Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Bestimmung des Nitratgehaltes in Boden- bzw. Grundwasserproben wird zur Zeit manuell in Laborversuchen mittels HPLC und Gaschromatographie durchgef\u00fchrt. Diese konventionellen Verfahren sind, bedingt durch die komplexe Laborausr\u00fcstung und das notwendige qualifizierte Laborpersonal, sehr kostenintensiv. Weiterhin k\u00f6nnen durch die verfahrensbedingte Bildung von Mittelwerten aus Messdaten keine Spitzenwerte erfasst werden. Aufgrund dieser Nachteile von konventionellen Nitrat-Messverfahren erfolgt h\u00e4ufig eine \u00dcber- bzw. Unterd\u00fcngung von Ackerfl\u00e4chen, die entsprechend zu Grundwasserproblemen bzw. vermindertem Wachstum der Nutzpflanzen f\u00fchrt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Produktfamilie f\u00fcr teil- und vollautomatisch betreibbare Nitrat-Monitoringsysteme, die zur Messung des Nitratgehaltes in der unges\u00e4ttigten Bodenzone eingesetzt werden k\u00f6nnen. Das kosteng\u00fcnstige, modulare System soll die Probenentnahme aus dem Boden, die Bestimmung des Nitratgehaltes sowie die Anzeige und \u00dcbertragung von Messwerten ausf\u00fchren. Das System soll auch von ungeschultem Personal bedient werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn einer ersten Projektstufe wurden Voruntersuchungen zur Charakterisierung und Auswahl geeigneter Nitratsensoren sowie zur Erh\u00f6hung der Lebensdauer von Kalibrierl\u00f6sungen durchgef\u00fchrt. Hierzu wurde eine geeignete Testumgebung aufgebaut sowie ausgedehnte Laborversuche durchgef\u00fchrt. Aufbauend auf den Ergebnissen der Laborversuche und einer Marktanalyse wurde ein Systemkonzept f\u00fcr das Nitrat-Monitoringsystem erstellt. Im Anschluss erfolgte der Aufbau von Hard- und Software sowie mechanischen Komponenten f\u00fcr ein Sensor-Funktionsmuster, das mittels automatischer Kalibration auf eine Genauigkeit von . Weiterhin wurde ein Modul zur kabellosen \u00dcbertragung der Messdaten eingebaut. Nach Abschluss der Testphase wurde in einer Marktstudie untersucht, inwieweit das modulare Monitoring-system als Basis f\u00fcr Messungen von weiteren bodenrelevanten Verbindungen, wie z. B. Chlorid, Sauerstoff oder Bromiden eingesetzt werden sollte. Ergebnis war, dass die Erfassung von Temperatur, pH-Wert, Sauerstoff, Leitf\u00e4higkeit, Sauerstoff und Bromid erw\u00fcnscht ist.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen dieses Projektes konnte ein zuverl\u00e4ssiges Messsystem entwickelt werden, das f\u00fcr wissenschaftliche Anwendungen eingesetzt werden kann. Dieses System erm\u00f6glicht die langfristige Beobachtung der Nitrat-Werte im Boden ohne hohen personellen vor Ort Aufwand. Die Ergebnisse k\u00f6nnen per Datenfern\u00fcbertragung zu den betreuenden Landwirtschafts\u00e4mtern oder landwirtschaftlichen Beratern auf deren Computer \u00fcbertragen werden.
\nEine Umweltentlastung entsteht anschlie\u00dfend durch die Nitrat-optimierte Beratung der betreffenden Landwirte durch aufzeigen entsprechender Bewirtschaftungsma\u00dfnahmen.
\nEbenfalls konnten im Rahmen dieses Projektes Erfahrungen im Bereich der Probengewinnung und Probenlagerung gesammelt werden, welche die Nutzung konventioneller Nitrat-Messsysteme f\u00fcr bodenhydrologische Untersuchungen erm\u00f6glichen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Auf folgenden Veranstaltungen wurde bereits auf unser Nitrat-Monitoring-System hingewiesen:
\n–\t28. IAHR-Kongress: Sustainable Water Resources Management
\n–\t22.-27.08.1999, Graz
\n–\tJahrestagung der deutschen bodenkundlichen Gesellschaft, 1999 in Hannover
\n–\tACHEMA 2000, Internationales Treffen f\u00fcr Chemische Technik, Umweltschutz und Biotechnologie, 22.-27.05.2000, Frankfurt am Main
\n–\tBodenschutztage Baden-W\u00fcrttemberg vom 27.-29.01.2000, Hohenheim
\n–\tAusstellung auf der 9. Gumpensteiner Lysimetertagung 24.-25.04.2001, Irdning
\n–\tAusstellung auf dem Kongress der International Association of Hydrogeologists, GSF Neuherberg, 10-14.09.2001<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Als Ergebnis wurde ein System aufgebaut, das einen Nitrat- und Temperatursensor enth\u00e4lt und ohne weiteres auf zus\u00e4tzliche Parameter erweitert werden kann. Hierf\u00fcr sind Sensorpl\u00e4tze f\u00fcr Leitf\u00e4higkeit-, pH-Wert und Redoxpotentialsensoren bereits im System vorgesehen. Um das aufgebaute System auf die geforderten Qualit\u00e4tskriterien hin zu testen, wurden verschiedene Versuche durchgef\u00fchrt. Des Weiteren wurden Testreihen unter Laborbedingungen durchgef\u00fchrt, wobei mehrere Probenstellen simuliert und nacheinander gemessen wurden (Multiplexen). Durch den Einsatz von Bodenl\u00f6sungen wurde schlie\u00dflich die Tauglichkeit unter realen Bedingungen getestet.Die gewonnenen Erkenntnisse dienen dazu, Interessenten ein modulares Freilandmesssystem zur Ver-f\u00fcgung zu stellen, sowie der zus\u00e4tzlichen Integration weiterer Parameter, die simultan zum Nitratgehalt gemessen werden k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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