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Ammoniak

Die gesamten bundesweiten Ammoniakemissionen werden für das Jahr 1999 mit 624 kt [UBA Umweltdaten 2002] angegeben. Sowohl auf Bundesebene wie auch in NRW haben Ammoniakemissionen im letzten Jahrzehnt nahezu stagniert. Aufgrund der starken Abnahme der sauren Luftbestandteile wie z.B. S O₂ kommt somit den Ammoniakemissionen, die zu über 90 % aus der Düngeranwendung und der landwirtschaftlichen Tierhaltung resultieren, eine zunehmend wichtige Bedeutung zu. Im Rahmen der EU-Richtlinien zu nationalen Emissionsobergrenzen besteht die Verpflichtung, die NH₃-Emissionen bis zum Jahre 2010 auf insgesamt 550 kt zu vermindern.

In NRW ist die Anzahl der landwirtschaftlichen Betriebe (> 2 ha landwirtschaftlich genutzter Fläche) zwischen 1990 und 2001 zwar um 34 % zurück gegangen, die Viehbestände sind mit insgesamt ca. 18,5 Mio. Rindern, Schweinen und Geflügel jedoch nahezu konstant geblieben.

Charakteristisch für NRW ist eine starke regionale Konzentration der Viehdichte im Nordwesten: so werden im Regierungsbezirk Münster nicht nur 65 % der Fläche landwirtschaftlich genutzt (Landesdurchschnitt: 51%), dort waren 2003 auch mehr als 1/3 der Viehbestände von NRW gemeldet (siehe Abbildung). Diese hohe Viehdichte spiegelt sich deutlich in den Ammoniakemissionen der einzelnen Landkreise wieder.

Gasförmige Ammoniakemissionen entstehen bei verschiedenen landwirtschaftlichen Prozessen, hauptsächlich durch die Zersetzung von stickstoffhaltigem, organischen Material. Der Hauptteil der Ammoniakemissionen stammt aus der Zersetzung von tierischen Exkrementen. Während der Stickstoff im Kot größtenteils in schwer aufschließbaren Proteinen vorliegt, stellt der leicht zersetzbare Harnstoff ((NH₂)₂CO ) im Urin die wichtigste Quelle dar. Durch bakterielle und enzymatische Zersetzung der Stickstoffverbindungen aus Kot und Urin kommt es zur Bildung von leicht flüchtigem Ammoniak. Der wesentliche Abbauschritt ist dabei die Harnstoffspaltung durch das Enzym Urease, welches weit verbreitet in Bakterien, Böden und Pflanzen vorkommt. Es katalysiert die folgende Umsetzung:

(NH₂)₂CO + H₂O ---> 2 NH₃ + CO₂

Das bei der Harnstoffspaltung gebildete NH₃ geht entweder als Ammonium (NH₄⁺) in Lösung oder entweicht direkt in die Atmosphäre wo der größte Teil mit anderen, aus dem Verkehr oder aus Industrieanlagen stammenden, Luftbestandteilen relativ stabile Verbindungen eingeht, die je nach Windgeschwindigkeit und Niederschlagsgeschehen über z.T. weite Strecken transportiert, und mittels nasser oder trockener Deposition auf Böden, Vegetation und Gebäude abgelagert oder ausgeregnet werden. Daraus können unterschiedliche Umweltschäden resultieren, da NH₃ -Verbindungen

• in unmittelbarer Nähe von Betrieben mit intensiver Tierhaltung akute Schäden an Pflanzen verursachen können.
• auf Böden versauernd wirken (Hauptproblem: Waldschäden),.
• bei nährstoffarmen, naturnahen Ökosystemen (Moore, Magerrasen etc.) zu einem Stickstoffüberschuss führen,.
• indirekt klimaschädigend wirken da ein Teil des NH₃ zu N₂O umgewandelt wird.
• an Natursteinen ein verstärktes Wachstum nitrophiler (Stickstoff-bevorzugende) Mikroorganismen bewirken, deren saure Stoffwechselprodukte zu Schäden führen können..