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Quantification of small-scale physicochemical properties of intact macropore surfaces in structured soils

In structured soils, the interaction of percolating water and reactive solutes with the soil matrix is mostly restricted to the surfaces of preferential flow paths. Flow paths, i.e., macropores, are formed by worm burrows, decayed root channels, cracks, and inter-aggregate spaces. While biopores are covered by earthworm casts and mucilage or by root residues, aggregates and cracks are often coated by soil organic matter (SOM), oxides, and clay minerals especially in the clay illuviation horizons of Luvisols. The SOM as well as the clay mineral composition and concentration strongly determine the wettability and sorption capacity of the coatings and thus control water and solute movement as well as the mass exchange between the preferential flow paths and the soil matrix. The objective of this proposal is the quantitative description of the small-scale distribution of physicochemical properties of intact structural surfaces and flow path surfaces and of their distribution in the soil volume. Samples of Bt horizons of Luvisols from Loess will be compared with those from glacial till. At intact structural surfaces prepared from soil clods, the spatial distribution (mm-scale) of SOM and clay mineral composition will be characterized with DRIFT (Diffuse reflectance infrared Fourier transform) spectroscopy using a self-developed mapping technique. For samples manually separated from coated surfaces and biopore walls, the contents of organic carbon (Corg) and the cation exchange capacity (CEC) will be analyzed and related to the intensities of specific signals in DRIFT spectra using Partial Least Square Regression (PLSR) analysis. The signal intensities of the DRIFT mapping spectra will be used to quantify the spatial distribution of Corg and CEC at these structural surfaces. The DRIFT mapping data will also be used for qualitatively characterizing the small scale distribution of the recalcitrance, humification, and microbial activity of the SOM from structural surfaces. The clay mineral composition of defined surface regions will be characterized by combining DRIFT spectroscopic with X-ray diffractometric analysis of manually separated samples. Subsequently, the spatial distribution of the clay mineral composition at structural surfaces will be determined from the intensities of clay mineral-specific signals in the DRIFT mapping spectra and exemplarily compared to scanning electron microscopic and infrared microscopic analysis of thin sections and thin polished micro-sections. The three-dimensional spatial distribution of the total structural surfaces in the volume of the Bt horizons will be quantified using X-ray computed tomography (CT) analysis of soil cores. The active preferential flow paths will be visualized and quantified by field tracer experiments. These CT and tracer data will be used to transfer the properties of the structural surfaces characterized by DRIFT mapping onto the active preferential flow paths in the Bt horizons.

Pflanzenkohle möglichst umweltfreundlich kaufen oder herstellen

<p> Was Sie bei Pflanzenkohle beachten sollten <ul> <li>Achten Sie bei Pflanzenkohle auf eine anerkannte Zertifizierung, beispielsweise durch das European Biochar Certificate (EBC). Dies garantiert, dass Schadstoffgehalte geprüft und Grenzwerte eingehalten werden.</li> <li>Wenn Sie selbst Pflanzenkohle herstellen wollen, nutzen Sie dafür geeignete Behälter und halten Sie sich streng an die Herstellervorgaben, um gesundheitsschädliche Emissionen gering zu halten.</li> <li>Geben Sie Gehölzschnitt in die öffentliche Grünschnittabfuhr oder legen Sie nach Möglichkeit Totholzhecken in ihrem Garten an.</li> </ul> Gewusst wie <p>Pflanzenkohle entsteht durch die unvollständige Verbrennung ("Verkohlung" bzw. "Pyrolyse") von Pflanzenmaterial wie z. B. Gehölzschnitt. Durch ihre poröse Struktur und ihre große innere Oberfläche kann sie Wasser und Nährstoffe speichern und Schadstoffe binden, d.h. die Wasser- und Nährstoffspeicherkapazität des Bodens wird durch Einbringung von Pflanzenkohle erhöht.&nbsp; Allerdings enthält Pflanzenkohle selbst kaum pflanzenverfügbare Nährstoffe. Sie muss in einem weiteren Schritt mit Nährstoffen beladen werden, z.B. durch die Beigabe im frischen Komposthaufen. Im Gegensatz zu Kompost wird der Kohlenstoff von Pflanzenkohle beim Einbringen in den Boden kaum zu CO2 umgewandelt. Dadurch kann der Einsatz von Pflanzenkohle unter bestimmten Bedingungen zur CO2-Bindung beitragen und die Humusbildung unterstützen.&nbsp;</p> <p>Bei der <strong>Herstellung von Pflanzenkohle</strong> können Luftschadstoffe wie Feinstaub und Kohlenmonoxid, aber auch klimaschädliches Methan entstehen. Ein sachgemäßer Umgang reduziert diese Emissionen weitestgehend; deshalb sollten Herstellervorgaben unbedingt eingehalten werden. Beim Kauf von Pflanzenkohle ist es wichtig auf zertifizierte Produkte zu achten. Denn bei unsachgemäßer Herstellung können neben erhöhten Emissionen auch Grenzwerte für Schadstoffe in der Pflanzenkohle überschritten werden, die sich dann permanent im Boden befinden.</p> <p><strong>Siegel beachten:</strong> Kaufen Sie für die Anwendung im Garten nur Pflanzenkohle, die mit dem EBC-Siegel zertifiziert ist. Das European Biochar Certificate (EBC) legt sowohl Anforderungen an das Ausgangsmaterial als auch Grenzwerte für einzelne Schadstoffe in der Pflanzenkohle sowie Anforderungen an die herstellenden Anlagen fest. Dadurch ist sichergestellt, dass die Pflanzenkohle bei der Herstellung und Anwendung als Bodenzusatz den allgemeinen Umweltanforderungen entspricht. Für die Anwendung im Boden sind die Klassen EBC-FutterPlus, EBC-AgroBio und EBC-Agro zugelassen. Die Herstellung der Pflanzenkohle erfolgt in modernen Pyrolyseanlagen. Gegenüber handwerklichen Herstellungsmethoden bietet dies den Vorteil, dass der Pyrolyseprozess technisch kontrolliert und gesteuert werden kann. Zudem können auch die "⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nebenprodukte">Nebenprodukte</a>⁠" (Pyrolyseöle, Pyrolysegase und Abwärme) genutzt werden. Dadurch haben moderne Pyrolyseanlagen einen höheren Wirkungsgrad und die Schadstoffgehalte in der Abluft und in der Pflanzenkohle liegen unter den Grenzwerten.</p> <p><strong>Dauerhafte CO2-Bindung durch Zusatzzertifikate:</strong> Pflanzenkohle kann langfristig CO₂ speichern. Im Rahmen der freiwilligen CO2-Kompensation können entsprechende Projekte unterstützt werden. Hierfür gibt es Plattformen, die nicht nur die Qualität der Pflanzenkohle (EBC-Siegel), sondern auch die nicht-rückholbare Ausbringung zertifizieren. Das ist für den Klimaschutznutzen wichtig, da Pflanzenkohle prinzipiell auch verbrannt werden kann, so dass der Kohlenstoff wieder vollständig als CO2 entweichen würde.</p> <p>Bei eigener Herstellung <strong>an Herstellerempfehlungen halten</strong>: Wenn Sie Pflanzenkohle selbst herstellen möchten, sollten Sie sich vorab intensiv mit dem Herstellungsprozess und der richtigen Praxis vertraut machen. Das Ithaka Institut in der Schweiz bietet z. B. entsprechende Hintergrundinformationen und eine <a href="https://www.ithaka-institut.org/de/ct/109-Bedienungsanleitung%20">Bedienungsanleitung</a>&nbsp;an. Am besten lassen Sie sich den Herstellungsprozess von erfahrenen Personen zeigen. So schaffen Sie die Voraussetzungen, dass Sie nicht nur eine möglichst große Ausbeute, sondern auch eine Pflanzenkohle mit guter Qualität und geringer Schadstoffbelastung erhalten. Denn auch wenn das Grundprinzip einfach ist und seit Jahrtausenden praktiziert wird, kann man aus Umweltsicht einiges falsch machen. Statt eines korrekt ablaufenden Verkohlungsprozesses kann ein qualmendes Lagerfeuer mit unnötiger Schadstoffbelastung das Resultat sein.</p> <p><strong>Folgende Punkte sind für eine gute Verkohlung besonders entscheidend:</strong></p> <ul> <li><strong>Geeignetes Gefäß:</strong> Sie benötigen ein geeignetes Gefäß, das u.a. eine gute Verbrennung der austretenden Brenngase ermöglicht und den Anforderungen z. B. bei der Ablöschung des Feuers standhält (Korrosionsschutz).</li> <li><strong>Geeignetes Ausgangsmaterial:</strong> Verwenden Sie unbehandeltes Holz, das gut getrocknet und relativ homogen im Durchmesser ist und vor Regen geschützt gelagert wurde. Dadurch ist sichergestellt, dass es nicht zu einer Anreicherung von Schadstoffen in der Pflanzenkohle kommt. In der Regel wird Schnittgut von Ziergehölzen oder Obstbäumen verwendet, was schlecht kompostierbar ist. Verwenden Sie keinen frischen Grünschnitt, Blätter oder nährstoffreiche Ausgangsmaterialien. Diese sollten kompostiert oder in die Biotonne gegeben werden.</li> <li><strong>Stetige Prozessführung:</strong> Es sollten immer nur dünne Holzschichten aufgelegt werden, wenn die oberste Schicht zu veraschen beginnt. Das erfordert eine kontinuierliche Betreuung und Beobachtung des Vorgangs.</li> <li><strong>Zügiger Anzündvorgang von oben:</strong> Das Anzünden sollte von oben mit geeigneten und möglichst pflanzlichen oder naturnahen Anzündhilfen (z.B. wachsgetränkter Holzwolle) erfolgen, um die Rauchentwicklung gering zu halten.</li> <li><strong>Ablöschen von unten:</strong> Nach dem Herstellen der letzten Schicht Pflanzenkohle muss diese (wenn möglich von unten) abgelöscht werden, um den Kohleausbrand zu stoppen.</li> <li>Es bietet sich an, die abgekühlte Pflanzenkohle auf den Komposthaufen zu geben.&nbsp;</li> </ul> <p>Aufgrund der hohen Anschaffungskosten eignet sich die handwerkliche Herstellung von Pflanzenkohle am ehesten für Gartengemeinschaften wie z. B. Kleingartenvereine. Verschiedene Vereine oder Verbände bieten Seminare oder Informationen hierzu an.</p> <p><strong>Abstand halten:</strong> Bedenken Sie bezüglich der Rauchentwicklung, dass Sie genügend Abstand zu Fenstern und Türen, zu benachbarten Gärten sowie zu brennbaren Objekten (Bäume, Büsche, Häuser, Schuppen) einhalten. Wie bei jedem offenen Feuer sollte mindestens eine Person das Feuer immer im Blick haben, um eingreifen zu können, falls etwas passiert.</p> <p><strong>Entsorgen Sie Grünschnitt fachgerecht:</strong> Kleinere Mengen an Grünschnitt können Sie fachgerecht z.B. über die Biotonne entsorgen oder selber kompostieren. Durch die Untermischung von holzigem Material wird die Durchlüftung und damit der Rotteprozess des Komposts verbessert. Für größere Mengen Grünschnitt bieten Kommunen gesonderte Entsorgungsmöglichkeiten an. Wenn Sie genügend Platz in Ihrem Garten haben, können Sie eine&nbsp;⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/totholz">Totholz</a>⁠(h)ecke anlegen. Sie schaffen damit einen wichtigen Lebens- und Rückzugsraum u.a. für Kleingetier wie Kröten und Eidechsen sowie für viele Insekten.&nbsp;</p> <p><strong>Was Sie noch tun können:&nbsp;</strong></p> <ul> <li>Bevorzugen Sie beim Kauf von Pflanzenkohle Anbieter aus Ihrer Nähe.</li> <li>Beachten Sie unsere Tipps zu&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/garten-freizeit/lagerfeuer-feuerschalen">Feuerschalen</a>,&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/kaminofen">Kaminöfen</a>,&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/elektrogeraete/gartenhaecksler">Gartenhäckslern</a> und&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/garten-freizeit/kompost-eigenkompostierung">Kompost</a>.&nbsp;</li> </ul> Hintergrund <p><strong>Umweltsituation:</strong>&nbsp;Pflanzenkohle stellt eine Option zur Entnahme von CO2 aus der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> ("Removal") und zur langfristigen Speicherung von Kohlenstoff dar, wenn sichergestellt werden kann, dass sie nicht verbrannt wird. Die Pflanzenkohle wird durch Pyrolyse, also Verkohlung von&nbsp;⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biomasse">Biomasse</a> (z. B. Holz)&nbsp;⁠hergestellt.</p> <p>Dabei entstehen – neben der Pflanzenkohle – auch unerwünschte Abgase und Schadstoffe wie Kohlenmonoxid, Feinstaub und Kohlenwasserstoffe. Dem Nutzen für das&nbsp;⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>⁠ stehen demnach Risiken wie die Belastung der Böden, der Luft und des Grundwassers mit Schadstoffen gegenüber. Vor allem durch Fehlbedienung kann es zu einer ungewollten Qualm-Entwicklung und zu unnötiger Schadstoffbelastung der Pflanzenkohle mit Polyzyklisch Aromatischen Kohlenwasserstoffen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pak-0">PAK</a>) kommen. Daher ist es aus Umweltsicht besonders wichtig, hohe Anforderungen bezüglich des Ausgangsmaterials, der Herstellung als auch in Bezug auf die Ausbringung in Böden zu legen.&nbsp;</p> <p><strong>Gesetzeslage:&nbsp;</strong>Pflanzenkohle ist in der EU als Bodenhilfsstoff zugelassen. Die detaillierten Voraussetzungen und Anforderungen sind in der EU-Düngemittelverordnung (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/HTML/?uri=CELEX:02019R1009-20230316#tocId413%20">EU-Verordnung 2019/1009</a>) geregelt.</p> </p><p> Was Sie bei Pflanzenkohle beachten sollten <ul> <li>Achten Sie bei Pflanzenkohle auf eine anerkannte Zertifizierung, beispielsweise durch das European Biochar Certificate (EBC). Dies garantiert, dass Schadstoffgehalte geprüft und Grenzwerte eingehalten werden.</li> <li>Wenn Sie selbst Pflanzenkohle herstellen wollen, nutzen Sie dafür geeignete Behälter und halten Sie sich streng an die Herstellervorgaben, um gesundheitsschädliche Emissionen gering zu halten.</li> <li>Geben Sie Gehölzschnitt in die öffentliche Grünschnittabfuhr oder legen Sie nach Möglichkeit Totholzhecken in ihrem Garten an.</li> </ul> </p><p> Gewusst wie <p>Pflanzenkohle entsteht durch die unvollständige Verbrennung ("Verkohlung" bzw. "Pyrolyse") von Pflanzenmaterial wie z. B. Gehölzschnitt. Durch ihre poröse Struktur und ihre große innere Oberfläche kann sie Wasser und Nährstoffe speichern und Schadstoffe binden, d.h. die Wasser- und Nährstoffspeicherkapazität des Bodens wird durch Einbringung von Pflanzenkohle erhöht.&nbsp; Allerdings enthält Pflanzenkohle selbst kaum pflanzenverfügbare Nährstoffe. Sie muss in einem weiteren Schritt mit Nährstoffen beladen werden, z.B. durch die Beigabe im frischen Komposthaufen. Im Gegensatz zu Kompost wird der Kohlenstoff von Pflanzenkohle beim Einbringen in den Boden kaum zu CO2 umgewandelt. Dadurch kann der Einsatz von Pflanzenkohle unter bestimmten Bedingungen zur CO2-Bindung beitragen und die Humusbildung unterstützen.&nbsp;</p> <p>Bei der <strong>Herstellung von Pflanzenkohle</strong> können Luftschadstoffe wie Feinstaub und Kohlenmonoxid, aber auch klimaschädliches Methan entstehen. Ein sachgemäßer Umgang reduziert diese Emissionen weitestgehend; deshalb sollten Herstellervorgaben unbedingt eingehalten werden. Beim Kauf von Pflanzenkohle ist es wichtig auf zertifizierte Produkte zu achten. Denn bei unsachgemäßer Herstellung können neben erhöhten Emissionen auch Grenzwerte für Schadstoffe in der Pflanzenkohle überschritten werden, die sich dann permanent im Boden befinden.</p> <p><strong>Siegel beachten:</strong> Kaufen Sie für die Anwendung im Garten nur Pflanzenkohle, die mit dem EBC-Siegel zertifiziert ist. Das European Biochar Certificate (EBC) legt sowohl Anforderungen an das Ausgangsmaterial als auch Grenzwerte für einzelne Schadstoffe in der Pflanzenkohle sowie Anforderungen an die herstellenden Anlagen fest. Dadurch ist sichergestellt, dass die Pflanzenkohle bei der Herstellung und Anwendung als Bodenzusatz den allgemeinen Umweltanforderungen entspricht. Für die Anwendung im Boden sind die Klassen EBC-FutterPlus, EBC-AgroBio und EBC-Agro zugelassen. Die Herstellung der Pflanzenkohle erfolgt in modernen Pyrolyseanlagen. Gegenüber handwerklichen Herstellungsmethoden bietet dies den Vorteil, dass der Pyrolyseprozess technisch kontrolliert und gesteuert werden kann. Zudem können auch die "⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nebenprodukte">Nebenprodukte</a>⁠" (Pyrolyseöle, Pyrolysegase und Abwärme) genutzt werden. Dadurch haben moderne Pyrolyseanlagen einen höheren Wirkungsgrad und die Schadstoffgehalte in der Abluft und in der Pflanzenkohle liegen unter den Grenzwerten.</p> <p><strong>Dauerhafte CO2-Bindung durch Zusatzzertifikate:</strong> Pflanzenkohle kann langfristig CO₂ speichern. Im Rahmen der freiwilligen CO2-Kompensation können entsprechende Projekte unterstützt werden. Hierfür gibt es Plattformen, die nicht nur die Qualität der Pflanzenkohle (EBC-Siegel), sondern auch die nicht-rückholbare Ausbringung zertifizieren. Das ist für den Klimaschutznutzen wichtig, da Pflanzenkohle prinzipiell auch verbrannt werden kann, so dass der Kohlenstoff wieder vollständig als CO2 entweichen würde.</p> <p>Bei eigener Herstellung <strong>an Herstellerempfehlungen halten</strong>: Wenn Sie Pflanzenkohle selbst herstellen möchten, sollten Sie sich vorab intensiv mit dem Herstellungsprozess und der richtigen Praxis vertraut machen. Das Ithaka Institut in der Schweiz bietet z. B. entsprechende Hintergrundinformationen und eine <a href="https://www.ithaka-institut.org/de/ct/109-Bedienungsanleitung%20">Bedienungsanleitung</a>&nbsp;an. Am besten lassen Sie sich den Herstellungsprozess von erfahrenen Personen zeigen. So schaffen Sie die Voraussetzungen, dass Sie nicht nur eine möglichst große Ausbeute, sondern auch eine Pflanzenkohle mit guter Qualität und geringer Schadstoffbelastung erhalten. Denn auch wenn das Grundprinzip einfach ist und seit Jahrtausenden praktiziert wird, kann man aus Umweltsicht einiges falsch machen. Statt eines korrekt ablaufenden Verkohlungsprozesses kann ein qualmendes Lagerfeuer mit unnötiger Schadstoffbelastung das Resultat sein.</p> <p><strong>Folgende Punkte sind für eine gute Verkohlung besonders entscheidend:</strong></p> <ul> <li><strong>Geeignetes Gefäß:</strong> Sie benötigen ein geeignetes Gefäß, das u.a. eine gute Verbrennung der austretenden Brenngase ermöglicht und den Anforderungen z. B. bei der Ablöschung des Feuers standhält (Korrosionsschutz).</li> <li><strong>Geeignetes Ausgangsmaterial:</strong> Verwenden Sie unbehandeltes Holz, das gut getrocknet und relativ homogen im Durchmesser ist und vor Regen geschützt gelagert wurde. Dadurch ist sichergestellt, dass es nicht zu einer Anreicherung von Schadstoffen in der Pflanzenkohle kommt. In der Regel wird Schnittgut von Ziergehölzen oder Obstbäumen verwendet, was schlecht kompostierbar ist. Verwenden Sie keinen frischen Grünschnitt, Blätter oder nährstoffreiche Ausgangsmaterialien. Diese sollten kompostiert oder in die Biotonne gegeben werden.</li> <li><strong>Stetige Prozessführung:</strong> Es sollten immer nur dünne Holzschichten aufgelegt werden, wenn die oberste Schicht zu veraschen beginnt. Das erfordert eine kontinuierliche Betreuung und Beobachtung des Vorgangs.</li> <li><strong>Zügiger Anzündvorgang von oben:</strong> Das Anzünden sollte von oben mit geeigneten und möglichst pflanzlichen oder naturnahen Anzündhilfen (z.B. wachsgetränkter Holzwolle) erfolgen, um die Rauchentwicklung gering zu halten.</li> <li><strong>Ablöschen von unten:</strong> Nach dem Herstellen der letzten Schicht Pflanzenkohle muss diese (wenn möglich von unten) abgelöscht werden, um den Kohleausbrand zu stoppen.</li> <li>Es bietet sich an, die abgekühlte Pflanzenkohle auf den Komposthaufen zu geben.&nbsp;</li> </ul> <p>Aufgrund der hohen Anschaffungskosten eignet sich die handwerkliche Herstellung von Pflanzenkohle am ehesten für Gartengemeinschaften wie z. B. Kleingartenvereine. Verschiedene Vereine oder Verbände bieten Seminare oder Informationen hierzu an.</p> <p><strong>Abstand halten:</strong> Bedenken Sie bezüglich der Rauchentwicklung, dass Sie genügend Abstand zu Fenstern und Türen, zu benachbarten Gärten sowie zu brennbaren Objekten (Bäume, Büsche, Häuser, Schuppen) einhalten. Wie bei jedem offenen Feuer sollte mindestens eine Person das Feuer immer im Blick haben, um eingreifen zu können, falls etwas passiert.</p> <p><strong>Entsorgen Sie Grünschnitt fachgerecht:</strong> Kleinere Mengen an Grünschnitt können Sie fachgerecht z.B. über die Biotonne entsorgen oder selber kompostieren. Durch die Untermischung von holzigem Material wird die Durchlüftung und damit der Rotteprozess des Komposts verbessert. Für größere Mengen Grünschnitt bieten Kommunen gesonderte Entsorgungsmöglichkeiten an. Wenn Sie genügend Platz in Ihrem Garten haben, können Sie eine&nbsp;⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/totholz">Totholz</a>⁠(h)ecke anlegen. Sie schaffen damit einen wichtigen Lebens- und Rückzugsraum u.a. für Kleingetier wie Kröten und Eidechsen sowie für viele Insekten.&nbsp;</p> <p><strong>Was Sie noch tun können:&nbsp;</strong></p> <ul> <li>Bevorzugen Sie beim Kauf von Pflanzenkohle Anbieter aus Ihrer Nähe.</li> <li>Beachten Sie unsere Tipps zu&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/garten-freizeit/lagerfeuer-feuerschalen">Feuerschalen</a>,&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/kaminofen">Kaminöfen</a>,&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/elektrogeraete/gartenhaecksler">Gartenhäckslern</a> und&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/garten-freizeit/kompost-eigenkompostierung">Kompost</a>.&nbsp;</li> </ul> </p><p> Hintergrund <p><strong>Umweltsituation:</strong>&nbsp;Pflanzenkohle stellt eine Option zur Entnahme von CO2 aus der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> ("Removal") und zur langfristigen Speicherung von Kohlenstoff dar, wenn sichergestellt werden kann, dass sie nicht verbrannt wird. Die Pflanzenkohle wird durch Pyrolyse, also Verkohlung von&nbsp;⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biomasse">Biomasse</a> (z. B. Holz)&nbsp;⁠hergestellt.</p> <p>Dabei entstehen – neben der Pflanzenkohle – auch unerwünschte Abgase und Schadstoffe wie Kohlenmonoxid, Feinstaub und Kohlenwasserstoffe. Dem Nutzen für das&nbsp;⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>⁠ stehen demnach Risiken wie die Belastung der Böden, der Luft und des Grundwassers mit Schadstoffen gegenüber. Vor allem durch Fehlbedienung kann es zu einer ungewollten Qualm-Entwicklung und zu unnötiger Schadstoffbelastung der Pflanzenkohle mit Polyzyklisch Aromatischen Kohlenwasserstoffen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pak-0">PAK</a>) kommen. Daher ist es aus Umweltsicht besonders wichtig, hohe Anforderungen bezüglich des Ausgangsmaterials, der Herstellung als auch in Bezug auf die Ausbringung in Böden zu legen.&nbsp;</p> <p><strong>Gesetzeslage:&nbsp;</strong>Pflanzenkohle ist in der EU als Bodenhilfsstoff zugelassen. Die detaillierten Voraussetzungen und Anforderungen sind in der EU-Düngemittelverordnung (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/HTML/?uri=CELEX:02019R1009-20230316#tocId413%20">EU-Verordnung 2019/1009</a>) geregelt.</p> </p><p>Informationen für...</p>

Aufbereitung und Weiterverwendung von Hausmuell

Mit der Studie wurde erst begonnen. Es soll ein Weg gefunden werden, Hausmuell nach einer Vorbehandlung wie z.B. Rotte, Verbrennung, nach verschiedenen Komponenten zu sichten und diese Komponenten als Werkstoffe dem Bauwesen zuzufuehren.

Untersuchungen zur Strohrotte

Die Strohrotte in verschiedenen Bodentypen und der Einfluss von Pflanzenschutzmitteln auf den Strohabbau im Boden werden im Gelaende und im Labor mit unterschiedlichen Methoden untersucht.

Optimierung der Gruenrestekompostierung in Berlin - Phase 2: Modellversuch und wissenschaftliche Begleitung

Die Kompostierung von Pflanzenabfaellen in den Berliner Bezirken kommt aufgrund der zunehmenden Flaechenkonkurrenz innerhalb des Stadtgebietes immer mehr in Bedraengnis. Zudem zeigt sich, dass die Kompostierung aufgrund fehlender Mittel und Kenntnisse meist nicht sehr effektiv durchgefuehrt wird. Mit Hilfe eines Forschungsvorhabens war zu klaeren, wie die bezirkliche Gruenrestekompostierung auch langfristig als wichtige Abfallvermeidungsmassnahme sichergestellt werden kann. Grundidee war die Verringerung des Flaechenbedarfs durch eine Optimierung des Rotteprozesses unter praxisnahen und kostenguenstigen Bedingungen. Die Ergebnisse zeigen, dass mit geringem organisatorischen und betrieblichen Aufwand bereits sehr gute Ergebnisse in dieser Hinsicht erzielt werden koennen. Durch eine gemeinsame Ausschreibung von Dienstleistungen werden zudem die anfallenden Betriebskosten reduziert.

Gemeinsame Aufbereitung fester und fluessiger Abfallstoffe, ihre Beseitigung und Verwertung

Die getrennte Aufbereitung fester und fluessiger Abfallstoffe bereitet aus technischen Gruenden in zunehmendem Masse Schwierigkeiten und ist auch aus hygienischen Gruenden nicht unbedenklich. Im 'Giessener Modell' wird versucht, durch die Mischung beider Abfallstoffe und anschliessende mechanische (Zerkleinerung) und biologische (Rotte) Aufbereitung ein ablagerungsfaehiges und teilweise verwertbares Produkt (Rohgemenge) zu erhalten. Es werden untersucht: die biologischen und chemischen Umwandlungs- und Abbauprozesse im Verlauf der Rotte und einer anschliessenden Deponie; die Verwertung abgesiebten Rohgemenges in Landwirtschaft, Landschaftsbau und Rekultivierung insbesondere im Hinblick auf die Wirkung des verwendeten Rohgemenges auf den Anbau von Gehoelzen und Graesern. Es werden Vergleiche mit Produkten von Kompostwerken angestellt.

Strohverwertung durch Strohduenger

Pruefung unterschiedlicher Auf- und Einbringungsarten von Stroh auf landwirtschaftlich genutzte Flaechen; Einfluss auf Strohrotte und auf Pflanzenertrag.

Sickersaft- und Stickstoffaustrag waehrend der Rotte organischer Materialien unter besonderer Beruecksichtigung verschiedener Stalldung-Mietenabdeckungen

Es wurden Rinder- und Pferdemistmieten auf Sickersaftbildung und N-Austrag untersucht. Nur bei Rindermist wurden auch Versuche mit verschiedenen Abdeckungen durchgefuehrt. Sickersaftbildung und N-Austraege waren so gering, dass eine Gefaehrdung des Grundwassers ausgeschlossen werden kann. Die Sickersaftbildung insbesondere am Beginn der Rottezeit ist zu einem grossen Teil durch Atmungswasser bedingt. Niederschlaege hatten eine verhaeltnismaessig geringe Wirkung. Die Abdeckung hatte keinen besonders grossen Effekt. Sie bewirkt im Gegenteil eine staerkere Rotte aufgrund hoeherer Mietentemperaturen und damit staerkere Sickersaftbildung sowie hoehere Verluste an N und C.

Emissionsarme Deponietechnik fuer weniger kapitalkraeftige Laender

Im Rahmen dieses Projekt sollen auf der Basis von Erfahrungen mit Rottedeponien (mechanisch-biologische Behandlung vor der Deponierung) in Deutschland, als einem hochindustrialisierten und durchaus kapitalkraeftigen Land, Konzepte fuer weniger kapitalkraeftige Laendern entwickelt werden. Hiermit wird eine oekologisch hoeherwertige Form der Abfallbeseitigung (Rottedeponie) technisch einfach und finanziell tragbarer moeglicht. Das Projekt ist dreiphasig angelegt. Die erste Phase beinhaltet die Sammlung von Informationen und Erfahrungen ueber Rottedeponien fuer Hausmuell und Restmuell in Deutschland sowie Untersuchungen der Abfallzusammensetzung vor Ort im Beispielland. In der zweiten Projektphase wird eine repraesentative und qualifizierte Abfallprobe, entsprechend den in der ersten Projektphase gewonnen erkenntnissen, ueber die Abfallzusammensetzung in diesem Land hergestellt. Diese Abfallprobe wird auf verschiedene Weisen (mit oder ohne Klaerschlammzugabe) in unterschiedlichen Betriebsarten (mechanisch-biologisch im Muellgrossbehaelter unter Luftzufuhr) vor der Endablagerung vorbehandelt. In regelmaessigen Abstaenden werden Gasproben, Sickerwasser und Muellproben untersucht. Nach der mechanisch-biologischen Behandlung wird die behandelte Abfallprobe in der Deponie abgelagert. Die dritte Phase beinhaltet die Auswertung der Versuche und die Untersuchung der Uebertragbarkeit des vorgestellten Modells auf andere Laender. Das angewandte Verfahren stellt sicher, dass ein weitgehend gleichmaessiges, reaktionsaermeres und gut verdichtbares Material zur Ablagerung in der Deponie herstellt wird. Um die klimatischen Faktoren als Einflussparameter erfassen zu koennen, werden die Modellversuche in zwei Durchgaengen (Modellversuch Sommer/Winter) angelegt.

Biologisch-Mechanische Aufbereitung (BMA) von Restmuell im technischen Massstab

Die TA Siedlungsabfall schreibt eine Vorbehandlung von Restmuell aus Haushaltungen und Gewerbe sowie von Klaerschlaemmen vor der Deponierung vor. Durch die Inertisierung werden der Sickerwasseranfall, die Gasbildung und Setzungen des Deponiekoerpers, wie fuer unbehandelte Abfaelle typisch, vermieden. Die BMA soll ein aehnlich stabiles Langzeitverhalten des Deponiegutes ermoeglichen, wie die thermische Oxidation des Restmuells. Hierfuer werden verfahrenstechnische Varianten der BMA sowie die erforderlichen Prozessparameter untersucht. Fuer die Senatsverwaltung fuer Stadtentwicklung und Umweltschutz Berlin ist von der ITU 1990 im Rahmen einer Konzeptstudie die BMA entwickelt und in mehreren Bundeslaendern weiterbearbeitet und in Grossversuchen eingesetzt worden. An dem z.Zt. im Land Brandenburg im Technikumsmassstab laufenden Modellprojekt ist die TFH im Rahmen einer Kooperation mit der ITU an der Optimierung der Mieten- und Containerrotte beteiligt. Bei der hier durchgefuehrten biologisch-mechanischen Aufbereitung von Restmuell im technischen Massstab gehen der Intensivrotte in Mieten (Stufe I) und in Rottecontainern (Stufe II) die mechanischen Aufarbeitungsschritte Anlieferung, Sichtung, Zerkleinerung und Siebung des Restmuells voraus und werden in einer der Deponie angeschlossenen Anlage durchgefuehrt. In der Stufe I werden Dreieck- und Trapezmieten unterschiedlicher Groesse und Abdeckung angelegt. Die Rottedauer betraegt 1 bis 5 Monate. Fuer die Optimierung der Intensivrotte in Containern der Stufe II stehen prozessgesteuerte Rottecontainer zur Verfuegung, die ueber eine Temperatur- und Luftregelung, Bewaesserungseinrichtungen, Sickerwassererfassung und Abluftreinigungseinheit verfuegen. Die Fraktion kleiner 60 mm wird zwei Wochen intensiv gerottet und anschliessend drei Monate in Dreiecksmieten nachgerottet. Variiert werden in den Stufen 1 und II die mechanische Aufbereitung, Umsetzintervalle, Belueftung sowie Zuschlagstoffe.

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