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Aspekte der Hygienisierung.pdf - Ingenieure ohne Grenzen

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1 Grundsätze

1 Grundsätze der Handhabung von Toilettenabfällen 1.1 Toilettenabfälle sind Wertstoffe Unter Betrachtung des Nährstoffgehalts und dem Anteil organischen Kohlenstoffs bieten sowohl Urin als auch Fäzes 1 eine interessante, weil nachhaltige und kostengünstige Möglichkeit der Düngung durch Nährstoffrückführung. Die direkte Zuführung der für Pflanzen notwendigen Nährstoffe (Stickstoff, Phosphor und Kalium) und organischem Kohlenstoff, die sowohl im Urin als auch in den Fäzes enthalten sind (siehe Tabelle 1), gleicht damit den durch die Ernte von Nutzpflanzen vorangegangen Entzug von Nährstoffen aus dem Boden wieder aus (siehe Tabelle 2). Das Einbringen aufbereiteter, z.B. kompostierter, Fäzes verbessert zusätzlich die Bodenqualität, u.a. durch Verbes- serung der Humusversorgung und trägt somit zur Verbesserung der Bodenstruktur durch Steigerung der Wasser- und Nährstoffhaltekapazität bei[1]. Die Massenangaben in Tabelle 1 beziehen sich auf durchschnittliche Mengen Urin bzw. Fäzes eines Erwachsenen pro Jahr 2 . In Abhängigkeit von der Ernährungsweise können diese Mengen je Person sehr unterschiedlich sein[2], [3]. Schwermetalle sind nur in sehr geringen Mengen in menschlichen Ausscheidungen nachgewiesen[4]. Tabelle 1: Gehalt der wichtigsten Nährelementen und organischem Kohlenstoff in Fäzes und Urin [1] kg / ppa N P K Corg Massefrisch Massetrocken Urin 4 0,4 0,9 2,4 440 22 Fäzes 0,6 0,2 0,4 7,8 25-50 12,8 Fäkalien 4,6 0,6 1,3 10,2 Tabelle 2 zeigt den Düngebedarf beim Anbau verschiedener Grundnahrungsmittel. Die Angaben in g/a beziehen sich dabei auf die erforderliche Nährstoffmenge zum Anbau von 10 kg Ernteprodukt auf einer Fläche von 1 Ar, resp. 100 m 2 . Tabelle 2: Nährstoffbedarf beim Anbau wichtiger Nahrungsmittel[5] g/a N P K Mais 62 11 29 Reis 124 30 23 Weizen 175 36 38 Weißkohl 22 3 7 Bohnen 29 4 24 Stickstoff wird von Pflanzen vor allem im Bezug auf Blätter- und Stielwachstum benötigt. Kalium und Phosphor sind notwendig, um die Pflanzen gegen äußere Einflüsse zu stärken. So macht Phosphor die Pflanzen härter und ist wichtig im Bezug auf den Schutz vor Austrocknung. Da Phosphor außerdem das Wurzelwachstum begünstigt, sollte eine P-Düngung daher in der frühen Wachstumsphase angewendet werden, da wiederum gut ausgebildete Wurzeln in der späteren Wachstumsphase eine höhere Leistungsfähigkeit zur Nährstoffaufnahme besitzen[6]. Kalium ist für die Abwehrfähigkeit gegenüber Krankheiten und Parasiten verantwortlich. Wichtig zu beachten ist, dass eine Abhängikeit dieser drei wichtigsten Nährstoffe besteht und eine Ungleichgewicht der Nährstoffversorgung oftmals einen verstärkten Krankheits- und Insektenbefall nach sich zieht. So können Pflanzen z.B. nur bei ausreichendem Stickstoffgehalt 1 Unter dem Begriff Fäkalien werden Fäzes und Urin subsummiert. 2 ppa: pro Person und Jahr/anno 2

im Boden auf Phosphor und Kalium zugreifen. Die Rückführung organischen Kohlenstoffs auf landwirtschaftliche Flächen verbessert u.a. das Wasser- und Nährstoffspeichervermögen der Böden[3]. Fäzes, die im Vergleich zu Urin einen geringeren Nährstoffgehalt aufweisen, sind aufgrund des hohen Kohlenstoff- und Phosphorgehalts für eine landwirtschaftliche Rückführung interessant. Bei einer vollständigen Rückführung von Urin und Fäzes (mit den darin enthaltenen Nährstoffmengen aus Tabelle 1) resultiert aus der genauen Deckung der Nährstoffbedarfe der in Tabelle 2 aufgeführten Grundnahrungsmittel ein Erntepotenzial wie in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3: Potentielle Ernteerträge wichtiger Grundnahrungsmittel pro Jahr durch Düngung mit Fäkalien kg/a N P K Mais 740 545 450 Reis 370 200 570 Weizen 265 170 340 Weißkohl 2100 2000 1900 Bohnen 1600 1500 540 Zusammenfassend ergeben sich für die Anwendung von Urin und Fäzes als ökologische Düngemittel die in Tabelle 4 dargestellten Düngeempfehlungen. Die Angaben der Flächen pro Jahr unterscheiden sich dabei hinsichtlich des be- absichtigten Einsatzes der Substrate vorzugsweise als N- oder P-Dünger bzw. zum Kohlenstoffeintrag in den Boden. Bei der Urindüngung gilt die Faustregel: ” Pro Person, pro Tag, ein Quadratmeter“[7]. Tabelle 4: Empfohlene zu düngende Flächen bei der Anwendung von Fäzes und Urin[6] in m 2 /a N P C Urin 300-400 600 Fäzes 200-300 (als Dünger in der Wachstumsphase) bzw. 20-40 (zur Verbesserung des Gehalts im Boden) Die Verwertung von Fäkalien als natürliche Düngemittel kann die Anwendung künstlicher Düngemittel ersetzen, deren Produktion und Anwendung mit erheblichen Belastungen für Menschen und Umwelt einhergehen. Dazu gehören z.B. hohe Umweltzerstörungen durch Strahlen- und Schwermetallbelastungen im Boden verbunden mit dem Abbau von Rohphosphaten, sehr hoher Energieaufwand bei der Bereitstellung der Grundelemente von Kunstdünger u.a. durch das Haber-Bosch-Verfahren, Ausbeutung knapper Ressourcen, Eutrophierung und Verschmutzung des Grundwassers bei der Anwendung, wirtschaftliche Abhängigkeit und soziale Folgen. Die natürliche Nährstoffrückführung bietet somit sehr große Chancen zur langfristigen und nachhaltigen Sicherung der Nahrungsmittelversorgung durch die Landwirtschaft. Demgegenüber stehen jedoch auch erhebliche Risiken, die mit den in Fäkalien enthaltenen Pathogenen verbunden sind. 1.2 Toilettenabfälle enthalten Krankheitserreger Der menschliche Körper besitzt die Fähigkeit viele für ihn schädliche Stoffe und Organismen auszuscheiden. Mit 80-100% wird der Großteil dabei über die Fäzes ausgeschieden[8]. Der Urin ist meist nur im akuten Krankheitsfall oder durch Medikament- und Hormonrückstände belastet[2]. 3 1,5-3

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