Über den Austrag und die Verteilung von nassem Klärschlamm im Walde von Satigny

Über den Austrag und die Verteilung

von nassem Klärschlamm im Walde von Satigny

ARNOLD VON HIRSCHHEYDT ¹ und THEO KELLER

Manuskript angenommen im Juni 1985

Oxf.: 237.4 : ( 494)

1 Einleitung . . 2 Durchführung

3 Erfahrungen und Beobachtungen 4 Zusammenfassung . . . .

Inhaltsverzeichnis

Resume: Epandage et distribution de. boues d'epuration mouillees dans la

15 16 17 18

foret de Satigny . . . . 18 Riassunto: Recapito e spargimento di fanghi umidi residuati dagli impianti

di depurazione nel bosco di Satigny . . . . 18 Summary: Spreading and distribution of sewage sludge in an oak forest

near Satigny 19

Literatur 19

1 ehemals Eidg. Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz, Dübendorf

1 Einleitung

Klärschlamm (nachstehend kurz KS genannt) ist auch in flüssigem Zustand als Düngemittel anzusehen. Der Trägerstoff Wasser kann aber nur unter besonderen Umständen (Trockenheit) ausnahmsweise vorrangiges Interesse genießen. Für alle Düngemittel gilt, daß der Gleichmäßigkeit bei der Verteilung große Bedeutung bei- zumessen ist. Bei flüssigen Düngern ist die erforderliche Gleichmäßigkeit jedoch nur erreichbar, wenn bei sehr sorgfältiger Arbeit das Gelände nicht geneigt ist, das Mikrorelief des Bodens eben ist und die Gabe der aktuellen Schluckfähigkeit des Bodens für Feuchtigkeit angepaßt werden kann. All dies ist besonders wichtig, wenn das Ausmaß der Düngerzufuhrbestimmt werden soll, um so mehr, als der Nährstoff- gehalt des KS von Anlage zu Anlage, aber auch bei ein und derselben Anlage im Verlaufe des Jahres gewaltigen Schwankungen unterworfen ist. So variierte die Zu- sammensetzung des im April 1971 verwendeten KS im Rahmen der Werte der nach- stehenden Tabelle.

Der KS war somit P-reich im Vergleich zu N und sehr K-arm. Die großen zuge- führten Mengen erhöhten jedoch den pH-Wert des Oberbodens, bewirkten einen vorübergehenden Abbau des Eichenlaubrohhumus und bedeuteten eine wesentliche Nährstoffzufuhr. Der schwere Boden mit ziemlich guter Ionenaustauschkapazität führte denn auch zu folgendem Befund (voN WATTENWYL, 1971, S.16), als 6 Tage nach der KS-Applikation Sickerwasser aus 30 cm Tiefe entnommen wurde: «In der Nullfläche sind die analysierten Gehalte in der gleichen Größenordnung wie auf den mit verschiedenen Quanten belegten Klärschlammflächen.»

Durchschnittswerte sowie Minimum und Maximum einiger Gehalte (% des Frischgewichts) im KS 1971

Durchschnitt Minimum

Trockensubstanz 3,8¹ 3,2

N 0,07 0,065

p 0,10 0,068

K 0,006 0,005

Ca 0,22 0,13

Mg 0,03 0,025

Na 0,006 0,002

Fe 0,015 0,010

pH-Wert 7,2 7,0

1 d. h. 3,8 % = 38 kg/m³ Frischschlamm

Maximum

6,0 0,125 0,125 0,008 0,29 0,033 0,038 0,038 7,6

2 Durchführung

Die von Boden und Bestand her homogen und eben erscheinende Fläche in einem rund 50jährigen Eichenwald wurde in 20 verpflockte Felder

a

Die 20 Felder wurden in 5 Blöcke aufgeteilt; innerhalb jeden Blockes wurde je ein Feld den Klärschlammbehandlungen 0, 20, 40 und 80 mm (0, 200, 400, 800 m³/ha) zugewiesen (vgl. Abb. 2 in KUHN und AMIET, 1988). Ein Vorversuch hatte ergeben, daß der Boden auch die höchste Menge zu schlucken vermochte. Beim eigentlichen Versuch erwies sich, z. T. zufolge der inzwischen gefallenen Niederschläge, die Schluckfähigkeit als geringer, so daß im März 1971 nur ein einziges Feld (Nr. 20) mit so viel,KS bespritzt wurde. Der unkontrollierte Wegfluß von nicht mehr versickern- dem KS führte dazu, daß die übrigen «80-mm-Felder» vorderhand unbehandelt blie- ben. Sie wurden dann vor den Vegetationsperioden 1973 (Dezember 1972) und 1974 (April 1974) mit je 30mm KS (also total 60mm) beschickt.

Der KS wurde von der nahegelegenen Genfer Kläranlage Aire geliefert und durch eine spezialisierte Firma gleichmäßig verspritzt. Um jedes Feld herum wurde ein 2 m breiter Streifen mitbehandelt, so daß Felder von 34 x 44 m entstanden. Der dazwischen frei bleibende Raum machte allfällige Wegflüsse sichtbar.

Der Schlamm wurde in ein mobiles Becken entleert. Eine Meßleiter erlaubte die ständige Mengenkontrolle.

Über eine mittels Dieselmotor angetriebene Pumpe gelangte der Schlamm aus dem Becken in gebräuchliche mobile Jaucherohre, welche in ein Wendrohr münde- ten.

Die Verbindung zwischen Spritzer (und Hilfskraft) sowie Wache am Becken wurde mit tragbaren Funkgeräten sichergestellt.

3 Erfahrungen und Beobachtungen

Die angewendeten Mengen erscheinen im Vergleich zur landwirtschaftlichen Ver- wendung von jährlich 5 mm (50 m³/ha) als sehr hoch. Der Versuch berücksichtigte jedoch drei Faktoren:

1. Die KS-Ausbringung wird im Walde zufolge der Behinderung durch die Bäume so verteuert, daß in der Vergangenheit deswegen in der Regel mengenmäßig wesentlich mehr ausgebracht wurde als auf offenem Feld. Eine jährlich wieder- holte Anwendung erschien zudem wenig realistisch. Im forstlichen Bestande wirkt sich erschwerend aus, daß eine vorhergehende Bodenbearbeitung außer Betracht fällt und ausgleichende Verteilpraktiken nicht in Frage kommen.

2. Aus technischen Gründen war eine gleichmäßige Verteilung von 100 m³/ha (10 mm) KS oder weniger im Bestand nicht möglich. Die einzig wählbare Aus- tragsmethode mittels Wendrohr oder J auchewerfer bedingt diese minimale Aus- tragsmenge pro Flächeneinheit. Das erklärt sich aus dem Umstande, daß die gleichmäßige Verteilung einen Minimaldruck am Wendrohr verlangt, bei dem wiederum Mindestmengen pro Zeiteinheit passieren. Da der Spritzer den Stand- ort nicht beliebig rasch wechseln kann, ist deshalb eine untere Limite fixiert.

3. Die für Wald ausnehmend ebene Lage rief nach relativ hohen Mengen, um die lokale Überkonzentration in kleinen Vertiefungen, Mulden usw. zu simulieren.

Im Wald ist stets mit lokalen Ungleichmäßigkeiten (Mikrorelief) zu rechnen. So erwies sich trotz sorgfältiger Arbeit die Schlammdicke innerhalb der Felder als variabel wegen des Mikroreliefs des nicht bearbeiteten Bodens. Die Möglichkeit des oberflächlichen Abflusses wurde zudem durch die höchste vorgesehene Applikation (80 mm) demonstriert. Eine Besichtigung andernorts hatte ergeben, daß selbst mehrere Tage nach einer «praktischen» KS-Ausbringung im Walde die Bäume noch in KS-Lachen standen!

In einigen Fällen flossen uns unbekannte Schlammengen aus Parzellen ab oder zu (vgl. Abb. 2 in KuHN und AMIET, 1988). Diese Verlagerungen betrafen neben den schwächsten Beschlammungen die ursprünglich vorgesehene Variante «80 mm».

Diese Variante musste fallengelassen und durch eine spätere zweimalige Beschik- kung mit je 30 mm (Dezember 1972 und April 1974) ersetzt werden.

Die zwangsweise gewählte Art des Austrages (Verspritzung) führte zu teilweise starken Verunreinigungen von Baumteilen. In Astachseln und Rissen der Borke setzten sich Feststoffe aus dem Schlamm so fest, daß sie selbst während der lüjähri- gen Beobachtungsperiode durch Niederschläge nicht abgewaschen wurden. Dies führte unter anderem zu verstärktem Moosbewuchs auf den dem Standort des Wendrohrführers zugekehrten Seiten der Stämme.

4 Zusammenfassung

Über den Austrag und die Verteilung von nassem Klärschlamm im Walde von Satigny Die Verteilung von Klärschlamm in forstlichen Beständen ist nur mittels Druck- leitungen und Wendrohren durchführbar. Die dabei aus technischen Gründen erfor- derlichen minimalen Austragsmengen pro Flächeneinheit und Anwendungszeit- punkt haben im vorliegenden Falle die aktuelle Schluckfähigkeit des Bodens manch- mal überschritten, was zu Ungleichmäßigkeiten in der Beaufschlagung führte. Der Schlamm verunreinigte die Stämme des Bestandes für längere Zeit.

Resume

Epandage et distribution de boues d'epuration mouillees dans la foret de Satigny La distribution de boues d'epuration dans les peuplements forestiers n'est realisa- ble qu'a l'aide de conduites forcees et de tuyaux dirigeables. Pour des raisons tech- niques, les quantites de baue epandues par unite de surface et par temps d'applica- tion sont minimales. II en resulte, dans le cas present, que l'actuelle capacite d'ab- sorption du sol est parfois depassee, ce qui entra:ine des inegalites dans la diffusion de la matiere. Les troncs du peuplement sont restes longtemps souilles par ces boues.

Traduction Monique Dousse

Riassunto

Recapito e spargimento di fanghi umidi residuati dagli impianti di depurazione nel bosco di Satigny

Lo spargimento in soprassuoli forestali di fanghi derivanti dai trattamenti di de- purazione puo essere effettuato solo per mezzo di condotte forzate e di tubazioni direzionabili. Nel caso presente le quantita minime di fango da spargere ad ogni im- piego per unita di superficie, quantitativi imposti dai mezzi tecnici impiegati, hanno talvolta superato la momentanea capacita di ricezione del terreno; si sono cosi avute delle irregolarita nello spandimento. I fanghi hanno imbrattato i tronchi del sopras- suolo per un periodo prolungato.

Traduzione M. Conedera

Summary

Spreading and distribution of sewage sludge in an oak forest near Satigny In order to spread sewage sludge in a forest stand it is necessary to use pressure pipes and a nozzle. In some cases the minimal discharge per unit area (given by tech- nical reasons) and the time of application surpassed the actual uptake capacity of the soil. This led to an uneven distribution. The tree trunks remained sludgecovered for a long time.

Translation ^T. Keller

Literatur

KuHN, N ., und AMIET, R., 1988: Der Einfluß von Klärschlamm auf die Bodenvegetation eines Eichenwaldes. Eidg. Anst. forstl. Versuchswes., Mitt. 64, l: 149-202.

WATTENWYL, R. VON, 1971: Klärschlammversuch in Genf-Satigny. Institut für Bodenphysik, ETH Zürich, unveröff. Bericht.