Uni-Bayreuth

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Gewässerverunreinigungen durch Biogasanlagen

Georg H.E. Wieber1
1 Angewandte Geologie, Institut für Geowissenschaften

P 12.12 in Grundwasserqualität

Im Rahmen der Energiewende werden Biogasanlagen mit Fahrsilos großer Lagerkapazität errichtet. Auf den Lagerflächen  werden Energiepflanzen – meist Mais - unter Luftabschluss durch Milchsäuregärung haltbar gemacht. Beim Silieren können bei Trockenmassegehalten unterhalb von 28% Gärsafte mit einem hohen Anteil an organischen Substanzen und Säuren freigesetzt werden (LfL, 2012).

 

Nachfolgend wird ein Schadensfall im Rheinischen Schiefergebirge dargestellt. Die Biogasanlage befindet sich in Hanglage ca. 40 Höhenmeter oberhalb des Quellbereichs  eines kleinen Baches. Geologisch wird der Untergrund aus  steil einfallenden, variskisch streichenden unterdevonischen Sedimentgesteinen (Schiefern, Sandsteine, Quarzite) aufgebaut, die von Hangschutt und diluvialen Lehmen mit lokalen Bimsablagerungen überlagert werden. Hydrogeologisch besitzen die Hanglehme und Tonschiefer geringe Durchlässigkeiten. Der Hangschutt und die klüftigen, z.T. vererzten, (quarzitischen) Sandsteine stellen Grundwasserleiter dar.

 

Die Biogasanlage verfügt über ein Fahrsilo mit einer Basisabdichtung sowie Entwässerungseinrichtungen. 23 Tage nach Beginn der Belegung der Fahrsilos mit Mais wurden erhebliche Kontaminationen im Quellbereich festgestellt. Das Wasser wies einen säuerlichen Geruch nach Gärsaft auf. Gegenüber dem unbelasteten Zustand war die elektrische Leitfähigkeit stark erhöht (bis 135 mS/m) und die Sauerstoffgehalte (< 4 mg/l) einhergehend mit dem Redoxpotential deutlich erniedrigt. Die organische Belastung des Quellwassers betrug bis maximal 2,0 g/l TOC bzw. bis 5,3 g/l CSB. Die pH-Werte änderten sich von neutral in den sauren Bereich (pH 4-5).

 

Das Schadensszenario lässt sich wie folgt annehmen: Zum Bau des Fahrsilos wurden die gering durchlässigen Deckschichten entfernt und klüftige Sandsteine freigelegt. Die Maissilage war zum Zeitpunkt der Ablagerung zu nass und setzte erhebliche Volumen von Silagesäften frei. Durch diverse Bau- und Konstruktionsmängel (NR-KURIER, 2013) kam es zur ungehinderten Versickerung.

 

Das Gewässer befand sich ursprünglich in einem guten Zustand (LUWG, 2011). Der Eintrag der organischen Belastung führte zu Sauerstoffmangel, pH-Wert-Erniedrigung (bis < pH 5) und z.T. flächigem Bewuchs mit Abwasserpilzen. Die Gewässergüte musste in die Klasse IV (übermäßig starke Verschmutzung) im gesamten Verlauf des Vorfluters eingestuft werden.

 

Nach über einem Jahr sind die TOC-Gehalte auf zwischenzeitlich 1,3 mg/l gesunken (Abb. 1). Eine Auswertung auf halblogarithmischem Papier zeigt sich als geeignete Methode zur Prognose der Schadensentwicklung. Die Vielzahl der erkannten Schadensfälle zeigt, dass die aktuellen Anforderungen nicht ausreichen. Entsprechend dem Multibarrierensystem sollten standardmäßig höhere Anforderungen an Standort, Bau, Planung und Überwachung gestellt werden.

Abb.1: Schadensentwicklung (TOC) am Quellaustritt
Abb.1: Schadensentwicklung (TOC) am Quellaustritt



HÖLTING, B. & COLDEWEY, W. (2009): Hydrogeologie – Einführung in die Allgemeine und angewandte Hydrogeologie. – 383 S., Heidelberg.

LfL - BAYERISCHE LANDESANSTALT FÜR LANDWIRTSCHAFT (2012): Silagesickersaft und Gewässerschutz – Anfall und Verwertung von Silagesickersaft aus Futtermitteln und Biomasse für Biogasanlagen. – LfL-Information: 25 S., 4 Abb., 5 Tab., Augsburg.

LUWG - LANDESAMT FÜR UMWELT, WASSERWIRTSCHAFT UND GEWERBEAUFSICHT (2011) Gewässerzustandsbericht 2010. – 222 S., Mainz.

NR-Kurier (Ausdruck 31.10.2013): http://www.nr-kurier.de/artikel/22770-internetseite-der-biogasanlage-anhausen-informiert-ueber-sanierung. 

 

Letzte Änderung 22.12.2013