Untersuchung und Herstellung eines Bodenverbesserungsmittels aus Kompostreststoffen gemischter Abfälle. Für landwirtschaftliche Anbauflächen in der Küstenregion Mosambiks

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Probennahme

3 Ergebnisse der Bodenanalysen
3.1 Ergebnisse der Nährstoffanalysen
3.2 Ergebnisse der Schadstoffanalysen

4 Auswertung und Diskussion der Analyseergebnisse
4.1 Auswertung und Diskussion der Nährstoffanalysen
4.1.1 Bor
4.1.2 Eisen
4.1.3 Kalium
4.1.4 Kupfer
4.1.5 Magnesium
4.1.6 Mangan
4.1.7 Phosphor
4.1.8 Zink
4.1.9 pH-Wert
4.1.10 Stickstoff
4.1.11 Fazit der Auswertung und Diskussion der Nährstoffanalysen
4.2 Auswertung und Diskussion der Schadstoffanalysen
4.2.1 Arsen
4.2.2 Blei
4.2.3 Cadmium
4.2.4 Chrom
4.2.5 Kupfer
4.2.6 Nickel
4.2.7 Quecksilber
4.2.8 Thallium
4.2.9 Fazit der Auswertung und Diskussion der Schadstoffanalysen

5 Zusammenfassung

6 Quellenverzeichnis

Vorwort

Dieses Buch „Untersuchung und Herstellung eines Bodenverbesserungsmittels aus Kompostreststoffen gemischter Abfälle für landwirtschaftliche Anbauflächen in der Küstenregion Mosambiks“ basiert auf dem Forschungsprojekt „Kreislaufwirtschaft Organik Mosambik“, welches im Jahr 2016 am Fachbereich Architektur und Bauingenieurwesen der Hochschule RheinMain durchgeführt wurde. Finanziert wurde das Projekt aus Zentralmitteln der Hochschule RheinMain. Kooperationspartner waren die Katholische Universität Mosambik, das in Beira ansässige Unternehmen TerraNova und die Beira Stadtverwaltung. Ein ganz herzlicher Dank gilt meinem Co-Projektleiter und geschätztem Kollegen Professor Ulrich Boeschen sowie Steffen Bäurle für die wissenschaftliche Durchführung und Berichterstellung.

Professor Dr. Falk Schönherr

1 Einleitung

In der Küstenregion Mosambiks herrschen schwach entwickelte und humus- und nährstoffarme Böden vor. Aufgrund ihres geringen Wasserbindevermögens verbleiben eingesetzte mineralische Kunstdünger nur kurzzeitig in den Böden und bieten deshalb dort auch nur eine begrenzte Düngewirkung. Diese muss durch häufigeres oder intensiveres Aufbringen von Kunstdüngern kompensiert werden, was wiederum Grund- und Oberflächengewässer verstärkt belastet.

Abhilfe verspräche ein nährstoff- und zugleich humusreiches Bodenverbesserungsmittel: Durch die Humusbestandteile würde das Wasserbindungsvermögen erhöht und durch die Nährstoffbestandteile der zusätzliche Kunstdüngereinsatz verringert. Aufbereiteter Kompost eignet sich prinzipiell als ein solches Bodenverbesserungsmittel.

Mosambiks gesammelte Mischabfälle weisen einen organischen Anteil bis zu 70% auf und eignen sich daher potenziell nach einer Kompostierung als Bodenverbesserungsmittel in der Landwirtschaft. Fraglich ist, ob Schadstoffe im Abfall die Substratqualität beeinträchtigen. In einem Probebetrieb wird derzeit die Kompostierung gemischter Abfälle praktiziert (vgl. Abbildung 1). Das erzeugte Substrat wird bei der Pflege von Grünflächen in der Stadt Beira eingesetzt und auch in der Landwirtschaft sowie im Gartenbau (vgl. Abbildung 2) verwendet.

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wird der Nachweis der Herstellung eines qualitätsgesicherten Kompostes aus gemischten Abfällen im Rahmen wirtschaftlicher und organisatorischer Möglichkeiten in der Küstenregion Mosambiks wissenschaftlich begleitet. Dafür wird zunächst der Nährstoff- und Schadstoffgehalt im Kompost untersucht und hinsichtlich Nutzens und Risiko bewertet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 - Kompostpraxis in Mosambik (Foto: Boeschen 2015)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Pflanzungen mit Komposteinsatz in der Nähe von Beira (Foto: Boeschen 2015)

2 Probennahme

Im Mai 2016 fanden in Beira Absprachen mit der Katholischen Universität Mosambik (Beira, Fakultät für Wirtschaft) und dem Unternehmen TerraNova (Beira) Probennahmen von Komposten und Gartenerden statt. Der Betreiber der Kompostierungsanlage (TerraNova) beschrieb die Einsatzstoffe (Mischabfälle mit und ohne Additive) für die jeweiligen Substratproben und stellte diese zur Verfügung. Die zu untersuchenden Gartenerden wurden in einem Pflanzgarten eines Internats gewonnen. Die Gärtner des Internats beschrieben den Einsatz von Bodenverbesserungsmitteln auf den Anbauflächen und unterstützten die Probennahme.

Tabelle 1: Zusammenstellung der als Proben untersuchten Substrate

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Als Nährstoffe werden die Parameter Bor, Eisen, Kalium, Kupfer, Magnesium, Mangan, Phosphor, Zink sowie der pH-Wert herangezogen, als Schadstoffe die Parameter Aluminium, Arsen, Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel, Quecksilber und Thallium. Alle Parameter wurden im Landesbetrieb Hessisches Landeslabor (LHL) untersucht und sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Der Stickstoffgehalt der Proben kann nur anhand von Erfahrungswerten geschätzt werden, da eine exakte Bestimmung im Labor eine sofortige Kühlung der Proben erfordern würde, was sich nicht gewährleisten ließ.

Die Proben wurden bei Temperaturen von 20° bis 35°C aufbewahrt und zur Laboranalyse in Deutschland transportiert. Die Einfuhr der Proben erfolgte gemäß Antrag auf Einfuhr/Verbringen von Schadorganismen, Pflanzen, Pflanzenerzeugnissen und anderen Gegenständen zu Versuchs-, Forschungs- und Züchtungszwecken gemäß der Richtlinie 2008/61/EG der Kommission vom 17. Juni 2008 und wurde durch den Pflanzenschutzdienst Regierungspräsidiums Gießen genehmigt. Erforderlich war, dass die Proben vor der Untersuchung getrocknet und nach der Untersuchung alle Proben im Glühofen vernichtet wurden.

Tabelle 2: Übersicht der untersuchten Parameter und deren Prüfmethode

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3 Ergebnisse der Bodenanalysen

3.1 Ergebnisse der Nährstoffanalysen

Wie erwähnt wurden die Proben auf die Bodennähstoffe Bor, Eisen, Kalium, Kupfer, Magnesium, Phosphor, Zink, Mangan sowie der pH-Wert untersucht und gemessen. Der Stickstoffgehalt der Proben kann nur anhand von Erfahrungswerten geschätzt werden. Eine exakte Bestimmung im Labor erfordert eine sofortige Kühlung der Proben. Dies war vor Ort nicht möglich.

Zur Bewertung der Ergebnisse soll der Vergleich mit den folgenden Boden-Grenzwerten gezogen werden (vgl. Unterkapitel 4.1):

· Bioabfallverordnung (BioAbfV)
§ 4 (3) Grenzwerte Schadstoffe, § 6 Zulässige Aufbringmengen

· Richtwerte für die Untersuchung und Beratung sowie zur fachlichen Umsetzung der Düngeverordnung (DüV) - Gemeinsame Hinweise der Länder Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern und Sachsen-Anhalt mit Bezug der Richtwerte der Länder Thüringen und Sachsen

o Land min = sehr starke Düngebedürftigkeit

o Land max = schwache Düngebedürftigkeit bzw. Erhaltungsdünung

Eine Übersicht der Ergebnisse der Laboranalysen und der Boden-Grenzwerte zeigen Tabelle 3 und Abbildung 3.

3.2 Ergebnisse der Schadstoffanalysen

Wie erwähnt wurde der Boden auch auf die Schadstoffe Arsen (As), Aluminium (Al), Blei (Pb), Chrom (Cr), Cadmium (Cd), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Quecksilber (Hg), Thallium (Tl) untersucht und gemessen.

Zur Bewertung der Ergebnisse soll der Vergleich mit den folgenden Boden-Grenzwerten gezogen werden (vgl. Unterkapitel 4.2):

· Bioabfallverordnung (BioAbfV)
§ 4 (3) Grenzwerte Schadstoffe, § 6 Zulässige Aufbringmengen

o bis 20t/ha in 3 Jahren aufgebrachtes Material

o bis 30t/ha in 3 Jahren aufgebrachtes Material

· Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV)
Anhang 2 Punkt 2.: Wirkungspfad Boden - Nutzpflanze

Eine Übersicht der Ergebnisse der Laboranalysen und der Boden-Grenzwerte zeigen Tabelle 4 und Abbildung 4.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3: Analyse-Ergebnisse zu Bodennährstoffen (alle Messwerte sind auf Trockenmasse (TS) bezogen)
Umrechnung: 1mg/100g = 0,1%TS (Beispiel Kalium 246mg/100g = 24,6% TS) // 1mg/1kg = 0,0001%TS

[...]