Gewässer

Die EM-Technologie in der Gewässersanierung

Dass Effektive Mikroorganismen zur Verbesserung der Wasserqualität eingesetzt werden können, wissen mittlerweile viele EM-Anwender*innen. In den letzten Zwanzig Jahren ist manch ein Gartenteich wieder aufgeklart dank EM.
Bei derart guten Ergebnissen fragt man sich als EM-Anwender, warum die EM-Technologie nicht viel bekannter ist und warum die Zeitungen voll sind, von Berichten über gekippte Badeseen und Buchten, bei denen EM doch eine gute Lösung wäre.
Der EM e.V. bekommt jährlich etliche Anrufe und Bitten, sich bei unterschiedlichen Gemeinden für eine Badeseesanierung mit EM zu engagieren.
Leichter gesagt, als getan. Bei größeren Projekten der Gemeinde braucht es fachmännisch korrektes Wissen und eine gute Recherche zum betroffenen Gewässer, um auch die behördlichen Instanzen zu überzeugen. Mit dem Mythos von aufbauenden und abbauenden Mikroben werden limnologische Institute nicht beeindruckt.
Wir wollen aufklären, wie EM tatsächlich in Gewässern wirkt, warum dies so ist und welche Faktoren es zu beachten gibt.

 

Wir brauchen Sauerstoff in der Tiefe

Oxygene Photosynthese durch die EM-Photosynthesebakterien

Im Sediment eines Sees wird der Grundstein für eine Wasserqualität gelegt. Die im Sediment und an dessen Oberfläche arbeitenden Mikroben, welche die abgestorbene Biomasse remineralisieren, arbeiten natürlicherweise aerob und entziehen dem Gewässer Sauersoff.  Bei einem gekippten Gewässer (eutroph bis hypotroph) ist der Sauerstoffgehalt besonders in den tieferen Schichten viel zu gering oder gar nicht mehr vorhanden. Das weiterhin anfallende organische Material bedarf aber einer Verarbeitung und so wandelt sich das mikrobielle Milieu in eine anaerobe Zone um, die natürlicherweise von anaeroben fermentaktiven Fäulnisbakterien besiedelt wird, um eine Degradierung der Organik weiterhin zu gewährleisten. Diese Form der Fermentation produziert allerdings starke Alkaline, Methan sowie Ammoniak und steigert dadurch Oxidationsprozesse. So wird diese Umgebung absolut unbewohnbar, außer für genau diese spezialisierten Mikroorganismen. Zudem kommt, dass diese Fermentationsprozesse in der Regel 1:20 langsamer ablaufen, als die aerobe Verstoffwechselung des organischen Materials. So verleibt letztlich doch ein Teil des organischen Materials am Grund und eine langfristige Verlandung des Gewässers geschieht, die letztlich an der Oberfläche unter stechenden Gerüchen endet.

Die Effektiven Mikroorganismen mit ihren speziellen Photosynthesebaktieren sind jedoch in der Lage, sich in diesen anaeroben und stark oxidativen Milieus anzusiedeln und vor Ort Sauerstoff zu produzieren. Allein durch die Photosynthesebakterien können auch die Milchsäurebakterien und Hefen dort überleben, denn EM ist ein symbiontisches Multimikrobenpräparat. Die Photosynthesebakterien nutzen in Tiefen nicht nur die organische Masse und oxidative Beiprodukte anderer Mikroben, sondern ebenfalls den ultravioletten Bereich des Sonnenlichtes für ihre oxygene Photosynthese (Sauerstoff wird dabei hergestellt). So ermöglichen sie aeroben Bakterien die erneute Ansiedelung in den tiefen Gewässerschichten und eine graduelle Revitalisierung kann beginnen.

Die Effektiven Mikroorganismen sind ein symbiontisches Multimikrobenpräparat, welches von Prof. Higa aus Japan entdeckt und zusammengestellt wurde. Diese Mischung setzt sich in erster Linie aus Photosynthesebakterien (Rhodopseudomonas palustris), Milchsäurebaktieren (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus lactei) und Hefen (Saccharomyces cerevisae) zusammen.
Die Besonderheit liegt hier in der Kombination aus aerob und anaerob arbeitenden Mikroben, die in dieser Kombination, besonders in sauerstofffreien Zonen, beide zum Wirken kommen. Diese Kapazität ist auf die Photosythesebakterien zurückzuführen, welche zwischen vier Stoffwechselformen wechseln können.

 

Erfolgsfaktor – Photosynthesebakterien

Die in EM enthaltenden Photosynthesebakterien nverfügen über unglaubliche Fähigkeiten. Sie machen EM zu einer natürlichen Brücke, um in einem, für andere Bakterien, unwirtlichem Lebensraum zu arbeiten und dort wieder eine Lebensgrundlage zu erschaffen. EM stellt keine dauerhafte Kompensation eines schlechten Ökosystems dar, sondern ist vielmehr als Übergang zu einem inhärent-stabilen System zu betrachten. Wir können die Fähigkeiten von Photosynthesebakterien nicht verallgemeinern – es gibt unzählige Arten und jede trägt andere Gensequenzen mit anderen Fähigkeiten in sich. Warum aber nur Milchsäurebakterien und Hefen im stickenden, fauligen Hypolimnion nicht ausreichen würden, zeigt eine kleine Zusammenfassung ihrer Fähigkeiten.

 

Die Rhodopseudomonas Photosynthesebaktieren können:

Stoffwechselprozesse mithilfe von Licht + Kohlendioxid
Stoffwechselprozesse mithilfe von Licht + organischem Material
Stoffwechselprozesse ohne Licht + Elektronen + anorganische Stoffe wie Schwefelwasserstoff, elementalem Sulfur oder Ammoniak und Kohlendioxid
Stoffwechselprozesse ohne Licht + anorganisches Material

 

Phosphatrücklösung durch den Abbau des Sedimentes stoppen

Die EM-Technologie befasst sich bei einer Gewässersanierung hauptsächlich mit dem Sediment des Gewässers, denn hier liegt die Stärke der Effektiven Mikroorganismen als Bodenhilfsstoff.

Die meisten Gewässer kippen auf Grund einer zu starken Phosphatbelastung. Da Phosphat sich gerne an Sedimente bindet und sich langfristig auch wieder ins Wasser zurücklöst, kann eine überhöhte Einbringung von Phosphat durch das Einleiten von Abwässern erst Jahrzehnte später ein Gewässer  durch diese Art der Rücklösung zum Umkippen bringen, selbst wenn zu diesem Zeitpunkt schon keine Abwässer mehr zugeführt werden. Die Alkalinität und das Redoxpotential, also die Fähigkeit an Elektronenüberschuss zur Unterbindung von oxidativen Prozessen, entscheiden über die Menge der Rücklösung in den Wasserkörper. Wird diese Rücklösung gestartet, kann ein eigener Phosphat-Nährstoffzyklus entstehen und das Gewässer pendelt sich ohne drastische äußere Eingriffe auf diesen neuen Zustand ein. Aus eigener Kraft wird das Gewässer diesen Zustand nicht mehr verlassen können.

Die Effektiven Mikroorganismen beschleunigen in ihrer Anwendung als Bodenhilfsstoff die Mineralisierung der Biomasse am Grund. Dieser Sedimentabbau ist von essenzieller Bedeutung, um eine noch Jahrzehnte anhaltende Rücklösung des Phosphats in den Wasserkörper zu verringern.
Wie aber wird das Problem gelöst, dass zum Zeitpunkt der Anwendung nun das Phosphat in das freie Wasser gelangt? Der Schlüssel liegt in der Steigerung der Biodiversität als Konsumenten von Phosphat.

 

Biodiversität als Steigerung der Konsumenten

EM baut organisches Material, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und andere oxidative Produkte ab und produziert Zucker (Polysaccharide) und Aminosäuren sowie wichtige Mikronährstoffe. Diese sowie die freigesetzten Makronährstoffe aus dem Seiment wie Phosphor nähren die eigene Population und andere, diesem Ökosystem angehörige Mikroben. So findet in kurzer Zeit eine starke bis exponentielle Steigerung der Mikrobenanzahl und –vielfalt statt. Eine mikrobielle Artenvielfalt ist die Basis für eine Vielfalt an Phytoplankton, Zooplankton und anderen Lebewesen. Je mehr Konsumenten in einem System leben, umso mehr Nährstoffe können im Kreislauf gebunden werden. Das Gewässer kann über einen längeren Zeitraum seine eigene Biodiversität wiedererlangen und damit Phosphor langfristig an verschiedenen Stellen im Ökosystem binden.

 

Die EM-Technologie in ihren Wirkphasen

EM steigert im Sediment die Geschwindigkeit der organischen Abbauprozesse. Anhand der Pyramide eines gesunden Ökosystems, welches durch EM gefördert wird, wird deutlich, dass eine reiche Mikroflora auch das Phytoplankton stärkt, denn EM produziert in der ersten Phase nach der Einbringung in den anaeroben Bereich des Hypolimnions notwendige Nährstoffe und Sauerstoff, was beides von anderen aeroben Mikroben, die bisher keine Lebensgrundlage hatten, benötigt wird. Das heißt, dass zusätzliche Nährstoffe entstehen, die man eigentlich auf Grund der bereits hohen Phosphatbelastung vermeiden möchte. Es entsteht eine kurzzeitige

zusätzliche Eutrophierung des Gewässers, die aber nicht von langer Dauer ist und zudem auch nicht aus reinem Phosphat besteht.  Sie ist häufig an Hand einer Wassertrübung erkennbar, die sich in der zweiten Phase der Sanierung auflöst. Der Unterschied zu der bisherigen Eutrophierung besteht hier allerdings in der Vielfalt der Mikroorganismen und der Nährstoffe, die durch die EM-Technologie bewirkt wird. Bisher verkümmerte, aber notwendige Mikroorganismen und Phytoplankton entstehen wieder und führen zu einer Biodiversitätssteigerung im Ökosystem. Von einer belastenden Eutrophierung kann in diesem Fall nicht gesprochen werden.
Dieses zusätzliche Nährstoffüberangebot wird in der zweiten Phase wieder aufgelöst. Durch eine starke exponentielle Steigerung der Mikroflora tritt die entstandene Biodiversität nun in eine eigene Nahrungskonkurrenz, so dass die bereits etablierte Artenvielfalt nun zu einer starken Nährstoffreduzierung im Wasser führt, die sich nach einiger Zeit bei einem, für das Gewässer, gesunden Balance zwischen Nährstoffen und Lebewesen einpendelt.

 

Wird die Blaualge als Phytoplankton und Cyanobakterium nicht auch durch EM gefördert?

Werden nicht durch die Phosphorfreisetzung im Wasser Blaualgenblüten direkt begünstigt?
Durch die initiierte Nährstoffausscheidung der Effektiven Mikroorganismen, werden andere Bakterien und andere Algenarten in Konkurrenz zu den Blaualgen gefördert.  Die langfristige Reduzierung des Phosphates durch den Sedimentabbau und die Steigerung der Artenvielfalt im Wasserkörper führen langfristig (über mehrere Jahre) zu einem Rückgang der Eutrophierung und somit der Blaualge. Dies betrifft ebenfalls die Phosphate, die bereits im Wasserkörper gelöst sind. Durch die steigende Biodiversität werden auch im Wasser schwebende Nährstoffe reduziert.

 

Anwendungsdauer einer Gewässersanierung

Wenn wir an ein verschmutztes oder gekipptes Gewässer und eine Gewässerreinigung denken, dann stellen wir uns eine schnelle, künstliche Wasserreinigung vor. So, als würden wir das verschmutzte Wasser durch einen Filter pressen oder mit einer Chemikalie eine schnelle Lösung herbeiführen.
Nun gilt es aber zu berücksichtigen, dass das Gewässer nicht vom einen auf den nächsten Tag gekippt ist. Die Verschmutzung und Disbalance hat über Jahrzehnte hinweg stattgefunden. Warum meinen wir also, wenn wir auf eine natürliche Weise die inhärente Balance wiedererlangen wollen, dass dies in einer kürzeren Zeit erreicht werden könnte?
Auch wenn wir mit EM bereits nach den ersten Anwendungen sichtlich Bewegung in ein Ökosystem bringen, so dauert es doch eine längere Zeit, bis das System seine eigene Stabilität erreicht und auch eigenständig halten kann. Auf diesem Weg dahin, sind EM-Gaben immer zu wiederholen wobei sich die Mengen verringern und die Abstände größer werden, bis ein äußerer Eingriff überflüssig wird.
Der Zeitfaktor ist eine natürliche Komponente, die bereits Teil des Verschmutzungsweges war. Wenn wir natürlich und nachhaltig arbeiten wollen, dann sind wir an diese Gesetzmäßigkeiten gebunden. Nur so können wir der natürlichen Biodiversität eine Entwicklung ermöglichen.

 

EM-Mengen für eine einmalige Behandlung für einen Beispiel-Badesee aus Niedersachsen

220.000 m3 Wassermenge des Gewässers / 1 Liter EM/ 10.000 Liter Wassermenge
= 22 Tausend Liter EMa werden pro Behandlung benötigt.

Die Kosten für einen EM-Einsatz sind demnach nicht unbedingt billiger als andere Methoden. Zudem ist zu berechnen, dass der EM-Einsatz über mehrere Jahre jährlich wiederholt wird.

 

Zitat Prof. Higa:

„ Jedwede Umweltverschmutzung auf dieser Erde schlägt sich letztendlich im Regen, Industrieabwasser oder Abwasser aus Privathaushalten nieder und verursacht damit die Verschmutzung der Flüsse, Seen und Sümpfe sowie der Meere. Dadurch werden Ökosysteme zerstört oder geschwächt, und die darauf basierende Artenvielfalt gerät in Gefahr.“
… „Das bedeutet, dass EM die Kraft besitzt, viele Substanzen der Wasserverschmutzung als Quelle für die Gewässerreinigung zu nutzen. Deshalb nehmen entgegen der herkömmlichen Überzeugung die Fisch- und Muschelarten zu, je stärker verschmutzt Flüsse und Meere – vor dem EM-Einsatz – sind. Die Ökosysteme werden reichhaltiger, sie können für uns das Wunder der Erhaltung der Artenvielfalt vollbringen.“

Prof. Higa, Effektive Mikroorganismen – Unsere Perspektive

Quellen:
U-Net Broschüre aus Japan
Wikipedia
https://www.biologie-seite.de/Biologie/Trophiesystem
https://de.wikipedia.org/wiki/Phosphate
https://en.wikipedia.org/wiki/Rhodopseudomonas_palustris

EMJournal-Artikel zum Thema “Wasser”

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Wasser_SymbolMeere