Lachgasemissionen aus Fäkalien:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Bonn
Agrikulturchemisches Inst. der Univ. Bonn
1998
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| Schriftenreihe: | Bonner agrikulturchemische Reihe
1 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XII, 118 S. graph. Darst. |
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|---|---|
| adam_text | Titel: Lachgasemissionen aus Fäkalien
Autor: Clemens, Joachim
Jahr: 1998
INHALT
INHALTSVERZEICHNIS____________________________________________________III
TABELLENVERZEICHNIS____.._______.._..________________________________VIII
ABBILDUNGSVERZEICHNIS_______________________________________________IX
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS_______________________________________________XI
Zusammenfassung__
Summarv__.
Kapitel A: Einleitung
1 EINFÜHRUNG____________________________________________________________7
1.1 AbiogeneN2O-Quellen...........................................................................................................7
1.2 Biogene N2O-Quellen..............................................................................................................8
1.3 N2O-Quellen in Deutschland................................................................................................9
2 STAND DER FORSCHUNG UND FORSCHUNGSBEDARF______________________11
2.1 Tierische Fäkalien.................................................................................................................11
2.2 N2O-Emissonen aus Böden: ein mebtechnisches Problem...............................................13
2.3 Menschliche Fäkalien..........................................................................................................14
3 FRAGESTELLUNGEN____________________________________________________17
IV
Kapitel B: Meßmethodik und Emissionsratenbestimmung
von N2O
1 AUSWAHL DER LACHGASANALYTIK.______________________________________19
2 AUSWAHL DER METHODE ZUR BESTIMMUNG DER EMISSIONSRATEN
VON NiO ..........„»...».._..,.«.___...__—__«.__.....__..__«__w,.»uw....__.._.__».__..____- 22
3 VORVERSUCH IM FREILAND ZUR BESTIMMUNG DER RÄUMLICHEN UND
ZEITLICHEN VARIABn.ITÄT DER NjO-EMISSIONEN__________________________29
3.1 Material und Methoden......................................................................................................29
3.2 Ergebnisse...............................................................................................................................30
3.3 Diskussion und Folgerungen...............................................................................................32
Kapitel C: Die räumliche Variabilität von N2O-Emissionen
und Bodenparametern auf einem Winterweizenfeld
1 einleitung__________............-..........___..................................................................35
2 material und methoden______.....____________________________36
2.1 Mesnetz und Untersuchungsgebiet...................................................................................36
2.2 Probenahme............................................................................................................................36
2.3 Daten analyse und Geostatistik.........................................................................................38
3 ergebnisse und diskussion__________________________________38
3.1 Deskriptive St atistik.............................................................................................................38
3.2 Korrelationen.......................................................................................................................39
3.3 Geostatistische Analyse......................................................................................................41
4 schlussfolgerungen______________________________________45
Kapitel D: N2O-Emissionen nach unterschiedlicher
Gülleapplikation von unbehandelter und separierter Gülle
1 EINLEITUNG____________________________________________________________4«
2 MATERIAL UND METHODEN_____________________________________________47
2.1 Laborversuche......................................................................................................................47
2.1.1 Versuchsdesign.................................................................................................................47
2.1.2 Material und Durchführung..............................................................................................48
2.1.3 Statistische Evaluierung....................................................................................................49
2.2 Freiland..................................................................................................................................50
2.2.1 Versuchsdesign.................................................................................................................50
2.2.2 Material und Behandlungsvarianten................................................................................51
2.2.3 Bestimmung der N^O-Freisetzung und begleitender Parameter.......................................52
2.2.4 Statistische Methoden.......................................................................................................52
3 ERGEBNISSE UND DISKUSSION___________________________________________53
3.1 Laborversuche......................................................................................................................53
3.2 Freiland versuch...................................................................................................................59
4 SCHLUSSFOLGERUNG___________________________________________________«8
Kapitel E: Einfluß von Ca-Salzen als Güllezusatz auf N2O-
Emissionen bei der Güllelagerung und -ausbringung
1 EINLEITUNG__________________________________.__________________________»
2 MATERIAL UND METHODEN_____________________________________________6»
2.1 Laborversuch........................................................................................................................69
2.2 Freilandversuch...................................................................................................................70
2.2.1 Versuchsdesign.................................................................................................................70
2.2.2 Versuchsdurchßihrung......................................................................................................70
2.2.3 Statistik..............................................................................................................................71
3 ergebnisse und diskussion______________________________________72
3.1 Laborversuch.....................................................................-.................................................72
VI
3.2 Freilandversuch...................................................................................................................73
4 SCHLUSSFOLGERUNG____________________________________________________79
Kapitel F: N20-Emissionen aus einem Abwasserkanal der
Mischwasserkanalisation
1 EINLEITUNG__.__...__..._.._—___...._........_„________„_._._..._„____.__„_ 80
2 MATERIAL UND METHODEN_____________________________________________80
3 ERGEBNISSE_____________________________________________________________82
3.1 Laborversuch........................................................................................................................82
3.2 Räumliche Variabilität imKanal.......................................................................................83
3.3 Tagesgang..............................................................................................................................83
4 diskussion_______________________________________________84
5 SCHLUßFOLGERUNG_____________________________________________________87
Kapitel G: Ein möglicher neuer Ansatz zur Bestimmung
der N2O-Emissionen aus N2O-Bodengehalten durch gasdichte
Bodenbeprobung
1 EINLEITUNG__
2 MATERIAL UND METHODEN________._____________________________________89
2.1 Mebpriszip...............................................................................................................................89
2.2 Vorgehensweise bei der BeprobungmitGPSS..................................................................90
2.3 Laborstudie............................................................................................................................91
2.4 Freilandstudie.......................................................................................................................92
3 ergebnisse_______________________________________________93
3.1 Laborstudie............................................................................................................................93
3.2 Feldstudie...............................................................................................................................94
4 DISKUSSION_____________________________________________________________»5
VII
4.1 Laborstudie............................................................................................................................95
4.2 Freilandstudie.......................................................................................................................%
5 MÖGLICHKEITEN UND GRENZEN DER FLÄCHENHAFTEN BESTIMMUNG
DER N2O-AUSGASUNG AUS N2O-BODENGEHALTEN__________________________91
6 SCHLUßFOLGERUNGEN________________________________________________102
Kapitel H: Erkenntnisgewinn und weiterer Forschungsbedarf
1 ERKENNTNISGEWINN „„.„—____..________...._______..____.._______________103
2 WEITERER FORSCHUNGSBEDARF._______________________________________105
Literatur______________„_._________.„__.___„„.______„__„____107
dank____________________________________________________119
VIII
Tabellenverzeichnis
AI: BIOGENE N2O-BILDUNG, PROZESSE UND SUMMENFORMELN. 8
A-2: ABSCHÄTZUNG DER N2O-EMISSIONEN IN DER BUNDESREPUBLIK
DEUTSCHLAND. 9
B-1: DER EINFLUß DER COr KONZENTRATION AUF DIE MESSUNG DER N2O-
KONZENTRATION. 20
B-2: ANALYSEPARAMETER DES GC. 21
B-3: VERWENDETE HAUBEN: VOLUMEN, ABGEDECKTE FLÄCHE UND PROBEN-
ANZAHL. 25
B-4. CHEMISCHE PARAMETER DES OBERBODENS DES BRAUNERDE-
PSEUDOGLEYS. 29
C-l: DESKRIPTIVE STATISTIK DER UNTERSUCHTEN PARAMETER. 39
C-2: RANGKORRELATIONEN ZWISCHEN N2O-EMISSIONEN UND BODENPARA-
METERN. 40
C-3: VERGLEICH DER WERTE DER MEBPUNKTE 1 - 20 MIT DEN WERTEN 21 - 85
FÜR DIE EINZELNEN VARIABLEN. 40
C-4: PARAMETER ZUR VARIOGRAMM-MODELLIERUNG. 43
Dl: ANZAHL DER TÄGLICHEN EMISSIONSRATENBESTIMMUNGEN NACH
GÜLLEAPPLIKATION. 51
D-2: SIGNIFIKANZNIVEAUS DER ERMITTELTEN UNTERSCHIEDE ZWISCHEN DEN
EINZELNEN VARIANTEN. 55
D-3: SUMME DER N2O-EMISSIONEN 320 H NACH GÜLLEAPPLIKATION. 62
D-4: MAXIMALE KUMULATIVE NjO-EMISSlONEN NACH 320 H. 62
D-5: VERGLEICH EINZELNER STUDIEN MIT ANGABEN ZUR AUFGEBRACHTEN
N-MENGE, N2O-EMISSIONEN, VARIATIONSKOEFFIZIENTEN UND ART DER
UNTERSUCHUNG. 64
D-6: RELATIVE ANTEILE DES EMITTIERTEN N2O INNERHALB DER WIEDER-
HOLUNGEN. 67
El: CHEMISCHE UND PHYSIKALISCHE PARAMETER DES OBERBODENS. 71
E-2: ZEITRAUM, IN DEM 50% DER N2O-EMISSIONEN EMITTIERT WURDEN. 76
F-l: ZUSAMMENFASSUNG DER GEMESSENEN CHEMISCHEN PARAMETER DER
TRANSEKTMESSUNGEN. 83
F-2: ZUSAMMENFASSUNG DER GEMESSENEN CHEMISCHEN PARAMETER
WÄHREND DES TAGESGANGES. 84
G-I: FREILANDVERSUCH: KORRELATIONSKOEFFIZIENTEN VON N3O-BODENGE-
HALTEN UND N.O-EMISSIONENDER VIER FREILANDMESSUNGEN. 95
G-2: BERECHNETE TRANSFERFAKTOREN AUS DEN GEFUNDENEN SIGNIFIKANTEN
BEZIEHUNGEN ZWISCHEN N2O-EMISSIONEN UND N,O-BODENGEHALTEN. 102
Abbildungsverzeichnis
A-l: SAMMLUNG UND ENTSORGUNG TIERISCHER FÄKAL1EN. 13
A-2: DARSTELLUNG VON TRANSPORT, SAMMLUNG UND ENTSORGUNG
MENSCHLICHER FÄKALIEN. 16
A-3: ÜBERBLICK ÜBER DIE IN DIESER ARBEIT DURCHGEFÜHRTEN
UNTERSUCHUNGEN. 18
B-l: EICHGERADE: PEAKFLÄCHEN IN ABHÄNGIGKEIT VON DER
N2O-KONZENTRATION. 22
B-2: SCHEMATISCHE DARSTELLUNG DER EMISSIONSRATENBESTIMMUNG MIT
UND OHNE SÄTTIGUNGSEFFEKT. 27
B-3: N2O-EMISSIONEN NACH GÜLLEAPPLIKATION MIT UNTERSCHIEDLICHEN
APPLIKATIONSTECHNIKEN. 31
B-4: VARIATIONSKOEFFIZIENTEN DER N2O-EMISSIONEN. 32
C-1: RÄUMLICHE VERTEILUNG DER PROBENAHMEPUNKTE AUF DEM MEßFELD. 37
C-2: SEMIVARIOGRAMM DES Nmin-GEHALTES. 42
C-3: SEMIVARIOGRAMM DES WASSERGEHALTES. 42
C-4: SEMIVARIOGRAMM DER N2O-EMISSIONEN MIT ALLEN MEßPUNKTEN. 42
C-5: SEMIVARIOGRAMM DER N2O-EMISSIONEN MIT MEßPUNKTEN AB PUNKT
NR. 20. 42
C-6: SEMIVARIOGRAMM FÜR DEN N2O-BODENGEHALT. 43
D-l: N2O-GEHALTE IM HEADSPACE DER GLASGEFÄßE IN ABHÄNGIGKEIT VON
WASSER- UND TROCKENSUBSTANZGEHALT VON GÜLLE. 53
D-2: N2O-GEHALTE IM HEADSPACE DER GLASGEFÄßE NACH 24 H IN ABHÄNGIG-
KEIT VON WASSERGEHALT UND APPLIKATIONSART DER GÜLLE. 54
D-3: N2O-GEHALTE WÄHREND EINER INKUBATIONSDAUER VON 69 H. 56
D-4: KUMULATIVE N2O-EMISSIONEN DER UNTERSCHIEDLICHEN VERSUCHS-
WIEDERHOLUNGEN NACH AUS-BRINGUNG VON GÜLLE UND SEPARIERTER
GÜLLE MIT UNTERSCHIEDLICHEN APPLIKATIONSTECHNIKEN. 60
D-5: SUMME DER NH,-EMISSIONEN GEGEN DIE SUMME DER N2O-EMISSIONEN. 65
E-1: ZEITREIHE DER NzO-KONZENTRATIONEN IM HEADSPACE ÜBER GÜLLE NACH
ZUGABE UNTERSCHIEDLICHER CA-SALZE. 72
E-2: N2O-EMISSIONEN NACH AUSBRINGUNG UNTERSCHIEDLICH BEHANDELTER
GÜLLE. 74
E-3: KUMULATIVE N2O-EMISSIONEN UNTERSCHIEDLICH BEHANDELTER GÜLLE. 75
E-4: BEZIEHUNG ZWISCHEN N2O-EMISS1ONEN NACH APPLIKATION UNTER-
SCHIEDLICH BEHANDELTER GÜLLEN UND N» NO3 UND NH,* -GEHALTEN
IM BODEN. 77
E-5: BEZIEHUNG ZWISCHEN GRAVIMETRISCHEN BODENWASSERGEHALTEN
UND DEN N2O-EMISSIONEN. 78
F-1: N2O IM HEADSPACE NACH ZWEISTÜNDIGER INKUBATION VON EINEM
BIOFILM/ABWASSERGEMISCH UND VON ABWASSER. 82
F-2: SCHEMATISCHE DARSTELLUNG DER PROZESSE, DIE IM KANAL ZU
N2O-EMISSIONEN FÜHREN KÖNNEN. 86
G-l: SCHEMA DER GPSS. 90
G-2: LABOREXPERIMENT: MITTELS GPSS UND SC BESTIMMTE NjO-BODEN-
GEHALTE GEGEN NzO-EMISSIONEN 93
G-3: FREILANDVERSUCH: BEZIEHUNG ZWISCHEN MITTELS GPSS BESTIMMTEN
N^O-BODENGEHALTEN UND N2O-EMISSIONEN BEI NIEDRIGEM UND HOHEM
BODENWASSERGEHALT. 94
G-4: ENTSTEHUNG, TRANSFORMATION UND TRANSPORT VON N2O IM BODEN. 97
|
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