Wie die Landwirtschaft ihr Stickstoff-Problem in den Griff kriegen könnte Die Präsidentin des Umweltbundesamtes (UBA), Maria Krautzberger, hat auf dem Deutschen Bauerntag für mehr Umweltschutz in der Landwirtschaft geworben: „Immer mehr Verbraucherinnen und Verbraucher wollen nicht nur schmackhafte, gesunde und preiswerte Produkte, sie wollen auch Produkte, die die Umwelt wenig belasten. Der Trend zu Bio-Lebensmitteln zeigt das eindeutig. Gerade die konventionelle Landwirtschaft kann hier wichtige Beiträge liefern. Besonders große Sorgen machen mir aktuell die immer noch viel zu hohen Stickstoffemissionen. Diese gehen in der Landwirtschaft – im Unterscheid zu anderen Verursachern – seit Jahren kaum zurück.“ Deutschland hat sich in der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung schon für das Jahr 2010 vorgenommen, den Stickstoff-Bilanzüberschuss auf maximal 80 Kilogramm pro Hektar Land abzusenken. Mit rund 114 Kilogramm Stickstoff pro Hektar im Jahr 2011 ist man von diesem Ziel noch deutlich entfernt. Zu viel Stickstoff (chemisch: N) belastet heute fast flächendeckend das Grundwasser mit Nitrat und trägt dazu bei, dass sich gesundheitsschädlicher Feinstaub bildet. Allein die Intensivtierhaltung verursacht derzeit in Deutschland rund 15 Prozent der Stickstoffemissionen. Nachbarländer wie Dänemark oder die Niederlande haben hier gute Erfahrungen mit gesetzlich verpflichtenden Filtern gemacht: So müssen große Mastanlagen dort Abluftreinigungsanlagen installieren, die die Stickstoffverbindung Ammoniak (NH3) und gesundheitsgefährdende Bioaerosole reduzieren. Zwar sind auch in Deutschland bereits über 1.000 Abluftreinigungsanlagen in Schweinemastställen installiert, vor allem um in viehdichten Regionen auch Geruchsbelästigungen zu mindern – doch allerorten verpflichtend ist das nicht. „Wir brauchen für die Intensivtierhaltung anspruchsvolle, europaweite Standards, die die Stickstoffemissionen deutlich mindern. In der Industrie ist das gängige Praxis – warum nicht in der industriellen Landwirtschaft? Mit Abluftreinigungstechnik lassen sich die Ammoniakemissionen aus Ställen um 70 bis 90 Prozent reduzieren.“, so Krautzberger. Das Ammoniak aus der Tierhaltung riecht übrigens nicht nur unangenehm, es wandelt sich in der Atmosphäre auch zu gesundheitsgefährdendem Feinstaub um, wenn es dort mit anderen Gasen reagiert. Stickstoff-Emissionen entstehen nicht nur im Stall, sondern auch direkt über den Äckern und Weiden, etwa wenn Gülle oder Mist gefahren oder Kunstdünger ausgebracht wird. UBA -Präsidentin Krautzberger rät hier: „Wenn wir beim Düngen stärker auf emissionsarme Verfahren setzen, etwa die bewährten Schleppschläuche – mit denen die Nährstoffe direkt über dem Acker ausgebracht werden –, senkt das die Stickstoffemissionen deutlich.“ Auch Naturdünger wie Gülle und Mist sollten Landwirte auf unbestellten Äckern am besten umgehend unterpflügen. So kann der Stickstoff besser vom Boden aufgenommen werden und weniger entweicht in die Umwelt. Zu viel Stickstoff auf dem Feld ist auch im Grundwasser ein Problem. Was Boden und Pflanzen an Stickstoff nicht verbrauchen, endet nämlich als Nitrat im Grundwasser. Derzeit hält rund 15 Prozent des Grundwassers den für Trinkwasser geltenden Grenzwert von 50 Milligramm/Liter nicht ein. Das aus dem Grundwasser gewonnene Trinkwasser kann zwar dennoch fast allerorten problemlos getrunken werden. Derzeit liegen nur 0,08 Prozent der Trinkwasserproben über dem Grenzwert von 50 Milligramm/Liter. Aber: Die Wasserversorger müssen dafür einen hohen (finanziellen) Aufwand betreiben. Etliche verdünnen zu stark belastetes Grundwasser mit unbelastetem Wasser, andere müssen das Nitrat technisch aus dem Rohwasser entfernen, weil nicht überall genügend unbelastetes Grundwasser vorhanden ist. Das ist teuer – und erhöht letztlich die Wasserrechnung der Verbraucher. Ein weiteres Argument für weniger Stickstoff auf den Äckern. Maria Krautzberger bot dem Deutschen Bauernverband an, strittige Themen mit dem Umweltbundesamt intensiver zu besprechen. Der regelmäßige Dialog kann helfen, auch kontroverse Themen sachlich zu diskutieren.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Big Dutchman International GmbH durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer automatisierten Prozesssteuerung zur Quantifizierung und Regulierung in der biologischen Stufe von Abluftreinigungsanlagen (ARA) zur Reduktion von Bioaerosolen aus Schweinemastanlagen. Dazu soll mittels Time-Domain-Reflekrometrie (TDR) auf der gesamten Fläche des Filters der Feuchtegehalt quantifiziert werden. Durch die Einbindung der Messdaten in einen automatisierten Regelkreis erfolgt eine Soll-Ist-Wert-Analyse, wodurch eine über dem Filter installierte Berieselungsanlage automatisch zur Feuchteregulierung gesteuert wird. In Abhängigkeit von verschiedenen Feuchtegehalten des Filters soll eine gezielte Detektion von Bioaerosolen vor Eintritt und nach dem Austritt aus der ARA erfolgen. Es soll die Frage beantwortet werden, in welchem Zusammenhang der Abscheidegrad von Bioaerosolen aus Nutztierställen mit der Befeuchtung der biologischen Stufe der ARA steht. Durch die Variation der Stärke der Befeuchtung sollen Rückschlüsse auf die Effektivität der Filterleistung bezüglich der Bioaerosolabscheidung gezogen sowie eventuelle sekundäre Emissionen vermindert werden. Die Projektkoordination erfolgt durch das ITTN. Die Grundlagen der Feuchtemessung werden an Filterwänden im Labormaßstab in enger Kooperation mit Big Dutchman erarbeitet. Eine bestehende ARA wird umgerüstet und die TDR-Anlage wird eingebaut. Es folgt die Entwicklung einer Steuerungssoftware zur optimalen Berieselung des Filters. Begleitend finden Bioaerosol-Analysen statt.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Tierhygiene, Tierschutz und Nutztierethologie durchgeführt. Das Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung einer automatisierten Prozesssteuerung zur Quantifizierung und Regulierung der Filterfeuchte in der biologischen Stufe von Abluftreinigungsanlagen (ARA) zur Reduktion von Bioaerosolen aus Schweinemastanlagen. Dazu wird auf die bereits bestehende Time-Domain-Reflektometrie (TDR), ein sensorbasiertes Messverfahren zur Bestimmung der Feuchte zurückgegriffen, um auf der gesamten Fläche des Filters den Feuchtegehalt zu quantifizieren. Durch die Einbindung der Messdaten in einen automatisierten Regelkreis, erfolgt eine SOLL-IST-Wert Analyse wodurch eine, über dem Filter installierte Berieselungsanlage, automatisch zur Feuchteregulierung gesteuert wird. In Abhängigkeit von verschiedenen Feuchtegehalten (parametrisierende Variable) des Filters soll eine gezielte Detektion von Bioaerosolen vor Eintritt und nach Austritt aus der Abluftreinigungsanlage erfolgen. Es soll die Frage beantwortet werden, in welchem Zusammenhang der Abscheidegrad von Bioaerosolen aus Nutztierställen mit der Befeuchtung der biologischen Stufe der ARA steht. Durch die Variation der Stärke der Befeuchtung sollen Rückschlüsse auf die Effektivität der Filterleistung bezüglich der Bioaerosolabscheidung gezogen, sowie eventuelle sekundäre Emissionen vermindert werden.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Biofilter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MBA Neumünster GmbH durchgeführt. Das Ziel ist die Entwicklung eines Biofilters und dessen Versuchsbetrieb an einer Mechanisch-Biologischen Abfallbehandlungsanlage. Aufbauend auf Ergebnissen der Projektpartner wird gemeinsam mit gewitra ein Biofilter für die MBA Neumünster geplant und errichtet. Über den Versuchsfilter werden dann im Teilstromverfahren verschiedene Raumbelastungen geleitet. Der Betrieb und die Wartung des Methanoxidationsfilters sowie später auch des Methanoxidationswäschers von RIMU werden auf deren Machbarkeit, Zeitintensität und Aufwand hin dokumentiert. Zusätzlich zum Methanabbau wird auch untersucht, inwieweit die nachgeschalteten Systeme zur Methanoxidation die Emission von Bioaerosolen beeinflussen.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Agrartechnologie durchgeführt. Im Rahmen des Projektes sollen Legionellen im Prozesswasser von eignungsgeprüften und ordnungsgemäß betriebenen Abluftreinigungsanlagen an Nutztierställen quantifiziert werden, um das Risiko von Gesundheitsgefahren für die Bevölkerung durch den Betrieb dieser Abluftreinigungsanlagen abschätzen zu können und den möglichen Handlungsbedarf für den Gesetzgeber und die Vollzugsbehörden zur Minderung des Risikos einschätzen zu können. Im Einzelnen werden folgende Ziele verfolgt: - Erfassung des Ist-Zustands von Abluftreinigungsanlagen in der Nutztierhaltung, welche potentiell mit Legionellen kontaminiert sein können. - Risikoeinschätzung von Abluftreinigungsanlagen in der Nutztierhaltung durch eine regelmäßige Beprobung und Untersuchung auf Legionellen und Amöben im Prozesswasser und in der Bioaerosol-haltigen Abluft (Bioaerosol) - Etablierung einer schnellen und einfachen Hygienekontrolle mittels eines automatisierten Mikroarray-basierten molekularbiologischen Schnelltests (mit integrierter Lebend/Tot-Differenzierung und vorgeschalteter Aufkonzentrierungsmethode) zur kulturunabhängigen Quantifizierung von Legionellen vor Ort. - Evaluierung der Messmethode mit Prozesswasser und Bioaerosolproben aus den verschiedensten Anlagen - Evaluierung des automatisierten Sandwich-Mikroarray-Immunoassays (LegioTyper) zur schnellen Serotypisierung von Legionella pneumophila in landwirtschaftlich genutzten Abluftreinigungsanlagen.
Das Projekt "Bestimmung der Gesamtsporenzahl in Innenraum- und Außenluftproben der GerES VI-Studie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltmykologie GmbH durchgeführt. Menschen, die Feuchte/Schimmelbefall in Innenräumen ausgesetzt sind, haben ein erhöhtes Risiko für vielfältige Atemwegserkrankungen, unter anderem Entwicklung und Verschlimmerung von Asthma und Atemwegsinfektionen. Durch die Erfassung der Gesamtsporenkonzentration der Innenraumluft ist es möglich die Wahrscheinlichkeit eines Schimmelbefalls im Innenraum und daraus folgende Exposition der Bewohner mit Bioaerosolen, die bei Schimmelbefall auftreten, abzuschätzen. Ziel des Projektes ist es, die Belastung der Innenraumluft bei Schimmelbefall mit typischen Schimmelpilzsporen zu ermitteln.
Das Projekt "Phage-Ex: Analyse von Bioaerosolen in Schweineställen während der Anwendung von Phagen zur Reduzierung von MRSA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin durchgeführt. Im Gesamtvorhaben werden Phagen in Schweineställen mit dem Ziel ausgebracht, die MRSA-Kolonisierung in dem Stall und an den Tieren zu reduzieren. Um möglicherweise auftretende Folgen dieser Maßnahme für die Gesundheit von Beschäftigten und der Umwelt durch Bioaerosole abzuschätzen, ist es im hier geplanten Teilprojekt Ziel, Veränderungen in der Anzahl der ausgebrachten Phagen, die Freisetzung von Endotoxinen durch lysierte Mikroorganismen, sowie die Veränderungen in der Zusammensetzung der Mikroorganismen im Bioaerosol zu analysieren. Dafür werden die Bioaerosole mit High Volume Samplern vor, während und nach dem Ausbringen auf Filter gesammelt. Nach Anpassung bestehender Methoden werden mittels quantitativer PCR-Assays die Phagenkonzentrationen in der Luft und mittels Limulus-Amöbozyten-Lysat- (LAL)Tests die Endotoxinbelastungen quantifiziert. Die Zusammensetzung der Mikroorganismen im Bioaerosol wird mittels Amplicon Sequencing der 16S rRNA-Gene bzw. der internal transcribed spacer (ITS)-Region bestimmt. Außerdem werden metaproteomische Analysen der Bioaerosole durchgeführt, um Informationen über eventuelle bakterielle Anpassungsstrategien oder auch Exotoxinbildung zu erhalten. Die Ergebnisse, die zu den unterschiedlichen Zeitpunkten in einem Stall mit sowie in einem Stall ohne Maßnahme gewonnen werden, werden verglichen und bezüglich möglicher Gefahren für Mensch und Umwelt ausgewertet. Die Resultate werden durch Publikationen und Bereitstellung der Daten in frei zugänglichen Datenbanken zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "Deutsche Umweltstudie zur Gesundheit von Erwachsenen (GerES VI): Analyse der Belastung durch Schimmelbefall und biologische Schadstoffe von Innenräumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesverband Schimmelpilzsanierung e.V. durchgeführt. Menschen, die Feuchte/Schimmelbefall in Innenräumen ausgesetzt sind, haben ein erhöhtes Risiko für vielfältige Atemwegserkrankungen, unter anderem Entwicklung und Verschlimmerung von Asthma und Atemwegsinfektionen. Durch die Komplexität der bei Schimmelbefall auftretenden Bioaerosole mit vielen unterschiedlichen biogenen Partikeln und Substanzen ist es aber nicht möglich diejenigen Schadstoffe zu ermitteln, die für die gesundheitlichen Wirkungen verantwortlich sind. Ziel des Projektes ist es daher das Ausmaß des Schimmelbefalls generell zu erfassen und die gesundheitliche Auswirkung auf die betroffenen Bewohner zu ermitteln. Aus diesen Daten lassen sich erforderliche Verminderungsstrategien zur Verhinderung von Atemwegs- und Asthmaerkrankungen wissenschaftlich begründen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojektes 'Weiterentwicklung von Methoden zur Erfassung, Modellierung und Beurteilung des Emissionsgeschehens in Nutztierställen' (EmiMod) sollen Methoden zur Bestimmung der Emissionen von diffusen Flächenquellen (z.B.frei gelüftete Schweine- und Rinderställe mit Ausläufen/Laufhöfen und weitere externe Emissionsquellen wie Güllebehälter) untersucht und weiterentwickelt werden. Im Fokus des Vorhabens stehen die Emissionen von Ammoniak, klimawirksamen Gasen, Geruch und Bioaerosolen. Ziel ist die Vereinfachung der Untersuchungsmethodik und die Entwicklung eines differenzierten Verfahrens zur Beurteilung des Emissionsgeschehens von diffusen Flächenquellen für verschiedene Untersuchungszwecke (Bestimmung von Emissionsfaktoren, Ermittlung von Emissionsminderungsleistungen, Emissionsmonitoring in der Praxis). Die Überarbeitung und Anpassung der Messstrategien erfolgt in einem iterativen Prozess basierend auf den erhobenen Messdaten verknüpft mit Erkenntnissen aus mechanistischen Modellierungen, numerischen Strömungssimulationen und Künstliche-Intelligenz-(KI)-Anwendungen. Nach Abschluss des Vorhabens sollen die vereinfachten Mess- und Beurteilungsmethoden Anwendung in der Praxis finden. Die detaillierte Beschreibung der Vorgehensweisen in Form eines Methodenhandbuchs werden mit Hilfe geeigneter Kommunikationsstrategien und über angepasste Web-Anwendungen an die (Fach-)Öffentlichkeit vermittelt. Zudem werden die Projektergebnisse im Fachrepositorium Lebenswissenschaften veröffentlicht und damit für weitere Forschungszwecke zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "RUBIN - PhoTech - VP2 Innenraumluft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Materialforschungs- und -prüfanstalt an der Bauhaus-Universität Weimar durchgeführt. Im Verbundprojekt 2 werden photonische Technologien zur Reinigung der Innenraumluft bezüglich organischer Schadstoffe entwickelt. Außerdem soll die Basistechnologie der Photokatalyse mit UV-C-Desinfektion kombiniert werden, um gleichzeitig eine konkurrenzfähige Reduktion an Bioaerosolen zu gewährleisten. Da photokatalytische Systeme als Einzeltechnologie nur schwer in der Lage sind hochchlorierte organische Moleküle wie PCB und chlororganische Herbizide abzubauen, wird des Weiteren eine Verfahrenskombination mit Ozonierung und Plasmaphotokatalyse angestrebt. - Entwicklung routinemäßiger Analysemethoden zur biologischen und chemischen Charakterisierung niedrigkonzentrierter Gasmatrices - Identifizierung der Abbauwege und Transformationsprodukte relevanter Schadstoffe im Anwendungsbetrieb Besonderer Fokus liegt auf der Erweiterung der Reinigungsleistung von PCO auf Bioaerosole, PAK, PCB und chlororganischen Herbiziden. Die Reaktionswege beim jeweiligen photonischen Abbauverfahren sind aufzuklären, eventuell entstehende Zwischenprodukte zu identifizieren und der Einfluss der Parameter abzubilden.