Jahresbericht 1990 - Eawag-Empa Library

Atmung [mg O2/g`h]
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Nitrifikation in der Glatt
02-Verbrauch in einer Stunde [mg]
Abb. 4.40
Der Sauerstoffverbrauch
verschiedener Larvenstadien
pro Gramm Körpergewicht
und Stunde
Mit gereinigtem Abwasser gelangen beträchtliche Mengen von StiCkstoff-Verbindungen in die Glatt. Abb.
4.41a zeigt die während einer Schönwetterperiode im Juli 1990 unterhalb der ARA Bülach bei Hochfelden
(km 26,0), oberhalb von Glattfelden (km 30,3) und bei Rheinsfelden (km 35.1) gemessenen Konzentrationen
von Ammonium- und Nitrit-Stickstoff. Diese Daten sind in Zusammenarbeit mit dem Amt für Gewässerschutz
und Wasserbau (AGW) des Kantons Zürich direkt an der Glatt durch kontinuierliche Messungen
(Fliessinjektionsanalyse) erhoben worden. Sie zeigen, dass auf einer Fließstrecke von 9,1 km, auf der bei
Trockenwetter kein nennenswerter StiCkstoffeintrag mehr erfolgt, eine signifikante Verminderung der Ammoniumkonzentration
stattfindet. Diese entspricht einer Reduktion der für die Messperiode berechneten
mittleren Fracht von 0.23 tNH 4-N/d bei Hochfelden auf 0.08 tNH 4-N/d oberhalb von Glattfelden und auf
0.05 tNH4-N/d bei Rheinsfelden. Beim Nitrit sind die zu beobaChtenden Veränderungen weniger eindeutig;
im unteren Teil der Strecke werden meistens tiefere, bis Glattfelden zeitweise aber auch höhere Konzentrationen
gemessen als in Hochfelden. Die mittlere Fracht beträgt bei Hochfelden 0.19 tNO2-N/d,
oberhalb von Glattfelden 0.20 t NO 2-N/d und bei Rheinsfelden 0.13 t NO2-N/d.
Mit einem mathematischen Modell, das die für den Stickstoffhaushalt wesentlichen Zusammenhänge beschreibt,
lassen sich die Messdaten analysieren und erklären. Das Modell zeigt, dass der Stickstoffhaushalt
in der Glatt durch die Nitrifikation dominiert wird, d.h. durch die Oxidation des Ammoniums über
Nitrit zu Nitrat durch am Flussgrund sitzende Mikroorganismen. Daneben spielen das Wachstum dieser
Mikroorganismen, ihre AbsChwemmung durCh die Strömung, sowie die Wassertemperatur und der pH eine
wesentliche Rolle. Werden alle diese Prozesse und Einflüsse im Modell berücksichtigt, können ausgehend
von den in Hochfelden gemessenen Daten mit dem Modell Konzentrationsverläufe von Ammonium und Nitrit
für Rheinsfelden berechnet werden, welChe die gemessenen Verläufe praktisch bis in alle Einzelheiten
genau nachbilden (Abb. 4.41b).
Das Modell kann auch eine Erklärung für die in der Glatt beobachteten Veränderungen der Nitritkonzentration
liefern (Abb. 4.41a). Abb. 4.42 zeigt das Resultat einer Modellrechnung, die für eine konstante Einleitung
von Ammonium und für ein Gerinne durchgeführt worden ist, das in bezug auf Geometrie und Hydraulik
der Glatt entspricht. Wie aus Abb. 4.42 zu ersehen ist, weist die Nitritkonzentration einige Kilometer
unterhalb der Ammoniumeinleitstelle ein Maximum auf. Für die Nitritkonzentration in Fliessgewässern
sind demnach nicht nur die eingeleiteten Ammonium- und Nitritmengen, sondern auch die Distanz
von der Einleitstelle von Bedeutung. Die mit dem Modell berechneten Konzentrationen von im Fluss produziertem
Nitrit liegen für hohe Wassertemperaturen teilweise über denjenigen von Ammonium, für tiefe
Temperaturen jedoch stets darunter; das ist ein Befund, der durch Messungen in der Glatt während verschiedenen
Jahreszeiten bestätigt worden ist.
(O. Wanner, P. Reichert, M. Berg, A. Pfister, AGW des Kt. ZH)