Meßtechnik der Ammoniakemission

Diplomarbeit von Lars Kowal

Problemstellung:

Die Atmosphäre der Erde wird schon seit der Mensch das Feuer gebraucht mit luftverunreinigenden Stoffen belastet. Dieses sind ganz allgemein Stoffe, die die natürliche Zusammensetzung der Luft verändern. Bei den anthropogenen (vom Menschen verursachten) Schadstoff-Emissionen sind das Stäube, Aerosole und Gase. Daneben gibt es auch natürliche Luftverunreinigungen, die z.B. durch Vulkanausbrüche, Waldbrände und durch luftchemische Vorgänge bei Gewittern entstehen können.

Durch den steigenden Energieverbrauch verschlechterte sich die Luftgüte zunehmend. Während für die Mehrheit der Bevölkerung rauchende Schornsteine im 19. Jahrhundert ein Begriff für Wohlstand und Fortschritt waren begann durch das erste große Waldsterben Mitte des letzten Jahrhunderts ein Umdenken. Chemiker und Forstwissenschaftler untersuchten die Schadensbilder der empfindlichen Nadelbäume in der Nähe der Industriezentren, und man begann Maßnahmen einzuleiten. Neuerungen in der Verfahrenstechnik erlaubten den Einsatz emissionsärmerer Ausgangsstoffe oder die Verwertung von Abfallprodukten.

Die neuartigen Waldschäden, die 1981/82 in ganz Mitteleuropa als Folge der Versauerung des Bodens durch Schwefeldioxid-Emissionen (S02) auftraten, machten gesetzgeberische Maßnahmen erforderlich. Aufgrund des Bundesimmissionsschutzgesetzes wurden zahlreiche Verordnungen erlassen, um den S02-Ausstoß der Hauptverursacher Industrie, Gewerbe und privater Haushalt zu senken.

Erst sehr spät wurde Ammoniak (NH3) als Mitverursacher der Waldschäden entdeckt. Als größter Emittent ist die Landwirtschaft an den Ammoniak-Freisetzungen mit rund 98 % daran beteiligt. Abbildung 2 verdeutlicht die Auswirkungen von NH3 auf einen nahegelegenen Wald.

Um Gegenmaßnahmen einzuleiten, bedarf es einer Quantifizierung der Ammoniak-Emissionen durch eine genaue Messung. Bisher gibt es jedoch kein praktikables Meßsystem um in den verschiedenen Bereichen der Landwirtschaft ( Stall/Lager/Feld ) die NH3 Emissionen genau zu erfassen. In dieser Diplomarbeit soll ein Ammoniak-Sensor getestet werden, der diese Voraussetzungen erfüllen könnte.

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