Stickstoffdynamik im Umfeld von Rinderanlagen

Projektlaufzeit

04/2007 - 12/2009

Projektziel

Projektziel war es, für bestehende und neu zu errichtende Rinderanlagen mit freier Lüftung Entscheidungsgrundlagen zum Schutz von Ökosystemen vor zu hohen Stickstoffeinträgen zu erarbeiten.

Messkonzeption

Untersucht wurden in Waldnähe ein Liegeboxenlaufstall auf Flüssigmist und ein Liegeboxenlaufstall auf Festmist mit halbtägigem Weidegang während der Vegetationszeit, also zwei in der sächsischen Milcherzeugung typische Haltungsverfahren. Die Messzeiträume deckten alle Jahreszeiten ab. Folgende Daten wurden erhoben:

1. Daten zu räumlichen und zeitlichen Ammoniakbelastungen aus den Rinderanlagen durch die Messung von 
   • Emission
   • Immissionskonzentration (DOAS-Trasse, Passivsammler-Messtrasse)
   • Deposition (Bulksammler-Messtrasse)
   • Transmissionsbedingungen
2. Erfassung der Tierhaltungsbedingungen
   • Stallart
   • Bewirtschaftung
   • Fütterung
   • Lagerung von Gülle und Festmist
3. Durchführung von Ausbreitungsrechnungen
4. Entwicklung und Test einer neuen Methode zur Rückrechnung auf die Ammoniakemissionsrate, die auf kontinuierlichen Messungen von Ammoniakimmissionen und meteorologischen Parametern unter Berücksichtigung der Standardemissionsfaktoren der TA Luft für Ammoniak beruht.

Projektergebnisse

Es besteht kein Anpassungsbedarf der in der TA Luft veröffentlichten Emissionsfaktoren für Ammoniak. Die beobachtete Temperaturabhängigkeit wird keinen Einfluss auf Genehmigungsverfahren haben, da weder Temperaturkurven vor Ort für die zu genehmigenden Anlagen existieren, noch die Ausbreitungsrechenmodelle (AUSTAL 2000, LASAT) eine Temperaturabhängigkeit berücksichtigen.

Die neue Methode zur Rückrechnung auf die Ammoniakemissionsrate frei gelüfteter Stallsysteme ist gegenüber bisherigen Verfahren genauer. Bei der Ermittlung der Emissionsbilanz hat sie folgende Vorteile: Zum einen werden auch die diffusen Emissionsanteile, d. h. die Emissionen der gesamten Hofanlagen einschließlich Futter- und Dunglagerstätten, vollständig erfasst, die in frei gelüfteten Anlagen dominieren. Zum anderen entfallen aufwändige stallinterne Messungen. Hinzu kommt, dass anhand konkreter Messwerte Ausbreitungsrechnungen validiert werden können.

Als Datenbasis der neuen Methode eignen sich Immissionskonzentrationen, die über DOAS-Trasse oder Passivsammler ermittelt wurden. Beim Vergleich der beiden Haltungsverfahren könnten Festmist gebundene Haltungsverfahren eine gewisse emissionsmindernde Wirkung haben. Jedoch ist für diese Aussage die Datenlage mit jeweils nur einem Beispielbetrieb unzureichend.

Die Passivsammlermessungen ergaben für beide untersuchten Standorte eine vergleichsweise geringe Hintergrundbelastung der Atmosphäre mit Ammoniak (ca. 2 μg/m³ ).

Die Stickstoffdepositionsmessungen belegen für alle Messpunkte im Umfeld der untersuchten Betriebe, verglichen mit den jeweiligen Hintergrundstandorten, einen deutlich erhöhten Ammoniumanteil am anorganischen Stickstoffeintrag. Dies belegt den Beitrag der untersuchten Rinderhaltungsanlagen (Ammoniakemissionsquellen) am Stickstoffeintrag in die benachbarten Waldökosysteme.

An den Referenzpunkten (REF: im Freiland) liegen ca. 15 kg/(ha•a) höhere Stickstoffdepositionen als an den Dauerbeobachtungsflächen des ländlichen Hintergrunds vor.

Die Ergebnisse der Depositionsuntersuchungen stützen die regionalisierten Vorbelastungsdaten des Umweltbundesamtes für Stickstoffeinträge in Sachsen.

Obwohl die Stickstoffgesamtdepositionen an den beiden Betriebsstandorten an allen Messpunkten deutlich über den für Nadelwald definierten empirischen Critical Loads liegen, sind derzeit noch keine ökologischen Auswirkungen in den Kiefernwäldern im Umfeld der untersuchten Betriebe zu beobachten.