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