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Verminderung von Emissionen der Intensivtierhaltung durch den Einsatz von Aluminiumverbindungen

 Zusammenfassung

Intensivtierhaltung, wie sie in Deutschland vor allem im Raum Vechta/Cloppenburg (Niedersachsen) anzutreffen ist, verursacht verschiedene Umweltbelastungen. Die agrarpolitisch angestrebte extensivere Wirtschaftsweise kann diese reduzieren, ist jedoch teilweise erst längerfristig wirksam. Der Entlastungsprozess kann durch ergänzende technische Massnahmen beschleunigt werden. Seit etwa 10 Jahren wird zu diesem Zweck besonders in den USA der Einsatz von Aluminiumsalzen und aluminiumhaltigen Rückständen der Trinkwasseraufbereitung untersucht. Diese Untersuchungen zeigen, dass der wasserlösliche P-Gehalt in Wirtschaftsdüngern und Böden so deutlich gesenkt werden kann. Die Folge hiervon ist eine Absenkung der P-Konzentration im Oberflächenabfluss. Durch die Behandlung von Wirtschaftsdüngern wird auch die NH3-Emission als Folge eines abgesenkten pH-Wertes vermindert. Dadurch ist in der Geflügelproduktion eine Verbesserung der Gesundheit der Tiere sowie eine wirtschaftlichere Produktion erreicht worden. Weitere positive Effekte sind geringere Schwermetall- und Hormonkonzentrationen im Oberflächenabfluss. Die Ergebnisse zeigen, dass auch in Deutschland eine Reduktion der diffusen Stoffbelastungen in den genannten Bereichen bewirkt werden könnte. Forschungsbedarf besteht besonders hinsichtlich optimaler Einsatzmengen und anderer verwendbarer Reststoffe.

 

Reduction of emissions of confined animal production by the use of aluminum compounds

Summary

Confined animal production, which can be found in Germany especially in the Vechta/Cloppenburg area, causes several detrimental effects on the environment. With a more extensive kind of agriculture, which is intended by agricultural policy, these loads can be reduced, but this will partially take effect only long term. The process of relief can be accelerated by additional technical measures. For this purpose, for about 10 years, especially in the USA, the application of aluminum salts and drinking water treatment residues which contains aluminum, has been investigated. These investigations have demonstrated, that the water soluble P content in organic fertilizers and soils can be reduced significantly by this means. The consequence of this is a decrease of the P concentration in runoff from soils. By the treatment of organic fertilizers, also the NH3 emissions as a result of the decreased pH values were reduced. By this, in poultry production, a better health of the animals and a better economic efficiency was achieved. Other positive effects are lower concentrations of heavy metals and hormones in runoff. The results demonstrate, that also in Germany a reduction of non-point pollution could be achieved in the above-named domains. More research is needed especially concerning the optimal required quantity and other usable residuals.

 

Literatur

1. Anonym, 1996, 1997: Düngeverordnung. BGBl. I 1996 S. 118; 1997 S. 1835.

2. Behrendt, H.; Huber, P.; Opitz, D.; Schmoll, O.; Scholz, G.; Uebe, R., 1999: Nährstoffbilanzierung der Flussgebiete Deutschlands. Forschungsbericht 29625515, Texte 75/99, im Auftrag des Umweltbundesamtes.

3. Bundesministerium für Gesundheit., 2002: Bekanntmachung des Bundesministeriums für Gesundheit. Liste der Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsverfahren gemäß § 11 Trinkwasserverordnung 2001. Bundesgesundheitsblatt 45, S. 827 – 845.

4. Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft (BMVEL), 2004: Ernährungs- und agrarpolitischer Bericht der Bundesregierung 2004. Bonn: BMVEL.

5. Codling, E.E.; Chaney, R.L.; Mulchi, C.L., 2000: Use of aluminum- and iron-rich residues to immobilize phosphorus in poultry litter and litter-amended soils. J. Environ. Qual. 29, S. 1924-1931.

6. Dao, T.H., 1999: Coamendments to modify phosphorus extractability and nitrogen/phosphorus ratio in feedlot manure and composted manure. J. Environ. Qual. 28, S. 1114-1121.

7. Dao, T.H.; Sikora, L.J.; Hamaski, A.; Chaney, R.L., 2001: Manure phosphorus extractability as affected by aluminum- and iron by-products and aerobic composting. J. Environ. Qual. 30. S. 1693-1698.

8. Döhler, H.; Dämmgen, U.; Eurich-Menden, B; Osterburg, B.; Lüttich, M.; Berg, W.; Bergschmidt, A.; Brunsch, R., 2002: BMVEL/UBA-Ammoniak-Emissionsinventar der deutschen Landwirtschaft und Minderungsszenarien bis zum Jahr 2010. Forschungsbericht 29942245/02, Texte 05/02, im Auftrag des Bundesministeriums für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft.

9. Dou, Z.; Zhang, G.Y.; Stout, W.L.; Toth, J.D.; Ferguson, J.D., 2003: Efficacy of alum and coal combustion by-products in stabilizing manure phosphorus. J. Environ. Qual. 32, S. 1490-1497.

10. Elliot, H.A., O`Connor, G.A., Lu, P. Brinton, S., 2002: Influence of water treatment residuals on phosphorus solubility and leaching. J. Environ. Qual. 31, S. 1362-1369.

11. Gallimore, L.E.; Basta, N.T.; Storm, D.E.; Payton, M.E.; Huhnke, R.H.; Smolen, M.D., 1999: Water treatment residuals to reduce nutrients in surface runoff from agricultural land. J. Environ. Qual. 28, S. 1474-1478.

12. Haustein, G.K., Daniel, T.C., Miller, D.M., Moore, P.A., Jr., McNew, R.W., 2000: Aluminum-containing residuals influence high-phosphorus soils and runoff water quality. J. Environ. Qual. 29, S. 1954-1959.

13. Hendriks, L.; Claasen, N.; Jungk, A., 1981: Phosphatverarmung des wurzelnahen Bodens und Phosphataufnahme von Mais und Raps. Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 144, S. 486-499.

14. Hoffmann, G., 1991: Die Untersuchung von Böden. Methodenbuch Band 1. VDLUFA-Verlag, Darmstadt.

15. Hyde, J.E., Morris, T.F., 2000: Phosphorus availability in soils amended with dewatered water treatment residual and metal concentrations with time in residual. J. Environ. Qual. 29, S. 1896-1904.

16. Jungk, A.; Barber, S.A., 1975: Plant age and the phosphorus uptake characteristics of trimmed and untrimmed corn root systems. Plant and Soil 42, S. 227-239.

17. Kölle, W., 2001: Wasseranalyse – richtig beurteilt. Wiley-Verlag, Weinheim.

18. Kunze, H.; Scheffer, B., 1979: Die Phosphatmobilität im Hochmoorboden in Abhängigkeit von der Düngung. Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 142, S. 155-168.

19. Lampert, W.; Sommer, U., 1999: Limnologie. 2. Aufl., Thieme-Verlag, Stuttgart, New York.

20. Leinweber, P., 1996: Phosphorus fractions in soils from an area with high density of livestock populations. Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 159, S. 251-256.

21. Leinweber, P.; Geyer-Wedell, K.; Jordan, E., 1994: Phosphorgehalte von Böden in einem Landkreis mit hoher Konzentration des Viehbestandes. Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 157, S. 383-385.

22. Moore, P.A., Jr.; Daniel, T.C.; Edwards, D.R.; Miller, D.M., 1995: Effect of chemical amendments on ammonia volatilization from poultry litter. J. Environ. Qual. 24, S. 293-300.

23. Moore, P.A., Jr.; Daniel, T.C.; Gilmour, J.T.; Shreve, B.R.; Edwards, D.R.; Wood, B.H., 1998: Decreasing metal runoff from poultry litter with aluminum sulfate. J. Environ. Qual. 27, S. 92-99.

24. Moore, P.A., Jr.; Daniel, T.C.; Edwards, D.R., 1999: Reducing phosphorus runoff and improving poultry production with alum. Poultry Science 78, S. 692-698.

25. Moore, P.A., Jr.; Daniel, T.C.; Edwards, D.R., 2000: Reducing phosphorus runoff and inhibiting ammonia loss from poultry manure with aluminum sulfate. J. Environ. Qual. 29, S. 37-49.

26.   Moore, P.A., Jr.; Miller, D.M., 1994: Decreasing phosphorus solubility in poultry litter with aluminum, calcium and iron amendments. J. Environ. Qual. 23, S. 325-330.

27. Neyroud, J.; Lischer, P., 2003: Different methods to estimate soil phosphorus availability. J. Plant Nutr. Soil Sci. 166, S. 422-413.

28. Nichols, D.J; Daniel, T.C.; Moore, P.A., Jr.; Edwards, D.R.; Pote, D.H., 1997: Runoff of estrogen hormone 17ß-estradiol from poultry litter applied to pasture. J. Environ. Qual. 26, S. 1002-1006.

29. Peters, J.M.; Basta, N.T., 1996: Reduction of excessive bioavailable phosphorus in soils by using municipal and industrial wastes. J. Environ. Qual. 25, S. 1236-1241.

30. Schachtschabel, P.; Beyme, B., 1980: Löslichkeit des anorganischen Bodenphosphors und Phosphatdüngung. Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 143, S. 306-316.

31. Schachtschabel, P.; Blume, H.-P.; Hartge, K.-H.; Schwertmann, U., 1982: Scheffer/Schachtschabel, Lehrbuch der Bodenkunde. 11. Aufl., Enke-Verlag, Stuttgart.

32. Scheffer, B.; Bartels, R.; Blankenburg, J., 1985: Möglichkeiten der Verwertung von Rotschlamm und Grünsalz auf Hochmoorböden. Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 148, S. 527-535.

33. Schweigert, P.; van der Ploeg, R.R., 2002: N-Effizienz der landwirtschaftlichen Produktion in Deutschland nach 1950: Fakten und Bewertung. Berichte über Landwirtschaft 80(2), S. 185-212.

34. Shreve, B.R.; Moore, P.A., Jr.; Daniel, T.C.; Edwards, D.R.; Miller, D.M., 1995: Reducing of phosphorus in runoff from field-applied poultry litter using chemical amendments. J. Environ. Qual. 24, S. 106-111.

35. Sims; J.T.; Luka-McCafferty, N.J., 2002: On-farm evaluation of aluminum sulfate (alum) as a poultry litter amendment: Effects on litter properties. J. Environ. Qual. 31, S. 2066-2073.

36. Smith, D.R.; Moore, P.A. Jr.; Griffis, C.L.; Daniel, T.C.; Edwards, D.R.; Boothe D.L, (2001): Effects of alum and aluminum chloride on phosphorus runoff from swine manure. J. Environ. Qual. 30, S. 992-998.

37. Smith, D.R.; Moore, P.A. Jr.; Maxwell, C.V.; Hagard, B.E.; Daniel, T.C., 2004: Reducing phosphorus runoff from swine manure with dietary phytase and aluminum chloride. J. Environ. Qual. 33, S. 1048-1054.

38. Thomann, B., 1997: Mengen- und Nährstoffvergleich organischer Rest- und Abfallstoffe für die OBE-Region. Institut für Strukturforschung und Planung in agrarischen Intensivgebieten. Hochschule Vechta. Mitteilungen, Heft 30.

39. Trautmann, A.; Gelbrecht, J.; Behrendt, H.; Güde, H.; Lengsfeld, H., 2002: Möglichkeiten der Senkung von Phosphoreinträgen aus Einzugsgebieten von Seen. Wasser und Boden 54 (9), S. 32-37.

40. VDLUFA (Hrsg.), 1996: Ergebnisse langjähriger, ortsfester Phosphatdüngungsversuche auf Acker und Grünland. VDLUFA Schriftenreihe 42. VDLUFA-Verlag, Darmstadt.

 

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Dr. Peter Schweigert, Institut für Bodenkunde der Universität Hannover, Herrenhäuser Str. 2, 30419 Hannover, Deutschland, schweigert@ifbk.uni-hannover.de