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Gewählte Dissertation:
Georg Johann Lair
(2006):
Sorption of Copper, Cadmium and Zinc to soil influenced by different soil management in long-term field experiments.
Dissertation,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 92.
UB BOKU
obvsg
- Abstract:
- Diese Arbeit untersucht den Einfluss unterschiedlicher langjähriger Bodenbewirtschaftung auf das Puffervermögen von Böden gegenüber Schwermetallen. Hierfür wurden Sorptionsversuche mit Kupfer, Cadmium und Zink an Böden und Bodenkorngrößenklassen durchgeführt. Die Böden wurden aus Langzeitversuchen in Gumpenstein (Österreich) und in Ultuna (Schweden) entnommen. Unterschiede in Gehalt und Herkunft des organischen Kohlenstoffs sowie im Boden-pH konnten festgestellt werden, während die unterschiedliche Bodenbewirtschaftung nur zu geringen Veränderungen in der mineralischen Bodenmatrix führte. Ad- und Desorptionsisothermen wurden durch die Bestimmung der Gleichgewichte zwischen Bodenmatrix und Bodenlösung nach bzw. ohne Zugabe von Metallen erhalten. Die Isothermen konnten mit Hilfe der Freundlich-Gleichung beschrieben werden. Das Puffervermögen für Schwermetalle stieg mit folgenden Düngevarianten in den Ultuna Böden an: Klärschlamm <= keine Düngung (Brache) < chemischer Dünger ohne Stickstoff = Gründüngung < Torf < Ca(NO3)2 < Stallmist <= Grasland/Extensivweide. Sorbierte Mengen nach der höchsten Zugabe an Cu, Cd und Zn variierten bis zu einem Faktor von 2,5 in den Böden des Ultuna Langzeitversuchs und bis zu einem Faktor 3 in den Gumpenstein Böden. Lineare Zusammenhänge zwischen Bodeneigenschaften und den Freundlich - Parametern KF und n konnten gefunden werden. Der Boden-pH, der Gehalt an organischem Kohlenstoff, besonders jener gebunden in Carboxyl- und Carbonylgruppen, sowie der lösliche Kohlenstoff erwiesen sich als dominierende Einflussfaktoren auf das Verhalten der Schwermetalle in den Böden. Die Ergebnisse ließen ein nicht-additives Sorptionsverhalten der mineralischen und organischen Oberflächen erkennen. Die physikalische Struktur und Anlagerungen der organischen Substanz an die mineralische Bodenmatrix beeinflussten die Sorptionskapazität der Böden. Eine höhere Metallsorption an kleineren Bodenpartikeln (Ton >> Schluff > Feinsand >= Grobsand) konnte durch deren größere Oberfläche und höheren Kohlenstoffgehalte erklärt werden. Eine sequentielle Extraktion mit unbehandelten und mit Metallionen zugesetzten Böden erlaubte es, die gebundenen Metalle in verschiedenen Bindungsklassen zu quantifizieren. Zugegebene Kupfer-, Cadmium- und Zink-Ionen wurden vorwiegend in den mobilen Fraktionen gemessen. Hingegen waren die Metalle in den unbehandelten Böden stärker gebunden, was ihr Langzeitverhalten widerspiegelt.