Umwelt | Wasser & Boden, 26.02.2023

Brennt ein Moor, können Gewässer und Trinkwasser leiden

"Durch die unvollständige Verbrennung der Torfe wird eine Vielzahl von gewässerbelastenden Stoffen mobilisiert, die ins Porenwasser ausgewaschen werden"

Nicht nur Wälder und trockene Weidelandschaften können brennen, auch in Mooren können Feuer entstehen. Allerdings brennt die Fläche aufgrund von Bodenfeuchte und mangelndem Sauerstoff im Boden nicht lichterloh, sondern schwelt. Diese Schwelbrände können erhebliche Treibhausgase in die Atmosphäre freisetzen, denn Moorböden speichern viel mehr Kohlenstoff als andere Böden und zudem große Mengen an Nährstoffen. Forschende unter Leitung der Universität Rostock mit dem Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) haben nun gezeigt, dass Moorbrände deshalb auch ein hohes Risiko bergen, angrenzende Gewässer oder das Grundwasser zu verschmutzen.

Durch die Folgen des Klimawandels sowie die direkte und indirekte Entwässerung werden Moore grundsätzlich anfälliger für Brände. Das ist problematisch, weil im Moorboden besonders viel Kohlenstoff und Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphat, Schwefel und Fluor gespeichert sind, die bei Moorbränden freigesetzt werden können: Große Mengen des Treibhausgases Kohlendioxid gelangen dann beispielsweise in die Atmosphäre. "Moorbrände sind schlimm für die Luftqualität, das weiß man bereits. Wir wollten herausfinden, ob und wie stark das Wasser im Moor von Moorbränden belastet wird, denn das kann Folgen für angrenzende aquatische Lebensräume und Trinkwasserressourcen nach sich ziehen", erläutert Professor Bernd Lennartz, Forscher an der Universität Rostock und Leiter der Studie.

Wasser im Boden wird verunreinigt

Beim Schwelbrand ist die Temperatur relativ niedrig und der Boden verbrennt nicht vollständig. Wenn ein Moor erst einmal brennt, ist es schwierig, den Prozess zu stoppen, auch weil keine Flammen sichtbar sind. So kann ein Schwelbrand sogar über Monate anhalten. Das Forschungsteam analysierte die Auswirkungen von Schwelbränden auf die chemische Zusammensetzung des Porenwassers im Moorboden, das in engem Kontakt mit Oberflächengewässern und dem Grundwasser steht. "Durch die unvollständige Verbrennung der Torfe wird eine Vielzahl von gewässerbelastenden Stoffen mobilisiert, die ins Porenwasser ausgewaschen werden", sagt Erstautor Dr. Haojie Liu von der Universität Rockstock.

Das Forschungsteam entnahm für seine Studie Bodenproben aus zwei als landwirtschaftliches Grünland genutzten Niedermooren in Deutschland und drei Hochmoorgebieten in Litauen, simulierte im Labor Schwelbrände unterschiedlicher Dauer, extrahierte im Anschluss Porenwasser aus dem Boden und analysierte die Konzentrationen verschiedener Stoffe.

Die Studie zeigt, dass vor allem Schwelbrände von landwirtschaftlich genutzten Niedermooren zur Verschmutzung von angrenzenden Gewässern und dem Grundwasser führen können. In Hochmooren besteht ein deutlich geringeres Risiko.

Trinkwasserrelevante Verunreinigungen

Zu den Belastungen zählten beispielsweise gelöster organischer Kohlenstoff (DOC). Erhöhte DOC-Konzentrationen im Trinkwasser können Farb-, Geruchs- und Geschmacksprobleme verursachen. Die Entfernung von DOC aus Wasserquellen ist ein wesentlicher Kostenfaktor bei der Wasseraufbereitung, und eine unvollständige Entfernung von DOC kann zur Bildung von Trihalomethanen führen, die potenziell krebserregend sind, weshalb DOC-Grenzwerte für Trinkwasser von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) international vorgeschrieben sind. Bei Niedermoorgrünland verursachte bereits ein Schwelbrand von 2 bis 5 Stunden einen über zehnfachen Anstieg der DOC-Konzentration.

Weitere belastende Stoffe im Porenwasser waren Sulfat und Fluorid, die aufgrund ihrer Gefährdung für die menschliche Gesundheit über Grenzwerte fürs Trinkwasser ebenfalls reguliert sind. Sie lagen nach wenigen Stunden Schwelbrand ebenfalls deutlich über den Grenzwerten.

"Wir fanden in dieser Studie auch Zeichen dafür, dass die Intensität der Moornutzung einen Einfluss auf die Form der Belastung hat. Bei Niedermoorwiesen gehen wir davon aus, dass sich durch Dünger und Pestizide besonders viel Fluorid in den Böden angereichert hat. Nach dem Schwelen des Bodens stieg der pH-Wert, was die Adsorptionskapazität für Fluorid verringern kann, so dass wasserlösliches Fluorid in großen Mengen freigesetzt wurde", sagt Koautor Dr. Dominik Zak, der am IGB und der dänischen Universität in Aarhus forscht.

Die Autor*innen plädieren daher dafür, die Wasserqualität von angrenzenden Wasserkörpern nach Moorbränden engmaschig zu überwachen - insbesondere bei Moorflächen, die auch landwirtschaftlich genutzt werden.

Publikation:

Haojie Liu, Dominik Zak, Nerijus Zableckis, Antje Cossmer, Nicole Langhammer, Björn Meermann, Bernd Lennartz: Water pollution risks by smoldering fires in degraded peatlands, Science of The Total Environment, Volume 871, 2023, 161979, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.161979

Kontakt: Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, Dr. Dominik Zak | Dominik.zak@igb-berlin.de | www.igb-berlin.de