Untersuchungen zum Wasserhaushalt und Stickstoffumsatz von Rekultivierungsschichten aus Klärschlammkomposten:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Leipzig
UFZ
2007
|
| Schriftenreihe: | Dissertation / Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung, UFZ
2007,1 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zsfassung in engl. Sprache |
| Beschreibung: | 240 S. Ill., graph. Darst. 25 cm |
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Datensatz im Suchindex
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|---|---|
| adam_text | Inhalt
Zusammenfassung.............................................................................................................................3
Summary...........................................................................................................................................6
Abkürzungsverzeichnis.......................................................................................................................9
Abbildungsverzeichnis......................................................................................................................10
Tabellenverzeichnis..........................................................................................................................12
1 Einleitung und Problemstellung................................................................................................14
2 Literaturübersicht......................................................................................................................18
3 Material und Methoden.............................................................................................................25
3.1 Gefäfiversuch....................................................................................................................25
3.1.1 Versuchsaufbau..........................................................................................................25
3.1.2 Untersuchungen..........................................................................................................27
3.1.2.1 Bodenphysikalische Parameter..............................................................................27
3.1.2.2 Wasserhaushaltsparameter....................................................................................29
3.1.2.3 Chemische Parameter...........................................................................................30
3.2 Freilandversuch.................................................................................................................31
3.2.1 Versuchsaufbau..........................................................................................................31
3.2.2 Untersuchungen..........................................................................................................32
3.2.2.1 Bodenphysikalische Parameter..............................................................................32
3.2.2.2 Wasserhaushaltsparameter....................................................................................33
3.2.2.3 Chemische Parameter...........................................................................................34
3.2.2.4 Stickstoffmineralisierung........................................................................................35
3.2.2.5 Mikrobiologische Parameter...................................................................................36
3.3 Datenaufbereitung und statistische Auswertung.................................................................37
4 Ergebnisse und Diskussion......................................................................................................38
4.1 Bodenphysikalische Parameter..........................................................................................38
4.1.1 Nutzbare Feldkapazität nach DIN ISO 11274 (Drucktopfmethode)...............................38
4.1.2 Nutzbare Feldkapazität nach Vegetationstest..............................................................39
4.1.3 Diskussion...................................................................................................................40
4.2 Wasserhaushaltsparameter...............................................................................................42
4.2.1 Niederschlag...............................................................................................................42
4.2.2 Versickerung...............................................................................................................42
4.2.3 Bodenwassergehalt.....................................................................................................47
4.2.4 Verdunstung................................................................................................................49
4.2.5 Modellierung der Sickerwassermenge.........................................................................52
4.2.6 Diskussion...................................................................................................................54
4.3 Chemische Parameter.......................................................................................................60
4.3.1 Rekultivierungsmaterial...............................................................................................60
4.3.1.1 Gesamtstickstoff....................................................................................................60
4.3.1.2 Mineralischer Stickstoff..........................................................................................64
4.3.1.3 Organisch gebundener Stickstoff............................................................................73
4.3.2 Sickerwasser...............................................................................................................74
4.3.2.1 Nitratstickstoff........................................................................................................74
4.3.2.2 Ammoniumstickstoff...............................................................................................84
4.3.3 Pflanze........................................................................................................................93
4.3.4 Stickstoffmineralisierung..............................................................................................94
4.3.5 Mikrobiologische Parameter........................................................................................96
4.3.5.1 Mikrobielle Biomasse.............................................................................................96
4.3.5.2 Metabolischer Quotient..........................................................................................98
4.3.6 Diskussion.................................................................................................................100
5 Schlussfolgerungen................................................................................................................115
Literatur.........................................................................................................................................118
Anlagenverzeichnis........................................................................................................................132
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Aufbau des Freilandversuches..........................................................................................................................................32
Abb. 2.: Nutzbare Feldkapazität der Varianten (Vegetationstest mit Sonnenblume und Welschem Weidelgras).......................40
Abb. 3: Sickerwassermengen der 100 cm mächtigen, unbegrünten und begrünten Varianten (Gefällversuch 2).....................43
Abb. 4: Kumulierte Sickerwassermengen der 100 cm mächtigen, unbegrünten und begrünten Varianten (Gefäßversuch 2) ..43
Abb. 5: Kumulierte Sickerwassermengen der 50 cm, 100 cm, 150 cm und 200 cm mächtigen, unbegrünten
Varianten MK1 (Gefäßversuch 2)......................................................................................................................................45
Abb. 6: Kumulierte Sickerwassermenge von unbegrünten und begrünten MK1 bei 50 cm, 100 cm, 150 cm und 200 cm
Mächtigkeit während des Untersuchungszeitraumes vom 19.07.03 bis 28.04.2005 (Freilandversuch).........................46
Abb. 7: Verlauf des Bodenwassergehaltes von 100 cm mächtigen Varianten MK1, MK1 +Ut2 und MK1 +St2
(Gefäßversuch 2)................................................................................................................................................................48
Abb. 8: Verlauf des Bodenwassergehaltes der Varianten MK1, MK1 +Ut2 und MK1 +St2 in der Untersuchungstiefe
0-40 cm und 80-120 cm (Freilandversuch).......................................................................................................................49
Abb. 9: Kumulierte aktuelle Evapotranspiration und Evaporation von 100 cm mächtigen Varianten MK1, MK1+Ut2 und
MK1+St2 (Gefäßversuch 2)...............................................................................................................................................50
Abb. 10: Durchschnittliche tägliche Evapotranspiration und Evaporation der 100 cm mächtigen Varianten MK1, MK1+Ut2
und MK1+St2 für die Zeitspannen April bis Oktober 2004 und November 2003 bis März 2004 (Gefäß versuch 2).......50
Abb. 11: Niederschlagssummen verschiedener Standorte Deutschlands......................................................................................54
Abb. 12: N-Komponenten der eingesetzten Rekultivierungsmaterialien (Gefäßversuch)..............................................................60
Abb. 13: N-Komponenten der eingesetzten Rekultivierungsmaterialien (Freilandversuch)...........................................................61
Abb. 14: Durchschnittliche NrGehalte der gesamten Rekultivierungsschichten im Untersuchungszeitraum (Freilandversuch) .63
Abb. 15: Durchschnittliche NGvN-Gehalte der Rekultivierungsmaterialien in unterschiedlicher Bodentiefe während des
Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch)....................................................................................................................66
Abb. 16: Durchschnittliche NH4-N-Gehalte der Rekultivierungsmaterialien während des Untersuchungszeitraumes
(Freilandversuch)................................................................................................................................................................69
Abb. 17: Durchschnittliche Nm-Gehalte der Rekultivierungsmaterialien in unterschiedlicher Untersuchungstiefe während des
Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch)....................................................................................................................71
Abb. 18: Verhältnis zwischen NO3-N und NH„-N der Rekultivierungsmaterialien während des Untersuchungszeitraumes
(Freilandversuch)................................................................................................................................................................72
Abb. 19: Verlauf der mittleren N ^-Gehalte in den Varianten MK1, MK1 +Ut2 und MK1 +St2 während des
Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch)....................................................................................................................73
Abb. 20: Verlauf der durchschnittlichen NOs-N-Konzentrationen im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten während
des Untersuchungszeitraumes (Gefäßversuch 2).............................................................................................................75
Abb. 21: Durchschnittliche NO3-N-Konzentration im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten während des
gesamten Untersuchungszeitraumes (Gefäßversuch 2)..................................................................................................76
Abb. 22: NO3-N-Fracht im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten des gesamten Untersuchungszeitraumes
(Gefäßversuch 2)................................................................................................................................................................78
Abb. 23: Vertauf der NOrN-Konzentrationen im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten während des
Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch)....................................................................................................................81
Abb. 24: Durchschnittliche NGvN-Konzentration im Sickeiwasser von 100 cm mächtigen MK1, MK1 +Ut2 und
MK1+St2 des gesamten Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch)...........................................................................82
Abb. 25: NQ2M-frächt im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten des gesamten Untenäuchungszeitraumes
(Freilandversuch)................................................................................................................................................................83
Abb. 26: Verlauf der NH,-N-Konzentrationen im Sickerwasser der 100 cm mächtigem, unbegrünten und begrünten
Varianten im Untersuchungszeitraum (Gefäßversuch 2)..................................................................................................85
Abb. 27: Durchschnittliche NH,-N-Konzentration im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten des gesamten
Untersuchungszeitraumes (Gefäßversuch 2)....................................................................................................................87
Abb. 28: NH.-N-Fracht im Sickerwasser aller 100 cm mächtigen Varianten im gesamten Untersuchungszertraum
(GefäSversuch 2)...............................................................................................................................................................88
10
Abb. 29: Veriauf der NH«-N-Konzentrationen im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten während des
Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch)....................................................................................................................90
Abb. 30: Durchschnittliche NH -N-Konzentration im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten im gesamten
Untersuchungszeitraum (Freilandversuch).......................................................................................................................90
Abb. 31: NH4-N-Fracht im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten MK1, MK1+IH2 und MK1+SI2 im gesamten
Untersuchungszeitraumes (Freitandversuch)....................................................................................................................92
Abb. 32: N-Entzug durch oberirdische Biomasse nach Ernte am 12.09.03, 17.06.04 und 03.08.04 (Gefäßversuch 2)...............93
Abb. 33: Veriauf mittlerer Cmà-Gehalte der Rekultivierungsmaterialien in Untersuchungstiefen von 0-40 cm und
40-80 cm während des Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).............................................................................98
Abb. 34: Mittlerer Metabolischer Quotient der Rekultivierungsmaterialien in Untersuchungstiefen 0 - 40 cm und 40 - 80 cm
während des gesamten Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch)............................................................................99
11
Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Varianten des Gefäßversuch 1..........................................................................................................................................26
Tab. 2: Varianten des Gefällversuch 2..........................................................................................................................................27
Tab: 3: Füllmengen und Lagerungsdichten der Rekultivierungsmaterialien für die Bestimmung der nFK (Vegetationstest) ...28
Tab. 4: Durchgeführte Analysenmethoden zur Sickerwasseruntersuchung.................................................................................30
Tab. 5: Durchgeführte Analysenmethoden zur Untersuchung der KSK-Varianten......................................................................31
Tab. 6: Varianten des Freilandversuches......................................................................................................................................32
Tab. 7: Untersuchungstiefen im Freilandversuch..........................................................................................................................35
Tab. 8: Nutzbare Feldkapazität der Varianten bei unterschiedlicher Lagerungsdichte
(Drucktopfmethode, Gefäßversuch 2)...............................................................................................................................39
Tab. 9: Nutzbare Feldkapazität, permanenter Welkepunkt und Feldkapazität verschiedener
Rekultivierungsmaterialien (Literaturangaben)..................................................................................................................41
Tab. 10: Durchschnittliche Sickerwassermenge der 100 cm mächtigen unbegrünten und begrünten Varianten
während des Untersuchungszeitraumes vom 04.06.2003 - 08.06.2005 (Gefäßversuch 2)............................................44
Tab. 11 : Sickerwassermenge unterschiedlich mächtiger, unbegrünter Varianten während der Zeit vom 04.06.2003 bis
30.03.2004 (a) und 04.06.2003 bis 26.04.2005 (b) (Gefäßversuch 2).............................................................................45
Tab. 12: Sickerwassermengen aller Varianten während des Untersuchungszeitraumes vom 19.07.03 bis 22.07.04 (a)
und vom 19.07.2003 bis 28.04.2005 (b) (Freilandversuch)..............................................................................................46
Tab. 13: Durchschnittliche Sickerwassermenge pro Ereignis der 100 cm mächtigen, unbegrijnten und begrünten Varianten
während des gesamten Untersuchungszeitraumes vom 19.07.03 bis 28.04.2005 (Freilandversuch)...........................47
Tab. 14: Evapotranspiration und Evaporation der 100 cm mächtigen Varianten während des gesamten
Untersuchungszeitraumes (Gefäßversuch 2)....................................................................................................................51
Tab. 15: Evapotranspiration und Evaporation von 50 cm, 100 cm, 150 cm und 200 cm mächtigen Varianten
während des gesamten Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch)............................................................................52
Tab. 16: Modellierte Sickerwassermenge unter Annahme des Niederschlages der Jahre 2002, 2003 und des
langjährigen Mittels (1970-2001) bei unterschiedlicher nFK, 100cm Mächtigkeit und Grasvegetation..........................52
Tab. 17: Sickerwassermenge der 100 cm mächtigen, begrünten Varianten (a) und Ergebnisse der Modellierung des
Versuchsjahres 2004 (b) (Freilandversuch).....................................................................................................................53
Tab. 18: N,-Gehalte der Varianten im Juli 2005 (Freilandversuch).................................................................................................62
Tab. 19: NT-, NO3-N- und NH4-N-Vorrat der Varianten im Juli 2003 (Freilandversuch)..................................................................62
Tab. 20: Mittlere N,-Gehalte der Varianten im Juli 2003 und März 2005 (Freilandversuch)..........................................................64
Tab. 21: Mittlere NO3-N-Gehalte der Varianten im Juli 2003 (Freilandversuch)............................................................................64
Tab. 22: Mittlere NO3-N-Gehalte der Varianten im März 2005 (Freilandversuch)..........................................................................65
Tab. 23: Differenzen der NO3-N - Gehalte (Juli 2003 und März 2005) der Varianten in unterschiedlichen
Untersuchungstiefen (Freilandversuch).............................................................................................................................65
Tab. 24: Mittlere NH«-N-Gehalte der Rekultivierungsmaterialien im Juli 2003 (Freilandversuch).................................................67
Tab. 25: Differenzen der NH«-N-Gehalte (Juli 2003 und März 2005) der Varianten in unterschiedlichen
Untersuchungstiefen (Freilandversuch).............:...............................................................................................................68
Tab. 26: Mittlere N™,-Gehalte der Varianten im Juli 2003 (Freilandversuch).................................................................................70
Tab. 27: Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Konzentratk nen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen
unbegrünten Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 (a) und 22.06.2004 - 26.04.2005 (b)
(GefäSversuch 2)................................................................................................................................................................76
Tab. 28: Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Konzentrationen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen,
unbegrünten und begrünten Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 und 22.06.2004 - 26.04.2005
{Gefättversuch 2)................................................................................................................................................................77
Tab. 29: Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Fracht im Sckerwasser der 100 cm mächtigen, unbegrünten Varianten
zwischen den Zeiträumen vom 04.06.2003 - 08.06.2004 (a) und 22.06.2004 - 26.04.2005 (b) (Gefäßversuch 2)......79
Tab. 30: Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Frachten pro Sickerwasserereignis zwischen den 100 cm mächtigen
unbegrünten und begrünten Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 und 22.06.2004 - 26.04.2005
(Gefäßversuch 2)................................................................................................................................................................*
12
Tab. 31 : Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Konzentratonen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten
Varianten im Zeitraum vom 19.07.2003 - 22.07.2004 (a) und 29.07.2004 - 28.04.2005 (b) (Freilandversuch)...........81
Tab. 32: Vergleich durchschnittlicher N03-N-Frachten im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten
Varianten im Zeitraum von 19.07.2003 - 22.07.2004 (a) und 29.07.2004 - 28.04.2005 (b) (Freilandversuch)............82
Tab. 33: Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Frachten im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen, unbegrünten und
begrünten Varianten während des gesamten Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).........................................83
Tab. 34: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Konzentrationen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten
Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 (a) und 22.07.2004 - 26.04.2005 (b) (Gefäßversuch 2)...........86
Tab. 35: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Konzentrationen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten
und begrünten Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 (a) und 22.06.2004 - 26.04.2005 (b)
(Gefäßversuch 2)................................................................................................................................................................86
Tab. 36: Vergleich durchschnittlicher NH*-N-Fracht im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen, unbegrünten Varianten
im Zeitraum vom 04.06.2003-08.06.2004 (a)und 22.07.2004-26.04.2005 (b) (Gefäßversuch 2)............................88
Tab. 37: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Fracht im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen, unbegrünten und
begrünten Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 und 22.06.2004 - 26.04.2005 (Gefäßversuch 2).....89
Tab. 38: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Konzentrationen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegriinten
Varianten im Zeitraum vom 19.07.2003 - 22.07.2004 (a) und 29.07.2004 - 28.04.2005 (b) (Freilandversuch)...........91
Tab. 39: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Konzentration im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten
und begrünten Varianten im gesamten Untersuchungszeitraum (Freilandversuch)........................................................91
Tab. 40: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Frachten im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen, unbegrünten
Varianten im Zeitraum vom 19.07.2003 - 22.07.2004 (a) und 29.07.2004 - 28.04.2005 (b) (Freilandversuch)...........92
Tab. 41 : Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Frachten im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten und
begrünten Varianten im gesamten Untersuchungszeitraum (Freilandversuch)...............................................................93
Tab. 42: Veränderung der N-Komponenten im Zeitraum Juli 2003 bis März 2005 (Freilandversuch)..........................................95
Tab. 43: Mittlere CWGehalte [ug Cmik/g TM] der Varianten im September 2003 und November 2004 (Freilandversuch)........97
Tab. 44: Mittlerer Metabolischer Quotient der Varianten im September 2003 und November 2004 (Freilandversuch).............100
Tab. 45: Nt-Vorrat verschiedener Waldstandorte nach Muttergesteinsgruppe (Emberger 1965)...............................................102
Tab. 46: NO3-N—Konzentration im Sickerwasser unterschiedlich genutzter Böden.....................................................................110
Tab. 47: Kriterien des Wasserhaushalts und Stickstoffgehalts für Rekultivierungsschichten zur Minimierung der
Sickerwasserbildung........................................................................................................................................................116
13
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| adam_txt |
Inhalt
Zusammenfassung.3
Summary.6
Abkürzungsverzeichnis.9
Abbildungsverzeichnis.10
Tabellenverzeichnis.12
1 Einleitung und Problemstellung.14
2 Literaturübersicht.18
3 Material und Methoden.25
3.1 Gefäfiversuch.25
3.1.1 Versuchsaufbau.25
3.1.2 Untersuchungen.27
3.1.2.1 Bodenphysikalische Parameter.27
3.1.2.2 Wasserhaushaltsparameter.29
3.1.2.3 Chemische Parameter.30
3.2 Freilandversuch.31
3.2.1 Versuchsaufbau.31
3.2.2 Untersuchungen.32
3.2.2.1 Bodenphysikalische Parameter.32
3.2.2.2 Wasserhaushaltsparameter.33
3.2.2.3 Chemische Parameter.34
3.2.2.4 Stickstoffmineralisierung.35
3.2.2.5 Mikrobiologische Parameter.36
3.3 Datenaufbereitung und statistische Auswertung.37
4 Ergebnisse und Diskussion.38
4.1 Bodenphysikalische Parameter.38
4.1.1 Nutzbare Feldkapazität nach DIN ISO 11274 (Drucktopfmethode).38
4.1.2 Nutzbare Feldkapazität nach Vegetationstest.39
4.1.3 Diskussion.40
4.2 Wasserhaushaltsparameter.42
4.2.1 Niederschlag.42
4.2.2 Versickerung.42
4.2.3 Bodenwassergehalt.47
4.2.4 Verdunstung.49
4.2.5 Modellierung der Sickerwassermenge.52
4.2.6 Diskussion.54
4.3 Chemische Parameter.60
4.3.1 Rekultivierungsmaterial.60
4.3.1.1 Gesamtstickstoff.60
4.3.1.2 Mineralischer Stickstoff.64
4.3.1.3 Organisch gebundener Stickstoff.73
4.3.2 Sickerwasser.74
4.3.2.1 Nitratstickstoff.74
4.3.2.2 Ammoniumstickstoff.84
4.3.3 Pflanze.93
4.3.4 Stickstoffmineralisierung.94
4.3.5 Mikrobiologische Parameter.96
4.3.5.1 Mikrobielle Biomasse.96
4.3.5.2 Metabolischer Quotient.98
4.3.6 Diskussion.100
5 Schlussfolgerungen.115
Literatur.118
Anlagenverzeichnis.132
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Aufbau des Freilandversuches.32
Abb. 2.: Nutzbare Feldkapazität der Varianten (Vegetationstest mit Sonnenblume und Welschem Weidelgras).40
Abb. 3: Sickerwassermengen der 100 cm mächtigen, unbegrünten und begrünten Varianten (Gefällversuch 2).43
Abb. 4: Kumulierte Sickerwassermengen der 100 cm mächtigen, unbegrünten und begrünten Varianten (Gefäßversuch 2) .43
Abb. 5: Kumulierte Sickerwassermengen der 50 cm, 100 cm, 150 cm und 200 cm mächtigen, unbegrünten
Varianten MK1 (Gefäßversuch 2).45
Abb. 6: Kumulierte Sickerwassermenge von unbegrünten und begrünten MK1 bei 50 cm, 100 cm, 150 cm und 200 cm
Mächtigkeit während des Untersuchungszeitraumes vom 19.07.03 bis 28.04.2005 (Freilandversuch).46
Abb. 7: Verlauf des Bodenwassergehaltes von 100 cm mächtigen Varianten MK1, MK1 +Ut2 und MK1 +St2
(Gefäßversuch 2).48
Abb. 8: Verlauf des Bodenwassergehaltes der Varianten MK1, MK1 +Ut2 und MK1 +St2 in der Untersuchungstiefe
0-40 cm und 80-120 cm (Freilandversuch).49
Abb. 9: Kumulierte aktuelle Evapotranspiration und Evaporation von 100 cm mächtigen Varianten MK1, MK1+Ut2 und
MK1+St2 (Gefäßversuch 2).50
Abb. 10: Durchschnittliche tägliche Evapotranspiration und Evaporation der 100 cm mächtigen Varianten MK1, MK1+Ut2
und MK1+St2 für die Zeitspannen April bis Oktober 2004 und November 2003 bis März 2004 (Gefäß versuch 2).50
Abb. 11: Niederschlagssummen verschiedener Standorte Deutschlands.54
Abb. 12: N-Komponenten der eingesetzten Rekultivierungsmaterialien (Gefäßversuch).60
Abb. 13: N-Komponenten der eingesetzten Rekultivierungsmaterialien (Freilandversuch).61
Abb. 14: Durchschnittliche NrGehalte der gesamten Rekultivierungsschichten im Untersuchungszeitraum (Freilandversuch) .63
Abb. 15: Durchschnittliche NGvN-Gehalte der Rekultivierungsmaterialien in unterschiedlicher Bodentiefe während des
Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).66
Abb. 16: Durchschnittliche NH4-N-Gehalte der Rekultivierungsmaterialien während des Untersuchungszeitraumes
(Freilandversuch).69
Abb. 17: Durchschnittliche Nm-Gehalte der Rekultivierungsmaterialien in unterschiedlicher Untersuchungstiefe während des
Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).71
Abb. 18: Verhältnis zwischen NO3-N und NH„-N der Rekultivierungsmaterialien während des Untersuchungszeitraumes
(Freilandversuch).72
Abb. 19: Verlauf der mittleren N ^-Gehalte in den Varianten MK1, MK1 +Ut2 und MK1 +St2 während des
Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).73
Abb. 20: Verlauf der durchschnittlichen NOs-N-Konzentrationen im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten während
des Untersuchungszeitraumes (Gefäßversuch 2).75
Abb. 21: Durchschnittliche NO3-N-Konzentration im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten während des
gesamten Untersuchungszeitraumes (Gefäßversuch 2).76
Abb. 22: NO3-N-Fracht im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten des gesamten Untersuchungszeitraumes
(Gefäßversuch 2).78
Abb. 23: Vertauf der NOrN-Konzentrationen im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten während des
Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).81
Abb. 24: Durchschnittliche NGvN-Konzentration im Sickeiwasser von 100 cm mächtigen MK1, MK1 +Ut2 und
MK1+St2 des gesamten Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).82
Abb. 25: NQ2M-frächt im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten des gesamten Untenäuchungszeitraumes
(Freilandversuch).83
Abb. 26: Verlauf der NH,-N-Konzentrationen im Sickerwasser der 100 cm mächtigem, unbegrünten und begrünten
Varianten im Untersuchungszeitraum (Gefäßversuch 2).85
Abb. 27: Durchschnittliche NH,-N-Konzentration im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten des gesamten
Untersuchungszeitraumes (Gefäßversuch 2).87
Abb. 28: NH.-N-Fracht im Sickerwasser aller 100 cm mächtigen Varianten im gesamten Untersuchungszertraum
(GefäSversuch 2).88
10
Abb. 29: Veriauf der NH«-N-Konzentrationen im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten während des
Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).90
Abb. 30: Durchschnittliche NH -N-Konzentration im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten im gesamten
Untersuchungszeitraum (Freilandversuch).90
Abb. 31: NH4-N-Fracht im Sickerwasser der 100 cm mächtigen Varianten MK1, MK1+IH2 und MK1+SI2 im gesamten
Untersuchungszeitraumes (Freitandversuch).92
Abb. 32: N-Entzug durch oberirdische Biomasse nach Ernte am 12.09.03, 17.06.04 und 03.08.04 (Gefäßversuch 2).93
Abb. 33: Veriauf mittlerer Cmà-Gehalte der Rekultivierungsmaterialien in Untersuchungstiefen von 0-40 cm und
40-80 cm während des Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).98
Abb. 34: Mittlerer Metabolischer Quotient der Rekultivierungsmaterialien in Untersuchungstiefen 0 - 40 cm und 40 - 80 cm
während des gesamten Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).99
11
Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Varianten des Gefäßversuch 1.26
Tab. 2: Varianten des Gefällversuch 2.27
Tab: 3: Füllmengen und Lagerungsdichten der Rekultivierungsmaterialien für die Bestimmung der nFK (Vegetationstest) .28
Tab. 4: Durchgeführte Analysenmethoden zur Sickerwasseruntersuchung.30
Tab. 5: Durchgeführte Analysenmethoden zur Untersuchung der KSK-Varianten.31
Tab. 6: Varianten des Freilandversuches.32
Tab. 7: Untersuchungstiefen im Freilandversuch.35
Tab. 8: Nutzbare Feldkapazität der Varianten bei unterschiedlicher Lagerungsdichte
(Drucktopfmethode, Gefäßversuch 2).39
Tab. 9: Nutzbare Feldkapazität, permanenter Welkepunkt und Feldkapazität verschiedener
Rekultivierungsmaterialien (Literaturangaben).41
Tab. 10: Durchschnittliche Sickerwassermenge der 100 cm mächtigen unbegrünten und begrünten Varianten
während des Untersuchungszeitraumes vom 04.06.2003 - 08.06.2005 (Gefäßversuch 2).44
Tab. 11 : Sickerwassermenge unterschiedlich mächtiger, unbegrünter Varianten während der Zeit vom 04.06.2003 bis
30.03.2004 (a) und 04.06.2003 bis 26.04.2005 (b) (Gefäßversuch 2).45
Tab. 12: Sickerwassermengen aller Varianten während des Untersuchungszeitraumes vom 19.07.03 bis 22.07.04 (a)
und vom 19.07.2003 bis 28.04.2005 (b) (Freilandversuch).46
Tab. 13: Durchschnittliche Sickerwassermenge pro Ereignis der 100 cm mächtigen, unbegrijnten und begrünten Varianten
während des gesamten Untersuchungszeitraumes vom 19.07.03 bis 28.04.2005 (Freilandversuch).47
Tab. 14: Evapotranspiration und Evaporation der 100 cm mächtigen Varianten während des gesamten
Untersuchungszeitraumes (Gefäßversuch 2).51
Tab. 15: Evapotranspiration und Evaporation von 50 cm, 100 cm, 150 cm und 200 cm mächtigen Varianten
während des gesamten Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).52
Tab. 16: Modellierte Sickerwassermenge unter Annahme des Niederschlages der Jahre 2002, 2003 und des
langjährigen Mittels (1970-2001) bei unterschiedlicher nFK, 100cm Mächtigkeit und Grasvegetation.52
Tab. 17: Sickerwassermenge der 100 cm mächtigen, begrünten Varianten (a) und Ergebnisse der Modellierung des
Versuchsjahres 2004 (b) (Freilandversuch).53
Tab. 18: N,-Gehalte der Varianten im Juli 2005 (Freilandversuch).62
Tab. 19: NT-, NO3-N- und NH4-N-Vorrat der Varianten im Juli 2003 (Freilandversuch).62
Tab. 20: Mittlere N,-Gehalte der Varianten im Juli 2003 und März 2005 (Freilandversuch).64
Tab. 21: Mittlere NO3-N-Gehalte der Varianten im Juli 2003 (Freilandversuch).64
Tab. 22: Mittlere NO3-N-Gehalte der Varianten im März 2005 (Freilandversuch).65
Tab. 23: Differenzen der NO3-N - Gehalte (Juli 2003 und März 2005) der Varianten in unterschiedlichen
Untersuchungstiefen (Freilandversuch).65
Tab. 24: Mittlere NH«-N-Gehalte der Rekultivierungsmaterialien im Juli 2003 (Freilandversuch).67
Tab. 25: Differenzen der NH«-N-Gehalte (Juli 2003 und März 2005) der Varianten in unterschiedlichen
Untersuchungstiefen (Freilandversuch).:.68
Tab. 26: Mittlere N™,-Gehalte der Varianten im Juli 2003 (Freilandversuch).70
Tab. 27: Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Konzentratk nen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen
unbegrünten Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 (a) und 22.06.2004 - 26.04.2005 (b)
(GefäSversuch 2).76
Tab. 28: Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Konzentrationen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen,
unbegrünten und begrünten Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 und 22.06.2004 - 26.04.2005
{Gefättversuch 2).77
Tab. 29: Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Fracht im Sckerwasser der 100 cm mächtigen, unbegrünten Varianten
zwischen den Zeiträumen vom 04.06.2003 - 08.06.2004 (a) und 22.06.2004 - 26.04.2005 (b) (Gefäßversuch 2).79
Tab. 30: Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Frachten pro Sickerwasserereignis zwischen den 100 cm mächtigen
unbegrünten und begrünten Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 und 22.06.2004 - 26.04.2005
(Gefäßversuch 2).*
12
Tab. 31 : Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Konzentratonen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten
Varianten im Zeitraum vom 19.07.2003 - 22.07.2004 (a) und 29.07.2004 - 28.04.2005 (b) (Freilandversuch).81
Tab. 32: Vergleich durchschnittlicher N03-N-Frachten im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten
Varianten im Zeitraum von 19.07.2003 - 22.07.2004 (a) und 29.07.2004 - 28.04.2005 (b) (Freilandversuch).82
Tab. 33: Vergleich durchschnittlicher NO3-N-Frachten im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen, unbegrünten und
begrünten Varianten während des gesamten Untersuchungszeitraumes (Freilandversuch).83
Tab. 34: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Konzentrationen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten
Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 (a) und 22.07.2004 - 26.04.2005 (b) (Gefäßversuch 2).86
Tab. 35: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Konzentrationen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten
und begrünten Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 (a) und 22.06.2004 - 26.04.2005 (b)
(Gefäßversuch 2).86
Tab. 36: Vergleich durchschnittlicher NH*-N-Fracht im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen, unbegrünten Varianten
im Zeitraum vom 04.06.2003-08.06.2004 (a)und 22.07.2004-26.04.2005 (b) (Gefäßversuch 2).88
Tab. 37: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Fracht im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen, unbegrünten und
begrünten Varianten im Zeitraum vom 04.06.2003 - 08.06.2004 und 22.06.2004 - 26.04.2005 (Gefäßversuch 2).89
Tab. 38: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Konzentrationen im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegriinten
Varianten im Zeitraum vom 19.07.2003 - 22.07.2004 (a) und 29.07.2004 - 28.04.2005 (b) (Freilandversuch).91
Tab. 39: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Konzentration im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten
und begrünten Varianten im gesamten Untersuchungszeitraum (Freilandversuch).91
Tab. 40: Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Frachten im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen, unbegrünten
Varianten im Zeitraum vom 19.07.2003 - 22.07.2004 (a) und 29.07.2004 - 28.04.2005 (b) (Freilandversuch).92
Tab. 41 : Vergleich durchschnittlicher NH4-N-Frachten im Sickerwasser zwischen den 100 cm mächtigen unbegrünten und
begrünten Varianten im gesamten Untersuchungszeitraum (Freilandversuch).93
Tab. 42: Veränderung der N-Komponenten im Zeitraum Juli 2003 bis März 2005 (Freilandversuch).95
Tab. 43: Mittlere CWGehalte [ug Cmik/g TM] der Varianten im September 2003 und November 2004 (Freilandversuch).97
Tab. 44: Mittlerer Metabolischer Quotient der Varianten im September 2003 und November 2004 (Freilandversuch).100
Tab. 45: Nt-Vorrat verschiedener Waldstandorte nach Muttergesteinsgruppe (Emberger 1965).102
Tab. 46: NO3-N—Konzentration im Sickerwasser unterschiedlich genutzter Böden.110
Tab. 47: Kriterien des Wasserhaushalts und Stickstoffgehalts für Rekultivierungsschichten zur Minimierung der
Sickerwasserbildung.116
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