Beton bindet Phosphat aus überdüngten Gewässern
Gemahlener, alter Beton eignet sich als Phosphorfilter in überdüngten Gewässern. Die mineralischen Bestandteile im Zement binden den Phosphor über mehrere Jahre, wie dänische Biologen herausfanden. Nur der ph-Wert muss kontrolliert werden.
Nicht immer präsentieren sich Gewässer so idyllisch wie hier der Edersee. Überdüngung ist keine Seltenheit: Dänische Wissenschaftler haben jetzt herausgefunden, dass sich gemahlener, alter Beton als Phosphorfilter eignet.
Foto: dpa/Uwe Zucchi
Es ist ein unguter, meist von Menschen ausgelöster Kreislauf: die Eutrophierung, das heißt die Überdüngung und damit Überernährung der Pflanzen in Gewässern. Nährstoffe wie Nitrat und Phosphor fließen aus Abwässern und intensiv gedüngten landwirtschaftlichen Nutzflächen in Tümpel und Flüsse. Das Pflanzenwachstum nimmt dort enorm zu, irgendwann sinkt die pflanzliche Biomasse zu Boden und wird unter Sauerstoffverbrauch abgebaut. Sinkt die Sauerstoffkonzentration unter einen bestimmten Wert, wird weiteres Phosphat aus dem Sediment freigesetzt und die Eutrophierung verstärkt sich selbst. Schließlich „kippt“ das Gewässer.
Weiterverwendung von altem Beton aus Sanierungen
Eine Gruppe von Forschern der biologischen Fakultät der Universität von Süd-Dänemark in Odense hat nun mit altem Beton als Phosphatfilter experimentiert und dabei erstaunlich gute Resultate erzielt. Umweltingenieurin Melanie Sønderup und ihre Kollegen testeten fünf verschiedene Betonarten und verglichen deren Filterergebnisse mit einem traditionellen Sandfilter. Der Betonfilter lag mit 60 Prozent Filterkapazität gegenüber dem Sandfilter mit nur zehn Prozent deutlich vorne.
Umweltingenieurin Melanie Sønderup testet an einem Tümpel den Wasserfilter aus Betonpulver.
Quelle: University of Southern Denmark
Der Beton, den die Wissenschaftler für ihre Tests verwendeten, ist überdies eigentlich ein Abfallprodukt, denn er stammt von Straßen- oder Gebäudesanierungen. Seine Filterfunktion erhält der Baustoff durch den Zementanteil, der wiederum Kalzium, Aluminium und Eisen enthält. Alle drei mineralischen Bestandteile binden den Phosphor. Voraussetzung für die erfolgreiche Filterung ist, dass der Beton fein gemahlen wird, so dass die Kontaktfläche zwischen Wasser und den phosphorbindenden Elementen möglichst groß ist. Außerdem muss das Wasser, wie etwa im Zulauf für einen Tümpel, direkt durch den Betonfilter geschickt werden.
Betonpulver kann mehrere Jahre als Filter verwendet werden
Es sei allerdings wichtig, keinen Beton zu verwenden, der schon lange offen auf einer Halde herumgelegen hätte, sagt Melanie Sønderup. „Denn dann hat der Regen schon einen Großteil des Zements ausgewaschen“. Nicht ausgewaschener Altbeton kann als Filter aber durchaus einige Jahre seinen Dienst tun. „Erst wenn er dann keinen Phosphor mehr bindet, wird es Zeit, das alte Betonpulver zu entfernen und neues einzufüllen“, so Sønderup. Das verbrauchte Betonpulver könne recycelt und als Füllmasse beispielsweise beim Straßenbau eingesetzt werden.
Eine Sache gilt es allerdings zu beachten. Weil Beton ein alkalisches Material ist, wird das hindurchfließende Wasser ebenfalls alkalisch. Um den pH-Wert der Gewässer nicht zu stören, muss dem gefilterten Wasser daher ein wenig Säure zugesetzt werden, um es neutral zu machen. Das gelte aber nur für ungefähr hundert Tage, sagen die Wissenschaftler. Danach neutralisiere sich der ph-Wert und der Filter könne mehrere Jahre lang effektiv arbeiten.
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