Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nitrat-Problem der Landwirtschaft in Luft auflösen

29.03.2018

Die Nitratwerte unseres Grundwassers gehören zu den höchsten in der gesamten Europäischen Union. Hauptursache dafür ist, dass die Felder mit Fäkalien aus der Massentierhaltung überdüngt werden: Eine „Gülledusche“ von 200 Millionen Tonnen geht jährlich über deutschen Wiesen und Äcker nieder, mit der Folge, dass bei einem Drittel der Messstellen für die Grundwasserqualität Nitratalarm herrscht. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben jetzt ein sehr einfaches Verfahren entwickelt, verschmutztes Drainagenwasser aus der Landwirtschaft im großen Stil zu reinigen.

Eigentlich hätte sich das Grundwasser nach den EU-Richtlinien bis spätestens Anfang 2015 in einem „guten Zustand“ befinden müssen und die Nitratwerte 50 Milligramm pro Liter nicht mehr überschreiten dürfen. Laut dem jüngsten Nitratbericht, den die Bundesregierung alle vier Jahre vorlegt, beeinträchtigen Düngemittel in der Landwirtschaft die Gewässerqualität in Deutschland indessen nach wie vor massiv, Anzeichen für eine Verbesserung gibt es kaum.


Das Ausbringen von Gülle auf Feldern und Wiesen sorgt für hohe Nitratwerte im Grundwasser. Forscher arbeiten an Filtermethoden für das Drainagenwasser von Äckern.

Wikipedia commons

Bei den verbliebenen Moorflächen, die eine wichtige Rolle für den natürlichen Wasserhaushalt und bei der Bindung schädlicher Treibhausgase spielen, sieht es sogar noch schlechter aus: „Der überwiegende Teil der Moorflächen ist geschädigt“, sagt Victoria Grießmeier vom Institut für Angewandte Biowissenschaften (IAB) des KIT.

Um zu verhindern, dass verschmutztes Abwasser von landwirtschaftlichen Flächen ins Grundwasser oder angrenzende Schutzgebiete gelangt, erprobt die Biologin derzeit eine revolutionäre Filtermethode: „Das Verfahren sollte technisch einfach sowie wenig arbeitsaufwendig sein und autark funktionieren“, beschreibt sie die Anforderungen.

In ihrer Versuchsanlage in der Vulkaneifel wird das Moor Mürmes mit einem unterirdischen Becken von umgebenden Feldern abgeschirmt. Darin befinden sich Mikroorganismen, die das im eindringenden Schmutzwasser befindliche Nitrat in Luftstickstoff (N2) umwandeln. „Dieser entweicht als Gas und ist für das Klima unschädlich“, sagt Grießmeier.

„Neu ist das Prinzip der Denitrifikation in Kläranlagen nicht“, so Grießmeier weiter. „Das Besondere hier ist aber, dass die Anlage im Freiland komplett autark läuft ohne Zugabe einer künstlich zugesetzten Kohlenstoffquelle wie zum Beispiel Methanol“, das in kommunalen Kläranlagen häufig eingesetzt wird.

Bei reduzierter Sauerstoffzufuhr benötigen die Bakterien lediglich natürliches „Futter“ wie Holzhackschnitzel, Stroh oder Grünabfälle, die nur in großem zeitlichen Abstand aufgefüllt werden müssen. Zwar gebe es durchaus auch andere Methoden der Nitratentfernung wie Nanofiltration oder Elektrodialyse, diese seien aber nicht biologisch und für einen autarken Einsatz im Freiland im Vergleich zur Denitrifikation aufwendiger und kostenintensiver, sagt Grießmeier.

Bei mäßigen Zuflussmengen und Nitratkonzentration von 100 bis 150 Milligramm pro Liter, dem Dreifachen des Grenzwertes, konnte die 180 Quadratmeter große Versuchsanlage das gesamte Nitrat aus dem Wasser entfernen. In welchem Ausmaß solche Anlagen gebaut werden müssten, um das deutsche Nitratproblem flächendeckend zu lösen, und welche Nebenprodukte entstehen, müssten weitere Versuche zeigen, sagt Grießmeier.

Hintergrundinformation: Nitratbericht 2016 – Gemeinsamer Bericht der Bundesministerien für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit sowie für Ernährung und Landwirtschaft:
http://docplayer.org/44933235-Nitratbericht-2016-gemeinsamer-bericht-der-bundesm...

Weiterer Pressekontakt:
Dr. Felix Mescoli, Redakteur/Pressereferent, Tel.: +49 721 608-48120, E-Mail: felix.mescoli@kit.edu

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und
Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 26 000 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer
natürlichen Lebensgrundlagen.

Das KIT ist seit 2010 als familiengerechte Hochschule zertifiziert.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.sek.kit.edu/presse.php

Weitere Informationen:

http://docplayer.org/44933235-Nitratbericht-2016-gemeinsamer-bericht-der-bundesm...
http://felix.mescoli@kit.edu
http://www.sek.kit.edu/presse.php

Monika Landgraf | Karlsruher Institut für Technologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Gene gegen die Trockenheit
06.12.2019 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

nachricht Süßkartoffel warnt ihre Nachbarn bei Befall durch einen einzigen Duftstoff
02.12.2019 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Cheers! Maxwell's electromagnetism extended to smaller scales

More than one hundred and fifty years have passed since the publication of James Clerk Maxwell's "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field" (1865). What would our lives be without this publication?

It is difficult to imagine, as this treatise revolutionized our fundamental understanding of electric fields, magnetic fields, and light. The twenty original...

Im Focus: Hochgeladenes Ion bahnt den Weg zu neuer Physik

In einer experimentell-theoretischen Gemeinschaftsarbeit hat am Heidelberger MPI für Kernphysik ein internationales Physiker-Team erstmals eine Orbitalkreuzung im hochgeladenen Ion Pr9+ nachgewiesen. Mittels einer Elektronenstrahl-Ionenfalle haben sie optische Spektren aufgenommen und anhand von Atomstrukturrechnungen analysiert. Ein hierfür erwarteter Übergang von nHz-Breite wurde identifiziert und seine Energie mit hoher Präzision bestimmt. Die Theorie sagt für diese „Uhrenlinie“ eine sehr große Empfindlichkeit auf neue Physik und zugleich eine extrem geringe Anfälligkeit gegenüber externen Störungen voraus, was sie zu einem einzigartigen Kandidaten zukünftiger Präzisionsstudien macht.

Laserspektroskopie neutraler Atome und einfach geladener Ionen hat während der vergangenen Jahrzehnte Dank einer Serie technologischer Fortschritte eine...

Im Focus: Highly charged ion paves the way towards new physics

In a joint experimental and theoretical work performed at the Heidelberg Max Planck Institute for Nuclear Physics, an international team of physicists detected for the first time an orbital crossing in the highly charged ion Pr⁹⁺. Optical spectra were recorded employing an electron beam ion trap and analysed with the aid of atomic structure calculations. A proposed nHz-wide transition has been identified and its energy was determined with high precision. Theory predicts a very high sensitivity to new physics and extremely low susceptibility to external perturbations for this “clock line” making it a unique candidate for proposed precision studies.

Laser spectroscopy of neutral atoms and singly charged ions has reached astonishing precision by merit of a chain of technological advances during the past...

Im Focus: Ultrafast stimulated emission microscopy of single nanocrystals in Science

The ability to investigate the dynamics of single particle at the nano-scale and femtosecond level remained an unfathomed dream for years. It was not until the dawn of the 21st century that nanotechnology and femtoscience gradually merged together and the first ultrafast microscopy of individual quantum dots (QDs) and molecules was accomplished.

Ultrafast microscopy studies entirely rely on detecting nanoparticles or single molecules with luminescence techniques, which require efficient emitters to...

Im Focus: Wie Graphen-Nanostrukturen magnetisch werden

Graphen, eine zweidimensionale Struktur aus Kohlenstoff, ist ein Material mit hervorragenden mechanischen, elektronischen und optischen Eigenschaften. Doch für magnetische Anwendungen schien es bislang nicht nutzbar. Forschern der Empa ist es gemeinsam mit internationalen Partnern nun gelungen, ein in den 1970er Jahren vorhergesagtes Molekül zu synthetisieren, welches beweist, dass Graphen-Nanostrukturen in ganz bestimmten Formen magnetische Eigenschaften aufweisen, die künftige spintronische Anwendungen erlauben könnten. Die Ergebnisse sind eben im renommierten Fachmagazin Nature Nanotechnology erschienen.

Graphen-Nanostrukturen (auch Nanographene genannt) können, je nach Form und Ausrichtung der Ränder, ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen - zum Beispiel...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Hefe-Spezies in Braunschweig entdeckt

12.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Humane Papillomviren programmieren ihre Wirtszellen um und begünstigen so die Hautkrebsentstehung

12.12.2019 | Medizin Gesundheit

Urbane Gärten: Wie Agrarschädlinge von Städten profitieren

12.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics