Wirksamkeit von schwimmenden Behandlungsfeuchtgebieten mit Iris pseudacorus und Glyceria maxima

Wasser reinigen mit schwimmenden Gärten

Weltweit suchen Gemeinden nach bezahlbaren, energiearmen Methoden, um verschmutztes Wasser zu säubern. Diese Studie untersucht einen solchen Ansatz, der fast wie ein schwimmender Garten aussieht: kleine Plattformen, die mit Feuchtgebietspflanzen bewachsen sind und auf der Oberfläche von Abwasserteichen treiben. Die Forscher stellten eine praktische Frage mit großer Bedeutung für Städte und landwirtschaftliche Betriebe gleichermaßen: Wie gut können diese schwimmenden Pflanzeninseln überschüssige Nährstoffe und organische Verunreinigungen aus behandeltem Abwasser entfernen, und spielt die gewählte Pflanzenart dabei eine entscheidende Rolle?

Warum schwimmende Inseln für alltägliches Wasser wichtig sind

Steigender Wasserbedarf und sinkende Wasserqualität bedeuten, dass viele Kläranlagen nach den Standardprozessen einen zusätzlichen „Polier“-Schritt benötigen. Trägt das Abwasser noch zu viel Stickstoff und Phosphor, können diese Nährstoffe schädliche Algenblüten fördern und zu Fischsterben stromabwärts führen. Schwimmende Behandlungsfeuchtgebiete bieten eine naturbasierte Alternative: Anstatt auf Stahltanks und hohen Energieverbrauch zu setzen, nutzen sie Pflanzenwurzeln und nützliche Mikroben, um Schadstoffe aufzunehmen und umzuwandeln. Diese Systeme sind besonders attraktiv als nachgeschalteter tertiärer Behandlungsschritt für Kleinstädte, landwirtschaftliche und industrielle Teiche, da sie in bestehende Becken eingebracht werden können, ohne umfangreiche Umbauten.

Miniatur-Feuchtgebiete im Innenraum getestet

Um unter kontrollierten Bedingungen zu prüfen, wie gut schwimmende Inseln funktionieren, richtete das Team sechs Innenbecken mit bereits behandeltem kommunalem Abwasser ein. Zwei Becken waren unbepflanzt und dienten als Kontrollen. Die übrigen enthielten Plattformen aus Plastikrohren und Kokosmatten, bepflanzt mit einer von zwei weit verbreiteten Feuchtgebietspflanzen: Schwertlilie (Iris pseudacorus) und Rohrschmiele (Glyceria maxima). Die Wissenschaftler führten zwei sukzessive Versuche durch: eine 35-tägige Phase, während sich die Pflanzen und ihre Wurzelzonen noch entwickelten, und eine 21-tägige Phase, nachdem die Wurzelsysteme und mikrobiellen Filme stärker etabliert waren. Währenddessen verfolgten sie Schlüsselindikatoren wie Stickstoff- und Phosphorwerte, organischen Kohlenstoff, gelösten Sauerstoff, Säuregrad (pH) und den Redoxzustand des Wassers, die zusammen zeigen, wie aktiv biologische Prozesse das Wasser reinigen.

Wie die schwimmenden Wurzeln das Wasser veränderten

Das Vorhandensein der schwimmenden Feuchtgebiete veränderte deutlich die Vorgänge in den Becken. Im Vergleich zu den unbepflanzten Kontrollen zeigten die bepflanzten Systeme sehr unterschiedliche Muster bei Sauerstoff, pH und Redox, was darauf hindeutet, dass mikrobielle Gemeinschaften an den Wurzeln intensiv arbeiteten. In den Kontrollbecken gediehen Algen, was Sauerstoff und pH erhöhte und einen Teil des Stickstoffs umwandelte, jedoch auch hohe Nitratwerte zurückließ. Dagegen hatten Becken mit Pflanzenplattformen deutlich niedrigere Nitrat- und Nitritwerte und stärkere Hinweise auf vollständige Stickstoffentfernung, da Mikroben in der Wurzelzone gelösten Stickstoff in harmloses Stickstoffgas umwandelten. Die Studie fand außerdem, dass die Plattformsysteme bereits nach nur fünf Tagen eine starke Gesamtstickstoffreduktion erreichen konnten, während die unbepflanzten Becken etwa drei Wochen benötigten, um eine vergleichbare Leistung zu erreichen.

Pflanzenwahl: Iris vs. Rohrschmiele

Obwohl beide Pflanzenarten die Wasserqualität verbesserten, taten sie dies in unterschiedlichem Maße und über leicht unterschiedliche Wege. Becken mit Iris pseudacorus waren im Allgemeinen wirksamer bei der Entfernung von Gesamtstickstoff und Phosphat als solche mit Glyceria maxima. Die Iris-Systeme förderten eine Wurzel- und Biofilmumgebung, in der oxische und anoxische Zonen nebeneinander existierten — ideal für die schrittweisen Umwandlungen, die Stickstoff entfernen und Phosphor speichern oder freisetzen. Statistische Analysen deuteten darauf hin, dass die Phosphatentfernung dort mit spezialisierten Mikroben verbunden war, die Phosphor in ihren Zellen anreichern können, unterstützt durch Nährstoffaufnahme in die Pflanzenteile. Die Rohrschmiele-Systeme entfernten zwar ebenfalls Schadstoffe, beruhten aber mehr auf dem allgemeinen Abbau organischer Substanz im freien Wasser und waren weniger effektiv bei der Senkung der Phosphorwerte. In allen bepflanzten Becken unterdrückten Beschattung und Nährstoffkonkurrenz das Algenwachstum und verhinderten so die grünen Beläge, die in den Kontrollbecken auftraten.

Was das für sauberere Teiche und Flüsse bedeutet

Für Nichtfachleute ist die Kernaussage klar: einfache schwimmende Pflanzenplattformen können die Qualität bereits behandelter Abwässer deutlich verbessern, bevor diese wieder in die Umwelt gelangen. Durch dichte Wurzelmatten und mikrobielle Filme beschleunigen diese Mini-Feuchtgebiete die Entfernung von Stickstoff und tragen dazu bei, Phosphor zu binden, während sie gleichzeitig lästige Algen unterdrücken. Die Studie zeigt, dass Designentscheidungen wichtig sind — insbesondere welche Pflanzenart verwendet wird und wie gut sich die Wurzelzone entwickeln kann. In diesem Versuchsaufbau erzielte Iris pseudacorus stärkere Nährstoffreduktionen als Glyceria maxima. Insgesamt stützt die Arbeit schwimmende Behandlungsfeuchtgebiete als realistische, naturbasierte Ergänzung für Abwasserteiche und kleine Kläranlagen, die dazu beitragen können, algenfördernde Verschmutzung zu verringern und Seen und Flüsse stromabwärts zu schützen.

Zitation: Kilian, S., Pawęska, K., Bawiec, A. et al. Efficiency of floating treatment wetlands planted with Iris pseudacorus and Glyceria maxima. Sci Rep 16, 9351 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39622-0

Schlüsselwörter: schwimmende Behandlungsfeuchtgebiete, Abwasserpolitur, Nährstoffentfernung, naturbasierte Behandlung, Eutrophierungsbekämpfung