Ammoniak

Ammoniak (NH3) ist eine gasförmige Verbindung des Stickstoffs (N). Der Luftschadstoff entsteht hauptsächlich durch landwirtschaftliche Prozesse. Insbesondere die Tierhaltung ist ein wichtiger Verursacher.

Ammoniak reagiert in der Atmosphäre mit anderen Gasen zu gesundheitswirksamen Partikeln (sekundär gebildete Feinstaub) oder lagert sich in Ökosystemen ab, wo es auf Pflanzen bzw. das Nährstoffgefüge des Bodens negative Wirkungen ausüben kann oder in die Stickstoffkaskade eintritt. Für die Ammoniakkonzentration in der Luft gibt es derzeit keine ausreichende Regelung.

Emittenten

Die Landwirtschaft ist mit einem Anteil von etwa 95 Prozent Hauptemittent des Luftschadstoffs Ammoniak in Deutschland. Gemäß der Emissionsberichterstattung 2013 stammt der überwiegende Teil der landwirtschaftlichen Ammoniak-Emissionen aus der Rinderhaltung (52 Prozent), der Schweinehaltung (20%), der Geflügelhaltung (9%) sowie der Mineraldüngeranwendung (15%). In der Schweinehaltung entsteht der Großteil der Emissionen direkt im Stall, in der Rinderhaltung bei der Wirtschaftsdüngerlagerung und -ausbringung.

Umweltwirkungen

Ammoniak und das nach Umwandlung entstehende Ammonium schädigen Land- und Wasserökosystemen erheblich durch Versauerung und Eutrophierung (Nährstoffanreicherung). Bodenversauerung und Nährstoffüberversorgung natürlicher und naturnaher Ökosysteme (wie zum Beispiel Moore, Magerstandorte, Gewässer) durch reaktiven Stickstoff können zu Veränderungen der Artenvielfalt führen. Besonders hohe Ammoniakkonzentrationen in der Umgebung von großen Tierhaltungsanlagen können zu direkten Schäden an der Vegetation führen. Nach Verlust in die Umwelt kann sich Ammoniak über die Stickstoffkaskade auch in eine der zahlreichen anderen umweltwirksamen stickstoffhaltigen Verbindungen umwandeln, mit negativen Folgen für die Qualität der Atemluft (Bildung von Feinstaub und Ozon), die Wasserqualität (Nitrat in Grundwasser) und die Verschärfung des Klimawandels (Lachgas).

Rechtliche Grundlagen

Deutschland darf nach den internationalen Luftreinhalte-Verpflichtungen (UN/ECE CLRTAP – Multikomponentenprotokoll; Richtlinie über nationale Emissionshöchstmengen EU-NEC-RL) seit 2010 nicht mehr als 550 Tausend Tonnen Ammoniak jährlich emittieren. Gegenwärtig wird diese Grenze noch überschritten beziehungsweise nicht sicher eingehalten. Zusätzliche Maßnahmen sind deshalb nötig, auch weil für eine Verbesserung des Umweltzustands eine weitere Absenkung der Emissionen nötig und international bereits vereinbart ist (2012 überarbeitetes UN/ECE CLRTAP – Multikomponentenprotokoll). Auch eine Überarbeitung der EU-NEC Richtlinie ist in Vorbereitung.

Für Konzentrationen in der Luft gibt es in der EU-Luftqualitätsrichtlinie keine Regelung. Die TA Luft in Deutschland schließt derzeit erhebliche Nachteile für die Vegetation aus, wenn die Gesamtbelastung an keinem Beurteilungspunkt 10 µg/m3 überschreitet. Im Rahmen der UNECE Genfer Luftreinhaltekonvention werden auf Basis von aktuellen Wirkungsstudien, deutlich strengere unschädliche Konzentrationen zum Schutz empfindlicher Vegetation in Höhe von 1-4 µg /m3 im Jahresmittel empfohlen.

Minderungsmaßnahmen

Maßnahmen zur Minderung von Stickstoffemissionen müssen an den maßgeblichen Ammoniakquellen ansetzen. In der Tierhaltung sind das Fütterungsmaßnahmen (Multiphasenfütterung), bauliche Maßnahmen und organisatorische Maßnahmen. Für das Wirtschaftsdüngermanagement spielen die Abdeckung der Güllelagerbehälter, die Technik der Ausbringung (bodennah oder in den Boden) sowie die unmittelbare Einarbeitung von Gülle in den Boden die entscheidende Rolle. Eine sehr effektive Minderungsmethode ist die Abluftreinigung in zwangsbelüfteten Ställen, die Ammoniakemissionen um 70 bis 90 Prozent reduzieren. Wenngleich die Kosten dieser Maßnahme relativ hoch sind (>4 €/kg NH3), wurden in Deutschland bereits über 1.000 Abluftreinigungsanlagen in Schweinemastställen installiert, um in viehdichten Regionen auch Geruchsbelästigungen zu mindern und Neubauten sowie Erweiterungen zu ermöglichen. Abluftreinigung wird ebenso in der Geflügelhaltung weiter an Bedeutung gewinnen. Auch Außenklimaställe, die die Anforderung an eine artgerechte Haltung erfüllen, führen zu einer Ammoniak-Emissionsminderung.

Für die Applikation von mineralischem Dünger muss das Ziel einer hohen Stickstoffausnutzung (N-Aufnahme der Pflanze pro Düngergabe) und ein möglichst geringer Stickstoffüberschuss (Stickstoffzugabe minus Stickstoffaufnahme durch die Pflanze) weiter verfolgt werden.