Dr. Heinz Jaksch
Spezialgebiet: Biologische Wasseraufbereitung für Badegewässer
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Versuch über die abbauende Wirkung spezieller Mischungen von Mikroorganismen in Wasser und Sediment (Mai - Juli 2009)

Motivation
Seit vielen Jahren werden spezielle Mischungen von Mikroorganismen (laut Beschreibung Bakterien und Pilze) angeboten, welche den Abbau von organischem Material fördern sollen. Eingesetzt werden solche Präparate etwa in der Landwirtschaft und im Gartenbau. Auch in Kleingewässern sollen diese Mittel laut Werbung nützlich sein, indem sie beispielsweise Schlamm abbauen und das Algenwachstum hemmen.
Um der Sache auf den Grund zu gehen und laufende Anfragen fundiert beantworten zu können hat das Biologische Labor Wien-Ost einen mehrmonatigen Labor-Versuch durchgeführt. Dabei sollte vor allem die abbauende Wirkung der Mikroorganismen getestet werden.
Es wurde dazu ein Präparat einer namhaften Firma eingesetzt und damit exakt nach den Vorschriften der Gebrauchsanweisung (Lagerung, eingesetzte Mengen etc.) umgegangen.

Material und Methode
Getestet wurde der Abbau einer gemischten Sedimentprobe in filtriertem (Maschenweite 100 µm) Aquarien-Wasser. Die Probe bestand zur Hälfte aus natürlichem Sediment eines Altarmes der Donau mit geringem organischen Anteil (10,1 % am Trockengewicht) und zur anderen Hälfte aus zerkleinertem, homogenisierten Torf mit hohem organischen Anteil (97,4 %). Der organische Anteil am Gemisch betrug 53,8 %.
Je ein Gramm Sediment und Torf wurde in vier Glasbehälter (Fassungsvermögen je 1 l) – in Folge G1, G2, G3 und G4 genannt - gegeben und mit 0,5 l Aquarien-Wasser aufgefüllt (Ausgangswerte des Wassers siehe Tab. 1). Um vor allem die Torfpartikel zum Absinken zu bringen wurden die gefüllten Behälter im Exsiccator kurz (10 min.) evakuiert.
Nach einer Ruhepause von zwei Wochen wurden dann die Mikroorganismen nach Vorschrift zugegeben (Wasserwerte nach zwei Wochen mit Sediment und vor Zugabe der Mikroorganismen siehe Tab. 2).
Um einen Vergleich der mikrobiellen Aktivitität bzw. die Abbauleistung zu erhalten wurden die Mikroorganismen für G2 und G3 zuvor bei 120° C unter Druck sterilisiert. Zu G1 und G4 wurden die Mikroorganismen unverändert beigegeben.
Anschließend wurden alle Behälter im Wärmeschrank bei 30 Grad im Dunkeln und ohne Umrühren insgesamt sechs Wochen inkubiert. Um Unterschiede durch mögliche Temperaturgradienten im Wärmeschrank auszuschließen wurden die Gefäße mehrfach umgestellt. Vier Wochen nach dem Start wurde eine Zwischenanalyse des überstehenden Wassers auf Total-Phosphor durchgeführt (Tab. 3). Sechs Wochen nach dem Start erfolgte die Endanalyse des Wassers (Tab. 4) und des Sediments (Wasser in Gefäßen bei 90 °C eingedampft - Tab. 5). Zur Ermittlung des Trockengewichts wurden die Sedimentproben über Nacht bei 105 °C getrocknet. Die Bestimmung des organischen Gehalts erfolgte durch Muffeln bei 550 °C über Nacht.

Beobachtungen und Ergebnisse

Temperatur [°C]
22
pH-Wert
8,4
Leitfähigkeit [µS/cm]
159
Härte [°d (Deutsche Härtegrade)]
7
Nitrat [mg/l (als NO3)]
<0,1
Total-Phosphor[µg/l (als P)]
2
Tab. 1 – Ausgangswerte Aquarien-Wasser

 

Temperatur [°C]
22,4
pH-Wert
8,13
Leitfähigkeit [µS/cm]
311
Härte [°d (Deutsche Härtegrade)]
12
Nitrat [mg/l (als NO3)]
<0,1
Nitrit [mg/l (als NO2)]
0,01
Ammonium [mg/l (als NH4)]
0,6
Total-Phosphor [µg/l (als P)]
111
Tab. 2 – Wasserwerte mit Sediment ohne Mikroorganismen

 

G1
G2
G3
G4
Total-Phosphor [µg/l (als P)]
136
143
143
146
Tab. 3 – Total-Phosphor nach 4 Wochen Inkubation mit Mikroorganismen

 
G1
G2
G3
G4
Temperatur [°C]
22,4
22,4
22,4
22,4
pH-Wert
8,53
8,52
8,54
8,52
Leitfähigkeit [µS/cm]
280
284
280
281
Härte [°d (Deutsche Härtegrade)]
11
10
9
9
Nitrat [mg/l (als NO3)]
12,6
11,2
12,3
11,9
Nitrit [mg/l (als NO2)]
0,005
0,02
0,02
0,005
Ammonium [mg/l (als NH4)]
<0,05
<0,05
<0,05
<0,05
Ortho-Phosphat [µg/l (als P)]
100
120
91
102
Total-Phosphor [µg/l (als P)]
106
126
97
110
Tab. 4 – Wasserwerte nach 6 Wochen Inkubation mit Mikroorganismen

 
G1
G2
G3
G4
Trockengewicht [mg]
1883
1758
1792
1789
Organischer Anteil [%]
54,3
52,7
51,7
52,3
Tab. 5 – Trockengewicht und organischer Anteil des Sediments nach 6 Wochen Inkubation mit Mikroorganismen

 

Über die sechswöchige Dauer des Versuchs konnten weder nennenswerte Unterschiede im Wasser noch im Sediment zwischen den mit sterilisierten und den mit lebenden Mikroorganismen beimpften Proben festgestellt werden. Eine Ausnamhe machten lediglich die Nitrit-Werte. Hier ergaben die nicht-sterilisierten Proben klar höhere Werte. Das lässt darauf schließen, dass es sehr wohl unterschiedliche mikrobielle Aktivitäten zwischen den Proben gab.
In keiner Phase des Experiments ergab sich beim wichtigen Phosphor-Wert ein signifikanter Unterschied. Bei einem verstärkten Abbau von organischem Material – Fachausdruck: Mineralisation – hätte ich mir etwa einen Anstieg des freien Phosphats oder wenigstens des Total-Phosphors im Wasser erwartet. Ein Absinken des pH-Werts durch die verstärkte Freisetzung von Kohlendioxid und ein Anstieg der Leitfähigkeit in den Proben mit den lebenden Mikroorganismen ist ebenfalls ausgeblieben. Auch rein optisch ergab sich in den 4 Gefäßen während des Versuchs keine Unterschiede.
Letztendlich hat sich der organische Anteil des Sediments in allen vier Gefäßen während der Inkubation gegenüber dem Ausgangswert überhaupt nicht verändert.

Fazit
Nach derzeitigem Stand meines Wissens würde ich den Einsatz derartiger Mittel in Garten- und Schwimmteichen nicht empfehlen, zumal die Sache mit nicht unerheblichen Kosten verbunden ist.

Klarstellung
Betonen möchte ich, dass es sich um keinen Blindversuch handelte. Das heißt, der Experimentator wusste stets, mit welchen Proben er gerade hantierte. Dennoch kann ich versichern, dass der Versuch nach bestem Wissen und Gewissen durchgeführt wurde.
Ich kann und will weiters nicht ausschließen, dass die Mikroorganismen unter anderen Umständen auch anders reagieren, als in den kleinen Glasgefäßen im Labor. Wie eingangs erwähnt erfolgte der Versuch zum Großteil in Dunkelheit und ohne Wasserbewegung. Von einer Belichtung wurde abgesehen, da auch in einem naturnahen Schwimm- oder Gartenteich ein Großteil des Sediments unbelichtet ist.
Generell sind aber Laborversuche nur bedingt auf Freilandbedingungen umlegbar.


Dr. Heinz Jaksch
Biologisches Labor Wien-Ost