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Klimagasemissionen von einer Pflanzenkläranlage für häusliches Abwasser

Beschreibung

Pflanzenkläranlagen sind mittlerweile weit verbreitet, um häusliche Abwässer zu reinigen. Dabei wird das zu klärende Abwasser durch ein mit Kies gefülltes Becken geleitet, das mit Sumpfpflanzen bewachsen ist. Die Sumpflanzen sorgen mit einem luftleitenden Gewebe, dem sogenannten „Aerenchym“, für einen Sauerstoffeintrag in das Abwasser. Entlang der Pflanzenwurzel entstehen so aerobe Zonen im Kiesbett, in denen organische Kohlenstoffverbindungen zu Kohlendioxid (CO2) und Ammonium (NH4+) zu Nitrat (NO3-) oxidiert werden können. Insgesamt findet man im Kiesbett neben aeroben aber auch anoxische und anaerobe Zonen, die für die Emission der klimarelevanten Gase Lachgas (N2O) und Methan (CH4) verantwortlich sind.
In diesem Projekt sollen Klimagasemissionen einer häuslichen Pflanzenkläranlage (10 Einwohnergleichwerte) zu verschiedenen Jahreszeiten und Vegetationsstadien der Sumpfpflanzen bestimmt werden. Diese Pflanzenkläranlage ist seit ca. 2 Jahren im Betrieb und wird genutzt, um das anfallenden Abwasser von drei Haushalten zu reinigen. Dabei soll insbesondere geklärt werden, welchen Einfluss der Wasserstand im Kiesbett auf die Emission von CO2, CH4 und N2O hat. Optional kann die Studie zum Vergleich um eine Messkampagne an einer größeren Pflanzenkläranlage (60 Einwohnergleichwerte) erweitert werden.

Projektzeitraum

Wintersemester 2013/14 und Sommersemester 2014

Bewerbungszeitraum

18. bis 29.10.2013

Durchführung

semesterbegleitend

Details zu Projektzeitraum und Durchführung

Unter Anleitung sollen sich die Studenten zunächst über eine Literaturrecherche und das Lesen von Primärliteratur in die Thematik „Klimagasemissionen und Pflanzenkläranlagen“ einarbeiten. Außerdem werden die Studenten in die verfügbare Messtechnik für klimarelevante Gase eingeführt (Gasprobenahme mit geschlossenen Kammern und gaschromatographische Analyse). Auf dieser Basis wird dann gemeinsam eine geeignete Probenahmestrategie und ein Arbeitszeitplan entwickelt, auch in Abhängigkeit von der zeitlichen Verfügbarkeit der Studenten.

Denkbar wären z.B. eine erste Messkampagne im Winter (Dezember – Februar) und weitere Messungen im Frühjahr (April/Mai) bzw. Sommer (Juni/Juli), um verschiedene Jahreszeiten bzw. Vegetationsstadien der Sumpfpflanzen zu berücksichtigen.

Zentraler Bestandteil des Projekts ist auch die Auswertung und Bewertung der erhobenen Messdaten sowie die Präsentation des Projekts mit einem Poster auf der Humboldt reloaded Tagung im Oktober 2014.

Studienfach

Agrarwissenschaften
Agrarbiologie
Biologie
Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie
Nachwachsende Rohstoffe und Bioenergie

Betreuende

Dr. Holger Pagel, Dr. Sven Marhan, Dr. agr. Marc Lamers

Institut

Institut für Bodenkunde und Standortslehre (310) (Biogeophysik und Bodenbiologie)

Sprache

deutsch/englisch

Teilnehmendenanzahl

min. 1, max. 4

Arbeitsaufwand

ca. 180 Stunden pro Teilnehmende:r | 6 ECTS-Punkte

Arbeitsaufwand (Stunden und ggf. ECTS) sind ungefähre Angaben. Die tatsächlich vergebenen ECTS-Punkte ergeben sich aus der tatsächlich geleisteten Arbeit.

 

Für dieses Projekt ist kein Motivationsschreiben des Studierenden erforderlich

Projektart

experimentell

Lernziele

Die Teilnehmende lernen in diesem Projekt:

• Probenahme und Analysemethoden klimarelevanter Gase
• Selbstständiges und reflektiertes wissenschaftliches Arbeiten
• Teamarbeit und Zeitmanagement

Anmerkungen für Studierende

Schlagworte

Methan, CO2