Wir behandeln den See wie einen Patienten

Das Schäfersee-Verfahren® versteht sich nicht als klassische Gewässersanierung mit einmaligen technischen Eingriffen. Der Ansatz basiert vielmehr auf der kontinuierlichen Beobachtung und gezielten Stabilisierung zentraler biogeochemischer Prozesse im Gewässer. Dazu werden – abhängig vom Zustand des Systems – gezielt Sauerstoff und Nitrat in das Tiefenwasser eingebracht, um die mikrobiellen Abbauprozesse im Wasserkörper und im Sediment zu stabilisieren.

Viele belastete Stadtgewässer entwickeln im Tiefenwasser und im Sediment instabile chemische Bedingungen. Dort wird organisches Material kontinuierlich durch Mikroorganismen abgebaut. Solange ausreichend oxidierende Bedingungen vorhanden sind, laufen diese Prozesse kontrolliert und ohne problematische Nebenprodukte ab.

Fehlen jedoch Sauerstoff und andere Elektronenakzeptoren, verschiebt sich das System in stark reduzierende Zustände. Dann entstehen Faulgase wie Schwefelwasserstoff oder Methan, und zuvor gebundene Stoffe können aus dem Sediment wieder freigesetzt werden. Das Schäfersee-Verfahren® setzt genau an diesem Punkt an: Es stabilisiert die mikrobiellen Prozesse dort, wo ein Großteil der Belastung entsteht – im Tiefenwasser und unmittelbar an der Grenzschicht zum Sediment.

Der Ansatz ist bewusst zurückhaltend. Wir beobachten den Zustand des Gewässers fortlaufend und unterstützen das System nur dann, wenn es notwendig ist. Genau deshalb behandeln wir den See wie einen Patienten: Wir messen „Vital“-Parameter, bewerten die Entwicklung und reagieren gezielt – nicht mehr und nicht weniger.

Die Rolle von Nitrat

Nitrat ist ein natürlicher Bestandteil des Stickstoffkreislaufs in Gewässern. Es erfüllt dort zwei unterschiedliche Funktionen. Einerseits dient Nitrat Pflanzen und Mikroorganismen als Stickstoffquelle für den Aufbau von Biomasse. Andererseits kann Nitrat von Bakterien auch als Elektronenakzeptor für ihren Energiestoffwechsel genutzt werden.

In der öffentlichen Diskussion wird Nitrat häufig ausschließlich mit Umweltproblemen verbunden. Hohe und unkontrollierte Einträge können tatsächlich zur Überdüngung von Gewässern beitragen oder das Grundwasser belasten. Diese Effekte entstehen jedoch dort, wo Stickstoff großflächig und in Überschüssen eingetragen wird, die vom natürlichen System nicht mehr verarbeitet werden können.

Im Schäfersee-Verfahren® wird Nitrat dagegen gezielt für seine zweite ökologische Funktion genutzt. Unter sauerstoffarmen Bedingungen können viele Mikroorganismen Nitrat anstelle von Sauerstoff für ihre Atmung verwenden. Dadurch bleiben mikrobielle Abbauprozesse aktiv, auch wenn im Tiefenwasser oder im Sediment nur wenig Sauerstoff vorhanden ist. Nitrat übernimmt in solchen Situationen gewissermaßen eine zweite „Sicherheitsstufe“ der mikrobiellen Atmung: Wenn der Sauerstoff knapp wird, kann der Stoffwechsel weiterhin stabil ablaufen.

In diesem Prozess – der Denitrifikation – wird Nitrat schrittweise zu molekularem Stickstoff (N₂) reduziert. Dieser Stickstoff entweicht anschließend in die Atmosphäre. Das zugegebene Nitrat verbleibt also nicht dauerhaft im Gewässer, sondern wird mikrobiell umgesetzt und wieder aus dem System entfernt.

Entscheidend ist dabei die kontrollierte Dosierung. Nitrat wird nur in der Menge zugegeben, die für stabile mikrobielle Abbauprozesse im Wasserkörper und im Sediment erforderlich ist. Ziel ist keine Nährstoffanreicherung, sondern die Stabilisierung natürlicher Stoffwechselprozesse im Gewässer. Die hierfür erforderlichen Dosierungen liegen deutlich unter den Größenordnungen landwirtschaftlicher oder diffuser Stickstoffeinträge.

Entscheidend ist daher weniger die absolute Menge eines einzelnen Stoffes, sondern die gezielte Steuerung mikrobieller Prozesse im Gewässer. Voraussetzung dafür sind fundierte Kenntnisse der jeweiligen Gewässerdynamik sowie eine kontinuierliche Bewertung der gemessenen Zustandsdaten. Die praktische Anwendung erfordert Erfahrung im Umgang mit komplexen Gewässerprozessen, da Nitrat zwar Teil natürlicher Stoffkreisläufe ist, bei unsachgemäßer Anwendung jedoch auch ökologische Probleme verursachen kann. Im Schäfersee-Verfahren® erfolgt die Dosierung deshalb nicht nach festen Rezepten, sondern auf Grundlage von Messdaten, Gewässerzustand und langjähriger praktischer Erfahrung im Betrieb belasteter Gewässer.

Die eigentliche Innovation des Verfahrens

Die Innovation des Schäfersee-Verfahrens® liegt nicht darin, bekannte Stoffe neu zu benennen. Sauerstoff und Nitrat sind seit langem bekannte Bestandteile natürlicher Stoffkreisläufe. Neu ist die systematische technische Erfassung, Bewertung und Steuerung dieser Prozesse.

Das Gewässer wird als dynamisches System verstanden. Sensoren erfassen fortlaufend zentrale Parameter wie Sauerstoff, Redoxpotenzial, Temperatur, Nitrat und Ammonium in verschiedenen Wassertiefen. Die Daten werden digital übertragen, ausgewertet und langfristig dokumentiert. Damit wird aus einer punktuellen Maßnahme eine echte Prozessbeobachtung in Echtzeit.

Gleichzeitig entsteht eine neue Form der Gewässerbewirtschaftung: nicht reaktiv, sondern datenbasiert, präzise und nachvollziehbar. Veränderungen im System können früh erkannt und Maßnahmen gezielt angepasst werden.

Die Kombination aus kontinuierlicher Zustandsbeobachtung, prozessbezogener Bewertung und angepasster Dosierung bildet den Kern des Verfahrens. Sie basiert auf langjähriger praktischer Arbeit an belasteten Gewässern und auf der Erfahrung in der Interpretation komplexer limnologischer Prozesse.

Die praktische Umsetzung solcher Systeme erfordert daher nicht nur Technik, sondern auch Erfahrung in der Bewertung und Interpretation komplexer Gewässerprozesse.

Technik vor Ort

Vor Ort besteht das System aus einer kompakten technischen Anlage mit Tanks, Pumpen, Leitungen, Elektronik und den Eintragsstellen im Gewässer.

Die Anlagen sind dabei für einen langfristigen Betrieb unter realen Gewässerbedingungen ausgelegt und werden kontinuierlich überwacht und an die jeweiligen Standortbedingungen angepasst.

Je nach Projektgewässer unterscheiden sich Aufbau und Dimensionierung. Das Grundprinzip bleibt jedoch gleich: Das Gewässer wird überwacht, die Daten werden bewertet und die Unterstützung des Systems erfolgt nur in der Menge, die tatsächlich gebraucht wird.

Damit verbindet das Schäfersee-Verfahren® ökologische Prozesskenntnis mit praktischer Betriebstechnik. Es ist kein abstraktes Laborprinzip, sondern ein anwendungsnahes System für reale Gewässer unter realen Belastungsbedingungen.