Umwelt

Wissenswertes im Zusammenhang mit dem Solar-Entsalzer SE-A1/E2

Ein grundsätzliches Problem bei der Meerwasser-Entsalzung

In allen Großanlagen fällt extrem salzhaltiges Abwasser (Brine) an, das ins Meer zurückgeleitet wird und die Organismen dort schädigt. Hat der Teil des Meeres, aus dem das zu entsalzende Wasser entnommen wird, keinen oder nur einen geringen Austausch mit einem Ozean, tritt früher oder später eine so starke Übersalzung ein, dass irgendwann keine Entnahme von Trinkwasser mit konventionel-len Methoden mehr möglich ist, das Meer "kippt um". Wegen der globalen Klimaerwärmung, der damit verbundenen Zunahme der Verdunstung und durch Einleitung von konzentrierter Salzlake wird sich der Salzgehalt in Rand- und Mittelmeeren mittelfristig weiter erhöhen und damit den Betrieb der Anlagen verteuern. Die gleiche Situation ergibt sich auch bei Salzwasser-Binnenseen.

Meersalz und Wüstensand als Baumaterial

Als Folge industrieller Meerwasser-Entsalzung stirbt in der Nähe von Entsalzungs-Großanlagen zunehmend die Meeresflora und -fauna aus. Das könnte jedoch verhindert werden, wenn die hochkonzentrierte Salzlake über ein Folgegerät in der Meerwasser-Entsalzung, einen SaSaZiegel-Brenner©, in Baumaterial umgewandelt wird. Durch so ein Gerät kann sowohl Brine als auch Wüstensand in Baumaterial umgewandelt werden. Wüstensand konnte bisher nicht als Baustoff verwendet werden, da er aufgrund seiner glatten Oberflächenstruktur nicht bindungsfähig ist. Und ebenso Meersalz nicht, obwohl sich z. B. Bergsalz als ausgezeichnetes Baumaterial eignen würde, was jedoch aufgrund viel zu hoher Arbeitskosten und äußerst begrenzter Verfügbarkeit nicht infrage kommt.

   Der SE-A1/E2 kann neben seinem primären Zweck als Meerwasser-Entsalzer auch als das erste Bauteil für einen SaSaZiegel-Brenner eingesetzt werden.

Mit dem Solar-Entsalzer die Verseuchung unseres Grundwassers durch Nitrat beenden

Der 3RE (3-Röhren-Entsalzer) ist das Ausgangsmodell des SE Solar-Entsalzers. Ein modifizierter 3RE kann als Güllator zur Neutralisierung von Gülle verwendet werden, deren unmäßige Ausbringung auf zunehmend überdüngte landwirtschaftliche Flächen in Industrieländern zur gesundheitsschädlichen Versalzung durch Nitrat bzw. zur Vergiftung des Grundwassers führt. Allein in Deutschland sind davon bereits fast 40 Prozent betroffen.

   Wenn einem 3RE ein Feststoff-Separierer vorgeschaltet wird, kann er, wie bei der Meerwasser-Entsalzung, ebenso eine Trennung aller in der Gülle enthaltenen Abfall- und Schadstoffe vom reinen Trinkwasser herbeiführen. Das Trinkwasser steht danach wieder für den Nahrungsbereich zur Verfügung, so wie das auch in Kläranlagen geschieht. Die Fest-Güllestoffe können außerdem als Trocken-Dünger oder als Einstreu in Viehställen verwendet werden.

   Mit einem 3REG (Güllator) könnte wesentlich dazu beigetragen werden, eine zunehmende Umweltkatastrophe in immer mehr Gegenden in Deutschland und anderen Ländern mit intensiver Landwirtschaft zu verhindern. Das Grundwasser würde nicht weiter verseucht werden, was sich außerdem positiv auf die Kosten unseres Trinkwassers und dessen Qualität auswirken würde.

   Ein Güllator könnte auch in Mitteleuropa vorzugsweise mit Sonnenenergie durch einen Solarthermie-Linearspiegel oder Parabolrinnen-Kollektoren  betrieben werden. Damit würden auch hier außer den Anschaffungs- und Wartungskosten keine Energiekosten entstehen, die - abgesehen von der zunehmenden Gesundheitsgefährdung durch das nitratbelastete Grundwasser - der wesentlichste Faktor in einer Rentabilitätsrechnung für die Landwirte und Gemeinden sind. Bisher wird wie selbstverständlich in Kauf genommen, dass wir immer größere landwirtschaftliche Flächen mit Schadstoffen verseuchen, und dass dadurch die Aufbereitung des Grundwassers zu Trinkwasser in Zukunft immer teurer werden wird.

SaSaZiegel-Brenner – Meersalz und Wüstensand als neues Baumaterial

Der SaSaZiegel-Brenner ist eine Erfindung von Horst Neumohr, dem Initiator des Wüstenkultivierungsprojekts Green Desert. Dieses Gerät könnte wesentlich zur Verhinderung von zwei Umweltkatastrophen beitragen, der zunehmenden Übersalzung von Meerwasser in der Nähe von Meerwasser-Entsalzungsanlagen und dem Verschwinden von Sandstränden durch Abtragen des Sandes zum Bau von Häusern. Dies wird inzwischen als Sandpiraterie bezeichnet.

   Durch den SaSaZiegel-Brenner kann zähflüssiges Meersalz, das Abfallprodukt aus Meerwasser-Entsalzungsanlagen, aber ebenso Wüstensand, mit Hilfe von Sonnenenergie so verändert werden, dass sie als Baumaterial verwendbar sind. Nach einem speziellen Verdichtungsprozess werden sie zu  festen Ziegeln geformt.

   Durch diese beiden nunmehr als Baumaterial verwendbaren und geradezu unerschöpflichen Rohstoffe können andere wertvolle Ressourcen gespart werden. Wüstensand konnte bisher, aufgrund seiner glatten Oberflächenstruktur nicht zum Hausbau verwendet werden. Durch den SaSaZiegel-Brenner ist das nun möglich.

   In Verbindung mit einem 3RE/SE kann der SaSaZiegel-Brennofen mit dem gleichen Scheffler-Reflektor oder Solarthermie-Linearspiegel  betrieben werden, so dass außer den Anschaffungskosten keine Energiekosten für die Herstellung der SaSaZiegel anfallen.

Für den Ziegel-Herstellungsprozess eignen sich auch Brennlinsen. Eine Intensivierung der Sonnenhitze könnte sich zudem ergeben, wenn Sonnenlicht durch mehrere parallel geschaltete Linsen gelenkt wird, um dann an einem Sammel-Brennpunkt fokussiert zu werden. Diese vorgeschaltete Streumöglichkeit wird erreicht, wenn jede einzelne Linse ihr Licht aus einem vorgeschalteten Parabolspiegel erhält.

Schmelztemperaturen:

Eisen: 1.536°C;   Glas: 600°-1500°C;   Quarzsand: 1700°-1800°C

Sand (Hauptbestandteil Siliziumdioxid): Schmelzpunkt höher als 2200°C

Kochsalz:  Schmelzpunkt 801°C

(Um den Schmelzpunkt zu senken, werden bei der Verflüssigung der Glasmasse, bei der Quarzsand ein Bestandteil ist, sog. Flussmittel eingesetzt. Das wichtigste ist Soda, mit seinem Schmelzpunkt von 853°C. Dieses wird meist industriell hergestellt. Als Ersatz für Soda kann Pottasche verwendet werden, mit seinem Schmelzpunkt von 884°C.

3REG-Güllator, Gülle-Separation mit einem modifizierten 3RE/SE

Trennung von Gülle aus der Landwirtschaft und Klärschlamm aus Kläranlagen in Festgülle und  Trinkwasser. Dadurch effektiver Schutz von Agrar-Nutzflächen vor Überdüngung und Bewahrung des Grundwassers vor Nitratbelastung, bzw. vor Vergiftung durch in Gülle und Klärschlamm enthaltenen gesundheitsgefährdenden Schadstoffen.

   In Deutschland sind inzwischen 38% der landwirtschaftlichen Flächen teilweise bis weit über den  Grenzwert durch Gülle überdüngt, was zu immer mehr Verseuchung des Grundwassers v. a. durch  Nitrat führt. Das Grundwasser in den entsprechenden Regionen kann entweder nicht mehr als Trinkwasser verwendet werden oder die Kosten, es aufzubereiten, steigen immer mehr an.    

   Der Güllator funktioniert grundsätzlich wie das Meerwasserentsalzungsgerät 3RE/SE. Es wird jedoch  ein Feststoff-Gülle-Separator vorgeschaltet, der die feste von der flüssigen Fraktion trennt. Dadurch kann die Effektivität des Vorgangs um bis zu 80% gesteigert werden. Am Ende steht eine fast geruchslose Trockenmasse zur Verfügung, die als Boxenstreu oder als Düngeflocken verwendet werden kann und sauberes trinkbares Wasser.

   Die Anschaffungs- und Wartungskosten für einen Güllator sind vergleichbar mit denen einer 3RE/SE-Meerwasserentsalzungsanlage, bzw. nur wenig höher. Hinzu kommen die Anschaffungs- und Wartungskosten für den Feststoff-Separator, eine Verarbeitungsbox mit Entlüfter und einen Feststoff-Aufbereiter. Im Vergleich zu anderen Gülle-Separierungsanlagen ist der 3REG wesentlich günstiger, denn abgesehen von den Anschaffungskosten  können sowohl der 3REG-Güllator als auch die Zusatzgeräte ausschließlich durch Sonnenenergie betrieben werden, wodurch die Stromkosten entfallen. Dadurch ist eine baldige  Amortisation möglich. Um auch bei fehlendem Sonnenschein die Anlage betreiben zu können, bietet sich die Anschaffung eines zusätzlichen Energie- oder Druckspeichers an.

Mediatheken-Tipp: Sand – die neue Umweltzeitbombe

4. August 2017 von Annika Flatley Kategorien: Internet & Medien

Von Nahrungsmitteln über Kosmetika bis hin zu Elektrogeräten – Sand steckt in unzähligen Alltagsprodukten. Den größten Bedarf an Sand jedoch hat die Baubranche und die boomt. Die Folge: Sand wird knapp. Was sich absurd anhört, könnte zum ökologischen Desaster werden.

Hier sind zwei Fakten, die schwer zu glauben sind: Sand wird als Rohstoff noch häufiger eingesetzt als Erdöl. Und die Baubranche gräbt unter Wasser aufwändig nach Sand, während die Wüsten voll davon sind. Doch Wüstensand eignet sich nicht zur Betonherstellung. Die beiden Fakten zusammengenommen erklären, weshalb derzeit weltweit unter teils hochproblematischen Umständen immer mehr Sand abgebaut wird. Denn Beton braucht man gerade überall: Das Bevölkerungswachstum und die wirtschaftliche Entwicklung in den Schwellenländern sorgen dafür, dass viel gebaut wird. Stahlbeton besteht zu einem Drittel aus Zement und zu zwei Dritteln aus Sand.

Sand ist so zu einer enorm wichtigen Ressource geworden. Bisher hat die Baubranche Sand vor allem aus Kiesgruben oder aus Flussbetten geholt. Doch weil diese Vorräte langsam zur Neige gehen, während die Nachfrage weiter wächst, sehen sich die Unternehmen nach neuen Sandvorkommen um – und erwägen den Abbau vom Meeresboden. Die ökologischen Folgen könnten verheerend sein.

Sandabbau auf Kosten von Umwelt und Menschen

„Die neue Umweltzeitbombe“ hat Arte darum eine Doku über den Sandabbau genannt, die derzeit in der Mediathek zu sehen ist. Der sehenswerte Dokumentarfilm zeigt, wie und mit welchen Folgen heute schon weltweit Sand abgebaut wird: vom illegalen Sandabbau in Marokko, der zum Verschwinden ganzer Strände führt, über Dubais Importe von australischem Sand bis zum Kampf der Bevölkerung in Frankreich, wo Konzerne darauf zielen, in Schutzgebieten Sand vom Meeresboden abzubauen.

Diese wichtige Doku bringt die Machenschaften einer Industrie ans Licht, die es bisher kaum ins öffentlichen Bewusstsein geschafft hat und warnt laut und deutlich vor einer sozialen und ökologischen Katastrophe.

https://utopia.de/tv-tipp-sand-die-neue-umweltzeitbombe-59615/?utm_source=Interessenten&utm_campaign=c246dde26c-Newsletter_Mo_17KW32_Interessenten&utm_medium=email&utm_term=0_af58dac727-c246dde26c-262880957

Nitrateintrag: Schleichende Vergiftung

Düngemittel und Gülle verseuchen langsam unser Trinkwasser. Der Boom der Biogasanlagen verschlimmert das Problem. Von Hanno Charisius, 10. Mai 2012 DIE ZEIT Nr. 20/2012

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Frühling in Deutschland. Statt Blütenduft liegt das Aroma von Dung in der Luft. In Schwaden weht es manchmal gar in die Städte. Landesweit spannen Bauern wieder Tanks hinter ihre Trecker und lassen stinkende Duschen auf die Felder regnen. Oder, wie der Geologe Alfons Baier von der Universität Erlangen sagt: Sie verbringen »Zeitbomben« in den Boden.

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Keine appetitliche Perspektive. Was die Landwirte auf ihren Feldern verteilen, kommt irgendwann in unserem Trinkwasser an. Die meisten Stoffe bleiben auf dem Weg durch die Erdschichten hängen, Nitrat aus tierischen Exkrementen hingegen ist eine sehr bewegliche Verbindung. Sie klebt kaum an Sandkörnern oder Humusfetzen und dringt immer weiter in den Untergrund. Je nach Beschaffenheit des Bodens kommt sie unterschiedlich schnell voran. Es kann länger als ein Jahrhundert dauern, bis die Nitratfront durch dicke Lehmschichten gedrungen ist, oder weniger als fünf Jahre, bis sie unter ein paar Lagen Sand oder karstigem Boden messbar ist.

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Deutschland bekommt ein Nitratproblem. Viele ober- und unterirdische Gewässer sind bereits hoch belastet. Die Stickstoffverbindung diffundiert nicht nur aus Gülle in den Boden, sie kommt auch mit künstlichem Dünger in die Landschaft oder sickert aus schlampig abgedichteten Silagesilos. Seit einigen Jahren landet sie zusätzlich als Gärrest aus Biogasanlagen auf den Äckern.

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Deren Bioreaktoren werden überwiegend mit Mais gefüttert. Ein häufiger Grund, warum Bauern Brach- und Grünland oder alte Viehweiden umpflügen und in Energieplantagen verwandeln. Das sorgt kurzfristig für hohe Nitrateinträge in den Grund, wenn das Gras verrottet, aber auch langfristig, weil neu gewonnenes Ackerland oft als Deponie für Gärreste und Gülle dient. Baier befürchtet, dass diese Umstrukturierung in einigen Jahren »zu einer verheerenden Nitratbelastung« des deutschen Grundwassers führen wird. Das vermeintlich längst gelöste Nitratproblem kehrt mit Wucht zurück.

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Einige regionale Wasserversorger kämpfen damit bereits heute. Dabei dachte Egon Harms noch vor zehn Jahren, dass die Nitrate ein Problem von gestern seien. »Wir mussten in den 1980er Jahren einige Brunnen vorübergehend stilllegen, weil wir die Grenzwerte nicht einhalten konnten«, sagt Harms, der beim Oldenburgisch-Ostfriesischen Wasserverband (OOWV) für Gewässerschutz verantwortlich ist. Schutzmaßnahmen in Kooperation mit den Bauern entschärften das Problem, sodass die Brunnen wieder in Betrieb genommen wurden. Zwischen 1985 und 2005 ging die Stickstoffbelastung durch die Landwirtschaft sogar bundesweit um 22 Prozent zurück. »Jetzt droht Gefahr, dass die Erfolge wieder zunichtegemacht werden«, fürchtet Harms. Seit 2005 steigen die Nitratwerte wieder in einigen seiner Brunnen. Schuld daran sind nach Ansicht des Gewässerschützers die Biogasanlagen, die in der Nachbarschaft gebaut wurden und ihre Ausscheidungsprodukte im nächsten Umfeld verteilen.

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Die intensivierte Bioenergieproduktion auf den Äckern verschärft ein großflächiges Problem: 89 Prozent der Flüsse und Bäche, 57 Prozent der Seen und 38 Prozent der Grundwasserleiter in Deutschland sind nach den Kriterien der Europäischen Gemeinschaft derzeit in einem »schlechten chemischen Zustand«. Für die Verunreinigungen im Grundwasser seien »nahezu ausschließlich die Nitratbelastungen aus der Landwirtschaft verantwortlich«, konstatierte im Jahr 2010 das Umweltbundesamt. 15 Prozent des hiesigen Grundwassers lagen über dem Grenzwert der Trinkwasserverordnung von 50 Milligramm Nitrat pro Liter. 36 Prozent wiesen »deutlich bis stark erhöhte Nitratwerte auf«, nur bei knapp der Hälfte der beprobten Wasserstellen lagen die Werte im Rahmen der natürlichen Belastung (unter zehn Milligramm pro Liter).

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Manches Grundwasser kann man direkt als Dünger verwenden

Der jüngste Nitratbericht, den die Bundesministerien für Umweltschutz und Landwirtschaft gemeinsam im Jahr 2008 an die Europäische Kommission geschickt haben, zog noch ein positives Fazit. Er fasst Messdaten aus ganz Deutschland zusammen, die allerdings nicht repräsentativ sind, sondern von lediglich 160 Messpunkten mit hohen Nitratgehalten stammen. An ihnen kontrollieren die Experten, ob die verschiedenen Aktionsprogramme gegen Überdüngung greifen. Trotz steigender Konzentrationen an einzelnen Messstellen seien »überwiegend sinkende Nitratwerte« gemessen worden, heißt es in dem Bericht. Trendberechnungen und Modellbetrachtungen ließen erwarten, »dass die Belastungen auch in den nächsten Jahren weiter zurückgehen werden«.

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Eine Gülle-Pipeline wäre zu teuer

Allerdings nicht genug, um die Ziele der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie zu erreichen. Die schreibt bis 2015 einen guten chemischen Zustand in allen Gebieten vor und verbietet, dass sich der Zustand des Grundwassers weiter verschlechtert. Anderenfalls werden nicht nur Strafzahlungen fällig – es wäre auch eine Blamage für Deutschland als vermeintlichem Öko-Vorreiter.

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Aktuell gibt es Probleme mit der Grundwasserqualität vor allem im Oberrheingraben, in großen Teilen Bayerns, zwischen Erfurt und Dresden und praktisch im gesamten Nordwesten von der niederländischen Grenze bis hoch nach Dänemark. Im Norden Bayerns, wo der Regen die Nitratfracht aus der ob ersten Erdschicht besonders schnell durch den zerklüfteten Kalkboden schwemmt, haben könnte man wahrscheinlich direkt als Dünger verwenden«, sagt Baier.

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Bei seinen geologischen Beprobungen (auch wenn sie nichts mit Wasseranalysen zu tun hatten) war es ihm schon passiert, dass die Bauern ihn umzingelten. »Da wird einem ziemlich mulmig, wenn drei Trecker auf einen zurasen.« Er kann ihre Sorgen nachvollziehen: »Für viele war der Umstieg zum Energiewirt die Rettung vor dem finanziellen Ruin.« Der Strom aus Biogas, hoch subventioniert durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), ist für viele Landwirte endlich eine profitable Perspektive, nachdem niedrige Milch- und Fleischpreise sie fast in die Verzweiflung getrieben hatten. Nun könnte ein schlechter Ruf als Brunnenverschmutzer erneut die Existenz gefährden. Nach Schätzungen der bayerischen SPD mussten bereits etwa 1.000 Trinkwasserbrunnen wegen zu hoher Nitratbelastung geschlossen werden, vor allem im Norden Bayerns, wo ungünstiger Boden, geringe Niederschläge und veränderte Landnutzung zusammentreffen. Bei über einhundert Brunnen würden die Wasserversorger unbelastetes Wasser zumischen, um die Grenzwerte zu halten.

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Baden-Württemberg fügte sich noch bis 2009 in das optimistische Bild des nationalen Nitratberichts. Von 1993 an waren die Werte dort im Durchschnitt gefallen. Seit drei Jahren stagniert der Flächenwert, und lokal gibt es Spitzen – insbesondere dort, wo Grünland zu Äckern umgewandelt wurde und es Biogasanlagen gibt. Die Daten zeigen auch, dass Gülle und Gärreste, die nicht in Gewässerschutzgebieten verklappt werden dürfen, vermehrt auf den angrenzenden Feldern landen.

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Die ökologischen Folgen der Umbrüche in der Landwirtschaft zeigen sich beispielhaft in Niedersachen. In keinem Bundesland leben so viele Schweine, Hühner und Rinder pro Fläche. Nur in Schleswig-Holstein wurde in ähnlich hohem Tempo Grünland in Maisplantagen verwandelt. Und nirgendwo schossen mehr Biogasanlagen aus dem Boden als zwischen Ems und Elbe. 60 Prozent des niedersächsischen Grundwassers sind in einem schlechten Zustand. »Ich gehe davon aus, dass wir die Ziele der Wasserrahmenrichtlinie nicht bis 2015 erreichen werden«, sagt Mathias Eberle, Leiter des Referats für Grundwasser im niedersächsischen Umweltministerium. Man werde in Brüssel um Fristverlängerung bitten müssen, mindestens bis 2021, wahrscheinlich eher bis 2027. »Grundwasser hat ein langes Gedächtnis. Man kann nicht in wenigen Jahren etwas ändern.«

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Der Biogasboom verschärft die Nitratsituation vor allem dort, wo sie ohnehin prekär ist. Das eigentliche Problem seien nicht die Biogasanlagen, sagt Kurt-Jürgen Hülsbergen, Professor für Ökolandbau an der Technischen Universität München. Die Probleme entstünden überwiegend dort, wo der Boden bereits durch Gülle aus der Tierhaltung mit Stickstoff überversorgt sei. »Würde Biogas in Regionen ohne Viehzucht produziert, hätten wir weniger Sorgen.« Doch die Anlagen sprießen gerade dort, wo reichlich Gülle anfällt. Das EEG fördert besonders solche Anlagen, die tierische Exkremente mit in die Fermenter rühren.

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Die »geringe Transportwürdigkeit« der voluminösen Gülle und Gärreste verschärfe die Situation, sagt Hülsbergen. Beim wertvollen Futter für Tiere und Fermenter hingegen lohnen sich Transporte auch über weite Strecken. Ganze Schiffsladungen mit eiweiß- und daher stickstoffreichem Sojaschrot kommen aus Südamerika nach Deutschland für die Mast von Tieren. Deren Ausscheidungen versucht der Bauer in Stallnähe zu entsorgen, weil der Transport sonst zu viel kostet. »So reichert sich Stickstoff in einigen Regionen an, während in anderen Mangel entsteht«, erklärt Hülsbergen.

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Einfache Lösungen gibt es nicht, eine Gülle-Pipeline durch die Republik wäre zu teuer. Kurzfristig scheinen nur strengere Düngeregeln zu helfen. »Doch dann müssten auch mehr Kontrolleure dafür sorgen, dass sie eingehalten werden«, sagt Egon Harms – und thematisiert damit ein Kernproblem der deutschen Landwirtschaft. Freiwillige Vereinbarungen seien »das wichtigste Instrument« im Grundwasserschutz, betont Mathias Eberle vom niedersächsischen Umweltministerium. Um entsprechende Beratungen zu finanzieren und Bauern für umweltgerechte und nitratmindernde Maßnahmen zu entschädigen, stellt Niedersachsen jährlich 20 Millionen Euro zur Verfügung. Zudem plant das Land, eine Meldepflicht für Gülle-Transaktionen einzuführen, um den Nährstoffkreislauf besser unter Kontrolle zu bringen.

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Der Trend wird sich allerdings nicht so schnell umkehren lassen. Denn das Nitrat, das heute an den Messfühlern ankommt, trat seine Reise in die Tiefe vor vielen Jahren an. Nach einer »sehr groben Schätzung« von Rüdiger Wolter vom Umweltbundesamt spiegeln die Messwerte in etwa wider, was vor fünf bis fünfzehn Jahren an der Oberfläche passiert ist. In einer Zeit, noch bevor die Deutschen begannen, nährstoffreiche Ackerfrüchte massenhaft an Maschinen zu verfüttern.

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