Freisetzung von Distickstoffoxid aus Wattsedimenten: untersucht am Beispiel der Tide-Elbe (Mühlenberger Loch) und eines küstennahen Wattgebietes (Königshafen, Sylt)
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INHALTSVERZEICHNIS SEITE
INHALTSVERZEICHNIS I
VERZEICHNIS DER TABELLEN IUE
VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN VII
SYMBOLE UND ABKUERZUNGEN IX
1. EINLEITUNG UND THEORETISCHE GRUNDLAGEN 1
1.1 FRAGESTELLUNG 1
1.2 UNTERSUCHUNGSGEBIETE 1
1.2.1 MUEHLENBERGER LOCH (ELBE) 1
1.3 DISTICKSTOFFOXID - VORKOMMEN UND BEDEUTUNG 6
1.3.1 QUELLEN
7
1.3.2 SENKEN
7
1.4 SEDIMENT-BIOGEOCHEMIE 8
1.5 STICKSTOFF-KREISLAUF 10
1.5.1 DENITRIFIKATION 10
1.5.2 NITRIFIKATION 11
1.5.3 WEITERE STICKSTOFF-UMWANDLUNGSPROZESSE 12
1.6 PHYSIKALISCH-CHEMISCHE PROZESSE IM SYSTEM SEDIMENT/WASSER/LUFT 14
1.6.1 LOESLICHKEIT VON N?0 IN WASSER 14
1.6.2 DIFFUSIVER TRANSPORT 15
1.6.3 GASAUSTAUSCH 1B
1.6.4 KINETIK DER UMSETZUNGEN IM SEDIMENT 18
1.6.5 DIAGENETISCHES MODELL 19
2. EXPERIMENTELLER TEIL 1: ENTWICKLUNG DES MESSVERFAHRENS 20
2.0 ALLGEMEINES UEBER VERFAHREN ZUR N20-BESTIMMUNG 20
2.1 PROBENAHME 20
2.1.1 LUFTPROBEN 20
2.1.2 WASSERPROBEN 20
2.1.3 SEDIMENTPROBEN 21
2.2. GASCHROMATOGRAPHISCHE ANALYSE VON N
2O 23
2.2.1 GC-SYSTEM I (MIT ANREICHERUNG) 23
2.2.2 GC-SYSTEM II 23
2.2.3 OPTIMIERUNG DER TRENNUNG 25
1
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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2.3 PROBENAUFGABE 27
2.3.1 ON-COLUMN-INJEKTION 27
2.3.2 ANREICHERUNG 27
2.3.3 AUFGABE UEBER PROBENSCHLEIFE 28
2.4 KALIBRATION 28
2.4.1 GASSTANDARD 28
2.4.2 LINEARITAET DER DETEKTOREMPFINDLICHKEIT 29
2.5 BESTIMMUNG DER N20-KONZENTRATION IM WASSER UND PORENWASSER 30
2.5.1 STRIPPING-VERFAHREN 30
2.5.1.1 WIEDERFINDUNGSRATE BEI ANREICHERUNG 30
2.5.2 HEADSPACE-VERFAHREN 31
2.5.3 KALIBRIERUNG DES HEADSPACE-VERFAHRENS 33
2.6. FEHLERBETRACHTUNG 35
2.6.1 WIEDERHOLBARKEIT 35
2.6.2 GENAUIGKEIT 35
3. EXPERIMENTELLER TEIL 2: FELDMESSUNGEN UND LABORXPERIMENTE 38
3.0 UNTERSUCHUNGSMETHODEN UND ARBEITSZIELE 38
3.1 KAMMERMESSUNGEN 39
3.1.0 UNTERSUCHUNGSMETHODE 39
3.1.1 VERSUCHSAUFBAU
40
3.1.2 BESTIMMUNG DES N20-NETTOFLUSSES SEDIMENT-ATMOSPHAERE 41
3.2 KEMINKUBATIONEN 42
3.2.0 UNTERSUCHUNGSMETHODEN ' 42
3.2.1 MATERIAL UND METHODEN 43
3.2.2 BERECHNUNG DER FLUESSE 44
3.2.3 DURCHFUEHRUNG DER KEMINKUBATIONSEXPERIMENTE 45
3.3 SUSPENSIONSEXPERIMENT 46
3.3 .0 ZIEL DES EXPERIMENTS 46
3.3.1 VERSUCHSAUFBAU 46
3.3 .2 BERECHNUNG DER RATEN 48
3.3.3 VERSUCHSDURCHFUHRUNG 49
3 .4 SEDIMENT-UND PORENWASSER-UNTERSUCHUNGEN 50
3.4.0 ARBEITSZIELE UND UNTERSUCHUNGSMETHODEN 50
3.4.1 PORENWASSERGEWINNUNG 50
3.4.2 IONENANALYSE 50
3.4.3 SAUERSTOFF-MIKROELEKTRODENPROFILE 50
3.4.4 WASSERGEHALT UND GEHALT AN ORGANISCHEM KOHLENSTOFF (POC) 51
II
4. ERGEBNISSE UND DISKUSSION 52
4.0 ERGEBNISSE DER VORUNTERSUCHUNGEN 52
4.1 ERGEBNISSE DER KAMMEREXPERIMENTE 54
4.1.0 VOREXPERIMENTE 54
4.1.1 MUEHLENBERGER LOCH/ELBE 54
4.1.2 LABOR-WATTKASTEN 61
4.1.3 KOENIGSHAFEN/SYLT 63
4.1.4 DISKUSSION DER ERGEBNISSE DER EMISSIONSMESSUNGEN 66
4.2 ERGEBNISSE DER KEMINKUBATIONEN 69
4.2.0 ALLGEMEINES 69
4.2.1 EINZELBETRACHTUNGEN 69
4.2.1 KERNE VOM 30.3.92 69
4.2.2 KERNE VOM 22.10.91 74
4.2.3 ZUSAMMENFASSENDE BETRACHTUNG 80
4.2.4 GESAMTERGEBNIS DER KEMINKUBATIONEN 82
4.3 SUSPENSIONSEXPERIMENT - ERGEBNISSE 84
4.3.0 ALLGEMEINES 84
4.3.1.1 AEROBE PHASEN I UND II 84
4.3.1.2 ANAEROBE PHASE 85
4.3.2 DISKUSSION 89
4.4 ERGEBNISSE DER PORENWASSER-UNTERSUCHUNGEN 92
4.4.1 N'JO-PORENWASSERPROFILE 92
4.4.1.1 KONZENTRATIONEN 92
4.4.1.2 INHOMOGENITAETEN 93
4.4.1.3 NETTO-UMSATZRATEN 95
4.4.1.4 BERECHNUNG DER IN SITU-REAKTIONSRATEN 95
4.4.2 PORENWASSERPROFILE FUER CI", NH4
+, NC 3", SO42' 96
4.4.2.1 MUEHLENBERGER LOCH/ELBE 97
4.4.2 2 PORENWASSERPROFILE NACH INKUBATION 101
4.4.2.3 KOENIGSHAFEN/SYLT 104
4.4.3 SAUERSTOFF-EINDRINGTIEFEN 104
4.5 N2O IN WASSERPROBEN 105
4.6 VERGLEICHENDE BETRACHTUNG DER ERGEBNISSE 109
5. ZUSAMMENFASSUNG 114
6. LITERAETTIRVERZEICHNIS 117
III |
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