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Lexikon der Biologie: Wurzelraumverfahren

Wurzelraumverfahren, ein Verfahren zur Klärung von Abwasser im Wurzelbereich (Rhizosphäre) von Pflanzen, die auf voll wassergesättigten Böden wachsen. Dabei wird die natürliche Selbstreinigung durch das Pflanzenwachstum erweitert und verbessert (Pflanzenkläranlage). Das Abwasser wird durch mit Sumpfpflanzen (z.B. Schilfrohr, Binse, Schwertlilie) bewachsenen Boden geleitet. Der Boden- und Abwasserkörper kann horizontal oder vertikal durchströmt werden. Meist muß vor dem Einleiten eine mechanische Vorklärung erfolgen. Auch durch das Bodensubstrat wird das Abwasser teilweise mechanisch gereinigt. Gleichzeitig erfolgt die biologische Reinigung des Abwassers durch Mikroorganismen im Wasser und im Wurzelbereich des Bodens. Der für die Abwasserreinigung (Abwasserbehandlung) wichtige Wurzelraum erreicht Tiefen von 30–120 cm unter der Bodenoberfläche. Durch den Transport von Sauerstoff im Pflanzengewebe zu den Wurzeln entstehen auch um die Wurzeln aerobe Bedingungen, so daß sauerstoffbedürftige Boden-Mikroorganismen (Bodenorganismen) organische Stoffe veratmen und mineralisieren (Mineralisation). Dadurch häuft sich kein Klärschlamm an. Außerdem können eine Nitrifikation ablaufen und reduzierte Schwefelverbindungen zu Sulfat oxidiert werden. In wassergesättigten anaeroben Zonen wird durch eine Nitratatmung denitrifizierender Bakterien der überschüssige Stickstoff weitgehend als N2 freigesetzt. Außerdem werden bakterielle Krankheitserreger fast vollständig beseitigt und Phosphate sowie Schwermetalle in Boden und Pflanzen (Rhizofiltration) festgelegt, so daß das in den Vorfluter ablaufende, geklärte Abwasser auch weitgehend von anorganischen Nährstoffen befreit ist. Eine verstärkte Festlegung von Schwermetallen kann durch den Einsatz von Pflanzen erreicht werden, die Schwermetalle in hoher Konzentration aufnehmen können (Metalltoleranz bei Pflanzen, Phytoremediation). Neben der Verwendung von Pflanzenarten, die von Natur aus große Mengen an Metallen aufnehmen können (Hyperakkumulatoren), wird auch versucht, die Effektivität der Schwermetallaufnahme mit Hilfe von transgenen Pflanzen zu steigern. – Pflanzenkläranlagen eignen sich vorzugsweise für die Reinigung von wenig belasteten, häuslichen Abwässern. Bei geeigneter Anpassung läßt sich aber auch stärker verschmutztes Abwasser aus Industrie und Gewerbe sowie Sickerwasser aus Hausmüll-Deponien klären. Nachteilig wirkt sich bei der Wurzelraumentsorgung der höhere Flächenbedarf aus. Auch muß für die Anlage des Feuchtbiotops geeignetes Gelände vorhanden sein. In Pflanzenkläranlagen tropischer Gebiete kann eine Reinigung des Abwassers auch mit schnell wachsenden Wasserhyazinthen erreicht werden. Die Pflanzen, die neben den Mikroorganismen, auch an dem Abbau von Schadstoffen beteiligt sind und Schwermetalle sowie anorganische Nährstoffe aufnehmen, können geerntet und zusätzlich als Biomasse für Biogasanlagen (Biogas) genutzt werden. Bioremediation, Rieselfelder.

G.S.

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