Zeitschrift für Geologie und Geophysik
Offener Zugang

Abstrakt

Nährstoffbindung im Cornbelt des Mittleren Westens: Feinabstimmung der Behandlungstechnologie

Lu Zhang and Joe Magner

Bioreaktoren mit Holzschnitzeln haben sich bei der Entfernung von Nitrat-Stickstoff (NO3-N) aus landwirtschaftlich genutzten Gewässern im Mittleren Westen der USA als wirksam erwiesen. Sowohl NO3-N als auch Phosphor können zu Algenblüten und Hypoxie in den aufnehmenden Oberflächengewässern führen und die Wasserqualität verschlechtern. In dieser Studie wurde die Wirksamkeit der Bioreaktortechnologie bei der Entfernung von NO3-N und Orthophosphat untersucht. In einem Laborexperiment im Pilotmaßstab wurden drei Arten von Medien untersucht: Laubmischholzspäne, Biokohle-Späne (hergestellt aus der gleichen Art von Holzschnitzeln) und Maiskolben. Durch jedes System wurde chemisch formuliertes Wasser mit einer Verweilzeit von 24 Stunden geleitet. In allen drei Medien kam es zu einer NO3-N-Reduktion, obwohl Biokohle eine relativ längere Verzögerungszeit aufwies. Innerhalb der 24-stündigen Verweilzeit wurde eine durchschnittliche NO3-N-Reduktion von 90 % beobachtet. Durchschnittlich 80 % des Orthophosphats wurden gebunden, wobei das Biokohlemedium die größte Reduzierung der Orthophosphatkonzentration im Abfluss bewirkte. Angesichts der jüngsten Entwicklung landesweiter Nährstoffmanagementpläne zur Reduzierung der Nährstoffkonzentrationen im Oberflächenwasser werden die Studienergebnisse dieser Technologien den Erzeugern von Reihenkulturen dabei helfen, den Nährstoffexport ins Oberflächenwasser zu steuern.