Fermilab, Proton Driver, Muon Beams, Recycler David Neuffer Fermilab NufACT05.
Neuffer Wurmsim IuU
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Transcript of Neuffer Wurmsim IuU
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleiner
Wurmsimulation
Inhaltsverzeichnis
1Einführung.......................................................................................................................................3
1.1PersönlicheErfahrungen..........................................................................................................3
1.2GewerblicheSysteme..............................................................................................................5
1.3DasKonzeptvonWurmfarmen...............................................................................................7
1.4Zusammenfassung..................................................................................................................8
2Umweltgedanke..............................................................................................................................8
3Wurmsimulation.............................................................................................................................9
3.1Wurmpezies............................................................................................................................9
3.2IdealbedingungenE.hortensis...............................................................................................9
3.3Annahmen.............................................................................................................................10
3.4Parameter.............................................................................................................................10
3.5VerwendeteProgramme.......................................................................................................12
4DokumentationundProjektführung.............................................................................................12
5Fazit...............................................................................................................................................12
Quellenangaben...............................................................................................................................13
Abbildungsverzeichnis
Abb.1:StapelbaresWurmkompostiersystemfürHeimanwender,
Quelle:http://thewormfarmonline.com...........................................................................................3
Abb.2:StapeliagrandifloraimWurmhumus‐Substrat,Quelle:DominikNeuffer..............................5
Abb.3:KommerzielleWurmfarm,Quelle:SouthernSpotlight,http://spotlight.siu.edu....................6
Abb.4:KommerzielleWurmkompostierungmitMieten,Quelle:http://www.oranaonline.com.au.6
Abb.5:AufbaueinerWurmfarm,Quelle:http://commons.wikimedia.org........................................7
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite1/13
Tabellenverzeichnis
Tabelle1:HauptparameterundSteuermöglichkeiten......................................................................10
Tabelle2:AuswirkungendesFuttersaufFeuchtigkeitundPH‐Wert.................................................11
Tabelle3:WechselwirkungenzwischenFeuchtigkeitundTemperatur.............................................11
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite2/13
1Einführung
InDeutschlanderschieneninden80erJahrendesletztenJahrhunderts,imZugeeiner
RückbesinnungzurÖkologie,diemitdererstenÖlkriseeinherging,KonzeptezurAbfallvermeidung
mittelsdemVerfahrenderWurmkompostierung.DieseSystemesolltenwiezusätzliche
AbfallbehälterunterderKüchenspüleihrenPlatzfinden(Abb.1)undinregelmässigenIntervallen
befüttertwerden,umBiomüllzuvermeiden.EinrichtiggewarteterWurmkompost‐Behältersollte
nichtdurchunangenehmeGerücheauffallenunddasVolumenanKüchenabfällendrastisch
reduzieren(Meyer2009).
Abb.1:StapelbaresWurmkompostiersystemfür
Heimanwender,Quelle:http://thewormfarmonline.com
DieErinnerunganautofreieSonntagederdamaligenZeitistleiderhierzulandeähnlichverblasst,
wiedieandasRecyclingkonzeptmittelsKompostwürmernundesherrscht–abgesehenvonder
BraunenTonnefürBiomüll–immernochdieRottemittelskonventionellenKompostmieten
(Komposthaufen)vor.
1.1PersönlicheErfahrungen
DieAnkunftundweiteVerbreitungdesWorldWideWebsundderdamitverbundene
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite3/13
Informations‐sowieGüteraustauschermöglichtenesjedochdemVerfasserdieserZeilenimApril
2007eineneigenenVersuchinpunctoWurmkompostierungzuunternehmen.Daspraktische
ExperimentsorgtefürtiefeEinblickeindasThemaWurmkompostierungundführtezur
Erkenntnis,dasseszumeinennichtschwierigist,aufengemRaumeineWurmfarmzuunterhalten
undeinegesundeWurmpopulationkeineGeruchsbelästigunginderWohnungdarstellt,sofern
vomKompostierenvonKohloderBroccoliabgesehenwird.Tatsächlichentwickelt–geradeim
Sommer–dernormaleMülleimerschnelleinensehrunangenehmenGeruch–wobei
WurmhumusangenehmundwieWaldbodenriecht.Nichtauszudenken,wieeineBiotonne,die
etlicheTageinderSonnegestandenhatriechenundwelcheunerwünschtePopulationsichdort
ausbreitenmag.
InnerhalbzweivonJahrenkonntedieanfänglicheWurmpopulationvonca.2000aufca.20.000
vermehrtwerden.DasZählenerfolgtehierbeidurchWiegenundSchätzen.SelbstAbfälle,dienicht
indieBiotonnegedurfthätten,wiez.B.Brot‐undEssenreste(Reis,Müsli,Nudeln,ect.),
MeerschweinchenkotoderalteStoffbeutelundPapprollenbereitetenkeineProblemeundwurden
innerhalbsechsWocheninWurmhumusumgewandelt.DerWurmhumusselbsterwiessichals
äußerstnährstoffreichundausgewogeninderZusammensetzungvonStickstoff,Phosphorund
Kalium(N‐P‐K),sodassdasBeimischenvonPerliteundKokosfaserngenügte,umein
ausgewogenesundgünstigesSubstrat,freianChemikalien,fürsämtlicheZimmerpflanzen
herzustellen(Abb.2).
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite4/13
1.2GewerblicheSysteme
IndustrielleWurmfarmenrangiereninGrößenordnungenvon500.000bis1.000.000Würmer
odermehrundsindinderLage250kgbiszueinerTonneKüchenabfälletäglich–auch
ZitrusfrüchteundKnochen,dieinHobby‐WurmfarmenschnellzuProblemenführenwürden–in
Wurmhumusumsetzen.DabeikanndasursprünglicheAbfallvolumenumca.60‐80%reduziert
werden.DaskonventionelleEntsorgenvonKüchenabfällenistkostspieligundeswirddabeidas
umweltschädlicheTreibhausgasMethanerzeugt(Shelly's).InAmerikahatsicheinkompletter
Industriezweigentwickelt,dersichmitWurmkompostierungbeschäftigt.ErklärtesZielder
BestrebungenhierbeiistdieProduktionvonWürmernfürdieFischerei.InanderenTeilenderErde
(z.B.Indien)stehtjedochdieMüllvermeidungunddasVermeidenvondamitverbundenen
GesundheitsrisikenimVordergrund.KommerzielleWurmkompostierungerfolgtentwedermit
Wurmfarmen(Abb.3)oderWurmmieten(Abb.4).DasPrinzipistjedochstetsgleich.
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite5/13
Abb.2:StapeliagrandifloraimWurmhumus‐Substrat,
Quelle:DominikNeuffer
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite6/13
Abb.3:KommerzielleWurmfarm,Quelle:
SouthernSpotlight,http://spotlight.siu.edu
Abb.4:KommerzielleWurmkompostierungmitMieten,Quelle:
http://www.oranaonline.com.au
1.3DasKonzeptvonWurmfarmen
KompostwürmerkönnenjeglicheorganischeSubstanz(z.BauchAltöloderKlärschlammund
Fäkalien,ect.)inWurmhumusumwandeln.JedochmussgeradebeiproblematischenSubstanzen
einausgewogenesVerhältniszwischenFüllmaterialundFutter(normalerweise4:1)eingehalten
werden(Abb.5).NormaleKüchenabfälleundKaffee‐oderTeereste,Wellpappe,Eierkartons,
BaumwolleundinkleinerenMengenTeigwaren,ReisBrotundMilchproduktestellenfüreine
gesundeWurmpopulationkeineProblemedar,einca.zweiwöchigesVorrottenoderEinfrierenist
wünschenswert,jedochnichtzwingendnotwendig.DerUmwandlungsprozessdurchdieWürmer
selbsterfolgtunteraerobenBedingungenundbeiUmgebungstemperaturenundistschnellerals
dieRottebeikonventionellenKompostierverfahrenunteranaerobenBedingungenundhohen
Temperaturen.
KompostwürmerkönnenunteridealenBedingungenihreigenesKörpergewichtanNahrung
umsetzten.GenerellkannzwischendreiverschiedenenVerfahrenderKompostierungmit
Würmernunterschiedenwerden:
1. EinfacheBehälter:Einfach,ausreichendbelüftete(perforierte)Behältnisse,diejeweilsim
6‐8Wochenrhythmusgeleertundneubefülltwerdenkönnen.
2. Durchflussbehälter:StapelbareSysteme,beidenendieWürmerinobenliegende
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite7/13
Abb.5:AufbaueinerWurmfarm,Quelle:http://commons.wikimedia.org
Schichtenwandernkönnen.DasBefütternerfolgtdurchAufbringeneinesneuen
AblagekastensmitFutter.DieWürmermigrierenindieneuenBehälter,untenliegende
BehälterenthaltennurnocheinengeringenTeilderWurmpopulationundkönnen
geerntetwerden(Abb.1).
3. Mieten:DieKompostierungerfolgtinMieten,dieim6‐8Wochenrhythmusgeerntet
werdenkönnen.
1.4Zusammenfassung
DieWurmkompostierungstellteineinteressanteAlternativezuherkömmlichenVerfahrendar.Mit
HilfeunsererSoftware‐SimulationeinerWurmpopulationwollenwirzumeinendurcheinen
spielerischenUmgangdasThemaWurmkompostierungpropagierenundzumanderenklären,ob
sichderEinsatzinkleinerenUnternehmen,dieihreUmwelt‐Bilanzverbessernwollen,lohntund
mitwelchemAufwandinetwa(Behältergrösse,Wurmpopulation,UmsatzanBiomüll)zurechnen
ist.
2Umweltgedanke
HinsichtlichderpositivenAuswirkungenaufdieUmwelt,ergebensichmehrereFaktoren:
• ReduzierungdesMüllvolumens:DasAusgangsmaterialwirdimLaufeder
Wurmkompostierungumbiszu80%imVolumenreduziert.
• SchonungvonRessourcendurchBiodünger:WurmhumushateinenausgewogenenN‐P‐
K‐Anteil.DurchAusbringenvonWurmkompostkannaufdenEinsatzvonKunstdüngern
verzichtetwerden.DadurchwerdenwertvolleRohstoffeeingespart.
• VerringerungdesCO2‐Ausstosses:
◦ KonventionelleMüllverbrennungsanlagenbelastendurchihrenCO2‐Ausstossdie
Atmosphäre.EingrosserTeildiesesMüllskönntejedochauchmitWürmern
kompostiertwerden.
◦ DurchVermeidenvonKunstdüngernwerdenweitereRessourcengeschontund
ebenfallsCO2eingespart.
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite8/13
◦ KunstdüngerschädigendieMikroorganismeninderHumusschicht.DadurchwirdCO2
freigesetzt.WurmhumusistreichanbodenverbesserndenMikroorganismen,dieeine
gesundeHumusschichtaufbauenkönnen,wodurchCO2wiedergebundenwerden
kann.EsentstehteinePufferschicht.
• ReduzierungdesTreibhausgasesMethan:BeiherkömmlichenKompostierungsverfahren
entstehtdasTreibhausgasMethan.DadasKompostierungsverfahrenmitWürmernunter
aerobenBedingungenerfolgt,wirddieEntstehungvonMethanvermieden.
3Wurmsimulation
UmdieSimulationsorealistischwiemöglichundgleichzeitignichtzukomplexzugestalten,
musstendierelevantenInformationenerhobenwerden.
3.1Wurmpezies
BeiderWurmartdersimuliertenPopulationfieldieWahlaufdieheimischeSpeziesEisenia
hortensis(auchDendrobaenavenetaoderEuropeannightcrawler).
Anm.:InAmerikawirdvorwiegendEiseniafetidaeingesetzt,diemitEiseniahortensisartverwandt
ist.E.hortensisistnochunproblematischerinderHaltungalsE.fetida,jedochlangsamerinder
Reproduktion.BeideWumspeziessindguteFutterundAngelköder.Würmer,diesich
normalerweiseinKompostmietenbildenundalsnatürlichePopulationdorteinfinden,sind
übrigensmeistensTauwürmer(Lumbricusterrestris).TheoretischistauchmitdiesenWürmerndie
Kompostierungmöglich,jedochbesiedeltL.terrestrisdietieferliegendenErdschichten(bis3m)
undistbeiwenigerNahrungsumsatzwesentlichschwierigerzuhalten.
3.2IdealbedingungenE.hortensis
• Temperatur:16‐21°C
• Feuchtigkeit:Wurmselbst:85%,Einstreu:80‐60%
• PHWert:6‐7
• Platzangebot:1:4,Bsp.:1kgWürmer(1000St.)benötigen5Lminimum.
• VerhältnisFutterzuEinstreu:ca.20‐25%imVerhältniszurEinstreu
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite9/13
3.3Annahmen
Untero.gIdealbedingungenergibtsicheineNettoReproduktionvon1.4Jungtiere/Wochepro
adultemTier,wobeidiemaximaleWachstumsrate97‐214TagevomEibiszumadultemTier
beträgt.DesweiterenwirdvoneinermaximalenRecyclingratederHälftedesLebendgewichts
ausgegangen(Ingram,Shelly's).
3.4Parameter
NachdemeinPrototyperstelltwurde,dereineWurmpopulationunterIdealbedingungenabbildet,
konntenzusätzlicheParameter,umdieSimulationzubeeinflussen,hinzugefügtwerden.Insgesamt
ergebensichvierHauptparameter(Feuchtigkeit,PH‐Wert,FuttermengeundTemperatur),dieüber
verschiedeneFaktorengesteuertwerdenkönnen(Tabelle1):
Feuchtigkeit PH‐Wert Futtermenge Temperatur Belüftung
Steuer‐
möglichkeit
Bewässerung
(+)
Eierschalen(+) Futter(+) Futter(+) Belüftung(+)
Steuer‐
möglichkeit
Belüftung(‐) Zitronen(‐) Wasser(‐) Futter(‐)
Steuer‐
möglichkeit
Futter(+/‐) Futter(+/‐) Belüftung(+/‐)
Tabelle1:HauptparameterundSteuermöglichkeiten
DasFütternderWürmerwirdinderSimulationmitUmweltpunktenbelohnt.BeidenvierArtenan
Futter(inkl.ZitronenundEierschalen),diezurAuswahlstehen,ergebensichunterschiedliche
AuswirkungenaufdieFeuchtigkeitunddenPH‐WertdessimuliertenLebensraumes(Tabelle2):
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite10/13
Feuchtigkeit PH‐Wert
Biomüll
neutral ‐‐
Kaffee‐undTeereste
++ ‐‐
PapierundKartonagen
‐‐‐ ‐
Essensreste
+ ‐‐‐
Eierschalen
neutral +++
Zitronen
neutral ‐‐‐
Tabelle2:AuswirkungendesFuttersaufFeuchtigkeitundPH‐Wert
DesweiterenergebensichausdemModellfolgendeWechselwirkungenbezüglichFeuchtigkeit
undTemperaturdessimuliertenLebensraumes(Tabelle3):
Feuchtigkeit Temperatur
Belüftung
‐‐ ++
Bewässerung
++ ‐‐
Temperaturerhöhung
‐‐ ++
Tabelle3:WechselwirkungenzwischenFeuchtigkeitundTemperatur
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite11/13
3.5VerwendeteProgramme
DieErstellungdesPrototypserfolgtealsJavaApplet,umjedocheineunkomplizierteWeb‐
ApplikationmiteineransprechendenOberflächeinkurzerZeitumzusetzen,wurdefürdie
entgültigeVersionAdobeFlexeingesetzt.ZudiesemZweckwurdenzweiunentgeltliche
StudentenversionenbeiAdobebeantragt.IllustrationenundGrafikenwurdenmitAdobeFlash
erstellt,dasieproblemlosinFlexeingebundenwerdenkönnen.Dazugenügtedieunentgeltliche
30TageTestversion.
4DokumentationundProjektführung
Um,aufgrunddesstraffenZeitplansallerBeteiligterwährenderDurchführungdesProjekts,
zusätzlicheTreffenausserhalbdesZeitraums,indemdasSeminarsanderHochschulestattfand,so
geringwiemöglichzuhalten,wurdenfolgendeMethodenangewendet:
• E‐Mail‐Verteilerliste:EineKommunikationüberdieVerteilerlisteermöglichtees,alle
BeteiligtenstetsaufdemaktuellenStandzuhalten.
• DokumentebeiGoogleTextundTabellen(GoogleApps):Alleumfangreichen
GruppendiskussionenwurdenmitdenWerkzeugen,dieGooglezurGruppenarbeit
anbietet,erledigt.BesonderserwähnenswertsindhierdieMöglichkeitenzuronline
TextverarbeitungundzumErstellenvonBildschirmpräsentationen.Inallenzentralen
BelangenkamendieGoogleAppszumEinsatz.
• TwitterzurEchtzeitkommunikation:GegenEndedesProjektserlangtedie
KommunikationinEchtzeiteinebesonderswichtigeBedeutung.Zusätzlichwurdedadurch
derURL,unterdemdieSimulationeingestelltist,schnellbekanntundesfandensich
etlicheBetatesterein.
5Fazit
AlsErgebnisderProjektarbeitstehteineSimulation,dieunterrealistischenBedingungendie
EntwicklungeinerWurmpopulationeinesJahresinnerhalbvonfünfMinutendarstellt.Werinder
Lageist,innerhalbdieserfünfMinuten,seinePopulationanWürmerngedeihenzulassen,hatdie
PrinzipienderWurmkompostierungverstanden.DasInteresseundFeedbackanunserem
Projektstandhatgezeigt,dassdieWurmsimulationeinenNervgetroffenhat.
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite12/13
Quellenangaben
Ingram,B.(undatiert):TrinityRanch'WormTips'N'Tricks',
http://mypeoplepc.com/members/arbra/bbb/,zugegriffenam2009‐07‐10
Meyer,D.(2009):WurmkompostierungbeiderBehandlungmedizinischerAbfälle,Weimar
Shelly's,(undatiert):EnvironmentalInitiatives,
http://www.shellys.com.au/EnvironmentalNews.aspx,zugegriffenam2009‐07‐08
InformatikundUmwelt–WurmkompostierungamBeispieleinerWurmsimulation|ErstelltvonDominikNeuffer Seite13/13