Funktionskontrolle von bepflanzten und unbepflanzten Bodenfiltern ...

Funktionskontrolle von bepflanzten und unbepflanzten Bodenfiltern an
Hauptverkehrsstrassen
Zusammenfassende Sekundärauswertung von Daten der Diplomarbeit von Dipl.-Ing. Franz-Josef Strauß
(Hafen City Universität Hamburg, Dep. Bauingenieurwesen, Dezember 2008) mit aktualisierten
Ergänzungen (Stand: Juni 2009)
Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Dickhaut (HafenCity Universität Hamburg)
Dr. Jens-Uwe Holthuis (Hochschule Bremen)

Vergleichende Untersuchungen am bepflanzten Bodenfilter Halenreie und
dem unbepflanzten Bodenfilter Moorfleet
(Sekundärauswertung)
Untersuchungszeitraum: September - Dezember 2008
Probenahmetermine:
• Bodenfilter Halenreie: 02.09.2008, 20.10.2008, 17.11.2008, 03.12.2008 (Daten nur
vom umgebauten Seg. I dargestellt)
• Bodenfilter Moorfleet: 26.10.2008, 10.11.2008, 11.11.2008, 18.11.2008, 20.11.2008
1. Allgemeine Angaben zu den Anlagen
Halenreie Moorfleet
Ingenieurplanung AWA – Arbeitsgemeinschaft Wasser Pöyry Infra GmbH /
und Abwasser (Uelzen) BPI Consult (Hamburg)
Josef Möbius Bau-AG
Bauausführung Erdbau Jela Bau (Bremen)
(Hamburg)
Inbetriebnahme 1996
hoch versiegelt; Abflüsse von
März 2008
Charakteristik Zulauf
Hauptverkehrstrasse hoch versiegelt; Abflüsse
(DTV: 15.000 Kfz), Parkplätze und Marktplatz von BAB 1 (DTV: 106.000 Kfz)
derzeitiges Einzugsgebiet 4,12 ha 0,93 ha
reduzierte Fläche Ared 2,47 ha 0,84 ha
Abflussbeiwert 0,6 0,9
Bemessungszulauf 435 l x sec -1
Bemessungsregen r15 (n = 0,1) 176 l x sec -1 x ha -1 154 l x sec -1 x ha -1
RKB 8 m 2
Speichervolumen RHB ca. 650 m 3 ca. 273 m 3 (DIN 4281)
Zulauf BoFi (Pumpenleistung) 30 m 3 x h -1 Seg I und II: 440 m
-
Bodenfilter
2 ; vertikal,
Pumpenbeschickung horizontal,
Seg III und IV: 280 m 2 : horizontal, Freigefälle Freigefälle
Filtermaterial Sand 0/2 und 0/8 mm Sand 0/2 mm
kf BoFi 6,9 x 10 -5 m x sec -1 3,2 x 10 -4 m x sec -1
Filterhöhe 0,9 m 0,6 m
Bepflanzung Phragmites communis -
Klimatische Bedingungen (2008)
Die Niederschlagssumme an der Wetterstation HH-Fuhlsbüttel betrug im Jahr 2008 784 mm
und lag damit etwa 5% über dem 30jährigen Mittelwert (Bemessungsregen HH00: 750 mm)
[BEHÖRDE FÜR BAU UND VERKEHR, 2003] (Tab. 1). Der mittlere Monatsniederschlag 2008 beträgt
65,4 mm mit Minimalwerten im Mai (12 mm) und Dezember (16,5 mm) sowie einem Maximum
im Juli (134 mm).
Tabelle 1: Bemessungsregen Hamburg (Zeitreihe HH00) [BEHÖRDE FÜR BAU UND VERKEHR,
2003]
Zeitraum mm
∅ 30 a 1968 - 1997 750
∅ 20 a 1978 - 1997 754
∅ 10 a 1988 - 1997 756
Minimum 1996 507
Maximum 1980 985
1

Abb. 1: Bepflanzter Bodenfilter
„Halenreie“ (umgebautes Seg-
ment I), Aug. 2008
Verkehrsbelastungen
Nach aktuellen Daten (2005) liegt an der Halenreie die DTV bei 15.000 Kfz [BEHÖRDE FÜR
STADTENTWICKLUNG UND UMWELT – VERKEHRSDATEN; 2008], so daß dieser Straßenabschnitt nach
dem DWA-Merkblatt M-153 [DWA, 2000] als Fläche mit mittlerer Verschmutzung eingestuft
wird. Die Verkehrsbelastung an der Autobahn 1 / Anschlussstelle Moorfleet ergibt eine DTV
von 106.000 Kfz. Als Besonderheit der Halenreie ist die zusätzliche organische
Zuflussbelastung durch den benachbarten Volksdorfer Marktplatz anzusehen, die für
Strassenabflüsse untypische Inhaltsstoffe verursachen (z.B. Tenside).
Die DTV-Einteilung in Belastungsklassen erfolgt nur bis 15000 Kfz. Stärkerer Verkehr erhöht die
Belastung des Straßenabflusses nicht mehr signifikant [BLU, 2007]. Generell weisen
Literaturdaten über Abflusskonzentrationen von Straßenabflüssen eine erhebliche Streubreite
auf. Dies ist unter anderem durch den jeweiligen Zeitpunkt (Jahreszeit) und Dauer (Mischprobe
oder „first flush“) der Probenahme begründet. Das Beispiel der Schwermetallbelastung der
Halenreie zeigt jedoch, das die aktuelle Belastung im Bereich repräsentativer Schwankungen
liegen, wie Studien mit Autobahnabflüssen [DIERKES UND GEIGER1999], der intensiv
untersuchten Derchinger Strasse in Augsburg [BLU, 2007] und Daten vom Messeschnellweg /
Seelhofer Kreuz in Hannover [KASTING UND GROTEHUSMANN, 2007] zeigen (Tab. 2).
Tabelle 2: Schwermetallkonzentrationen bei unterschiedlichen Verkehrsstärken
Augsburg Hannover Hamburg
A31 A42 B224 Derchinger Str. B6 / B65 Halenreie
Zeitraum III/1997 IV/1997 III/1997 X/1996 - IX/2005 1999 - 2005 2007 / 2008
DTV 78000 79900 52000 7000 45000 15000
Cd (µg x l -1 ) 0,5 - 1 1,7 - 3,3 0,7 - 7,6 0,03 - 0,81 - < 0,05 - 0,095
Cu (µg x l -1 ) 40 - 150 60 - 70 60 - 160 8 - 116 32 - 62 52 - 87
Pb (µg x l -1 ) 4 - 60 10 - 40 n.n. - 4 1 - 36 10 - 19 4,7 - 5,3
Zn (µg x l -1 ) - - 200 - 800 136 - 836 120 - 155 180 - 210
Die Untersuchungen beider Anlagen fanden in der frühen Etablierungs- und
Einarbeitungsphase der Filter statt. Im Folgenden werden die Ergebnisse der vergleichenden
Betrachtungen in Grafiken verdeutlicht. Auf die Darstellung einzelner Messergebnisse wurde
aus Gründen der Übersicht verzichtet.
2
Abb. 2: unbepflanzter Retentionsbodenfilter
Moorfleet (Feb. 2009)

1. Filtersand
In Bodenfiltern werden als physikalisches Filtermaterial überwiegend gewaschene Mittelsande
(Körnung 0 - 2 mm) aus standortnahen fluviatilen Sedimenten bevorzugt [REMMLER UND
SCHÖTTLER, 1998]. Ihre überwiegend abgerundete Kornform bewirkt eine hohe hydraulische
Durchlässigkeit und strömungsmechanische Stabilität des Filterkörpers und unterstützt die
Besiedlung durch Bodenlebewesen und die Durchwurzelung. Hierbei weisen sich Substrate der
Körnung 0 - 2 mm allgemein höhere Wirkungsgrade auf als die der Körnung 0 - 4 mm gleicher
Herkunft [UHL UND JÜBNER, 2004].
Zwar ist die Kationenaustauschkapazität von Sanden relativ gering (< 5 meq x 100g -1 ) und
Sandböden verfügen im Wesentlichen nur über die biotische Sorptionskapazität mikrobieller
Biofilme. Im Gegensatz zu Lehmböden können Sande jedoch gezielt melioriert werden, um
bestimmte Eigenschaften zu erreichen [LFU, 2002].
Tabelle 3: Eigensiebung der eingebauten Filtersande und des Sediments im RKB Moorfleet
(prozentuale Korngrößenverteilung nach DIN 18123); Ansprache der Bodenarten nach KA4
Bodenart U fS mS gS
fG
0,063 - 0,125 - 0,25 0,5 - 1,0 - 2,0 - 4,0 -
Prüfsieb (mm) < 0,063 0,125 0,25 - 0,5 1,0 2,0 4,0 8,0
Halenreie (Seg. I) 0,4 1,1 13 40,9 34,5 6,4 2,8 0,9
0,063 - 0,1 - 0,25 0,5 - 1,0 -
Prüfsieb (mm) < 0,063 0,1 0,25 - 0,5 1,0 2,0 > 2,0
Moorfleet (Filter) 0,01 0,3 6,5 40,6 34,8 15 2,9
Moorfleet (RKB) 0,76 1,9 8,4 41,2 32,2 10,2 5,3
Abb. 3: Sieblinie des in der Halenreie eingebauten Sandes 0 - 2mm.
Tabelle 4: Physikalisch- chemische Eigenschaften der Filtersande „Halenreie“ und „Moorfleet“
Halenreie Moorfleet
kf (DIN 19682) 2,5 / 6,9 x 10 -5 m x sec -1 3,2 x 10 -4 m x sec -1
Porenvolumen 50,10% 15,76%
CaCO3 4 - 7 Gew.-% 4 - 10 Gew.-%
Corg 0,7 Gew.-% 1,6 Gew.-%
pH H2O 7,3 8,7
1.1 Halenreie
Für den Einbau in Seg. I des Bodenfilters Halenreie wurde ein lokaler, nassgebaggerter
Saugersand 0/2 der Kiesgrube „Unterer Landweg“ (HH-Billbrok) vom Lieferanten RBS
Kiesgewinnung GmbH & Co. KG bezogen. Geologisch ist er ein weichseleiszeitlicher Sand des
Urstromtals.
3

Die Auswahl erfolgte nach den Ergebnissen der Eigensiebung (Korngrößenverteilung nach DIN
18123), aus denen der kf-Wert rechnerisch bestimmt wurde. An den Kalkgehalt wurde keine
Anforderung gestellt.
In der Bodenfilteranlage Halenreie wird der Sand als Basismaterial eingesetzt, der durch
Zuschlagstoffe (Kompost, Silikatkolloid) in seiner Adsorptionsleistung gezielt verbessert wird.
Die Körnung des eingebauten Filtersands entspricht einem gewaschenen Feinsand ohne
Feinanteile. Aus Tab. 3 und Abb. 3 ist ersichtlich, dass das Körnungsband innerhalb der drei
Sandfraktionen [mS, gs, fs’ (stark)] liegt. Granulometrisch überwiegen Mittelsande (40,9%) und
Grobsand (34,5%). Feinsand oder Schluff (0,4 M-% Kornanteil < 0,063 mm) sind durch die
Bergung (Nassbaggerung) bereits effektiv abgetrennt, so dass die Gefahr äußerer Kolmation
gering ist. Das Fehlen des Feinsandanteil und die steile Körnungslinie U (d60/d10 = 2,5) bewirken
eine hydraulische Durchlässigkeit bei homogener Durchströmung.
Das Einbaumaterial zeigt ein Einzelkorngefüge. Dieses ist strukturstabil und zeigt selbst bei
Austrocknung keine Schrumpfrisse, die durch Makroporenfluß das Risiko einer schnellen
Tiefenverlagerung partikulär gebundener Schadstoffe bergen. Das wirkt sich auch positiv auf
die Entfernung von Keimen und Bakterien aus [LFU, 2002].
Die vorhandenen Grobsand- und Feinkiesanteile (4% Bodenskelett) gewährleisten auch bei
höherem Partikeleintrag eine anhaltende Entwässerungseigenschaft und eine ausreichende
Durchlüftung des Bodens.
Eng verbunden mit den Kornfraktionen ist das Porenvolumen. Dieses beträgt 50,1% (Tab. 4)
und befindet sich damit im oberen Bereich der für Sande angegebenen Spannweite (Tab. 5).
Der hohe Porenanteil bedeutet eine hohe Wasserzügigkeit und bewirkt eine gute Durchlüftung
der Filtermatrix.
Tab. 5: Porenvolumen verschiedener Korngrößen [SCHEFFER / SCHACHTSCHABEL, 1992]
Porenvolumen (%) Anteil Grobporen (%)
Sand 0,063 - 2 mm 42 ± 7 30 ± 10
Schluff 45 ± 8 15 ± 10
Ton < 0,002 53 ± 8 8 ± 5
Der wirksame Durchmesser (d10) ist 0,22 mm (Korngröße mit einem Massendurchgang von 10
%), der mittlere Durchmesser (d50) ist 0,46 mm, d.h. der Sand ist gegenüber dem
ursprünglichen Filtersubstrat Seg. I (d10: 0,19 mm) etwas durchlässiger, entspricht aber bei d10
dem Material des Seg II.
Die Kornverteilungskurve des neu eingebauten Filtersands hat einen Ungleichförmigkeitsgrad U
(d60/d10) = 2,5, d.h. eine steile Körnungslinie mit homogener Durchströmung und günstigen
mechanischen Filterfunktionen [BLU, 2008B].
Der gemessene pH-Bereich des eingebauten Sandes (pHH2O: 7,3) (a1) ist günstig für den
Schwermetallrückhalt und mikrobiologische Bodenaktivität.
Der Sand weist einen organischen Kohlenstoff-Gehalt (Corg) von 0,7 Gew.-% auf, wie es
natürlichen Sandsedimenten entspricht. Der geringe Gehalt an organischer Substanz verringert
die mögliche Schadstoffsorption der sandigen Filtermatrix und bedingt zudem eine geringe
Wasserspeicherung (max. WK: 7,3% TS).
Der Carbonatgehalt von 4 – 7 Gew.-% (c 3.3) liegt geringfügig unter dem für Bodenfilter
anzustrebenden CaCO3-Gehalt von 10 – 15 Gew.-% [MUNLV, 2003]. Der Carbonatgehalt
spiegelt sich im schwach alkalischen pH-Wert des Sands wider (s.o.). Dem CaCO3 sind zwei
Funktionen zuzuschreiben: die pH-Stabilisierung und die carbonatische Schwermetallfixierung
[BLU, 2008B]. Der pH-Stabilisierung kommt dabei eine Schlüsselrolle zu, da der Carbonatvorrat
des eingebauten Sands langfristig das Schwermetalldepot immobilisiert. Carbonathaltige Sande
mit pH-Werten über 7 erzielen neben dem CSB-Abbau auch eine gute Nitrifikation und puffern
gleichzeitig die bei der Nitrifikation gebildeten biogenen Säuren ab.
4

1.2 Moorfleet
Von der Baufirma Josef Möbius (Hamburg) wurde im unbepflanzten Bodenfilter Moorfleet eine
60 cm starke Filterschicht aus gesiebtem Sand 0 - 2 mm eingebaut. Gesiebtes Material hat
ungünstige Eigenschaften, da es im Gegensatz zu gewaschenem Sand scharfkantig ist. Dies
verursacht zwischen einzelnen Körnern Totvolumina und inhomogene Strömungen und
erschwert die Besiedlung durch Pflanzen und Tieren. Ähnlich der Halenreie zeigen die
Filtergranula ein Einzelkorngefüge, wodurch Strukturstabilität und homogene Infiltration
gewährleistet ist.
Das Ergebnis der Eigensiebung entspricht einem grobsandigen Mittelsand [mSgs] (Tab. 3).
Abweichend von dem Halenreie-Substrat dominiert die Grobsandfraktion (49,8%), gefolgt von
Mittelsand (40,6%). Feinsand hat einen Kornanteil von rund 7%, was etwa die Hälfte des
entsprechenden Anteils des Halenreie-Sandes ist.
Die durch Eigensiebungen ermittelte Körnung (7% fS, 41% mS, 50% gS) weicht deutlich von
der im Leistungsverzeichnis vorgegebenen Sieblinie ab (15% fS, 70% mS, 15% gS). Die
relative Grobkörnigkeit ist Ursache für die hohe Infiltrationsrate dieses Filters (vgl. kf-Werte).
Nachteilig ist dieser zu hohe Grobsandanteil durch eine sehr geringe Feldkapazität [LFU, 2002]
und verschlechterten biologischen Abbau und Nitrifikation.
Das Porenvolumen beträgt 15,8% (Tab. 4), was nicht der hohen Infiltrationsrate und den und
der für diese Korngröße typischen Spannweite (Tab. 5) entspricht. Vermutlich lag ein
Messfehler vor.
Die Bodenreaktion ist nach KA4 als mittel alkalisch einzustufen (pHH2O: 8,7) (a3). Dadurch hat
der Sand eine hohe Pufferkapazität und immobilisiert eingetragene Schwermetalle effektiv. Der
pH-Wert korreliert sehr gut mit dem Carbonatgehalt von 4 – 10 Gew.-% (c 3.4), was dem
anzustrebenden CaCO3-Gehalt von 10 – 15 Gew.-% entspricht [MUNLV, 2003]. Der Sand weist
einen organischen Kohlenstoff-Gehalt (Corg) von 1,6 Gew.-% auf.
Der dem Bodenfilter vorgeschaltete Drosselschacht enthält eine Sedimentschicht, die
unmittelbar die Partikel-Zusammensetzung der Straßenabschwemmungen widerspiegelt. Aus
Tab. 3 ist ersichtlich, dass sich das Kornspektrum im Schacht-Sediment im Vergleich zum
Filtersand deutlich in die Feinsand- und Schlufffraktion verschiebt. Gleichfalls weist das
Schacht-Sediment gegenüber dem Bodenfiltersubstrat einen erhöhten Corg-Gehalt (∅ 2,8%)
und erhöhten pH-Wert (pHH2O: 8,3) auf.
Ein unterirdisches Regenklärbecken (RKB) dient als vorgeschalteter Sedimentationsraum.
Nach KASTING [2004] wird bei Sedimentationsanlagen der Absetzprozess durch die Geometrie
der Becken bestimmt. Nach den „Richtlinien für bautechnische Maßnahmen an Straßen in
Wasserschutzgebieten“ wird für das Längen/Breitenverhältnis ein Wert > 3, für die Breite der
Becken ein Bereich von 2,5 – 6 m und für die Tiefe ein Wert von 2 m empfohlen. Demnach ist
das RKB mit 4 m x 2 m (LxB) konstruktiv unterdimensioniert und weist ein ungünstiges
Seitenverhältnis (L/B = 2) auf, so daß absedimentierte Partikel aus dieser Sedimentfalle bei
hohen Strömungsgeschwindigkeit remobilisiert werden können. Bei der anschließenden
Infiltration bilden die Feinstpartikel einen erkennbaren oberflächlichen Filterkuchen aus, der die
mechanische Filterwirkung nachteilig verändert und der das Kolmationsrisiko erhöht (Abb. 4).
Parallel ist der Eintrag schadstoffbelasteter Schwebstoffe (vgl. Kap. AfS) als
Sekundärkontamination des Bodenfilters anzusehen.
Abb. 4: Bodenfilter Moorfleet - Ausbildung eines
feinkörnigen Filterkuchens
5

Diese Verkrustung wird nicht durch die Aktivität von Pflanzenwurzeln aufgebrochen, so dass
langfristig eine Kolmation des Filters zu erwarten ist. Dieser Prozess ist nur durch regelmäßige
Reinigung des RKB zu vermeiden.
2. Hydraulischer Durchlässigkeitsbeiwert (kf-Wert)
Die Wasserdurchlässigkeit des Sickerraumes ist eine wesentliche quantitative und qualitative
Anforderung für die Leistungsfähigkeit von Bodenfiltern. Sie wird durch den
Durchlässigkeitsbeiwert kf (DIN 18130-1) beschrieben, wobei Werte von 10 -4 bis 10 -6 m x sec -1
durchlässige Substrate charakterisieren. Entsprechend liegt der versickerungstechnisch
relevante kf-Bereich zwischen 1,5 x 10 -4 – 1 x 10 -5 m x sec -1 [MUNLV, 2003] bzw. 1 x 10 -3 – 1 x
10 -6 m x sec -1 [ATV, 2002].
Halenreie
Der aus der Sieblinie errechnete kf-Wert (nach Hazen; DIN 18123) liegt bei 5,61 x 10 -4 m x sec -1
d.h. die Infiltrationskapazität des eingebauten Sandes liegt am oberen Optimum des
empfohlenen kf-Bereichs. Diese sehr hohe primärkornbedingte hydraulische Leitfähigkeit lässt
bei ungedrosseltem Abfluss eine sehr kurze Aufenthaltszeit des Sickerwassers erwarten. Die
rein empirische Ermittlung der Sickerleistungen z.B. nach Beyer oder Hazen führt zu einer
Überschätzung der Versickerungsleistung um eine 10er-Potenz, da sie sich auf
wassergesättigte Verhältnisse bezieht [FEHR ET AL., 2003] und da sich in der Praxis durch die
Einlagerung von partikulären Stoffen und Auflagen von Sedimenten bereits nach kurzer Zeit
deutlich geringere Werte einstellen, die obendrein stark inhomogen sind [MUF, 2002].
Dies bestätigen erste Untersuchungen der hydraulischen Infiltrationskapazität nach der
sechsmonatigen Substratkonsolidierung (maschinelle Verdichtungen und natürliche Sackungen;
Komposteinbau). Der aus der Sieblinie abgeleitete kf-Wert des reinen Sandes (5,61 x 10 -4 m x
sec -1 ) liegt um rund eine Zehnerpotenz über der der zwischenzeitlich verdichteten, strukturierten
und durchwurzelten sowie komposthaltigen Filteroberfläche (Doppel-Ringinfiltration nach DIN
19682: 2,5 bzw. 6,9 x 10 -5 m x sec -1 ). Die in situ beobachteten Versickerungsraten entsprechen
den gut untersuchten Bodenfiltern Geilenkirchen-Flahstrasse (2 x 10 -5 m x sec -1 ) [LIEBESKIND,
M., 2001] sowie Sinsheim-Waldangelloch und Fulda-Fellenweg (3 x 10 -5 m x sec -1 ) [KASTING, zit.
in: LIEBESKIND, M., 2001]. Das Absinken der Durchlässigkeit im Zusammenhang mit einem durch
Überflutung verursachten Lufteinschluss [NAMUTH, M., 2006] scheint bei der „kontrollierten“
Beschickung vernachlässigbar.
Moorfleet
Am unbepflanzten Bodenfilter Moorfleet ergab die Bestimmung des Durchlässigkeitsbeiwertes
mit der Doppel-Ringinfiltration einen Wert von 3,2 x 10 -4 m x sec -1 , was der
Infiltrationsleistungdes Bodenfilters Alsdorf ähnelt (1 x 10 -4 m x sec -1 ) [KASTING, zit. in:
LIEBESKIND, M., 2001] Dieser kf reflektiert die Dominanz der Grob- und Mittelsande im
Einbaumaterial (kf mittelkörniger Sand: 10 -3 bis 10 -4 m x sec -1 ). Dank der sehr hohen
Durchlässigkeit des Filtersandes weist dieser auch bei baubedingten Verdichtungen oder
Kolmation ausreichend Reservekapazitäten für eine langfristige Infiltration auf. Mit der hohen
Sickerleistung verbunden ist auch eine mögliche Verringerung der erforderlichen
Bemessungsgröße.
Nachteilig wirkt sich die sehr schnelle Infiltration jedoch auf die relevanten Reinigungsprozesse
aus, da die Kontaktzeiten entsprechend eingeschränkt wird. Zudem besteht für gröberes
Filtermaterial ein Problem mit der homogenen Verteilung der Beaufschlagung auf der
Filterfläche [ATV, 2009].
3. pH-Wert
Der pH-Wert beeinflusst die Bindungsintensität vieler Wasserinhaltsstoffe, vor allem der
Schwermetalle. Die Phasenverteilung gelöst / adsorbiert hängt im Besonderen vom pH des
Mediums, aber auch von der Redoxspannung oder Komplexbildnern ab. Bei neutraler
Bodenreaktion ist die Löslichkeit der Schwermetalle im Allgemeinen gering. Weiterhin reflektiert
6

er die im Bodenkörper stattfindenden Stoffwechselprozesse. Idealerweise liegt der pH-Wert im
neutralen - schwach basischen Bereich.
pH
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Zulauf
RHB
Halenreie
Zulauf
BoFi
Halenreie
Ablauf
Seg. I
Halenreie
7
Zulauf
RKB
Moorfleet
Probenahme
Zulauf
BoFi
Moorflet
Ablauf
BoFi
Moorfleet
Abb. 5: pH-Werte verschiedener Anlagenteile der Bodenfilter „Halenreie“ (Seg. I) und
„Moorfleet“ (RHB: Rückhaltebecken; RKB: Regenklärbecken)
3.1 Halenreie
In den Messpunkten Zufluss Bodenfilter und Abfluss Filter weisen die pH-Werte jeweils relativ
konstante Werte auf. So schwankt der pH im Zulauf des Bodenfilters im schwach sauren
Bereich (pH 6,3 - 6,7). Dieser schwach saure pH dürfte z.T. in den organischen
Sedimentbestandteilen des RHB beruhen, die während der Zersetzung organische Säuren in
das Wasser freisetzen.
Nach Passage des bepflanzten Substratfilters erhöht sich der pH-Wert allgemein um etwa 0,5
pH-Einheiten in den neutralen Optimalbereich (pH 6,8 - 7,2). Diese Erhöhung reflektiert den
Einfluß des Einbaumaterials auf das Sickerwasser (Sand: pH 7,3; Agrosil: pH 8,1; Kompost: pH
7,6). Eine Schwermetallremoblisierung ist in diesem neutralen Milieu unwahrscheinlich, eine
negative Beeinflussung der aufnehmenden Gewässer ist auszuschließen.
3.2 Moorfleet
Der pH-Wert des Autobahnabflusses zeigt eine geringe Schwankungsbreite um pH 7,8 und ist
somit als schwach alkalisch zu klassifizieren. Auch im Abfluss des RKB liegt der pH-Wert stabil
im alkalischen Bereich (pH 7,5 - 8,1) und damit noch etwa eine pH-Einheit über dem der
entsprechenden Messstelle der Halenreie. Der Kontakt des Abflusses mit dem Baumaterial des
RKB (alkalisch wirkender Beton) beeinflusst die pH-Werte nicht.
Im Gegensatz zur Halenreie senkt die Passage des unbewachsenen Sandfilters den pH-Wert.
Der Abfluss weist einen durchschnittlich einen neutralen pH von 7,4, was für die aufnehmende
Vorflut günstige Bedingungen darstellt.
4. Elektrische Leitfähigkeit
Die elektrische Leitfähigkeit gibt als Summenparameter eine Orientierung über die
Konzentration gelöster, ionischer Wasserinhaltsstoffe. Sie liefert gerade bei kleineren
Gewässern erste Anhaltspunkte über die Einträge von Niederschlagwasser und die dadurch
ausgelösten Veränderungen der Wasserbeschaffenheit. Große Schwankungen sind meist auf
diskontinuierliche Einträge zurückzuführen. Hohe Leitfähigkeitswerte können z.B. auf
Abschwemmungen von befestigten Betriebs- und Hofflächen nach Niederschlägen im
Einzugsgebiet und Spitzenwerte im Winter auf den Einsatz von Streusalz im Winterdienst

zurückgeführt werden. Orientierungswerte für reines Regenwasser sind 50 µS x cm -1 ,
Trinkwasser liegt bei 500 µS x cm -1 und industrielles Abwasser hat 5000 µS x cm -1 .
µS x cm -1
1000
800
600
400
200
0
Zulauf
RHB
Halenreie
* 3500
Zulauf
BoFi
Halenreie
Ablauf
Seg. I
Halenreie
8
Zulauf
RKB
Moorfleet
Probenahme
Zulauf
BoFi
Moorflet
Ablauf
BoFi
Moorfleet
Abb. 6: Elektrische Leitfähigkeiten verschiedener Anlagenteile der Bodenfilter „Halenreie“ (Seg.
I) und „Moorfleet“ (RHB: Rückhaltebecken; RKB: Regenklärbecken)
4.1 Halenreie
In den Messpunkten Zufluss Bodenfilter und Abfluss Filter weist die elektrische Leitfähigkeit
relativ konstante Werte auf. So liegt die Leitfähigkeit im Zulauf des Bodenfilters generell um 100
µS x cm -1 m, wogen sich die Leitfähigkeit nach Passage des Bodenfilters auf etwa 220 µS x cm -1
verdoppelt. Diese Beobachtung steht im Gegensatz zu Beobachtungen von LIEBESKIND [2001],
wo der Salzgehalt durch die Bodenpassage reduziert wurde. Ursächlich dürfte diese Erhöhung
auf einer Anreicherung mit löslichen, leitfähigen Substratbestandteilen bei der Durchsickerung
beruhen. Insgesamt sind die Wasserproben mit Ausnahme der Wintermonate als relativ
salzarm zu bezeichnen.
Während der mehrstündigen Bewässerung sinkt anfangs die Leitfähigkeit der Drainagewässer
allgemein. Dies beruht auf der zunehmenden Verdünnung der vorher im Bodenfilter enthaltenen
Substanzen. Später ändern sich die Leitfähigkeiten nicht mehr so stark. Dieser Effekt trat sehr
markant bei der ersten Beschickung im Ablauf des umgebauten Segmentes I auf, bei der die
anfängliche Leitfähigkeit von 800 µS x cm -1 innerhalb des Pumpenintervalls auf 500 µS x cm -1
fiel. Ursache dürfte die erstmalige und starke Ausschwemmung nicht fest matrixgebundener
Substratkomponenten und Freispülung von Drainageresten sein. Ein zeitgleicher Peak bei den
TOC-Daten lässt vermuten, dass es sich hierbei um lösliche Huminstoffe handelt.
Der Spitzenwert im Straßenablauf von 3500 µS x cm -1 korrespondiert mit dem Einsatz von
wasserlöslichen Streusalz im Winterdienst. Diese hohe Leitfähigkeit im Straßenabfluss wird im
RHB durch Verdünnung herabgesetzt, so das während des Zuflussereignisses kurzfristig ein
extremer Leitfähigkeitsgradient im RHB zu verzeichnen sind (vgl. Abb. 7). Erst mit
fortschreitendem Volumenaustausch des 650m 3 beinhaltenden RHB kommt es mit
entsprechend zeitlicher Verzögerung zu einer deutlichen Leitfähigkeitserhöhung zulaufferner
RHB-Bereiche, so dass der Bodenfilter-Zufluss bei diesem Extremereignis im Moment der
Probenahme noch normale Ablaufwerte aufweist. Das RHB entlastet als stofflicher,
hydraulischer und zeitlicher Puffer somit entscheidend die Funktion des Bodenfilters.

4.2 Moorfleet
Die durch das höhere Verkehrsaufkommen verursachte höhere Schadstoffbelastung des
Moorfleeter Straßenabflusses spiegelt sich auch im Vergleich der elektrischen Leitfähigkeit
wider. So zeigt hier trotz stärkerer Schwankungen der Zufluss zum Bodenfilter eine mittlere
Leitfähigkeit von 216 µS x cm -1 auf, was tendenziell denen der erhöhten Werte des
Filterablaufes an der Halenreie entspricht. Ähnlich wie an der Halenreie, verdoppelt die
Bodenfilterpassage die Leitfähigkeit auf durchschnittlich 420 µS x cm -1 .
Die Leitfähigkeit ändert sich zwischen dem Abfluss BAB (245 µS x cm -1 ) und dem Zufluss
Bodenfilter (216 µS x cm -1 ) nur unwesentlich. Das zwischengeschaltete RKB trägt somit nicht
zu einer stofflichen Entlastung des Straßenabflusses bei, was auf eine ungünstige
Konstruktionsform oder Drosselung hinweist. Dies wird unterstützt durch Beobachtungen bei
der zweiten Beprobung am 10.11.2008, bei dem ein kurzer, intensiver Spülstoß im RKB sogar
einen Anstieg der Leitfähigkeit verursacht hat, vermutlich durch aufgewirbeltes Sediment.
5. Abfiltrierbare Stoffe
Die abfiltrierbaren Stoffe (AfS) sind ein Maß für ungelöste Sink-, Schweb- und Schwimmstoffe in
Wässern, deren Gehalt oft mit der Trübung oder Färbung des Wassers korreliert.
Sie stellen eine Mixtur unterschiedlichster Stoffe dar, die im jeweiligen Einzugsgebiet anfallen.
Zu ihnen zählen u.a. Reifen- und Fahrbahnabrieb, Staubniederschläge (u.a. aus Abgasen),
Bodenminerale, Detritus, Exkremente u.v.m. Schwermetalle, PAK, CKW und andere
gewässerbelastende Stoffe zeigen starke Adsorptionstendenzen zu diesen suspendierten
Stoffen, wodurch sie im Regenabfluss, angereichert am Parameter abfiltrierbare Stoffe,
gefunden werden [HEINZMANN, B., 1994].
Die Reduktion der Schwebstoffbelastung ist ein Indikator für die mechanische Filterleistung der
Bodenfilter gegenüber ungelösten Stoffen bzw. an mitgeführten Feinstpartikeln adsorbierten
Schadstofffraktionen. So kann z.B. der Rückhalt der Korngrößenfraktion < 150 µm als
Leitparameter für die Abscheidung von Schwermetallen dienen.
9
Abb. 7: Temporärer Leitfähigkeitsgradient
im RHB „Halenreie“ durch
streusalzhaltigen Strassenzufluss.

mg x l -1
800
700
600
500
400
300
200
100
0
Zulauf
RHB
Halenreie
Zulauf
BoFi
Halenreie
Ablauf
Seg. I
Halenreie
10
Zulauf
RKB
Moorfleet
Probenahme
* 1149
Zulauf
BoFi
Moorflet
Ablauf
BoFi
Moorfleet
Abb. 8: Gehalte Abfiltrierbarer Stoffe verschiedener Anlagenteile der Bodenfilter „Halenreie“
(Seg. I) und „Moorfleet“ (RHB: Rückhaltebecken; RKB: Regenklärbecken)
5.1 Halenreie
Eine einmalige Bestimmung im Zulauf des RHB ergab eine AfS-Konzentration von 711 mg x l -1 .
Dieser hohe Schwebstoffanteil wird maßgeblich dem während der Probenahme stattfindenden
Marktplatzbetrieb und dem aktuellen Einsatz von Streusalz mit unlöslichen Begleitstoffen
zugeschrieben, weitere AfS-Quellen sind einsetzenden Oberflächen-Abschwemmungen nach
einer mehrtägigen Trockenphase sowie die Belastung durch den Straßenverkehr.
Im Ablauf des RHB reduzieren sich die AfS-Gehalte im Zufluss zum Bodenfilter deutlich, zeigen
aber starke Schwankungen um den Faktor 20 (Min.: 4,8 mg x l -1 , Max.: 96 mg xl -1 ). Bezogen auf
den Straßenablauf entfernt das RHB > 87% des Eintrags, was effektive
Sedimentionsmechanismen voraussetzt.
Der anschließende Bodenfilter erzielt durch mechanische Ausfilterung insbesondere kleiner
Kornfraktionen eine weitere Frachtreduktion. So kann bei der Durchsickerung des
vorgereinigten RHB-Wassers durch das bewachsene Bodenfiltersubstrat eine deutliche
Verminderung des Schwebstoffanteils festgestellt werden. Wird ein einmaliger Ausreißerwert
von 20 mg x l -1 ausser Betracht gelassen, liegt der durchschnittliche AfS-Gehalt im Abfluss bei
0,8 mg x l -1 . Im Gegensatz zum stark getrübten Zulauf bedeutet dies eine visuell vollständig
klare Wasserqualität (Abb. 9)
Abb. 9: Bodenfilter Halenreie -
vollständige Schwebstoffreduktion beim
Anlagendurchgang (Abb. v.r.n.l.)

5.2 Moorfleet
Ähnlich wie an der Halenreie ist auch der Straßenabfluss in Moorfleet stark schwebstoffbelastet.
Im Durchschnitt finden sich hier 736 mg x l -1 AfS mit einem relativ hohen Feinstkornanteil (vgl.
Kap. Sand 0/2). Allgemein zeigen die Werte eine hohe Variabilität, wobei eine Korrelation mit
aktuellen oder vorhergehenden Niederschlagsereignissen nicht erkennbar ist.
Beim Durchfluss durch das anschließende RKB reduziert sich die AfS-Konzentration um 57%
auf durchschnittlich 322 mg x l -1 . Dies entspricht Angaben von STOTZ UND KRAUTH (1998), nach
denen vorgeschaltete Absetzbecken für partikulär gebundene Schadstoffe einen
Reinigungsgrad von 50% aufweisen. Die Funktion als Schadstoffsenke ist im Vergleich deutlich
geringer als im entsprechenden RHB der Halenreie.
Verglichen mit der Halenreie ist der Ablauf der Bodenfilter getrübt und weist noch sehr hohe
AfS-Gehalte im Bereich von 30 mg x l -1 auf (Abb. 10)
Abb. 10: Bodenfilter Moorfleet - unvollständige
Schwebstoffentfernung beim Anlagendurchgang
(Abb. v.r.n.l.)
Dieser ungünstige Partikelrückhalt kann evtl. auf dem eingebauten Filtersand beruhen, der mit
einem kf-Wert von 3,2 x 10 -4 m x sec -1 eine sehr hohe Infiltrationsleistung aufweist. Dies lässt
auf einen hohen Anteil von Grobporen schließen, die für die Filtration von Feinpartikeln wenig
geeignet sind. Ferner ist die flache Körnungslinie des Einbaumaterials ungünstig, da der
miteingebaute Schlämmkornanteil substratbürtige Partikelausträge verursachen kann. Zudem
fehlt eine Bepflanzung, die durch einen dichten Wurzelfilz das Substrat die mechanische
Partikelfiltration erhöht und zusätzlich das Substrat strukturiert.
Eine Untersuchung der Korngrößenverteilung hat keine Zunahme feinstkörniger Bodenpartikel
im Oberboden nachweisen können, wie es bei einer längere Akkumulation zu erwarten wäre
und z.T. bereits visuell erkennbar ist (Abb. 4). Nach dem Schichtenprotokoll wurde erst die
Schicht 5 - 10 cm beprobt, so dass die vermutete oberflächennahe Partikelanreicherung nicht
auszuschließen ist.
6. Gesamter Organischer Kohlenstoff (TOC)
Der gesamte organische Kohlenstoff oder TOC (engl.: total organic carbon) spiegelt als
Summenparameter die Belastung eines Gewässers mit organischer Substanz wider. Da er
unabhängig von der Oxidationsstufe die Konzentration an organisch gebundenem Kohlenstoff
direkt bestimmt, ist die TOC-Bestimmung relativ frei von Matrixeinflüssen.
Saubere Quellwässer weisen TOC-Gehalte von 1–2 mg x l -1 auf, schwach belastete
Fließgewässer schwanken um 2–5 mg x l -1 . In mesotrophen Seen werden Werte um 5–10 mg x
l -1 erreicht, Gewässer zur Fischproduktion zeigen typischerweise 15–25 mg x l -1 . In stark
verschmutzten Gewässern kann der Wert auf über 100 mg x l -1 steigen
[HTTP://DE.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/GESAMTER_ORGANISCHER_KOHLENSTOFF; VERS. 27.01.2009].
11

mg x l -1
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Zulauf
RHB
Halenreie
Zulauf
BoFi
Halenreie
Ablauf
Seg. I
Halenreie
12
Zulauf
RKB
Moorfleet
Probenahme
Zulauf
BoFi
Moorflet
Ablauf
BoFi
Moorfleet
Abb. 11: TOC-Gehalte verschiedener Anlagenteile der Bodenfilter „Halenreie“ (Seg. I) und
„Moorfleet“ (RHB: Rückhaltebecken; RKB: Regenklärbecken)
6.1 Halenreie
Eine einmalige Bestimmung im Zulauf des RHB ergab einen TOC-Gehalt von 162 mg x l -1 .
Dieser sehr hohe TOC-Wert dürfte wesentlich auf den organischen Abschwemmungen des
während der Probenahme stattfindenden Marktplatzbetriebs beruhen.
Im Ablauf des RHB / Zulauf Bodenfilter schwanken die TOC-Gehalte zwischen 10 und 20 mg x
l -1 . Bezogen auf den Straßenablauf sinkt der TOC-Belastung in diesem Anlagenteil um rund
90%, vermutlich durch Verdünnung mit gering belastetem Wasser und intensive
Oxidationsprozesse, was gut mit den generell geringen Sauerstoffgehalten des RHB korreliert.
Der anschließende Bodenfilter erzielt offenbar keine weitere TOC-Reduktion, die Werte
schwanken auch in den Abläufen zwischen 10 und 20 mg x l -1 . Die tatsächliche
Reinigungsleistung gegenüber den Abwasserinhaltsstoffen liegt aber vermutlich höher, da ein
Teil des TOC substratbürtig ist. Bei der ersten Beschickung konnte nach Passage des neu
eingebauten, humushaltigen Substrates im Filterablauf nahezu eine Verdoppelung der
Zulaufkonzentration festgestellt werden. Dies beruhte auf der noch nicht vollständigen
Substratkonsolidierung, wodurch nicht matrixgebundene Huminstoffe bei der erstmaligen
Beaufschlagung sichtbar ausgeschwemmt wurden. Sinkende TOC-Gehalte bei den späteren
Beprobungen zeigen ein Abklingen der Huminstoffausschwemmung. Insgesamt entfernt die
Gesamtanlage rund 90% des eingetragenen TOC.
6.2 Moorfleet
Die TOC-Konzentrationen des Autobahnabflusses weisen weite Schwankungen von 40 - 100
mg x l -1 , was generell der starken Verschmutzung durch die hohe Verkehrsbelastung entspricht.
Das RKB reduziert diese TOC-Fracht um rund 50% auf durchschnittlich 36 mg x l -1 .
Im unbepflanzten Bodenfilter wird eine weitere Reduktion des TOC auf durchschnittlich 24 mg x
l -1 erzielt. Da in Moorfleet keine TOC-erhöhenden Humuskomponenten eingebaut sind, beruht
dieser TOC-Gehalt vollständig auf Inhaltsstoffen des Straßenabflusses. Auf den gesamten
Anlagendurchgang bezogen, wird der TOC-Gehalt um etwa 66% der Zuflusskonzentration
verringert, was deutlich unterhalb der Leistung der Anlage „Halenreie“ ist.

7. Sauerstoffgehalt
Für Gewässer ist ein ausgeglichener Sauerstoffhaushalt anzustreben, der der
temperaturabhängigen Maximalsättigung entspricht. Als Grenzwert gilt ein Minimalgehalt des
Gewässers an freiem O2 von 4 mg x l -1 .
Stillgewässer zeigen entsprechend ihrer Gewässerqualität typische Spannbreiten des
Sauerstoffgehalts, die dem Trophiegrad entsprechen (Tab. 6).
Tab. 6: Beziehung des Sauerstoffgehaltes zum Trophiegrad von Stillgewässern.
[HTTP://DE.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/TROPHIENSYSTEM, VERS. 29.01.2009; ERGÄNZT]
O2-Gehalt (mg x l -1 )
(% Sättigung 5°C)
Sättigung (%)
100
80
60
40
20
0
Zulauf
RHB
Halenreie
Oligotroph Mesotroph Eutroph Hypertroph
> 8
(62,5%)
Zulauf
BoFi
Halenreie
6 - 8
(47 - 62,5%)
Ablauf
Seg. I
Halenreie
13
Zulauf
RKB
Moorfleet
Probenahme
2 - 4
(15,6 - 31,3%)
Zulauf
BoFi
Moorflet
Ablauf
BoFi
Moorfleet
Abb. 12: Sauerstoff-Sättigung (bezogen auf 5°C) verschiedener Anlagenteile der Bodenfilter
„Halenreie“ (Seg. I) und „Moorfleet“ (RHB: Rückhaltebecken; RKB: Regenklärbecken)
7.1 Halenreie
Der Sauerstoffgehalt zeigt an den drei kontinuierlichen Messpunkten große Schwankungen.
Die längere Verweildauer und die organischen Inhaltsstoffe des Wassers im RHB gestatten
sauerstoffzehrende biochemische Umsetzungen, die ein hohes Sauerstoffdefizit (23,4 - 38%
Sauerstoffsättigung) verursachen, so dass die Lebensmöglichkeiten für aquatische Organismen
(z.B. für Fische) eingeschränkt sind.
Die Drainagen der beiden Filtersegmente zeigen dagegen mehrmals nahezu vollständige
Sauerstoffsättigung, was auf der Sauerstoffanreicherung während des oberflächlichen
Verrieselns und der anschließenden Passage des aeroben Oberbodens beruhen dürfte. Durch
diese physikalische Wiederbelüftung wird die Gewässerqualität der aufnehmenden Vorflut
erhöht.
7.2 Moorfleet
Die Sauerstoffgehalte sind in Moorfleet allgemein günstiger zu beurteilen als an der Halenreie.
Der Autobahnabfluss weist eine Sauerstoffsättigung von 70 - 80% auf, was durch den
intensiven Luftkontakt beim breitflächigen Oberflächenabfluss und einer anschließenden
starken Verwirbelung bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten in der Verrohrung verursacht ist.
Anschließend hat das z.T. hoch belastete Wasser bedingt durch die Anlagenkonstruktion kaum
längere Aufenthaltszeiten im RKB. Mikrobielle Umsetzungen finden daher kaum statt, weshalb

die Sauerstoffgehalte im RKB trotz z.T. hoher stofflicher Belastung nur geringfügig in den
Bereich 50 - 60% O2-Sättigung sinken. Nach der Passage des Bodenfilters erhöhen sich die
Sauerstoffgehalte wieder in den Bereich 70 - 80% Sättigung, bleiben jedoch unter den Werten,
die an der Halenreie erzielt werden. Dies dürfte ein Hinweis auf die intensive
Sauerstoffanreicherung durch das Bewässerungsverfahren an der Halenreie sein.
8. Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB5)
Sauerstoff wird als Oxidationsmittel für die metabolische Umsetzung von organischem Material
verbraucht. Der Biochemische Sauerstoffbedarf (BSB) ist definiert als die Masse Sauerstoff, die
im Laufe von n-Tagen von Mikroorganismen verbraucht wird, um die in 1 l Wasser vorhandenen
organischen Stoffe bei 20 °C oxidativ abzubauen.
Somit dient der BSB wie der CSB und der TOC-Wert als Parameter zur Beurteilung der
organischer Verunreinigungen von Abwasser und lässt auf den Trophiegrad des Gewässers
schließen (Tab. 7). Nährstoffarme Seen zeichnen sich dabei durch eine geringe
Sauerstoffzehrung aus. Bei Abwassereinleitungen in einen Vorfluter ist der BSB mit dem
Sauerstoffgehalt des Gewässers abzustimmen, da sonst sofort Fäulnis eintreten kann.
Tab. 7: Beziehung von BSB5 zum Trophiegrad von Stillgewässern und Gewässergüteklassen
der LAWA (I: unbelastet; II: mäßig belastet; III: stark verschmutzt; IV: übermäßig verschmutzt
[HTTP://DE.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/TROPHIENSYSTEM, VERS. 29.01.2009; LAWA, 1998]
Trophie Oligotroph Mesotroph Eutroph Hypertroph
mg x l -1 O2
40
35
30
25
20
15
10
5
0
BSB5 (mg x l -1 ) < 3 3 - 5,5 5,5 - 14 > 14
Gew. güteklasse I II III IV
BSB5 (mg x l -1 ) 1 - 8 8 - 20 20 - 50 > 50
Zulauf RHB
Halenreie
Zulauf BoFi
Halenreie
Ablauf Seg. I
Halenreie
14
Zulauf RKB
Moorfleet
Probenahme
Zulauf BoFi
Moorflet
Ablauf BoFi
Moorfleet
Abb. 13: Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB5) verschiedener Anlagenteile der Bodenfilter
„Halenreie“ (Seg. I) und „Moorfleet“ (RHB: Rückhaltebecken; RKB: Regenklärbecken)
8.1 Halenreie
Der biochemische Sauerstoffgehalt zeigt z.T. extreme Schwankungen zwischen einzelnen
Anlagenbereichen. Dies ist hauptsächlich bedingt durch den Einfluss des Marktplatzes, durch
den an Markttagen stoßweise organisch hoch belastetes Abwasser in das RHB gelangen kann.
(vgl. TOC).
So wurde bei der Probennahme am 03.12.2008 im Marktplatzabfluss eine übermäßig hohe
BSB5- Belastung von 40 mg x l -1 festgestellt, vergleichbar einem hypertrophierten Gewässer.

Im RHB wird die organische Eingangsbelastung durch Verdünnung mit geringer belastetem
Wasser um den Faktor 10 heruntergesetzt, so das im Zufluss zum Bodenfilter der BSB5 im
Mittel um 3 mg x l -1 schwankt. Dies entspricht einem schwach mesotrophen Gewässer.
Durch die verschiedenen Prozesse im bepflanzten Bodenfilter wird der Straßenabfluss
nochmals um etwa die Hälfte seiner sauerstoffzehrenden Inhaltsstoffe befreit, so dass der BSB5
im Ablauf der Filter durchschnittlich bei 1,4 mg x l -1 liegt und als unbelastet angesehen werden
können.
8.2 Moorfleet
An der Anschlussstelle Moorfleet kann ein stark schwankender, durchschnittlicher BSB5 von 13
mg x l -1 nachgewiesen werden, der die Verunreinigungen durch biologisch abbaubare
Substanzen reflektiert.
Betrachtet man die Einzelereignisse nach der Passage des RKB, so zeigt sich bei der
Probennahme am 18.11. im RKB ein ungewöhnlicher Anstieg des BSB5 auf 23,6 mg x l -1 .
Ursächlich dürften oxidierbare Sedimentbestandteilen aus dem RKB sein, die in die aktuelle
Wasserphase ausgetragen worden sind.
Dies und andere Remobilisierungsereignisse (vgl. TOC, Leitfähigkeit) geben Hinweise auf eine
ungünstige Konstruktion des RKB, wodurch dieses unter ungünstigen Bedingungen von einer
Schadstoffsenke zur Schadstoffquelle werden kann. Zur Verbesserung des Absetzprozesses
sollte daher das RKB größer dimensioniert werden, die Fließgeschwindigkeit im Einlauf
gedrosselt werden und der Auslass strömungsgünstig gestaltet werden. Die Sedimentation wird
durch lange Verweilzeit (Dauerstau) und eine homogene Beckenstruktur (keine permanente
Aufwirbelung; Fließgeschwindigkeit Sohle < 0.05 m x sec -1 ) begünstigt [STOTZ UND KRAUTH,
1998, KASTING, 2004].
Die anderen Probennahmen zeigen deutlich niedrigere BSB5-Belastungen von durchschnittlich
5,1 mg x l -1, was eine Reduktion des BSB5 um 60% bedeutet.
Der unbepflanzte Bodenfilter senkt die durchschnittliche BSB5-Belastung nochmals um etwa
30% auf rund 3,7 mg x l -1 , was etwa dreifach über den Ablaufwerten der Halenreie liegt.
9. Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB)
Der Chemische Sauerstoffbedarf dient insbesondere als Summenparameter zur Quantifizierung
der Abwasserbelastung mit schwer abbaubaren organischen Substanzen. Er erfasst sowohl
biologisch abbaubare als auch biologisch nicht abbaubare organische Stoffe, allerdings auch
einige anorganische Stoffe. So werden in der Literatur für gering verschmutztes, fäkalienfreies
Grauwasser je nach Herkunft CSB-Konzentrationen von 30 - 1300 mg x l -1 genannt [ATV,
2009]. Ähnlich wie beim BSB5 besteht eine Beziehung des CSB-Wertes zum Trophiegrad des
Wassers (Tab. 8)
Tab. 8: Beziehung des CSB zum Trophiegrad von Stillgewässern und Gewässergüteklassen
der LAWA (I: unbelastet; II: mäßig belastet; III: stark verschmutzt; IV: übermäßig verschmutzt
[HTTP://DE.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/TROPHIENSYSTEM, VERS. 29.01.2009; LAWA, 1998]
Trophie Oligotroph Mesotroph Eutroph Hypertroph
CSB (mg x l -1 ) 1 - 2 8 - 9 20 - 65
Gew.güteklasse I II III IV
CSB (mg x l -1 ) 2 - 15 15 - 40 40 - 100 > 100
Zusammen mit dem Biochemischen Sauerstoffbedarf gibt der CSB Anhaltspunkte zur Qualität
der enthaltenen Belastungen und ermöglicht eine Aussage über das Verhältnis von biologisch
abbaubaren und persistenten Stoffen im Abwasser. Dabei ist der BSB5 stets kleiner als der
CSB (BSB5 : CSB

• ist BSB5 = (50 ... 100) % CSB, sind die Inhaltsstoffe gut biotisch abbaubar.
• ist BSB5 < 50 % CSB können die Inhaltsstoffe nur schlecht biotisch abgebaut werden
und verbleiben deshalb lange in der Umwelt oder sie wirken auf Mikroorganismen toxisch
und können deshalb schlecht abgebaut werden.
• BSB5 = (12 ... 25) % CSB: dieses Verhältnis hat Abwasser üblicherweise nach einer
biologischen Reinigung.
Weiterhin werden verschiedentlich CSB und TOC korreliert, da beide Werte Aussagen zur
organischen Belastung machen. In der Praxis ist hierfür allgemein ein mittlerer CSB/TOC-
Faktor von 3,33 vorgesehen.
9.1 Halenreie
Ähnlich dem BSB5 zeigt auch der chemische Sauerstoffbedarf z.T. extreme Schwankungen
zwischen einzelnen Anlagenbereichen, da speziell bei Abschwemmung vom Marktplatz hoch
belastetes Abwasser in das RHB gelangen kann.
So wurden am 03.12.2008 (Markttag) im Straßenabfluss ein CSB von 257 mg x l -1 festgestellt.
Wie beim BSB5 sinkt der CSB am Abfluss des RHB durch Verdünnung und Oxidation auf etwa
1/10, so das im Zufluss zum Bodenfilter der CSB im Mittel bei 27 mg x l -1 schwankt, was aber
noch als eutroph zu klassifizieren ist.
Der bepflanzten Bodenfilter reduziert den CSB nochmals um etwa die Hälfte seiner oxidierbaren
Inhaltsstoffe, so dass der CSB im Ablauf der Filter durchschnittlich bei 12 mg x l -1 liegt.
Wird das Verhältnis BSB5 : CSB im RHB (= Zulauf Bodenfilter) betrachtet, so beträgt der BSB5
zwischen 5 und 10% des CSB-Verbrauchs, was auf einen hohen Anteil schwer abbaubarer
Substanzen wie z.B. Huminstoffe hindeutet. Nach Passage des Bodenfiltersegments I schwankt
dieses Verhältnis zwischen 3 und 30% des CSB, kommt also dem typischen Reinigungsgrad
einer konventionellen Abwasserkläranlage bereits nah.
Die Relation CSB : TOC liegt im RHB mit etwa 1,9 unter dem theoretisch zu erwartenden Faktor
3,3. Diese Abweichung ist beruht auf der Präsenz sehr stabiler organischer Verbindungen (z.B.
Huminstoffe), bei denen die Oxidationskraft der CSB-Bestimmung nicht ausreicht. Die
Filterabläufe zeigen z.T. durch CSB:TOC < 1 einen sehr hohen Anteil gelöster oder partikulär
gebundenen Kohlenstoffverbindungen im Filterablauf, hervorgerufen durch die organische
Substanz in den Filtersubstraten.
10. Koloniebildende Einheiten (KbE)
Neben der stofflichen Reinigung sind für Bodenfilter auch bakteriologische
Hygienisierungsleistung bedeutsam, damit die Qualität aufnehmender Gewässer weiterhin
Ansprüchen als einwandfreies Beregnungswasser, zur Viehtränke oder auch zur
Trinkwassergewinnung genüge tun kann. Für Fließgewässer kann anhand von Fäkalindikatoren
der Grad der bakteriologisch-hygienischen Nutzungsbeeinträchtigung abgeschätzt werden
(Tab. 9) [UBA, 2002].
Tab. 9: Fließgewässerbelastungsstufen nach Fäkalindikatorbakterien [POPP ET AL. IN: UBA,
2002]
Belastung Gesamtcoliforme Fäkalcoliforme
(KbE x 100 ml -1 ) (KbE x 100 ml -1 )
unbelastet < 5 x 10 0 < 1 x 10 0
gering > 5 x 10 0 - 5 x 10 1 > 1 x 10 0 - 1 x 10 1
mäßig > 5 x 10 1 - 5 x 10 2 > 1 x 10 1 - 1 x 10 2
kritisch > 5 x 10 2 - 5 x 10 3 > 1 x 10 2 - 1 x 10 3
stark > 5 x 10 3 - 5 x 10 4 > 1 x 10 3 - 1 x 10 4
sehr stark > 5 x 10 4 - 5 x 10 5 > 1 x 10 4 - 1 x 10 5
übermäßig > 5 x 10 5 > 1 x10 5
Entsprechend kann aus der Anzahl der KbE auf den Trophiegrad von Stillgewässern
geschlossen werden (Tab. 10).
16

Tab. 10: Beziehung von Keimzahlen zum Trophiegrad von Stillgewässern
[HTTP://DE.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/TROPHIENSYSTEM, VERS. 29.01.2009]
Oligotroph Mesotroph Eutroph Hypertroph
KbE (n x ml -1 ) < 10 3 10 4 10 5 >10 5
Es ist bekannt, dass die mikrobiologische Eliminationsleistung bepflanzter Bodenfiltern die von
Kläranlagen deutlich übertreffen. Neben der Filtration der Mikroorganismen beruht der
antibiotische Effekt der Bepflanzung auf der Sauerstoffvermittlung an das Wasser oder auf
mikrobioziden Exkreten aus Wurzeln, Rhizomen oder Halmen [SEIDEL, K., 1962]. Auch Biofilme,
die sich in variierender Artenzusammensetzung, Zelldichte und Aktivität der Mikroorganismen
prinzipiell in allen abwasserdurchströmten Bereichen eines Bodenfilters finden, sind auf Grund
antagonistischer Beziehungen in der Lage, Pathogene und Viren zu eliminieren.
Dabei liegt die Reduktion aller wichtigen Indikatorkeime bei einstufigen Bodenfiltern
durchschnittlich bei zwei Zehnerpotenzen und erhöht sich bei einer mehrstufigen
Anlagenkonfiguration auf bis zu fünf Zehnerpotenzen. Besonders nachgeschaltete Bodenfilter
und längere Aufenthaltszeiten sind kostengünstige und energiearme Varianten zur Einhaltung
von Hygieneparametern [UBA, 2003].
KbE (Reduktion %)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Zulauf
RHB
Halenreie
KbE: 2,2 x 10 4 x ml -1
Zulauf
BoFi
Halenreie
KbE: 2,1 x 10 3 x
1
Ablauf
Seg. I
Halenreie
17
KbE: 4,2 x 10 6 x ml -1
Zulauf
RKB
Moorfleet
Probenahme
Zulauf
BoFi
Moorflet
* 161,9
KbE: 5,2 x 10 4 x ml -1
Ablauf
BoFi
Moorfleet
Abb. 14: Keimzahlreduktion verschiedener Anlagenteile der Bodenfilter „Halenreie“ (Seg. I) und
„Moorfleet“ (RHB: Rückhaltebecken; RKB: Regenklärbecken)
10.1 Halenreie
Durch Mitteln der noch im auszählbaren Bereich liegenden Proben erhält man im RHB eine
Gesamtkeimbelastung von ungefähr 22400 Keimen pro ml. Diese hohe Keimzahl im RHB
entspricht einem kommunalen Rohabwasser [UBA, 2003]. Ursache dürfte die heterogene
Komposition des Zuflusses sein, der sich neben dem Straßenabfluss aus den organischen
Abfällen des benachbarten Marktplatzes zusammensetzt.
Die Auswertung der geklärten Probe in den Filterabläufen ergibt nur noch eine Keimzahl von
circa 2000 - 3000. Somit erreicht der bepflanzte Bodenfilter in Bezug auf die Hygienisierung
einen sehr guten Wirkungsgrad von über 85%. Dies entspricht Beobachtungen an dem
Mischwasser-RBF „Hartum“, wo sich die KbE während der Filterpassage ebenfalls um eine
Zehnerpotenz verringerten [NAMUTH, M., 2006].
Grundlegend ist festzustellen, dass die Gesamtkeimzahl nicht den seuchenhygienisch höchsten
Anforderungen entspricht, zumal die Einleitung in den hydraulisch leistungsschwachen und
umwelthygienisch belastungsempfindlichen Bachoberlauf der Gussau geschieht.

10.2 Moorfleet
Die Gesamtkeimbelastung der Autobahnabflusses liegt bei rund 4,2 Mio KbE x ml -1 , was auf
eine übermäßige Belastung durch den Straßenverkehr hindeutet. Ursachen sind z.B.
verwesende organische Abfälle oder Kleintierkadaver. Diese hohe Keimzahl erhöht sich nach
Einleitung in das RKB noch einmal um rund 60% auf 6,8 Mio KbE x ml -1 . Eine mögliche Ursache
ist das im RKB befindliche Sediment, welches bei längerer Niederschlagsarmut den
Mikroorganismen einen idealen Nährboden bildet (stagnierendes Wasser, relativ homogene
und hohe Umgebungstemperatur, hohes Nährstoffangebot, …).
Die Konzentration der Mikroorganismen im Ablauf des Bodenfilters beträgt 52000 x ml -1 .
Gegenüber der Zulaufkonzentration ergibt sich damit eine Reduktion um zwei Zehnerpotenzen
(98,8% Reduktion). Trotz dieser sehr guten Keimelimination liegt die verbleibende
Keimbelastung noch immer deutlich über den Abflüssen der Halenreie und stellt weiterhin eine
problematische Situation für die aufnehmende Vorflut dar.
11. Schwermetalle (Cu, Zn, Ni, Pb)
Die Schwermetalle Kupfer, Zink und Blei gelten als verkehrstypische Belastungsparameter,
wobei diese diffusen, flächenhaften Emissionen durch den Kraftverkehr (Abgas, Reifenabrieb,
Tropfverluste, Korrosion) eine Hauptquelle der anthropogenen Schwermetallemission
darstellen. Durch Abgasemissionen und durch Abrieb von Bremsbelägen fallen besonders Cu
und Zn und in geringerem Umfang Ni, Cr, Pb, und Cd an. Für Pb ist bzw. war der
Kraftfahrzeugverkehr bis zum Verbot des verbleiten Normalbenzins der größte Emittent.
Für Cu und Zn sind weiterhin Abflüsse von Dächern, Regenrinnen und verzinkter
Verkehrsanlagen (Leitplanken) bedeutende Eintragspfade.
Daneben gelten Kohlekraftwerke, Metallhütten und –verarbeitende Betriebe, Glashütten und
Müllverbrennungsanlagen als punktförmige Emittenten, die durch Verbrennung und industrielle
Produktions- und Verarbeitungsprozesse natürliche Aerosolquellen um ein Vielfaches
übertreffen. Die Eintragspfade gelöster, sorbierter oder fester Schwermetalle in die
Oberflächengewässer beinhalten sowohl die Nassdeposition (Niederschlagswasser) als auch
die Trockendeposition (Stäube etc.).
Ökologisch bedeutsam ist vor allem Kupfer, da es in hohem Masse algizid wirkt und bereits mit
einem LD50-Wert < 0,1 mg x l -1 akute Toxizität auf die aquatische Fauna ausübt.
Von den vier untersuchten Elementen Kupfer, Zink, Nickel und Blei konnten in den
Wasserproben nur Kupfer und Zink sicher im Bereich der analytischen Bestimmungsgrenzen
(jeweilige BG: 0,05 mg x l -1 ) nachgewiesen werden. Diese beiden Befunde werden
anschließend dargestellt.
18

mg x l -1 (BG: 0,05 mg x l -1 )
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Zulauf
RHB
Halenreie
Zulauf
BoFi
Halenreie
Ablauf
Seg. I
Halenreie
19
Zulauf
RKB
Moorfleet
Probenahme
Zulauf
BoFi
Moorflet
Ablauf
BoFi
Moorfleet
Abb. 15: Kupfer-Konzentrationen verschiedener Anlagenteile der Bodenfilter „Halenreie“ (Seg. I)
und „Moorfleet“ (RHB: Rückhaltebecken; RKB: Regenklärbecken)
mg x l -1 (BG: 0,05 mg x l -1 )
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Zulauf
RHB
Halenreie
Zulauf
BoFi
Halenreie
Ablauf
Seg. I
Halenreie
Zulauf
RKB
Moorfleet
Probenahme
Zulauf
BoFi
Moorflet
Ablauf
BoFi
Moorfleet
Abb. 16: Zink-Konzentrationen verschiedener Anlagenteile der Bodenfilter „Halenreie“ (Seg. I)
und „Moorfleet“ (RHB: Rückhaltebecken; RKB: Regenklärbecken)
11.1 Halenreie
a) Kupfer
Eine einmalige Bestimmung im Zulauf des RHB ergab eine Cu-Konzentration von 0,34 mg x l -1 .
Dies bedeutet eine sehr hohe Zulaufbelastung, wie ein Literaturvergleich sowohl mit Strassen
ähnlicher DTV (17.000 Kfz: 0,056 mg x l -1 [EAWAG, 2006]) als auch mit verkehrsstärkeren
Autobahnen (Median: 0,18 mg x l -1 [STACHEL ET AL., 2007]) ergibt.
Im Ablauf des RHB reduzieren sich die Cu-Gehalte im Zufluss zum Bodenfilter deutlich auf
durchschnittlich 0,06 mg x l -1 . Bezogen auf den Straßenablauf entfernt das RHB > 82% des Cu-
Eintrags, was auf Sedimentation partikulär gebundener Schwermetalle als auch auf
Verdünnung mit unbelastetem Wasserkörper beruhen dürfte.

Der anschließende Bodenfilter erzielt eine vollständige Frachtreduktion, was z.T. auf der
effektiven Ausfilterung schwermetallbehafteter Schwebstoffe beruhen dürfte. So kann in den
Drainageabläufen kein Kupfer (> BG) mehr nachgewiesen werden.
b) Zink
Der Straßenabfluss am 03.12.2008 enthielt 0,73 mg x l -1 Zn, was der typischen
Konzentrationsspanne Hamburger Autobahnabwässer entspricht (Zn: 0,2 - 1,3 mg x l -1
[STACHEL ET AL., 2007]). Im Ablauf des RHB kann nur noch an drei von vier Terminen Zink nachgewiesen
werden, durchschnittlich sinkt die Konzentration hier auf etwa 1/10 des Zuflusses
(0,09 mg x l -1 ).
Der bepflanzte Bodenfilter eliminiert das im Ablauf des RHB auftretende Zink vollständig (< BG),
so das der Schwermetallgehalt des Filtrats für eine Einleitung in Gewässer ökologisch
unbedenklich ist.
Eine Untersuchung des Halenreie-Rückhaltebecken weist nach elf Betriebsjahren generell sehr
hohe Schwermetallbelastungen im RHB-Sediment nach (Zn: 1380 mg x kg -1 ; Cu: 505 mg x kg -1 ;
Pb: 170 mg x kg -1 ; Ni: 33 mg x kg -1 ) [BSU, 2007]. Die Partikelsedimentation im RHB wirkt daher
als effektive Schwermetallfalle. Ökonomisch nachteilig wirkt sich diese hohe Sedimentbelastung
(Zn > LAGA Z1; Cu > LAGA Z2) bei den Entsorgungskosten der erforderlichen Schlammräumung
aus.
Tab. 11 vergleicht die auf ein Betriebsjahr normalisierte Schwermetallakkumulation (linearer
Trend) im Sediment des RHB mit dem Sediment des Drosselschachtes des Bodenfilters
Moorfleet. Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass die jährliche Sedimentation bei Zn und Ni und
Pb bei beiden Anlagen vergleichbar ist, hingegen beträgt die Cu-Sedimentation in der Anlage
Halenreie (45,9 mg x kg -1 x a -1 ) mehr als das Doppelte wie in Moorfleet (19,1 mg x kg -1 x a -1 ).
11.2 Moorfleet
a) Kupfer
Der durchschnittliche Cu-Straßenabfluss an der Anschlußstelle Moorfleet beträgt 0,55 mg x l -1 ,
liegt somit trotz wesentlich höherer DTV in einer vergleichbaren Größenordnung wie an der
Halenreie. Dies bestätigt Angaben, nach denen ab DTV 15.000 Kfz die Belastung des
Straßenabflusses nicht mehr signifikant steigt [BLU, 2007].
Nach Passage des RKB wird die mittlere Konzentration um etwa 45% auf 0,33 mg x l -1
reduziert. Im weiteren Anlagenverlauf konnte Kupfer im Drainageablauf des unbepflanzten
Bodenfilters nur noch einmalig in einer Konzentration von 0,13 mg x l -1 nachgewiesen werden,
was für eine Einleitung in die Vorflut ökotoxikologisch weiterhin problematisch ist.
b) Zink
Zink konnte im Moorfleeter Autobahnabfluss nur an einem Probenahmetermin mit rund 1,7 mg x
l -1 nachgewiesen werden. Diese Konzentration überschreitet bisherige Befunde für Hamburger
Autobahnabflüsse, die ein bisheriges Maximum von 1,3 mg x l -1 aufweisen [STACHEL ET AL.,
2007], was die sehr hohe Verkehrsbelastung an diesem Standort unterstreicht.
Auch im Ablauf des RKB konnte Zink nur einmalig mit 0,7 mg x l -1 nachgewiesen werden, was
eine Reduktion um rund 65% bedeutet. Der anschließende Bodenfilter eliminiert das restliche
Zink vollständig aus dem Abwasser.
Im vorgeschalteten Drosselschacht akkumulieren durch die Sedimentation partikulär
gebundene Schwermetalle, so dass durch die längerfristige Aufkonzentration hier weitere
Schwermetallspezies sicher nachweisbar sind, die bei einzelnen Probenahmeterminen
unterhalb der Bestimmungsgrenzen lagen (Tab. 11). Dieses Konzentrat reflektiert somit die
potenzielle Schwermetallzusammensetzung des Autobahnabflusses.
Die ermittelten Schwermetallgehalte sind erwartungsgemäß Zeugnis einer sehr hohen
Belastung durch Zink und Kupfer, die im Sediment nach acht Betriebsmonaten bereits die Z0-
Werte erreichen (Tab. 11). Gleichfalls kann aus diesem Anlagenbereich bei unzureichender
Schlammräumung und einer ungünstigen Strömungsgeometrie eine Schwermetallremobilisierung
aus dem aufgewirbelten Sediment erfolgen, die eine Sekundärkontamination
des nachgeschalteten Bodenfilters bewirkt (vgl. Kap. AfS).
20

Tab. 11: Schwermetallakkumulation im Sediment des Drosselschachtes Moorfleet und im RHB
Halenreie (alle Daten normalisiert auf 1 Betriebsjahr)
Moorfleet Halenreie
Sed. Drossel Sed. RHB LAGA LAGA
mg x kg -1
(normalis.: 1a) (normalis.: 1a) Z0 (Sand) Z1
Zn 122,9 125,5 60 450
Cu 19,1 45,9 20 120
Ni 4,3 3 15 150
Pb 14,1 15,5 40 210
12. Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)
Bei der Gruppe der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) handelt es sich um
mehrkernige Aromaten (bis zu 150 Kongenere), die hauptsächlich aus kondensierten
Benzolringen aufgebaut sind. Pak sind in fossilen Brennstoffen vorhanden und entstehen
zusätzlich durch Pyrolyse und unvollständige Verbrennungsprozesse (Hausbrand, Motoren,
Verkokung …), wobei die in der Atmosphäre anthropogen emittierte PAK den mengenmäßig
entscheidenden Anteil darstellen.
PAK sind bei Raumtemperatur feste, kristalline Verbindungen, deren Wasserlöslichkeit so
gering ist, daß schon das "gut" wasserlösliche Naphthalin unter die chemische Kategorie
"wasserunlöslich" fällt. Ihre Wasserlöslichkeit nimmt mit steigender Zahl der Ringe ab. Die
niedrigkondensierten 2- bis 3-Ring-PAK können noch ausgasen, Phenanthren wird als
"semiflüchtig" bezeichnet.
ng x l -1 (EPA-PAK)
10000
8000
6000
4000
2000
0
----------- Einmalige Daten v.
05.03.2008 (BSU) -----------
Zulauf
RHB
Halenreie
Zulauf
BoFi
Halenreie
Ablauf
Seg. I
Halenreie
21
* Gehalt nicht ermittelbar
Zulauf
RKB
Moorfleet
Probenahme
Zulauf
BoFi
Moorflet
Ablauf
BoFi
Moorfleet
Abb. 17: PAK-Konzentrationen (16 PAK nach EPA) verschiedener Anlagenteile der Bodenfilter
„Halenreie“ (Seg. I) und „Moorfleet“ (RHB: Rückhaltebecken; RKB: Regenklärbecken)
12.1 Halenreie
Bedauerlicherweise verzögert sich die Auswertung der PAK-Analytik. Aus diesem Grunde
wurden für einen Vergleich der PAK-Konzentrationen aus Moorfleet für die Halenreie
Vergleichsdaten aus dem Frühjahr 2008 herangezogen.
Insgesamt sind die Befunde unauffällig, nur an zwei der drei Meßpunkte konnten EPA-PAK
nachgewiesen werden. Die PAK-Konzentrationen im RHB-Zulauf betrug in der Summe 389 ng x
l -1 , im Ablauf des RHB konnten noch 233 ng x l -1 nachgewiesen werden.

Die Passage der bewachsenen Bodenfilter eliminierte die PAK vollständig, so dass in den
Drainagen der beiden Filter keine PAK mehr gefunden wurden.
Da die schwerwasserlöslichen PAK (> 3 Ringe) primär partikulär an Schwebteilchen gebunden
transportiert werden, trägt die Sedimentation in dem großen RHB etwa 40% zur
Reinigungsleistung bei, der bewachsene Bodenfilter trägt durch Adsorption und Filtration,
Metabolisierung, Ausgasung oder Pflanzenaufnahme die restlichen 60% zur vollständigen PAK-
Elimination bei.
12.2 Moorfleet
Bedingt durch die hohe Verkehrsbelastung liegen die PAK-Konzentrationen im
Oberflächenabfluss der Autobahn Moorfleet um Größenordnungen über denen der Halenreie
(Mittelwert: 5,4 µg x l -1 ; Min.: 0,9 µg x l -1 , Max: 10 µg x l -1 ). Das RKB senkt die mittlere Belastung
um rund 25% auf etwa 4µg x l -1 . Ursachen dürfte eine unzureichende Aufenthaltsdauer im RKB
sein, weshalb im Vergleich mit der Halenreie die Entlastung durch Partikel-Sedimentation nur
unzureichend zur Wirkung gelangt. Daneben dürfte zwischenzeitlich eine ungünstige
Beckengeometrie im Zusammenhang mit einem intensiven Starkregen Remobilisierungen
sedimentierter PAK-Rückstände bewirkt haben, worauf ein starker Anstieg der Konzentration im
RKB am 10.11.2008 hindeutet (Straßenabfluss: 3 mg x l -1 ; RKB-Abfluß: 7,5 mg x l -1 ).
Die anschließende Infiltration durch den unbewachsenen Bodenfilter trägt wesentlich zur PAK-
Reduktion bei. 72,5% der PAK-Elimination haben in diesem Anlagenteil ihre Ursache, eine
vollständige Entfernung wie an der Halenreie gelingt hier jedoch nicht. Im Abfluss des Filters
sind daher im Durchschnitt noch 133 ng x l -1 nachzuweisen.
22

Rohdaten
Abfiltr. Stoffe (mg x l -1 )
Halenreie Entnahme 02.09.2008 20.10.2008 17.11.2008 03.12.2008
Strassenabfluss 711
RHB / Zufluß Filter 5,6 6,4 96 4,8
Abfluß Segm. I 1,4 0,8 20 0,2
Abfluß Segm. II 1,4 0,8 2 0,2
Moorfleet 16.10.2008 10.11.2008 11.11.2008 18.11.2008 20.11.2008
Zulauf Regenklärbecken 733 566 1149 832 400
Zulauf Bodenfilter 346 373 298 479 116
Ablauf Bodenfilter 29 24 66 22 33
Leitfähigkeit (µS x cm -1 )
Halenreie Entnahme 02.09.2008 20.10.2008 17.11.2008 03.12.2008
Strassenabfluss 3600
RHB / Zufluß Filter 134 79 122 134
Abfluß Segm. I 500 241 243 222
Abfluß Segm. II 381 275 285 308
BSB5 (mg x l -1 )
Halenreie Entnahme 02.09.2008 20.10.2008 17.11.2008 03.12.2008
Strassenabfluss 40
RHB / Zufluß Filter 2,34 2,44 6,02 1,14
Abfluß Segm. I 2,6 2,04 0,6 0,8
Abfluß Segm. II 0,8 0,3 1,06 0,4
Moorfleet 16.10.2008 10.11.2008 11.11.2008 18.11.2008 20.11.2008
Zulauf Regenklärbecken 14 5 16 19 12,3
Zulauf Bodenfilter 2 5,5 5 23,6 8
Ablauf Bodenfilter n.n. 7 1 3
TOC (mg x l -1 )
Halenreie Entnahme 02.09.2008 20.10.2008 17.11.2008 03.12.2008
Strassenabfluß 162
RHB / Zufluß Filter 11,7 9,23 18,3 17,3
Abfluß Segm. I 19,8 9,91 10,1 15,5
Abfluß Segm. II 24,8 14,1 8,76 26
Moorfleet 16.10.2008 10.11.2008 11.11.2008 18.11.2008 20.11.2008
Zulauf Regenklärbecken 74,2 41 101,4 98,25 42,73
Zulauf Bodenfilter 38,9 23,6 36,04 63,5 21,8
Ablauf Bodenfilter 15,8 25,1 28,68 29,28 22,13
O2 (mg x l -1 )
Halenreie Entnahme 02.09.2008 20.10.2008 17.11.2008 03.12.2008
RHB / Zufluß Filter Gerät def. 4,9 3 3,8
Abfluß Segm. I Gerät def. 7,9 12,4 12,4
Abfluß Segm. II Gerät def. 5,5 8,4 9,1
Moorfleet 16.10.08 10.11.08 11.11.08 18.11.08 20.11.08
Zulauf Regenklärbecken 8,03 8,93 9,85 10,28 10,30
Zulauf Bodenfilter 7,81 6,95 7,37 6,64 11,00
Ablauf Bodenfilter 9,14 8,64 10,20 9,87 11,10

pH
Halenreie Entnahme 02.09.2008 20.10.2008 17.11.2008 03.12.2008
Straßenabfluss 7,1
RHB / Zufluß Filter 6,6 6,3 6,7 6,6
Abfluß Segm. I 6,8 6,8 7,19 7,1
Abfluß Segm. II 6,8 6,96 7,14 6,97
Moorfleet 16.10.08 10.11.08 11.11.08 18.11.08 20.11.08
Zulauf Regenklärbecken 8,20 7,80 8,00 7,80 7,80
Zulauf Bodenfilter 8,10 7,50 7,80 7,70 7,70
Ablauf Bodenfilter 7,50 7,00 7,10 7,00 7,40
Schwermetalle (mg x l -1 )
Halenreie
Cu Entnahme 02.09.2008 20.10.2008 17.11.2008 03.12.2008
(B.G.: 0,05 Straßenabfluss 0,067
RHB / Zufluß Filter < B.G. 0,077 0,052 0,05
Abfluß Segm. I < B.G. < B.G. < B.G. < B.G.
Abfluß Segm. II < B.G. 0,053 < B.G. < B.G.
Zn Entnahme 02.09.2008 20.10.2008 17.11.2008 03.12.2008
(B.G.: 0,05 Straßenabfluss 0,145
RHB / Zufluß Filter 0,076 0,127 < B.G. 0,076
Abfluß Segm. I < B.G. < B.G. < B.G. < B.G.
Abfluß Segm. II < B.G. < B.G. < B.G. < B.G.
Ni Entnahme 02.09.2008 20.10.2008 17.11.2008 03.12.2008
(B.G.: 0,1) Straßenabfluss < B.G.
RHB / Zufluß Filter < B.G. < B.G. < B.G. < B.G.
Abfluß Segm. I < B.G. < B.G. < B.G. < B.G.
Abfluß Segm. II < B.G. < B.G. < B.G. < B.G.
Pb Entnahme 02.09.2008 20.10.2008 17.11.2008 03.12.2008
(B.G.: 0,1) Straßenabfluss < B.G.
RHB / Zufluß Filter < B.G. < B.G. < B.G. < B.G.
Abfluß Segm. I < B.G. < B.G. < B.G. < B.G.
Abfluß Segm. II < B.G. < B.G. < B.G. < B.G.
EPA-PAK (ng x l -1 )
Halenreie Entnahme 05.03.2008
Strassenabfluss 389
Zufluß Bodenfilter 233
Abfluß Seg. I 0
Moorfleet 26.10.08 10.11.08 11.11.08 18.11.08 20.11.08
Zulauf Regenklärbecken 895 2988 0 9958 7543
Zulauf Bodenfilter 507 7495 3648 6432 2174
Ablauf Bodenfilter 24 83 219 129 210
KbE (n x ml -1 )
Halenreire Entnahme 02.09.2008
RHB / Zufluß Filter 2,2 x 10 4
Abfluß Segm. I 3,1 x 10 3
Abfluß Segm. II 2,1 x 10 3
Moorfleet 16.10.2008
Zulauf Regenklärbecken 4,2 x 10 6
Zulauf Bodenfilter 6,8 x 10 6
Ablauf Bodenfilter 5,2 x 10 4