Stickstoffabhängige Prozesse in Wasser und Sediment des Hoan Kiem Sees (Hanoi, Vietnam) mit Bezug auf das Ausbaggern von Sediment
Nitrogen related processes in water and sediment of Hoan Kiem Lake (Hanoi, Vietnam) with respect to sediment dredging
Finanzierung: Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)
Projektbeschreibung:
Die Arbeiten waren Bestandteil des vom BMBF geförderten Verbundvorhabens „Entwicklung von Strategien und Verfahren für eine nachhaltige Sanierung, Stabilisierung und Bewirtschaftung des Hoan Kiem Sees in Hanoi, Vietnam“ (FKZ 02WT0927).
Obwohl der Hoan Kiem See (HKL) von kulturhistorischem Wert ist, über Jahrhunderte hinweg Lebensraum einer seltenen Schildkrötenart war und ein Wahrzeichen der Stadt Hanoi darstellt, ist seine ökologische Situation äußerst unbefriedigend. Eutrophierung und Verschlammung bedrohen die letzte im See lebende Riesenweichschildkröte (Rafetus swinhoei). Aus diesem Grund wurde von den Projektpartnern eine hydraulische Entschlammungsstrategie entwickelt, die die oberen Sedimentschichten schonend entfernt, ohne dass der See trockengelegt werden muss. Das Ausbaggern von Seesedimenten führt jedoch regelmäßig zur Mobilisierung von Nährstoffen, wobei Stickstoffverbindungen von zentraler Bedeutung sind. Im HKL ist Stickstoff gemäß Wasseranalysen und Experimenten mit Anreicherungskulturen der wachstumslimitierende Faktor.
Die durchgeführten begleitenden Untersuchungen sind von Bedeutung für die Vorhersage von möglichen Auswirkungen der Schlammentfernung auf Teilprozesse des Stickstoffkreislaufes im See wie Ammoniumfreisetzung aus dem Sediment, Nitrifikation, Denitrifikation und NH4+-Assimilation. Die ansteigenden NH4+-Konzentrationen im Porenwasser des Sediments mit zunehmender Sedimenttiefe werden während und nach der Entschlammung zu einer erhöhten NH4+-Freisetzung führen, wie dies bei der Inkubation von mit Seewasser überschichteten Sedimentkernen nachgewiesen werden konnte. Mit zunehmender Sedimenttiefe sinkt der Gehalt an organischen Verbindungen und die Bakteriendichte. Deshalb war zu vermuten, dass Nitrifikation und Denitrifikation zeitweilig und lokal stark verlangsamt ablaufen, wenn die obersten Sedimentschichten mit ihrem hohen Gehalt an organischem Material und starker mikrobieller Besiedlung entfernt werden.
Die Nitrifikation spielt im Wasser des HKL nur eine vernachlässigbar geringe Rolle, sie erfolgt lediglich in den obersten Sedimentschichten. Folglich wird unmittelbar nach der Entschlammung nur ein geringer Teil des freigesetzten Ammoniums oxidativ umgewandelt werden können. Die Denitrifikation als der Prozess, der Stickstoff nachhaltig aus einem See entfernt und ihn in die Atmosphäre abgibt, wird am Ort der Entschlammung ebenfalls stark reduziert. Die nachgewiesene Verlangsamung von Nitrifikation und Denitrifikation an der Sedimentoberfläche unter den Bedingungen der geplanten Entschlammung verstärkt somit die Freisetzung von Ammoniumionen in den See. Von besonderer Bedeutung ist folglich die Untersuchung der Assimilation von Ammoniumionen durch das Phytoplankton.
Dies erfolgte im Rahmen von enclosure-Versuchen direkt im HKL. Das beobachtete vergleichsweise schnelle Verschwinden des zugesetzten Ammoniums wurde jedoch nicht ausschließlich durch die Assimilation des Phytoplanktons bewirkt, sondern auch durch Abgabe in die Atmosphäre, bedingt durch den hohen pH-Wert (pH 9,3-10,1) des Seewassers im Untersuchungszeitraum.