BaPS Datenblatt - UMS

Abbildung 4: Inkubationskammer mit und ohne Sensorkopf
Der Sensorkopf
Im Sensorkopf (Abb. 4) sind die folgenden Sensoren und ein
Septum integriert:
Kohlendioxid; 0 … 3 Vol%; rel. Genauigkeit ±2%
Sauerstoff; 0 ... 25 Vol%; rel. Genauigkeit ±1%
Druck; 800 .... 1200 hPa; rel. Genauigkeit ±0,1%
Temperatur; -30 .... 70°C; 0,1°C bei 0°C
Das Sensorinterface
Das Sensorinterface (Abb. 5) ist für die Kommunikation mit
dem Computer zuständig. Die Kommunikation mit der
Windows Bedieneroberfläche erfolgt über die serielle Schnittstelle
(RS 232). Damit ist das System an jeden Standard-PC
ohne zusätzliche Hardware anschließbar.
Abbildung 5: Sensorinterface
Lieferumfang
Inkubationsbehälter
Sensorkopf mit integrierten O2-, CO2-, Temperatur- und
Drucksensoren
Sensorinterface
Thermobox für das Messsystem
Transportdeckel
Windows Software
Stechzylinder mit Schutzkappen
Benutzerhandbuch mit offengelegten Berechnungsalgorithmen
Zubehör (u.a. Spritze, Dichtungen, Septen usw.)
Zum Betrieb wird ein Thermostat oder ein Wasserbad
benötigt.
Optional
Kältethermostat für die externe Temperierung des
Messsystems
Weitere Inkubationsbehälter für die unterschiedlichsten
Stechzylinder, auch Sonderanfertigungen
Stechzylinder-Set zur ungestörten Bodenprobennahme
Blindstopfen für Stechzylinder
Sensorkalibrierung (1 mal pro Jahr erforderlich)
Lieferzeit
ca. 4 Wochen ab Auftragseingang, Preis auf Anfrage
Demo-Geräte
Für Testzwecke stellen wir Ihnen gerne das BaPS Prozessanalysesystem
für ca. 4 Wochen kostenlos zur Verfügung! Nutzen
Sie diesen kostenlosen Service!
BaPS
Barometrische
Prozess
Separation
zur Analyse von Brutto
Nitrifikations
ations- - und
Denitrifikationsraten
in Böden
Auszug aus der Referenzliste
Institut für Angewandte Pflanzenbiologie, Schönbuch,
Schweiz
Fraunhofer-Institut für Atmosphärische Umweltforschung,
Garmisch-Partenkirchen, Deutschland
Uni Gießen, Institut für Pflanzenökologie, Gießen,
Deutschland
TU München-Weihenstephan, Lehrstuhl für Gemüsebau,
Freising, Deutschland
Wissenschaftlicher Hr. Dr. Klaus Butterbach-Bahl
Ansprechpartner Tel. ++49 (0) 8821 / 183-136
eMail: butterbach@imk.fzk.de
IMK-IFU · D-82467 Garmisch-Partenkirchen · Kreuzeckbahnstr. 19
Produkt
Hr. Dipl.-Ing. Thomas Pertassek
Info Tel. ++49 (0) 89 / 126652-17 · Fax - 20
eMail: th@ums-muc.de
UMS GmbH · D-81379 München · Gmunder Straße 37
Umweltanalytische Meß-Systeme · www.ums-muc.de
Technische Änderungen vorbehalten · Stand August 2001 © 2001 by UMS GmbH · Patent Nr. 199 06 872 0

Die Barometrische Prozess Separation ist ein neues, patentiertes
Verfahren zur Bestimmung zentraler mikrobieller N- und
C-Umsetzungen im Boden. Folgende Umsetzungsprozesse
(Abb. 1) können damit quantifiziert werden:
Brutto-Nitrifikation
Brutto-Denitrifikation
Bodenatmung
Abbildung 1: Schematische Darstellung des Stickstoffkreislaufes
Grundlagen
Nitrifkation, Denitrifikation und Bodenatmung werden in einem
gas- und druckdichten Gefäß durch Druck-, Sauerstoffund
Kohlendioxidmessung bestimmt. Entscheidend sind die
mikrobiellen Aktivitäten, die im Gefäß eine Druckänderung
bewirken.
Bodenatmung ist druckneutral:
CH 2
O + O 2,Atm
→ CO 2,Atm
+ H 2
O
Nitrifikation führt zur Druckabnahme:
+ -
NH 4
+ 2O 2,Nit
→ NO 3
+ H 2
O + 2H +
Denitrifikation führt zur Drucksteigerung:
-
5CH 2
O + 4NO 3
+ 4H + → 5CO 2,Den
+ 7H 2
O + 2N 2
Das dynamische Gleichgewicht zwischen der CO 2
- und O 2-
Konzentration im Gasraum und in der wässrigen Phase und
die pH-Anhängige Löslichkeit von CO 2
muss hierbei auch
noch berücksichtigt werden.
Methodenvergleich
Die Barometrische Prozeßseparation ermöglicht die Bestimmung
von Brutto-Nitrifikationsraten, d.h. es wird die Gesamtmenge
von NH 4
+ -
bestimmt, die über Nitrifikation zu NO 3
oxidiert wird. Dies war bisher nur mit der 15 N-pool dilution-
Technik möglich. Im Rahmen eines Methodenvergleiches
wurde die Barometrische Prozess Separation erfolgreich mit
der 15 N-pool dilution-Technik validiert.
Grenzen des Systems
Es ist keine Untersuchung von aneroben Böden möglich, da in
diesen andere Prozesse ablaufen, die u.a. Methan erzeugen.
Die Vorteile
Untersuchung von ungestörten Bodenproben
Keine Einbringung von “tracern” erforderlich
Kein Einsatz eines Inhibitors (wie z.B. 10% C2H2) bei der
Bestimmung von Denitrifikationsraten nötig
Einfache Anwendung und schnelle Ergebnisse
Niedrige Anschaffungs- und Instandhaltungskosten
Gute Nachvollziebarkeit, da Berechnungsalgorithmen
offengelegt sind
Entnahme von Gasproben über das Septum zu weiteren
Analyse (z.B. mittels Gaschromatograph) möglich
Weitere Sensoren können einfach in das bestehende
System integriert werden
Anwendungsbereiche
Die Barometrische Prozeßseparation kann optimal für die
Quantifizierung von N- und C-Umsetzungen im Boden eingesetzt
werden. Folgende Untersuchungen sind damit möglich:
Nitrat-Austrag
30
N-Spurengasbildung
25
Optimierung des N-Düngemitteleinsatzes
15
20
10
Parametrisierung mikrobieller N-
5
Umsetzungsprozesse (Abb. 2)
0
Bodenatmungsaktivität
15 17 19 21 23
Brutto-Nitrifikationsrate [mg NH 4
+
-N m
-2
h -1 ]
Bodentemperatur [°C]
Abbildung 2: N-Umsetzungsprozesse
Das Prozessanalysesystem
Das System besteht aus einer gasdichten Inkubationskammer,
einem Sensorkopf mit integrierten Sauerstoff-, Kohlendioxid-,
Druck- und Temperatursensoren, einem elektronischen
Sensorinterface und einer Windows-Software zur Steuerung
und Auswertung der Daten.
Die Software
Die Bedienung und Einstellung des BaPS Messsystems erfolgt
über die Software (Abb. 3). Diese führt alle Berechnungen und
die Prozessüberwachung durch. Großer Wert wird dabei auf
Datensicherheit und Bedienerfreundlichkeit gelegt. Die Software
läuft unter den gängigen Windows Betriebssystemen, verfügt
über ein ausführliches Benutzerhandbuch mit offengelegten
Berechnungsalgorithmen und kann intuitiv bedient werden.
Die aufgezeichneten Daten werden graphisch und
Abbildung 3: Windows Bedineroberfläche
tabellarisch dargestellt und werden als ASCII-Datei für eine
später Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt. Damit ist die
Bedienung des Systems im Routinebetrieb problemlos möglich.
Die Mechanik
Die Inkubationskammer und der Sensorkopf (Abb. 4) bestehen
aus eloxiertem Aluminium, womit eine gute thermische
Leitfähigkeit und eine hohe mechanische Stabilität bei geringem
Gewicht erreicht wird. Für folgende Stechzylinder kann
eine Inkubationskammer geliefert werden:
Ø 53 x 50 mm, h 51 mm, Inhalt 100 cc, 7 Stück
Ø 60 x 56 mm, h 40.5 mm, Inhalt 100 cc, 7 Stück
Ø 84 x 80 mm, h 50 mm, Inhalt 250 cc, 3 Stück