasser aus dem Erdspeicherbeckens verregnet. Die Erfassung der Wasserqualität des Erdspeicherbeckens (Teich mit Oberflächenwasser; Abb. 3, S. 10) war nicht Bestandteil des ursprünglich vereinbarten Untersuchungsprogramms (Tab. 1, S. 17). Wir müssen annehmen, dass die an 52 Terminen ermittelten Konzentrationswerte des Infiltrats, die jeweils als Stichprobe im Tagesspeicher entnommen wurden, eher für das kommunale Abwasser repräsentativ sind, und weniger für das sporadisch hinzugeschaltete verdünnende Teichwasser. Aufgrund der Konstellation der Verregnungsanlage können mit der gewählten Beprobungsstrategie jedoch keine genauen Angaben über die Veränderung der Wasserqualität im Tagesspeicher im Laufe der wöchentlichen Verregnungsphasen getroffen werden. Für eine Bewertung der Abschätzung der real applizierten Stofffrachten insbesondere im ersten Halbjahr (Kap. 3.4) erschien es deshalb ratsam, durch nachträgliche Beprobungen zusätzlich eine Vorstellung über die Belastung des Teichwassers zu gewinnen.

Die Beprobungen erfolgten an vier Terminen im Winter 2000/2001 durch singuläre Probenahme im oberflächennahen Wasser des Teiches in der Nähe der Zuleitung zum Tagesspeicher. Die Ergebnisse der chemischen Analyse sind in Tabelle F1 gelistet.

Tab. F1: Ergebnisse der Beprobungen des Teichwassers

Probe NH4 NO2 Cl NO3 PO4 SO4 BSB5 CSB B Cu Zn

[Datum] mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

AI* 66.4 0.30 125 0.27 6.3 52.2 400 560 1.22 0.07 0.31

6.12.00 33.2 < 56.8 < 10.9 13.9 ca. 45 180 0.648 < 0.0705

13.12.00 34.1 < 56.8 < 11.5 10.3 48 200 0.835 < 0.11

10.01.01 10.9 < 29.8 < 7.27 5.44 44 93 0.493 < 0.159

31.01.01 18.7 0.0748 97.5 < 6.35 11.2 56 89 0.48 < 0.193 * Jahresmittel des Infiltrats; vgl. Tab. A9 bis A19 <: unter Bestimmungsgrenze 222

Vergleicht man die Werte mit den mittleren Belastungswerten des Tagesspeichers, so zeigt sich, dass die Belastung des Teichwassers keineswegs vernachlässigbar gering ist. Sie betrug für die meisten Parameter rund 25-50% der mittleren im Tagesspeicher gemessenen Werte. Nimmt man Bor als Tracer für rein kommunales Schmutzwasser, so zeigt das Teichwasser einen erstaunlich hohen Anteil kommunalen Schmutzwassers von rund 50%. Stickstoff liegt ausschließlich als Ammoniumstickstoff vor, mit Konzentrationen in der Größenordnung von ¼ bis ½ des Jahresmittelwertes des Tagesspeichers. Phosphat übertrifft mit > 6 mg/l das Jahresmittel des Tagesspeichers, Sulfat ist mit Werten zwischen 5 und 14 mg/l dagegen fünffach niedriger. Der CSB-Wert beträgt 20-40% des Tagesspeichers, der BSB5 dagegen ist deutlich erniedrigt (1/10 des Tagesspeichers), was darauf hinweist, dass im Teich Abbauvorgänge stattgefunden haben, das Teichwasser also „älter“ ist. Chlorid liegt um den Faktor 2 bis 3 unter dem Jahresmittel des Tagesspeichers, mit Ausnahme des erhöhten Wertes am 31. Januar, der auf den Eintrag von Streusalz hinweist. Die Interpretation dieser Werte ist schwierig. Bei sauberer Ausführung der Trennkanalisation resultiert die Verschmutzung des dem Erdspeicherebecken zugeleiteten Niederschlagswassers aus atmosphärischen und Bodenoberflächenverunreinigungen. Für die Beschaffenheit des fallenden Niederschlags werden von Koppe in Essen beispielsweise für den Parameter CSB Werte von 2.8 bis 53 mg/l, für NH4+ Werte von <0.1 bis 15 mg/l und für Zink Werte von 17 bis 760 µg/l ermittelt (Koppe und Stozek, 1993). Die Belastung des Niederschlags wird durch den Kontakt mit dem Boden und anderen Flächen meist weiter erhöht, wobei in landwirtschaftlich geprägten Umgebungen hauptsächlich gelöste und ungelöster organische Stoffe (auch Pestizide) sowie Nitrat und Phosphat angereichert werden. Die von uns im Teich ermittelten Konzentrationen liegen mit Ausnahme der Metalle am oberen Rand der in der Literatur berichteten Werte (Borchardt 1994, zit. in Klopp, 1999) . Die Ergebnisse legen nahe, dass eventuell aufgrund einer nicht sauberen Ausführung der Trennkanalisation Teile des kommunalen Schmutzwasser in den Teich gelangen („Fremdwasser“ im inversen Sinn), und/oder dass entgegen der grundsätzlichen Strömungsrichtung sporadisch ein Eintrag aus dem Tagesspeicher in den Teich erfolgt.

Grundsätzlich kann festgestellt werden, dass die Zuleitung des Teichwassers zwar als „Verdünnung“ des kommunalen Schmutzwassers wirkt, diese Verdünnung jedoch keineswegs einer Verdünnung mit unbelastetem Wasser gleichgesetzt werden kann. Die gegenüber dem Infiltrat um ca. 25-50% geringeren Borkonzentrationen im aufgefangenen Sickerwasser in den ersten beiden Quartalen (Abb. 29) spiegeln den Verdünnung plausibel wider und geben einen größenordnungsmäßigen Hinweis auf die wahrscheinliche Überschätzung der errechneten Stofffrachten des applizierten Infiltrats im ersten Halbjahr.

223

Abbildungsverzeichnis

Abbildungen Textteil

Abb. 1: Luftbild des Bereiches Kläranlage – Verregnungsfeld in Hiltpoltstein...... 7 Abb. 2: Übersichtsplan über die vorhandenen Regenwasserkanäle, die Lage der Kläranlage sowie die Lage des Verregnungsfeldes der Ortschaft Hiltpoltstein...... 9 Abb. 3: Schematische Darstellung der Kläranlage Hiltpoltstein...... 10 Abb. 4: Anordnung der Regner auf dem Verregnungsfeld Hiltpoltstein von Nord nach Süd . 15 Abb. 5: Räumliche Anordnung der drei eingebauten Halbschalen-Lysimeter ...... 21 Abb. 6: Horizontale Anordnung der drei eingebauten Halbschalen-Lysimeter L8, L10, L9 . 22 Abb. 7: Frei dränendes Lysimeter (links) und Dochtlysimeter (rechts)...... 23 Abb. 8: Positionen der Lysimeter im Bereich des Schachtes und ihre Bezeichnung...... 24 Abb. 9: Gesamtübersicht der Anordnung des Schachtes, der Regner 3.1 und 4.1 und der Lysimeter...... 25 Abb. 10: Tensiometer (Maße in cm)...... 27

Abb. 11: Temperatursensor SKTS 200 mit 10k Thermistor mit Plexiglasrohr ...... 27 Abb. 12: Lufttemperatur in 2m, Hiltpoltstein 14:00, Gräfenberg-Kasberg: 14:30...... 36 Abb. 13: Niederschlagssumme Hiltpoltstein und Gräfenberg-Kasberg...... 37 Abb. 14: Schematische Darstellung der Pumpenanordnung zur Abwasserverregnung...... 41 Abb. 15: Wöchentliche Niederschlagsmengen und verregnete Abwassermengen Februar 1999 – Januar 2000...... 42 Abb. 16: Vermutete Bodenwasserbewegung auf dem Verregnungsfeld ...... 44 Abb. 17: In den Einbaugruben beobachtete Makroporen bis in Tiefen von 1,50 m...... 45 224

Abb. 18: Quartalsmittel des pH...... 48 Abb. 19: Quartalsmittel der el. Leitfähigkeit...... 49 Abb. 20: Quartalsmittel der Leitfähigkeit...... 50 Abb. 21: Quartalsmittel des CSB...... 52

Abb. 22: Quartalsmittel des BSB5. In der verkleinert eingefügten Grafik wurde die Ordinate stark gestreckt...... 53

Abb. 23: Quartalsmittel der Phosphatgehalte (PO4-P)...... 54

Abb. 24: Quartalsmittel der Ammoniumgehalte (NH4-N)...... 55

Abb. 25: Quartalsmittel der Nitratgehalte (NO3-N)...... 56 Abb. 26: Jahresmittel der Konzentrationen der Stickstoff-Spezies...... 57 Abb. 27: Quartalsmittel der Chloridgehalte...... 58 Abb. 28: Quartalsmittel der Sulfatgehalte...... 59 Abb. 29: Quartalsmittel der Borgehalte...... 60 Abb. 30: Quartalsmittel der Zinkgehalte...... 61 Abb. 31: Quartalsmittel der Tagesfrachten für CSB im Infiltrat und in 1 m Tiefe...... 68

Abb. 32: Quartalsmittel der Tagesfrachten für BSB5 im Infiltrat und in 1 m Tiefe...... 68 Abb. 33: Jahressfrachten für CSB...... 69

Abb. 34: Jahresfrachten für BSB5...... 69

Abb. 35: Quartalsmittel der Tagesfrachten für PO4-P...... 71

Abb. 36: Jahresfrachten für PO4-P...... 71

Abb. 37:Jahresfrachten für NH4-N...... 73

Abb. 38: Jahresfrachten für NO3-N...... 73 Abb. 39: Jahresfrachten für Chlorid...... 76 Abb. 40: Jahresfrachten für Sulfat...... 76 Abb. 41: Jahresfrachten für Bor...... 76 Abb. 42: Jahresfrachten für Zink...... 78

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Abbildungen Anhang B

Abb. B 1: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des pH...... 145 Abb. B 2: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung der LF...... 145 Abb. B 3: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des CSB...... 146

Abb. B 4: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des PO4-P ...... 146

Abb. B 5: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des NH4-N...... 147

Abb. B 6: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des NO3-N...... 147

Abb. B 7: Ergebnisse des Standzeitversuches: Veränderung des NO2-N...... 148 Abb. B 8: Anteil stoffwechselaktiver Zellen im Sickerwasser einzelner Lysimeter ...... 149 Abb. B 16: pH des Abwassers und der Saugkerzenproben...... 157 Abb. B 17: pH der Lysimeterproben...... 158 Abb. B 18: Leifähigkeit der Abwasser- und Saugkerzenproben...... 159 Abb. B 19: Leitfähigkeit der Lysimeterproben ...... 160 Abb. B 20: Temperatur der Abwasser- und Saugkerzenproben...... 161 Abb. B 21: Temperatur der Lysimeterproben ...... 162 Abb. B 22: CSB des Abwassers und der Saugkerzenproben ...... 163 Abb. B 23: CSB der Lysimeterproben ...... 164

Abb. B 24: BSB5 des Abwassers und der Saugkerzenproben...... 165

Abb. B 25: BSB5 der Lysimeterproben...... 166 Abb. B 26: Phosphat-P-Gehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben...... 167 Abb. B 27: Phosphat-P-Gehalte der Lysimeterproben...... 168 Abb. B 28: Ammonium-N-Gehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben ...... 169 Abb. B 29: Ammonium-N-Gehalte der Lysimeterproben...... 170 Abb. B 30: Nitrat-N-Gehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben ...... 171 Abb. B 31: Nitrat-N-Gehalte der Lysimeterproben ...... 172 Abb. B 32: Nitrit-N-Gehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben...... 173 Abb. B 33: Nitrit-N-Gehalte der Lysimeterproben ...... 174 Abb. B 34: Chlorid- und Sulfatgehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben...... 175 Abb. B 35: Chlorid- und Sulfatgehalte der Lysimeterproben ...... 176 226

Abb. B 36: Borgehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben...... 177 Abb. B 37: Borgehalte der Lysimeterproben ...... 178 Abb. B 38: Kupfer- und Zinkgehalte des Abwassers und der Saugkerzenproben...... 179 Abb. B 39: Kupfer- und Zinkgehalte der Lysimeterproben...... 180 Abb. B 40 : Wöchentliche Betriebsdauer der einzelnen Regnerreihen...... 181

Abbildungen Anhang C Abb. C1: Quartalsweise berechnete Frachten von CSB im Infiltrat und Sickerwasser...... 185

Abb. C2:Quartalsweise berechnete Frachten von BSB5 im Infiltrat und Sickerwasser...... 186 Abb. C3:Quartalsweise berechnete Frachten von Phosphat-P im Infiltrat und Sickerwasser.186

Abb. C 4:Quartalsweise berechnete Frachten von NH4–N im Infiltrat und sickerwasser..... 188

Abb. C 5:Quartalsweise berechnete Frachten von NO3–N im Infiltrat und Sickerwasser. ... 188

Abb. C 6:Quartalsweise berechnete Frachten von Chlorid- im Infiltrat und Sickerwasser. . 189 Abb. C 7:Quartalsweise berechnete Frachten von Sulfat im Infiltrat und Sickerwasser...... 190 Abb. C8:Quartalsweise berechnete Frachten von Bor im Infiltrat und Sickerwasser...... 190 Abb. C9:Quartalsweise berechnete Frachten von Zink im Infiltrat und Sickerwasser...... 191 Abb. C10: Tagesfrachten für CSB...... 192

Abb. C11: Tagesfrachten für BSB5...... 192

Abb. C12: Tagesfrachten für PO4-P...... 193

Abb. C13: Tagesfrachten für NH4-N...... 193

Abb. C14: Tagesfrachten für NO3-N...... 194

Abb. C15: Tagesfrachten für NO2-N...... 194 Abb. C16: Halbjahresmittel der Tagesfrachten für Chlorid und Sulfat ...... 195 Abb. C17: Halbjahresmittel der Tagesfrachten für Bor...... 195 Abb. C18: Halbjahresmittel der Tagesfrachten für Kupfer und Zink...... 196

Abbildungen Anhang D Abb. D 1: Zustand des Verregnungsfeldes im Bereiches des Messschachtes am 22.11.1998.199 Abb. D 2: Zustand des Verregnungsfeldes im Bereiches eines Regners am 22.11.1998...... 199 227

Abb. D 3: Halbschalen aus PVC-Rohr, Nennlänge 100 cm, Gesamtlänge mit Steckmuffe 110 cm...... 200 Abb. D 4: Hilti-Kernbohrmaschine (Typ: 1,5 DCM) mit Kernbohrhülse 122 mm...... 200 Abb. D 5: Einbau der Halbschalen-Lysimeter...... 201 Abb. D 6: Fertig installiertes Halbschalen-Lysimeter verfüllt mit Quarzkies ...... 201 Abb. D 7: Zustand des Verregnungsfeldes am 15.12.1998...... 202 Abb. D 8: Ausheben der Einbaugruben ...... 202 Abb. D 9: Zum Ausheben der Einbaugruben musste das noch vorhandene Eis zunächst entfernt werden...... 203 Abb. D 10: Ausheben der Einbaugrube von der Zufahrtstraße aus in nördliche Richtung.... 203 Abb. D 11: Wassereintritt in die ausgehobenen Gruben...... 204 Abb. D 12: Wasserstand in den Gruben nach 2 Tagen 1 m unter GOK...... 205 Abb. D 13: Einbauschacht für ein frei dränendes Lysimeter...... 206 Abb. D 14: Frei dränendes Lysimeter kurz vor dem Einbau, gut sichtbar Lochblech, Drahtgewebe und Quarzsand...... 206 Abb. D 15: Sickerwasser–Sammelflasche in Kunststoffbehälter...... 207 Abb. D 16: Eingebauter Kunststoffbehälter mit Schläuchen zum Absaugen des Sickerwassers...... 208

Abbildungen Anhang E Abb. E 1: Aufbringen der Brilliantbluelösung mittels Giesskanne...... 214 Abb. E 2: Farbmuster oberhalb der Lysimeter L3 und L4...... 215 Abb. E 3: Farbmuster oberhalb der Lysimeter L3 und L4 (Detail)...... 215 Abb. E 4: Ausgrabung der frei drainenden Lysimeter L3 und L4...... 216 Abb. E 5: Eingefärbte Regenwurmröhre mit einseitig eingefärbtem Regenwurm ...... 216 Abb. E 6: Farbmuster oberhalb der Lysimeter L5 bis L7...... 217

228

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Untersuchte Parameter und Messprogramm...... 17 Tab. 2: Verwendete Analysenmethoden...... 18 Tab. 3: Verwendete Probenbezeichnungen...... 28

Tab. 4 : Abbauraten (%) für CSB, BSB5 und Eliminationsraten (%) für P04-P ...... 67

Tab. 5 : Eliminationsraten (%) für NH4-N und Gesamt-N...... 72 Tab. 6: Bakteriologische Grenz- und Leitwerte verschiedener Richtlinien...... 82 Tab. 7: Wasserbeschaffenheit unter den Verregnungsflächen des Abwasserverbandes Braunschweig (Mittelwerte in mg/l). (Baumann und Bramm, 1978)...... 87 Tab. 8: Einfluss der Verrieselung von weitgehend gereinigtem Abwasser auf die Grundwasserbeschaffenheit auf den Versuchsflächen der Stadt Braunschweig ...... 87 Tab. 9: Reinigungsleistung untersuchter Pflanzenkläranlagen ...... 88 Tab. 10: Konzentrationen der Schwermetalle der Magdeburger Rieselfelder im Vergleich zu den Grenzwerten der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) und den Schwellenwerten des Abwasserabgabengesetzes (AbwAG) ...... 88 Tab. 11: Abwasserkonzentrationen der Schwermetalle und durchschnittliche Schwermetall-Belastung im Vergleich zu den Grenzwerten der Klärschlammverordnung (AbfKlärV)...... 88 Tab. 12: Konzentrationen der Schwermetalle der Verregnungsfläche Hiltpoltstein im Vergleich zu den Grenzwerten der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) und den Schwellenwerten des Abwasserabgabengestzes (AbwAG)...... 89

Tab. 13: Konzentrationen im Ablauf von Kläranlagen und Vergleich mit den Anforderungen verschiedener Richtlinien...... 97 Tab. A 1: Ergebnisse des Standzeitversuches vom 17.08–24.08.99...... 115 Tab. A 2: Mikrobiologische Untersuchung im Rahmen des Standzeitversuches vom 17.08. und 24.08.1999...... 116 Tab. A 3: Ergebnisse der Paralleluntersuchungen vom 21.09.1999...... 117 Tab. A 4: Wöchentliche Niederschlagsmenge und verregnete Abwassermenge...... 118 229

Tab. A 5: Angefallene Sickerwassermengen in ml (geschätzt)...... 119 Tab. A 6: pH des Abwassers und der Saugkerzen ...... 121 Tab. A 7: Leitfähigkeit (µScm-1)des Abwassers und der Saugkerzen ...... 123 Tab. A 8: Temperatur (°C) des Abwassers und der Saugkerzen...... 125

Tab. A 9: CSB (mg/l) des Abwassers und der Saugkerzen ...... 127

Tab. A 10: BSB5 (mg/l) des Abwassers und der Saugkerzen...... 129

Tab. A 11: Phosphatgehalte (PO4-P (mg/l)) des Abwassers und der Saugkerzen...... 131

Tab. A 12: Ammoniumgehalte (NH4-N (mg/l)) des Abwassers und der Saugkerzen...... 133

Tab. A 13: Nitratgehalte (NO3-N (mg/l)) des Abwassers und der Saugkerzen...... 135

Tab. A 14: Nitritgehalte (NO2-N (mg/l)) des Abwassers und der Saugkerzen...... 137 Tab. A 15: Chloridgehalte (mg/l) des Abwasser, der Saugkerzen und Lysimeter...... 139 Tab. A 16: Sulfatgehalte (mg/l) des Abwasser, der Saugkerzen und Lysimeter...... 139 Tab. A 17: Borgehalte (mg/l) des Abwasser, der Saugkerzen und Lysimeter...... 139 Tab. A 18: Kupfergehalte (mg/l) des Abwasser, der Saugkerzen und Lysimeter...... 140 Tab. A 19: Zinkgehalte (mg/l) des Abwasser, der Saugkerzen und Lysimeter...... 140 Tab. A 20: Koloniezahl (DEV-Agar) in 1 ml bei 20 °C ...... 140 Tab. A 21: Koloniezahl (DEV-Agar) in 1 ml bei 36 °C ...... 141 Tab. A 22: E.coli in 100 ml bei 36 °C, MPN-Index...... 141 Tab. A 23: Coliforme Keime bei 36 °C in 100 ml, MPN-Index ...... 141 Tab. A 24: Fäkalstreptokokken bei 36 °C in 100 ml, MPN-Index...... 142 Tab. C 1 : Hochgerechnete Jahresfrachten (kg ha-1a-1) für die einzelnen Quartale für CSB,

BSB5 und P04-P...... 185

-1 -1 Tab. C2 : Hochgerechnete Jahresfrachten (kg ha a ) für die einzelnen Quartale für NH4-

N, NO3-N und NO2-N...... 187 Tab. C3: Hochgerechnete Jahresfrachten (kg ha-1a-1) für die beiden Halbjahre für Chlorid, Sulfat und Bor...... 189 Tab. C4: Hochgerechnete Jahresfrachten (kg ha-1a-1) für die beiden Halbjahre für Kupfer und Zink...... 191 Tab. F1: Ergebnisse der Beprobungen des Teichwassers ...... 221