Über die Verwertbarkeit von Wirbelschichtaschen aus Steinkohlekraftwerken im Rahmen forstlicher Bodenschutzmassnahmen

Göttingen

1996

234 S.

113 Lit. Ang.

Bandaufführung

47440

Zur Schonung von Rohstoff- und Deponieressourcen werden zunehmend neue Entsorgungskonzepte und Einsatzbereiche für Abfall- und Reststoffe erforscht. So wird auch für Kraftwerksaschen nach weiteren Verwertungsmöglichkeiten gesucht. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu prüfen, inwieweit sich Wirbelschichtaschen aus Steinkohlekraftwerken aufgrund ihres Basengehaltes alternativ bzw. ergänzend zu Kalken, die forstüblich im Rahmen von Bodenschutzmassnahmen eingesetzt werden, verwenden lassen. Um dieser Fragestellung nachzugehen, wurde in einem Fichtenaltholzbestand ein Parzellenversuch mit folgenden Versuchsvarianten angelegt: Variante I: 5t/ha Wirbelschichtasche oberflächig ausgebracht (= WSA-Parzelle). Variante II: 5t/ha Dolomitkalk oberflächig ausgebracht (= DK- Parzelle). Variante III: Unbehandelte Nullfläche (= N-Parzelle). Im Mittelpunkt der Untersuchung stand eine vergleichende Gegenüberstellung des bodenchemischen Wirkungsverhaltens der Wirbelschichtasche und des Dolomitkalkes. Dieser Vergleich stützte sich auf einen Bodeninventarvergleich zur Erfassung von Veränderungen der Elementvorräte im Auflagehumus und im Mineralboden 2 Jahre nach den Behandlungen. Ferner wurde Bodenlösung aus verschiedenen Tiefen monatlich über einen Zeitraum von 2 1/4 Jahren hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung untersucht. Durch die Ermittlung von Elementeintrags- und -austragsraten auf der Basis von Versuchsjahren konnten Ökosystembilanzen erstellt werden, um die Elementflüsse im Boden abzuschätzen. Ergänzend zu dem bodenchemischen Schwerpunkt erfolgten nadelanalytische, floristische und bodenbiologische Erhebungen. Die Versuchsergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden: - Im Auflagehumus wurde die Basensättigung im Oh-Horizont durch beide Behandlungsvarianten in der gleichen Größenordnung angehoben, wodurch die Fichtenfeinwurzeln nicht mehr einer mittleren, sondern einer geringen Gefährdung hinsichtlich Säuretoxizität ausgesetzt waren. - Die Basensättigung, als Summenparameter für den prozentualen Anteil der Mb- Kationen (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) an der Belegung des Mineralboden- Austauschers, wurde durch die Wirbelschichtasche unwesentlich stärker als durch den Dolomitkalk angehoben. Die Behandlungseffekte beider Varianten waren auf die oberen 20 cm des Mineralbodens beschränkt und führten aus säuretoxikologischer Sicht zu keiner Veränderung. - Im Falle der Wirbelschichtasche war die Anhebung der Basensättigung ausschliesslich auf eine zunehmende Calcium-Sättigung zurückzuführen, während diese im Falle des Kalkes auf einer zunehmenden Magnesium-Sättigung beruhte. Dies führte auf der mit Dolomitkalk behandelten Fläche zu einer deutlich erhöhten Elastizität hinsichtlich der Magnesium-Versorgung im Boden. Dabei nahm dieser Effekt mit zunehmender Bodentiefe stark ab, liess sich jedoch im untersten Untersuchungshorizont von 20-50 cm noch signifikant nachweisen. Im Unterschied dazu führte die mit der Wirbelschichtasche ausgebrachte Magnesium-Menge (55 kg/ha), die etwa einem Zehntel des mit dem Dolomitkalk ausgebrachten Magnesiums entsprach, zu keiner Anhebung der Magnesium- Versorgung im Boden. - Die Nachhaltigkeit (Depotwirkung) der Behandlungen, gemessen an der noch im Auflagehumus und Mineralboden nachweisbaren Calcium- und Magnesium-Menge, die mit der Wirbelschichtasche und dem Dolomitkalk ausgebracht wurde, unterschied sich deutlich. Während im Falle des Dolomitkalkes noch rund 84% des applizierten Calciums und rund 94% des Magnesiums nachgewiesen werden konnten, liessen sich im Falle der Wirbelschichtasche nur rund 60% des ausgebrachten Calciums nachweisen. Die für die Asche festgestellte Depotwirkung wird näher diskutiert: Bei dieser Behandlungsvariante zeigte sich im Unterschied zur gekalkten Fläche, dass die Mittelwerte für die signifikanten Vorratsänderungen an Calcium, insbesondere beim L/Of-Horizont, sehr weite Vertrauensbereiche aufwiesen.