Kurzfassung:
Die Agrarwirtschaft, insbesondere die Tierhaltung, muss Ihre Emissionen klima- und umweltrelevanter Gase reduzieren. Dazu werden genaue Daten über das Ausmaß dieser Emissionen und die Wirksamkeit von Minderungsmaßnahmen benötigt. Die Nachweisgrenzen bei der Konzentrationsmessung sollten bei der atmosphärischen Hintergrundkonzentration der einzelnen Gase liegen. Die Ungenauigkeit sollte 3 % nicht überschreiten, Querempfindlichkeiten zu Störgasen müssen vermieden werden. Viele der bisher eingesetzten Techniken erfüllen die gestellten Anforderungen nicht oder nur zum Teil. Nur bei Verfahren, die im IR arbeiten, ist eine Multigasmessung mit einem Gerät möglich. Diese ist aber nötig, weil die Reduktion der Emission eines Gases die Erhöhung eines anderen zur Folge haben kann. Die Fouriertransformierte Infrarot- (FTIR-) Spektroskopie kann diese Ansprüche erfüllen. Die Spektren und Interferogramme werden aufgezeichnet und stehen als " digitalisierte Probe" für weitere Untersuchungen zur Verfügung. Ein weiterer großer Vorteil liegt in der Möglichkeit zur berührungslosen Messung auf einem offenen Pfad von bis zu 500 m Länge, was für weiträumige diffuse Quellen besonders geeignet ist. Bei den aufgezeichneten Interferogrammen wird zuerst die Detektor-Nichtlinearität korrigiert. Dazu wird ein neuer Algorithmus eingeführt, der auf einem Vergleich des unkorrigierten Spektrums mit einem Spektrum aus den nichtlinearen Anteilen des Interferogrammes beruht. Danach wird die Eigenstrahlung aus dem Gerät und die Hintergrundstrahlung hinter der IR-Quelle korrigiert. Erst danach kann die eigentliche Auswertung vorgenommen werden. Dabei wird ein robuster CLS-Algorithmus eingesetzt, der für Atmosphärengase am besten geeignet ist. Die nichtlinearen Abweichungen vom Beerschen Gesetz werden korrigiert. Die Kalibrationsspektren wurden mit Hilfe einer Gaszelle an einer dynamischen Gasmisch- und Erzeugungsstation erstellt, die auch die Einstellung einer H< sub> 2< /sub> O-Konzentration erlaubt. Die Nachweisgrenzen liegen für alle untersuchten Gase bei oder unter der Hintergrundkonzentration, die Ungenauigkeit unter 3 %. Bei einem Vergleichsexperiment in einem abgeschlossenen Tunnelgewölbe lagen die möglichen Unterschiede zwischen den Messmodi " Gaszelle" und " Offenpfad" unterhalb der Nachweisgrenzen. Als Anwendungsfall wird für die offene Pfadmessung der erfolgreiche Vergleich 4 verschiedener Ausbringtechniken für Flüssigmist bezüglich ihrer NH< sub> 3< /sub> -Emissionen im Praxismaßstab geschildert. Als Beispiel für geführte Quellen wird die Emissionsmessung an einem Schweinestall mit zentraler Unterflurentlüftung herangezogen. Mit den erreichten Fortschritten bei der FTIR-Spektroskopie für die Umweltforschung wurde der Agrarwissenschaft ein Instrument an die Hand gegeben, mit dem sich die gasförmigen Emissionen aus der gesamten Prozesskette der Tierhaltung erfassen lassen. Eine genaue Quantifizierung ist möglich, die Effizienz von Minderungsmaßnahmen kann belegt werden.