Akkumulation, Transformation und Remobilisierung von Phosphor aus Sedimenten saurer Tagebauseen:
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin
Mensch-&-Buch-Verl.
2006
|
| Series: | Ökologie
|
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 196, [26] S. Ill., graph. Darst., Kt. 21 cm |
| ISBN: | 3866641095 |
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|---|---|
| adam_text | INHALT
Inhalt
Kurzfassung/Summary
Abkürzungsverzeichnis
1 Einleitung und ProblemsteUung.......................................................1
1.1 Versauerung und Neutralisation von Tagebauseen..______......______.......1
1.2 Problemstellung Phosphorremobilisierung_____________________........4
2 Zielstellung.........................................................................................7
3 Stand des Wissens............................................................................11
3.1 Phosphorakkumulation im Sediment...........___________....___...........__11
3.2 Phosphor-Bindungsformen und Transformationen___.........___................13
33 Phosphor-Mobilisierung..................____________......_____.....__._____17
4 Methoden.........................................................................................21
4.1 Untersuchungsgebiet and Untersuchungsgewässer.__.........___...........____21
4.2 Probenahmetechniken und chemische Analysemethoden_______________24
4.2.1 Probenahmetechniken........................................................................................24
4.2.2 Chemisch-analytische Methoden für gelöste Stoffe...........................................26
4.2.3 Charakterisierung der Sedimentfestphase..........................................................28
4.2.4 Kombinationsaufschluss für Gesamtphosphor und Gesamteisen
eisenreicher Sedimente......................................................................................31
4.2.5 Sequentielle Phosphor-Extraktion......................................................................33
4.2.6 Feststoffcharakterisierung und Mineralspezifizierung.......................................35
43 Laborversuche zum Phosphor-Sorptionsverhalten...___......................____.36
4.3.1 Bestimmung der P-Sorptionskapazität durch Batch-Versuche..........................36
4.3.2 Abschätzung der P-Sorptionseigenschaften durch Modellierung mit
PHREEQC.........................................................................................................39
4.3.3 Bestimmung von P-Sorptionseigenschaften im kontinuierlichen Durchfluss.... 39
4.4 Laborversuche zum Phosphor-Remobilisierungsverhalten..............____.„.42
4.4.1 Batchversuche....................................................................................................42
INHALT_____________________________________________________________________
4.4.2 Säulenversuche...................................................................................................44
4.5 Berechnungen..................................................¦¦¦¦.............................................46
4.5.1 Berechnung des diffusiven Fluxes aus Porenwasserdaten.................................46
4.5.2 Berechnung von Stoffumsatzraten.....................................................................48
4.5.3 Geochemische Berechnungen mitPHREEQC...................................................48
5 Ergebnisse und Diskussion.............................................................51
5.1 Sedimentation und Phosphor-Sedimentgeochemie im TBS 117
(Grünewalder Lauch)_______________________...........................................51
5.1.1 Limnologische Charakterisierung......................................................................51
5.1.2 Zeitlicher Verlauf der P-Konzentration und benthische P-Freisetzung.............55
5.1.3 Seston im TBS 117............................................................................................58
5.1.4 Sedimentation im TBS 117................................................................................63
5.1.5 Zusammenfassende Darstellung von Partikelbildung und Sedimentation.........69
5.1.6 Chemisch-mineralogische Zusammensetzung des sedimentierenden
Materials und des Sediments im TBS 117........................................................73
5.1.7 Räumliche Heterogenität von Sedimentation und Sedimentakkumulation.......80
5.1.8 Diskussion von Sedimentation, Sedimentdiagenese und Stoffkreisläufen
im TBS 117........................................................................................................84
5.1.8.1 Eisen- und Kohlenstoffsedimentation und Relevanz für die biogene
Alkalinisierung......................................................................................84
5.1.8.2 Sedimentation und Sedimentdiagenese im TBS 117............................88
5.1.8.3 P-Sedimentation und Massenbilanz......................................................94
5.1.8.4 P-Bindungsformen während der Sedimentation und
Sedimentdiagenese................................................................................99
5.2 Sedimentgeochemie von Tagebauseen im Vergleich___________________103
53 Laborversuche zum Phosphor-Sorptionsverhalten___________________111
5.3.1 P-Sorption im Batch-Ansatz.............................................................................111
5.3.2 Abschätzung der P-Sorptionseigenschaften durch Modellierung mit
PHREEQC.......................................................................................................117
5.3.3 P-Sorption im kontinuierlichen Durchfluss......................................................119
5.3.4 Zusammenfassende Interpretation der Ergebnisse der Sorptionsversuche......122
5.4 Laborversuche zum Phosphor-RemobiUsierangsverhalten____________125
5.4.1 Batchversuche..................................................................................................125
5.4.1.1 Versuchsverlauf...................................................................................125
5.4.1.2 P-Sorptionsverhalten...........................................................................128
5.4.1.3 P-Bindungsformen und Transformationen..........................................130
5.4.2 Säulenversuche.................................................................................................133
5.4.2.1 Versuchsverlauf...................................................................................133
5.4.2.2 P-Belastung und Sorptionsverhallen der Säulen mit Algen-Zugabe... 137
____________________________________________________________________INHALT
5.4.2.3 Charakterisierung der chemischen Bedingungen zum
Versuchsende aus Porenwasserdaten..................................................138
5.4.2.4 Sedimentcharakterisierung und P-Bindungsformen............................144
5.4.2.5 Mineralspezifizierung..........................................................................148
5.4.3 Zusammenfassende Charakterisierung der Prozesse in Sediment und
Wasser der Batch-und Säulenversuche...........................................................150
5.4.4 Diskussion der Bedingungen und Prozesse der P-Remobilisierung................158
5.4.4.1 Steuerung der SRP-Konzentration durch das Vivianit-
Lösungsgleichgewicht und das Adsorptionsgleichgewicht.................159
5.4.4.2 Mechanismen der P-Freisetzung aus anoxischen Sedimenten............163
5.4.5 Synthese: P-Sorption und Remobilisierung aus Fe-reichen Sedimenten
saurer Tagebauseen..........................................................................................170
6 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen...............................173
7 Literaturverzeichnis......................................................................183
Anhänge
A Methoden
AI Arbeitsschritte des sequentiellen Extraktions Verfahrens
A2 Mineralphasen, zusätzlich in die Datei phreeqc.dat aufgenommen
A3 PHREEQC input-file zur P-Adsorption
B TBS 117
B1 Sestonkonzentration und Zusammensetzung des Sestons
B2 Sedimentationsrate und Zusammensetzung des Fallenmaterials
B3 Sedimentfallenmaterial: Sequentielle P-Extraktion
B4 Sedimentfestphase (tiefste Stelle des TBS 117)
B5 Sedimentfestphase (15 Messpunkte im TBS 117, Dez. 2003)
C Sedimentdaten weiterer Tagebauseen
D Laborversuche
Dl Batchversuch: wöchentliche Analysen
D2 Batchversuch: Sedimentanalysen
D3 Säulenversuch: Versuchsverlauf
D4 Säulenversuch: Porenwasserdaten
D5 Säulenversuch: Sedimentdaten
D6 Säulenversuch: P-Bindungsformen
Lebenslauf
Danksagung
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