Neue Aufbereitungsmethode zur besseren Wiederverwertung von Tierdung
Eine intensivierte Landwirtschaft kann die Ernährungssicherheit Europas und der Welt ausbauen, doch es entsteht ein problematisches Nebenerzeugnis: Tierdung. Wird dieser nicht entsprechend verarbeitet, hat er massive Auswirkungen auf die Umwelt. Ammoniakemissionen aus der Viehzucht verursachen zahlreiche Umweltschäden, darunter Eutrophierung, Bodenversauerung und die Bildung von Feinstaub. Dennoch werden nach Angaben des Projekts Treat2ReUse (Treatment of Animal Waste to Reduce Gaseous Emissions and Promote Nutrient Reuse) weniger als 8 % des Tierdungs in Europa aufbereitet, um die Emissionen zu reduzieren. Unbearbeiteter wie verarbeiteter Dung kann auch als Energiequelle dienen, zum Beispiel in Biogasanlagen, um so die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu senken. Chemische Verfahren gibt es bereits, sie haben jedoch einige Nachteile: Biolandbaubetriebe können die erforderlichen Industriesäuren nicht verwenden und der mit Säure behandelte Dung kann nur in begrenzten Mengen in Biogasanlagen verarbeitet werden. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts Treat2ReUse, das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützt wurde, entwickelten die Forschenden eine biologische Alternative. „Unser Hauptziel war es, eine biologische Aufbereitungsmethode für Tierdung zu finden, um die möglicherweise enormen Mengen Ammoniak und Treibhausgasemissionen zu senken“, sagt Lars Stoumann Jensen, Professor an der Fakultät für Pflanzen- und Umweltwissenschaft an der Universität Kopenhagen in Dänemark und Projektkoordinator von Treat2ReUse.
Auf der Suche nach einer ökologischen Lösung
Jensen und sein Team haben ein neues biologisches Versauerungsverfahren entwickelt und getestet. Es beruht auf Fermentierung, um eine Bioversauerung durch Mikroben hervorzurufen, die bereits im Dung enthalten sind. „Dieses Verfahren könnte die Notwendigkeit der hochtechnisierten Lagerung und Verarbeitung von Schwefelsäure unter höchsten Sicherheitsanforderungen eliminieren“, erklärt Iria Regueiro, eine promovierte wissenschaftliche Mitarbeiterin des Treat2ReUse-Projekts. Diese Fermentation wird durch die Zugabe leicht abbaubarer Kohlenstoffquellen, die den Bakterien bei der Produktion von Milchsäure als Nahrung dient, verstärkt. In realen Umgebungen könnte dieser Kohlenstoff aus gewöhnlichen landwirtschaftlichen Abfällen stammen, wie Stroh, Überresten von Zuckerrüben oder Melasse. „Wenn der pH-Wert des Tierdungs gering ist, wird das Ammoniak in lösbarer Form im Dung gehalten und nicht an die Atmosphäre abgegeben“, ergänzt Regueiro. „Zusätzlich erhöht sich der Wert des Düngers, da mehr Ammonium gebunden wird, anstatt als Ammoniak in die Atmosphäre zu gelangen. Ammonium ist ein wichtiger Pflanzennährstoff und stellt somit einen weiteren Vorteil der Aufbereitung dar.“
Nachweis des Fermentationsverfahrens
Das Team bestimmte zunächst die Optimalbedingungen für die Aufbereitung. Dann untersuchten die Forschenden, wie die Versauerung den Ammoniakgehalt und die Treibhausgasemissionen bei Lagerung reduziert. Im Anschluss analysierten sie, wie sich die Nährstoffaufnahme der Pflanzen verändert, wenn sie mit dem biologisch versauerten Dung als Düngemittel behandelt werden. „Die wichtigste Erkenntnis ist, dass die Bioversauerung von Dung mittels Fermentation sehr wirksam ist, wenn entweder Zucker oder Reststoffe aus der Bioraffinerie von Pflanzenproteinen zugegeben werden“, merkt Regueiro an. Die Ergebnisse zeigten, dass der pH-Wert auf unter 5 gesenkt werden kann, wodurch die Ammoniak- und Methanemissionen merklich reduziert werden. Das Team will auf der Arbeit aufbauen und die biologische Aufbereitung in Versuchsbetrieben testen. Zusätzlich sollen unterschiedliche Reststoffe auf ihr Potenzial bei der Erzeugung von Biogas und Düngemitteln geprüft werden. „Es erfüllt mich mit Stolz, an der Entwicklung einer alternativen Technologie zur Aufbereitung von Tierdung mitzuarbeiten. Diese Arbeit könnte der Landwirtschaft und der Umwelt zugutekommen“, schließt Regueiro. „Und meine Forschung hat sich als machbar erwiesen!“
Schlüsselbegriffe
Treat2ReUse, Düngemittel, Bioversauerung, Tierdung, Aufbereitung, Umwelt, Kohlenstoff, Emissionen
