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Atmosphärische Transportprozesse

Landwirtschaftlichen Anlagen weisen meist vergleichsweise niedrige Austrittshöhen der Emissionsquellen auf. Literaturwerte für die Umsetzungszeiten von Ammoniak (NH₃) zu Ammonium (NH₄⁺) liegen im Bereich von einigen Stunden bis Tagen, sodass bei den in NRW üblichen Windgeschwindigkeiten davon ausgegangen werden kann, dass das emittierte NH₃ im unmittelbaren Umkreise der Anlage zu erhöhten NH₃-Konzentrationen (Immissionen) führt. (Siehe Ausbreitungsrechnung)

Abgesehen von Großbritannien und den Niederlanden wo die NH₃-Konzentrationen an mehreren Messstellen kontinuierlich bestimmt wird, existieren in den meisten europäischen Ländern, so auch in Deutschland, bisher noch keine Messnetze, die flächendeckende Aussagen zulassen. Bei Aussagen zur Höhe der NH₃-Konzentrationen einzelner Regionen handelt es sich somit meist um grobe Abschätzungen auf der Basis von Einzelmesswerten. Im allgemeinen wird davon ausgegangen, dass mittlere NH₃-Konzentrationen in der Regel unter 10 µg/m³ liegen, in Gebieten mit hoher Viehdichte oder aber auch im Einflussbereich von Quellen werden jedoch deutlich höhere Werte erreicht, kurzzeitige Spitzenkonzentrationen, z.B. nach dem Ausbringen von Gülle, können einige hundert µg/m³ erreichen.

Die Ablagerung (Deposition) von NH₃ und seinen Folgeprodukten erfolgt sowohl trocken (NH₃; NH₄⁺) als auch nass (hauptsächlich NH₄⁺).

(QUELLE: Ammonia in the UK, DEFRA 2002, abgeändert)

Da NH₃ der einzige, in höheren Konzentrationen vorkommende basische Bestandteil der Atmosphäre ist, bewirkt NH₃ die Neutralisation von sauren Luftschadstoffen, die durch die Oxydation von SO₂ und NO_x in der Atmosphäre entstehen. Die dabei entstehen Salze ((NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃, NH₄NO₂) liegen in der Atmosphäre hauptsächlich als feine Aerosolpartikel mit einem Durchmesser < 2,5 µm vor. Diese Partikel haben sehr geringe Depositionsgeschwindigkeiten und werden daher über weite Strecken mit den Luftströmungen verfrachtet, bevor sie als nasse oder trockene Deposition zurück zur Erdoberfläche gelangen. Auf der Basis von Risikoabschätzungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat die EU 1999 in der 1. Tochterrichtlinie zur Luftqualität angesichts der gesundheitlichen Wirkungen auf das Atem- und Herz- Kreislaufsystem strenge Grenzwerte für PM 10 festgelegt, die bis 2005 in Europa einzuhalten sind. Derzeit kommt es in Deutschland und NRW noch zu vielfachen Überschreitungen der Grenzwerte. Da 30-40 % der Partikel aus sekundären Aerosolen (v.a. NH₄NO₃ und (NH₄)₂SO₄) bestehen, die aus NO_x bzw. SO_x und NH₃ Emissionen entstehen, kommt der Landwirtschaft als Haupt NH₃-emittent hierbei eine bedeutende Rolle zu.