Aluminium-Spezies im Boden und ihre Mobilität:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Frankfurt am Main
Maraun
1989
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Duisburg, Univ., Diss. |
| Beschreibung: | IV, 272 S. graph. Darst. |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 . EINLEITUNG................... 1
1.1. Problemstellung ................ 2
1.2. Zielsetzung .................. 4
1.3. Untersuchungsstrategien ............ 6
2. THEORETISCHER TEIL............... 8
2.1. Bodenchemie und Toxikologie des Aluminiums ... 8
2.1.1. Aluminium, Vorkommen und Bindungsformen in Böden
und im Wasser................. 8
2.1.2. Aluminium-Toxizität .............. 15
2.1.3. Bodenwasserhaushalt .............. 19
2.1.4. Klimatische Einflüsse auf die Mobilisierung von
Aluminiumverbindungen ............. 23
2.2. METHODEN.................... 24
2.2.1. Saure Beregnung ............... 24
2.2.2. Kalkung .................... 25
2.2.3. Gewinnung von Sickerwasser ........... 25
2.2.4. Probenvorbereitung zur AI-Analytik ...... 27
2.2.5. AI-ANALYTIK .................. 28
2.2.5.1. Atomabsorptionsspektroskopie zur Bestimmung des
Gesamtaluminiumgehaltes ............ 28
2.2.5.2. Photometrische Verfahren zur Bestimmung von
labilen und stabilen Aluminiumverbindungen . 28
2.2.6. Methoden zur Bestimmung von freien A13*-Ionen in
Bodenlösungen ................. 35
2.2.6.1. Polarographie und Voltammetrie ......... 35
2.2.6.2. 2 A1-NMR-Spektroskopie ............. 37
2.2.6.3. Isotachophorese ................ 38
11
2.2.7. Methoden zur Bestimmung von organisch gebundenem
Aluminium................... 42
2.2.8. Bestimmung der AI-Verteilung bezüglich der
Molekülgrößenverteilung und Molekulargewichte
von organischen Substanzen .......... 43
2.2.9. Charakterisierung des polaren und unpolaren
Anteils der gelösten organischen Substanz und
ihre Al-Anteile................ 45
2.2.10. Charakterisierung des nichtaustauscnbaren
Aluminiums................... 46
3. EXPERIMENTIELLER TEIL............. 48
3.1. Versuchsaufbau und Durchführung der Versuche . . 48
3.1.2. Lysimeter................... 49
3.1.3. Saugplatten (Hunau und Aberg) ......... 52
3.1.4. Saugkerzen und -platten (Wilzenberg) ...... 54
3.1.5. Probenahme und Probenaufbewahrung ....... 55
3.2. Kalkung der Lysimeter............. 56
3.2.1. Kalkung mit « Ca-markiertem Kalk ........ 56
3.3. Saure Beregnung ............... 57
3.4. Analytik.................... 60
3.4.2. Atomabsorptionsspektroskopie .......... 62
3.4.3. photometrische Methoden ............ 63
3.4.4. HPLC-Methode .................. 64
3.4.5. Kationenaustauscher .............. 65
3.4.6. Ultrafiltration ................ 66
4. ERGEBNISSE................... 69
4.1. Entwicklung und Optimierung von Methoden .... 69
4.1.1. Isotachophorese ................ 69
4.1.1.1. Bestimmung von AT*-Ionen in verschiedenen
Sickerwasserproben aus den Lysimetern ..... 84
4.1.2. Atomabsorptionsspektroskopie .......... 97
111
4.1.2.1. Gesamtaluminiumgehalt im Snckerwasser ..... 97
4.1.2.2. Al9«..-Konzentrationen im Sickerwasser des Wil-
zenberges (Saugkerzen und -platten) ...... 104
4.1.2.3. Alg«,.-Konzentrationen im Sickerwasser von Hunau
und Aberg (Saugplatten) ............ 110
4.1.2.4. Alg.«.-Konzentrationen in Bodenextrakten .... 113
4.1.3. Photometrische Methoden ............ 115
4.1.3.1. Absicherung und Modifizierung der Methoden (8-
Hydroxychinoiin = OXIN, Catecholviolett = CV und
Chromazuroi-S = CAS).............. 115
4.1.3.2. Labiles Aluminium in Bodenextrakten ...... 119
4.1.3.3. Labiles Aluminium im Sickerwasser der Lyslmeter 119
4.1.3.4. Labiles Aluminium im Sickerwasser des Wilzenber-
ges...................... 127
4.1.3.5. Labiles Aluminium im Sickerwasser von Hunau und
Aberg..................... 127
4.1.3.6. Bestimmung von labilem Aluminium mit dem
Kationenaustauscher AMBERLITE IRC-718 ..... 130
4.1.3.7. Bestimmung von labilem Aluminium mit dem
Kationenaustauscher OOWEX 50 WX-8 ....... 133
4.1.3.8. Bestimmung des organisch gebundenen Aluminiums . 134
4.1.3.8.1. Bestrahlung und Batch-Verfahren ........ 134
4.1.3.8.2. Reversed-Phase-HPLC-Verfahren (RP-HPLC) .... 135
4.2. Ergebnisse der Sickerwasseruntersuchungen der
Lysimeter................... 138
4.2.1. pH-Wert .................... 138
4.2.2. Gelöster organischer Kohlenstoff (DOC) ..... 142
4.2.3. Nährelemente (Ca, Mg, K, Na).......... 146
4.2.4. Eisen, Mangan und die Schwermetalle Cadmium und
Blei...................... 159
4.2.5. Leitfähigkeit, Basenkapazität und rH-Wert . . . 164
4.2.6. Düngung mit 45Ca-markiertem Kalk des Lysimeters
L I/A (100 cm)................. 169
4.2.7. Einflüsse des Klimas .............. 172
4.3. Ergebnisse Freiland .............. 177
5. DISKUSSION................... 180
5.1. Methoden.................... 180
5.1.1. Isotachophorese (ITP) ............. 180
5.1.2. AI-Verteilung in den Bodenextrakten ...... 187
5.1.3. AI-Verteilung in Sickerwässern der gekalkten und
der sauer beregneten Lysimeter ........ 189
5.2.3. Korrelation der Calciumkonzentration mit der
Alg»«».t-und der freien AI3 -Konzentration in
Abhängigkeit von der Kalkung und der sauren
Beregnung ...................232
5.2.4. EinfluS der Kalkung und der sauren Beregnung
auf die Kationen von Mg, K, Na, Mn, Fe, Pb und
Cd.......................237
5.2.5. Vergleich der Ein- und Austräge der Lysimeter
unter dem Ein fluQ der Kalkung und der sauren
Beregnung ...................239
5.2.6. Exemplarischer Vergleich des Sickerwassers des
Frei 1 an- des mit dem der Lysimeter.......241
5.2.6.1. Einfluß der Kalkung (Versuchsgebiet: Wilzenberg) 241
5.2.6.2. Die unbehandelten Flächen der Hunau und des
Aberges....................244
5.2.6.3. Vergleich: Lysimeterversuche / Freilandversuche 246
6. SCHLUSSFOLGERUNG UND SPEZIIERUNGSKONZEPT .... 248
7. ZUSAMMENFASSUNG................ 252
8. DANK.................... 255
9. LITERATURVERZEICHNIS .............. 256
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