Auswirkungen von Pflanzenkohle auf die N2O-Emissionen während der Kompostierung

Während die jährlichen Treibhausgas-Emissionen der Abfallwirtschaft in Österreich seit 1990 um mehr als ein Drittel gesunken sind, stiegen die N2O-Emissionen im selben Zeitraum um 182 %. Die Kompostierung ist dabei neben der Abwasserbehandlung der Hauptverursacher und für rund ein Drittel dieser N2O-Emissionen verantwortlich. Neue Verfahren könnten hier Abhilfe schaffen. Die Zugabe von Pflanzenkohle (pyrolisierte Biomasse) zeigte in der Bodenforschung bereits ein Reduktionspotential für N2O-Emissionen auf. 2015 wurde dabei durch eine Metaanalyse ein direkter Einfluss des molaren H/Corg-Verhältnisses der Pflanzenkohlen festgestellt. Jedoch existieren bislang wenige Arbeiten über die Auswirkungen von Pflanzenkohle in der Kompostierung. Die vorliegende Arbeit beschäftigte sich daher mit der Frage, ob durch die Zugabe von Pflanzenkohle die N2O-Emissionen der Kompostierung verändert werden. Durch die Verwendung zweier Miscanthus-Pflanzenkohlen mit einem molaren H/Corg-Verhältnis von 0,19 (Variante 550) und 0,37 (Variante 700) wurde außerdem untersucht, ob hier Unterschiede im Umfang der N2O-Emissionen auftreten. Der Versuch wurde als Inkubationsversuch im Labor mit drei Varianten durchgeführt. Neben der Referenzvariante kamen zwei Mischungen mit 7,3 % FM der Pflanzenkohlen zum Einsatz. Zusätzlich zu den klassischen Rotteparametern wurden die gasförmigen Emissionen CO, CO2, CH4 und N2O erfasst. Die N2O-Messung erfolgte dabei kontinuierlich durch die Methode der Off-Axis Integrated Cavity Output Spectroscopy. Während die Referenzvariante über die Versuchsdauer von 101 Tagen N2O-Emissionen von 9,4 mg/kg TM verzeichnete, konnte bei der Variante 550 eine Reduktion um 19 % festgestellt werden, die Variante 700 reduzierte die N2O-Emissionen um 32 %. Auch die klimarelevanten CH4-Emissionen konnten dabei um 9 % bzw. 15 % reduziert werden. ; While Austrias greenhouse gas emissions in the waste sector have declined by more than 50 % since 1990, N2O-emissions have increased in the same period by 182 %. Composting and wastewater treatment are the main forces behind this increase, composting being responsible for one third of these emissions. New innovative techniques have to be found to reduce N2O-emissions. New findings in soil science demonstrate the potential of biochar to reduce N2O-formation in soils. In a previously published meta-analysis, Cayuela et al. (2015) found a direct relationship between the mitigation in soil N2O-emissions and the molar H/Corg-ratio of biochar. While there is sufficient data regarding biochar application in soils, data is still missing for its use as a composting additive. The aim of this thesis is to quantify the effect of biochar addition on N2O-emissions during composting. Two different biochars derived from Miscanthus straw with a molar H/Corg-ratio of 0,17 and 0,39 were used to examine the influence of this parameter on the amount of N2O-emissions. In a lab-scale composting experiment 7,3 % (w/w) biochar was added to the feedstock mixture and composted for 101 days. Gaseous emissions such as CO, CO2, CH4 and N2O were measured in addition to the major composting parameters. N2O-measurements were conducted continuously using Off-axis Integrated Cavity Output Spectroscopy. Biochar amendment reduced the overall N2O-emissions in both mixtures compared to the reference. While biochar with a molar H/Corg-ratio of 0,39 reduced N2O-emissions by 19 %, biochar with a lower molar H/Corg-ratio of 0,17 showed a higher reduction of 32 %. Furthermore the CH4-emissions were reduced by 9 % and 15 %, respectively. ; eingereicht von Wurzer Christian ; Im Titel ist 2 tiefgestellt ; Zusammenfassung in englischer Sprache ; Universität für Bodenkultur Wien, Masterarbeit, 2016 ; (VLID)1935630