Schadstoffgehalte in Gärrückständen im Auge behalten

Kosubstrate sind problematisch

Die Analyse der Nähr- und Schadstoffgehalte von Gülle und Biogasgülle in drei Biogasanlagen zeigte, dass Biogasanlagen mit geringeren Anteilen an Kosubstraten unter generell schadstoffärmeren Verhältnissen produzieren. Mit dem Anteil der Vergärung von Kosubstraten steigt die Möglichkeit von unerwünschten Einträgen. Auch die Nährstoffverhältnisse werden deutlich verschoben, sodass eine Nährstoffanalyse und ein Schadstoffmonitoring unbedingt erforderlich erscheinen. Teilweise weisen die in Gärrückständen nachgewiesenen Schadstoffgehalte auf problematische Gehalte in den in die Anlage eingebrachen Substraten hin.

Folgende Veränderungen der Nährstoff- und Schadstoffgehalte wurden festgestellt: 

Reduktion des Trockenmassegehaltes

Im Zuge der anaeroben Vergärung reduzierte sich der Trockenmassegehalt der Gülle. Diese Reduktion bewirkt bei der Biogasgülleausbringung ein beschleunigtes Ablaufen der Gärrückstände von den Pflanzen und eine rasche Infiltration in den Boden. Dadurch werden Pflanzenverätzungen und gasförmige Stickstoffverluste bei der Ausbringung vermindert.

Anstieg des Ammoniumgehaltes

Der Ammoniumanteil am Gesamtstickstoffgehalt der Gärrückstände stieg – ebenfalls in Abhängigkeit von der Verweildauer des Gärsubstrates im Fermenter – um 0,2 bis 27,2% an. Für die Düngepraxis lässt der Anstieg des Gehaltes an mineralisiertem Stickstoff eine bessere Pflanzenverfügbarkeit erwarten.

Erhöhung des pH-Wertes

Durch die Erhöhung des pH-Wertes um 0,3 bis 1,4 Einheiten infolge des Gärprozesses steigt die Gefahr der gasförmigen Stickstoffverluste bei der Lagerung und vor allem bei der Ausbringung an.

Reduktion der Stickstoff-, Phosphor- und Kaligehalte

Die Gesamtstickstoffgehalte in der Frischmasse der Gärrückstände waren um 15% bis 27% niedriger als in den Wirtschaftsdüngern. Durch die Kosubstrate verdünnten sich die Phosphorgehalte um 23% bis 78% und die Kaliumgehalte um 12% bis 61%. Für eine pflanzen- und umweltgerechte Düngungsplanung sollten die Gehalte der Hauptnährstoffe Stickstoff, Phosphor und Kalium der Gärsubstrate einmal im Jahr untersucht werden.

Anreicherung von Schwermetallen

Schwermetalle reichern sich im Zuge der Vergärung in der Trockenmasse des Gärrückstandes an. Erhöhte Blei-, Zink-, Kupfer- und Cadmiumgehalte wurden im Gärrückstand gemessen. Diese erhöhten Gehalte dürften von den Hausabwässern und dem Hofflächenablauf des Betriebes stammen. Bei den Speiseresten konnten keine außergewöhnlichen Belastungen mit Schwermetallen festgestellt werden. Die Schwermetallgehalte der Gärrückstände blieben deutlich unter den vom Fachbeirat für Bodenfruchtbarkeit und Bodenschutz (BMLFUW 2001b) empfohlenen Grenzwerten nach der Düngemittelverordnung 1994.

Ausgasung flüchtiger und Verbleib schwerflüchtiger organischer Schadstoffe

Organische Schadstoffe wurden in 13 Anlagen in einer Studie (Zethner 2003) erneut analysiert:

Bei den flüchtigen organische Schadstoffen (z.B. BTEX und chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW)) kann durch die Analyse der Gärrückstände nicht auf die Gehalte in den Gärsubstraten geschlossen werden, da erhebliche Teile gasförmig die Anlagen verlassen und eventuell ein Luftemissionsproblem darstellen könnten. Eine erhebliche Bodengefährdung durch BTEX oder CKW durch die Ausbringung von Gärrückständen ist wegen der Flüchtigkeit nicht zu erwarten. Im Umgang mit Biogasanlagen sind hier allerdings maximale Arbeitsplatzkonzentrationen zu beachten. Eine begleitende Kontrolle dieser Stoffe müsste bereits in den Ausgangsmaterialen stattfinden.

Für schwerflüchtige organische Schadstoffe liefert die Kontrolle der Biogasgülle ein ausreichendes Indiz dafür, ob problematische Stoffströme in die Anlagen eingespeist wurden. Aus Vorsorgegründen sollten jedoch fallweise auch die Kosubstrate untersucht werden.

Die festgestellten AOX-Gehalte der Gärrückstände sind relativ gering.

Benzo(a)pyren ist ein Vertreter der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) und wirkt stark kanzerogen. Stellvertretend für andere PAK wurden hier Frachten berechnet, die ähnlich groß sind wie die Frachten aus einer durchschnittlichen Klärschlammgabe. Die große Streubreite deutet allerdings auf eine starke Abhängigkeit vom Substrat hin, sodass eine Überprüfung der Eingangsmaterialien angeraten scheint, die bei den untersuchten Anlagen teilweise aus der Lebensmittelbranche stammen.

Obwohl Tenside im Boden relativ schnell abbaubar sind, können sie sich im anaeroben Milieu der Biogasanlagen stark konzentrieren. Sie wurden in den Proben allerdings in Konzentrationen nachgewiesen, die zu deutlich geringeren Belastungen führen, als durchschnittliche Klärschlammgaben.

Gleichbleibend hohe Keimbelastung

Die Ergebnisse der Hygieneuntersuchung der Gärrückstände zeigten durchwegs mit unvergorenem Wirtschafsdünger vergleichbare, hohe Keimbelastungen, jedoch ohne Hinweis auf pathogene Keime. Das legt die Anforderung nahe, dass die Gärrückstände aus hygienischen Gründen einer chargengetrennten Nachlagerung von ca. 3 Monaten unterworfen werden sollten. Dieser Zeitraum gilt für die herkömmliche Güllelagerung als hygienisierende Maßnahme.