DE19500376C2 - Elektro-Ultrafiltrationsverfahren (EUF) zur Bestimmung von Nähr- und Schadstoffen aus Böden, Müllkompost, Klärschlamm etc. - Google Patents
Elektro-Ultrafiltrationsverfahren (EUF) zur Bestimmung von Nähr- und Schadstoffen aus Böden, Müllkompost, Klärschlamm etc.Info
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Description
Die Erfindung betrifft ein Elektro-Ultrafiltrationsverfahren
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Elektro-Ultrafiltra
tionsverfahren zur Untersuchung von Nähr- und Schadstoffen in
Böden, Klärschlamm, Müllkompost etc. sind bekannt, und zwar aus
DE-PS 21 03 111, DE 35 37 467 C1 und EP 0220545 A2 sowie aus folgen
den Veröffentlichungen:
N´meth, K., 1976: Die effektive und potentielle Nährstoffverfüg barkeit im Boden und ihre Bestimmung mit Elektro- Ultrafiltration (EUF).
Habilitationsschrift Universität Gießen.
N´meth, K., 1982: Application of Electro-Ultrafiltration (EUF) in Agricultural Production.
Martinus Nÿhof/Dr. Jung Publishers.
The Hague/Boston/London.
N´meth, K., 1985: Recent Advances in EUF-Research.
Plant and Soil, 83.
N´meth, K., 1976: Die effektive und potentielle Nährstoffverfüg barkeit im Boden und ihre Bestimmung mit Elektro- Ultrafiltration (EUF).
Habilitationsschrift Universität Gießen.
N´meth, K., 1982: Application of Electro-Ultrafiltration (EUF) in Agricultural Production.
Martinus Nÿhof/Dr. Jung Publishers.
The Hague/Boston/London.
N´meth, K., 1985: Recent Advances in EUF-Research.
Plant and Soil, 83.
Bei diesem dynamischen Verfahren werden unter natürlichen Bedin
gungen verlaufende Prozesse der Nährstoffanlieferung an die
Pflanzenwurzel befriedigend nachgeahmt. Trotz dieses Vorteils
treten aber bei dem zur Zeit angewandten EUF-Verfahren noch fol
gende Mängel auf:
Während der Elektro-Ultrafiltration wandern die negativ geladenen Bodenkolloide zur Anode, wo sie durch Ultrafilter zurückgehalten werden. Durch Anlagerung dieser Bodenkolloide nimmt die Wasser durchlässigkeit der Filter ab. Die Menge der vom Boden extrahier ten Stoffe (d. h. die Leistung des EUF-Geräts) hängt aber von der durch die Filter geflossenen Filtratmengen ab. So steigt bei ge gebenem Gehalt an Nähr- und Schadstoffen im Boden die extrahierte Menge dieser Stoffe mit den Filtratmengen an, und zwar in Form einer Sättigungskurve, d. h. nach Erreichen einer bestimmten Fil tratmenge pro Extraktion steigen die extrahierten Stoffmengen nicht weiter an. Für eine optimale EUF-Extraktion ist es daher entscheidend, daß eine bestimmte Filtratmenge in der Zeiteinheit durch die EUF-Filter fließt. Die notwendige Filtratmenge liegt bei ca. 7 ml/min (pro EUF-Filter).
Während der Elektro-Ultrafiltration wandern die negativ geladenen Bodenkolloide zur Anode, wo sie durch Ultrafilter zurückgehalten werden. Durch Anlagerung dieser Bodenkolloide nimmt die Wasser durchlässigkeit der Filter ab. Die Menge der vom Boden extrahier ten Stoffe (d. h. die Leistung des EUF-Geräts) hängt aber von der durch die Filter geflossenen Filtratmengen ab. So steigt bei ge gebenem Gehalt an Nähr- und Schadstoffen im Boden die extrahierte Menge dieser Stoffe mit den Filtratmengen an, und zwar in Form einer Sättigungskurve, d. h. nach Erreichen einer bestimmten Fil tratmenge pro Extraktion steigen die extrahierten Stoffmengen nicht weiter an. Für eine optimale EUF-Extraktion ist es daher entscheidend, daß eine bestimmte Filtratmenge in der Zeiteinheit durch die EUF-Filter fließt. Die notwendige Filtratmenge liegt bei ca. 7 ml/min (pro EUF-Filter).
Bei Böden mit niedrigen Kolloidgehalten (bei Sandböden) werden
diese erforderlichen Filtratmengen bereits bei einer Vakuumlei
stung von -0,4 bar erreicht. Bei Böden mit hohen Kolloidgehalten
(Tonböden) dagegen erreicht man diese Filtratmengen erst bei
einer Vakuumleistung von -0,8 bar oder mehr. Je nach Kolloidge
halten der zu untersuchenden Bodenproben, die normalerweise unbe
kannt sind, sind deshalb die EUF-Filtratmengen außerordentlich
unterschiedlich. Die Reproduzierbarkeit der EUF-Meßergebnisse
(EUF-Norg, -Porg-Werte usw.) ist deshalb erheblich beeinträchtigt.
In den ersten 15 Minuten der Extraktion sind allerdings die erfor
derlichen Filtratmengen sowohl bei kolloidarmen als auch bei kol
loidreichen Böden gegeben, weil die Bodenkolloide in den ersten
15 Minuten die EUF-Filter noch nicht verstopfen können. Danach
werden die EUF-Filter von Bodenkolloiden immer stärker zugesetzt
und lassen immer weniger Filtrat durch. Man ist also gezwungen,
die Extraktion nach 15 Minuten zu beenden, um auch bei den unter
schiedlichsten Kolloidgehalten noch ausreichende Filtratmengen
gewinnen zu können. Je länger nach 15 Minuten extrahiert wird, um
so größer werden die Extraktionsfehler (Fehler bei der Reprodu
zierbarkeit der Werte) bei kolloidreichen Böden im Vergleich zu
kolloidarmen Böden.
Um jedoch in nur 15 Minuten ausreichende Nähr- und Schadstoffmen
gen aus Böden extrahieren zu können, muß mit hoher Spannung und
mit Temperaturen von 80°C in den meisten Fraktionen gearbeitet
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in nur 15 min, bevor
die EUF-Filter von Bodenkolloiden verstopft werden, ausreichende
Mengen an pflanzenverfügbaren Nähr- und Schadstoffen (fraktioniert
nach dem Grad ihrer Pflanzenverfügbarkeit) zu gewinnen. Diese Auf
gabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß die Extraktion
mit hoher Spannung (400 Volt) und bei Temperaturen von 80°C in
15 min abgeschlossen wird.
Die fraktionierte Gewinnung der Nährstoffe nach dem Grad ihrer
Pflanzenverfügbarkeit wird dadurch erreicht, daß die Stromstärke
in der Bodensuspension (mA-Werte) während der Extraktion wie
folgt begrenzt wird:
1. Fraktion: 0 bis 5 min, maximal 15 mA.
2. Fraktion: 5 bis 10 min, maximal 40 mA.
3. Fraktion: 10 bis 15 min, maximal 150 mA.
1. Fraktion: 0 bis 5 min, maximal 15 mA.
2. Fraktion: 5 bis 10 min, maximal 40 mA.
3. Fraktion: 10 bis 15 min, maximal 150 mA.
Die mit dem vorgestellten Verfahren erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß mit einer Extraktionsdauer von 15 min die
Fraktionen der pflanzenverfügbaren Nährstoffe und die wichtigsten
Eigenschaften von Böden bestimmt werden können. Dadurch können
Standorte schnell und umfassend charakterisiert werden. Nach die
ser Charakterisierung können Standorte mit ähnlichen Eigenschaften
in Gruppen mit ähnlicher Nährstoffdynamik eingeteilt werden, was
für die Düngeberatung und für die Umweltsicherung entscheidend
ist. Böden mit ähnlicher Nährstoffdynamik können nämlich serien
mäßig mit nur 2 Fraktionen (10 min) untersucht werden, was die
Bodenuntersuchung erheblich erleichtert und verbilligt.
1. Fraktion: 0 bis 5 min, maximal 40 mA.
2. Fraktion: 5 bis 10 min, maximal 150 mA.
1. Fraktion: 0 bis 5 min, maximal 40 mA.
2. Fraktion: 5 bis 10 min, maximal 150 mA.
Für eine genauere Charakterisierung der Nährstoffreserven und der
Nährstoff-Nachlieferungsgeschwindigkeit sowie für die Beschrei
bung weiterer Bodeneigenschaften sind jedoch 3 Fraktionen erfor
derlich. Mit 3 Fraktionen können also Standorte langfristig und
umfassend charakterisiert werden, wohingegen mit 2 Fraktionen nur
eine kurzfristige Charakterisierung möglich ist, z. B. für die
Düngeberatung (vgl. Tabelle).
Claims (3)
1. Elektro-Ultrafiltrationsverfahren zur Bestimmung von Nähr- und
Schadstoffen aus Böden, Müllkompost, Klärschlamm etc., bei dem
die angewandte Stromstärke (mA-Werte) während der Extraktion
mehrmals begrenzt wird und die durch Ultrafilter zu den Elektro
den transportierten Stoffe durch Unterdruck abgesaugt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktion bei 400 Volt Spannung
und bei 80°C durchgeführt und in 15 Minuten beendet wird.
2. Elektro-Ultrafiltrationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die extrahierten Stoffe in der Weise gewonnen
werden, daß die in der Bodensuspension fließende Stromstärke
(mA-Werte) während der Extraktion wie folgt begrenzt wird:
Bei 3 Fraktionen:
1. Fraktion: 0 bis 5 min, maximal 15 mA.
2. Fraktion: 5 bis 10 min, maximal 40 mA.
3. Fraktion: 10 bis 15 min, maximal 150 mA.
Bei 2 Fraktionen:
1. Fraktion: 0 bis 5 min, maximal 40 mA.
2. Fraktion: 5 bis 10 min, maximal 150 mA.
Bei 3 Fraktionen:
1. Fraktion: 0 bis 5 min, maximal 15 mA.
2. Fraktion: 5 bis 10 min, maximal 40 mA.
3. Fraktion: 10 bis 15 min, maximal 150 mA.
Bei 2 Fraktionen:
1. Fraktion: 0 bis 5 min, maximal 40 mA.
2. Fraktion: 5 bis 10 min, maximal 150 mA.
3. Elektro-Ultrafiltrationsverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Durchführung mit 3 Fraktionen (0 bis 15
min) für die Grundlagenforschung und Standortcharakterisierung
für die Bestimmung von Bodeneigenschaften Anwendung findet,
während die Durchführung mit 2 Fraktionen (0 bis 10 min) für die
Düngeberatung für Serienuntersuchungen auf Standorten mit be
kannter Nährstoffdynamik benutzt wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19500376A DE19500376C2 (de) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | Elektro-Ultrafiltrationsverfahren (EUF) zur Bestimmung von Nähr- und Schadstoffen aus Böden, Müllkompost, Klärschlamm etc. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19500376A DE19500376C2 (de) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | Elektro-Ultrafiltrationsverfahren (EUF) zur Bestimmung von Nähr- und Schadstoffen aus Böden, Müllkompost, Klärschlamm etc. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19500376A1 DE19500376A1 (de) | 1996-07-18 |
| DE19500376C2 true DE19500376C2 (de) | 1997-02-13 |
Family
ID=7751140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19500376A Expired - Fee Related DE19500376C2 (de) | 1995-01-09 | 1995-01-09 | Elektro-Ultrafiltrationsverfahren (EUF) zur Bestimmung von Nähr- und Schadstoffen aus Böden, Müllkompost, Klärschlamm etc. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19500376C2 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008056884A1 (de) * | 2008-11-12 | 2010-06-02 | Südzucker AG Mannheim/Ochsenfurt | Elektro-Ultrafiltrationsverfahren zur Bestimmung der Löslichkeit und Mobilität von Schwermetallen und/oder Schadstoffen für Abfall- und Altlastenmaterialien sowie Schwermetall- und/oder Schadstoff kontaminierte Böden |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2103111C3 (de) * | 1971-01-23 | 1974-09-12 | Kalman Dr. 3000 Hannover Nemeth | Verfahren zur Bestimmung der Nährstofffraktionen im Boden |
| DE3537467C1 (de) * | 1985-10-22 | 1987-04-09 | Kalman Dipl-Ing Dr Nemeth | Elektro-Ultrafiltrationsverfahren mit kontinuierlich steigender Filtrationsleistung zur Untersuchung der Naehrstoffe bzw.der Schadstoffe in Boeden,Muellkompost,Klaerschlamm etc. |
| DE3641899C1 (en) * | 1985-10-22 | 1988-04-07 | Kalman Dipl-Ing Dr Nemeth | Electro-ultrafiltration method with continuously increasing filtration efficiency and stepwise establishment of maximum current strengths for analysing the nutrients or the pollutants in soils, composted waste, sewage sludge etc. |
-
1995
- 1995-01-09 DE DE19500376A patent/DE19500376C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008056884A1 (de) * | 2008-11-12 | 2010-06-02 | Südzucker AG Mannheim/Ochsenfurt | Elektro-Ultrafiltrationsverfahren zur Bestimmung der Löslichkeit und Mobilität von Schwermetallen und/oder Schadstoffen für Abfall- und Altlastenmaterialien sowie Schwermetall- und/oder Schadstoff kontaminierte Böden |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19500376A1 (de) | 1996-07-18 |
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