Handbuch Wasserversorgung und Sulfatbelastung des Grundwassers unter land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen:
Gespeichert in:
| Weitere Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Karlsruhe
Forschungszentrum Karlsruhe
2003
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Literaturverz.: S. 325 - 341 |
| Beschreibung: | 347 S. Ill., graph. Darst., Kt. - graph. Darst., Kt. |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
PROBLEMSTELLUNG
1
1.2
DAS
FORSCHUNGSVORHABEN
YYSULFAT
IM
GRUNDWASSER
"
2
1.3
ZIEL
UND
STRUKTUR
DES
HANDBUCHES
3
2
SULFAT
UND
WASSERVERSORGUNG
5
2.1
WASSERRECHTLICHER
RAHMEN
5
2.2
HYGIENISCHE
UND
TECHNISCHE
BEDEUTUNG
DES
SULFATES
7
2.2.1
HYGIENISCHE
BEDEUTUNG
7
2.2.2 TECHNISCHE
BEDEUTUNG
8
2.3
SITUATION
DER
SULFATBELASTUNG
DES
GRUNDWASSERS
IN
DEUTSCHLAND
9
2.3.1
UEBERBLICK
9
2.3.2
NORDDEUTSCHLAND
9
2.3.3 WESTDEUTSCHLAND
11
2.3.4
MITTEL-UND
OSTDEUTSCHLAND
13
2.3.5
SUEDDEUTSCHLAND
15
2.4
SULFAT
UND
NACHHALTIGE
GRUNDWASSERBEWIRTSCHAFTUNG
16
3
EIGENSCHAFTEN,
UMSETZUNGS
UND
TRANSPORTPROZESSE
VON
SCHWEFELVERBINDUNGEN
18
3.1
SCHWEFELSPEZIES
18
3.1.1
SCHWEFELKREISLAUF
18
3.1.2
S-BINDUNGSFORMEN
19
3.1.3
ANORGANISCHE
SCHWEFELVERBINDUNGEN
20
3.1.4 ORGANISCHE
SCHWEFELVERBINDUNGEN
21
3.2
VERHALTEN
VON
SCHWEFELVERBINDUNGEN
21
3.2.1
PROZESSUEBERSICHT
UND
STELLUNG
VON
SULFAT
21
3.2.2
ADSORPTION
23
3.2.3
LOESUNG
UND
FAELLUNG
24
3.2.4
REDUKTION
VON
SULFAT
25
3.2.5
BILDUNG
VON
SULFAT
DURCH
SULFIDOXIDATION
UND
ANDERE
REDOXPROZESSE
26
3.3
ISOTOPENSIGNATUREN
IN
SCHWEFELVERBINDUNGEN
28
3.3.1
ANWENDUNG
VON
ISOTOPENUNTERSUCHUNGEN
28
3.3.2
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
DER
ISOTOPIEEFFEKTE
29
3.3.3
ISOTOPISCHE
ZUSAMMENSETZUNG
VON
SCHWEFELHALTIGEN
SUBSTANZEN
33
3.3.3.1
GEOGENE
SCHWEFELQUELLEN
33
3.3.3.2
ISOTOPISCHE
ZUSAMMENSETZUNG
VON
ATMOSPHAERISCHEN
SCHWEFELQUELLEN
37
3.3.3.3
ISOTOPISCHE
ZUSAMMENSETZUNG
DES
SCHWEFELS
IN
DUENGEMITTELN
38
3.3.4
EINFLUSS
VON
STOFFUMWANDLUNGEN
AUF
DIE
ISOTOPISCHE
ZUSAMMENSETZUNG
VON
SCHWEFELHALTIGEN
VERBINDUNGEN
UND
REDOXPARTNERN
40
3.3.4.1
REDUKTION
DES
SULFATSCHWEFELS
40
3.3.4.2
BILDUNG
VON
EISENDISULFIDEN
41
3.3.4.3
OXIDATION
SEDIMENTAERER
SULFIDE
42
3.3.4.4
VERHALTEN
DER
SCHWEFELISOTOPE
BEI
SCHWEFELUMSETZUNGEN
IN
DER
BODENZONE
44
3.4
STROEMUNGS-UND
TRANSPORTVORGAENGE
46
3.4.1
STROEMUNGS-UND
TRANSPORTVORGAENGE
IN
DER
UNGESAETTIGTEN
ZONE
46
3.4.1.1
KONZEPT
DER
ZONENGLIEDERUNG
46
3.4.1.2
BODENPHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
48
3.4.1.3
VERLAGERUNG
VON
SULFAT
IN
DER
DRAENZONE
49
3.4.2 STROEMUNGS
UND
TRANSPORTVORGAENGE
IN
DER
GESAETTIGTEN
ZONE
51
4
SCHWEFEL
IN
DER
ATMOSPHAERE
56
4.1
SCHWEFELEMISSIONEN
IN
DIE
ATMOSPHAERE
56
4.2
SCHWEFELTRANSPORT
UND
-UMWANDLUNG
IN
DER
ATMOSPHAERE
58
4.3
SCHWEFELDEPOSITION
60
5
SCHWEFEL
IN
DER
LANDWIRTSCHAFT
65
5.1
EINLEITUNG
65
5.2
SCHWEFEL
IM
PFLANZENBAULICHEN
STOFFKREISLAUF
65
5.2.1
SCHWEFEL
IN
LANDWIRTSCHAFTLICH
GENUTZTEN
BOEDEN
65
5.2.2
MIKROBIELLE
SCHWEFELUMSETZUNGEN
IM
BODEN
66
5.2.3
SCHWEFELSTOFFWECHSEL
DER
PFLANZEN
66
5.2.4
SCHWEFELMANGELERSCHEINUNGEN
AN
KULTURPFLANZEN
68
5.2.5
VERFAHREN
ZUR
BEMESSUNG
DER
SCHWEFELDUENGUNG
68
5.2.5.1
BODENUNTERSUCHUNGEN
68
5.2.5.2
PFLANZENANALYSE
69
5.2.5.3
SCHWEFELSCHAETZRAHMEN
69
5.3
SCHWEFELBILANZ
IN
DER
LANDWIRTSCHAFT
69
5.3.1
BILANZIERUNGSANSATZ
69
5.3.2
ERHEBUNG
DER
LANDWIRTSCHAFTLICHEN
NUTZUNGSVERHAELTNISSE
70
5.3.3
BETRIEBSBILANZ
71
5.3.4
STALLBILANZ
72
5.3.5
FLAECHENBILANZ
73
5.3.6
DAUER
DER
ERHEBUNG
74
5.4
ERFASSUNG
DER
BILANZGROESSEN
74
5.4.1
FUTTERMITTEL
74
5.4.2
TIERISCHE
PRODUKTE
75
5.4.3
PFLANZLICHE
PRODUKTE
76
5.4.4
HANDELSDUENGER
78
5.4.5
WIRTSCHAFTSDUENGER
79
5.4.6
BILANZKONTROLLE
81
5.5
BEWERTUNG
DES
SULFATEINTRAGES
DURCH
DIE
LANDWIRTSCHAFT
81
6
SCHWEFEL
IN
FORSTWIRTSCHAFTLICH
GENUTZTEN
GEBIETEN
83
6.1
NUTZUNGSGESCHICHTLICHE
UND
STANDOERTLICHE
BEDINGUNGEN
83
6.2
WASSERHAUSHALT
84
6.3
LUFTVERSCHMUTZUNG
UND
WALDSCHAEDEN
85
6.4
STOFFDEPOSITION
86
6.5
SCHWEFELUMSETZUNGEN
IM
WALD
UND
IN
WALDBOEDEN
88
6.5.1
SCHWEFEL-AUFNAHME
DURCH
DIE
VEGETATION
88
6.5.2
BODEN-WASSER-INTERAKTIONEN
89
6.5.3
SULFATBILANZEN
VON
WALDSTANDORTEN
91
6.5.4
ZUSAMMENFASSENDE
BEWERTUNG
UND
PROGNOSE
93
6.6
ZUSAMMENHAENGE
ZWISCHEN
SULFATBELASTUNG
UND
WALDKALKUNGADUENGUNG
94
7
SPEZIELLE
SCHWEFELEINTRAEGE
IN
DAS
GRUNDWASSER
97
7.1
EINTRAGSPFADE
97
7.2
BERGBAU
97
7.2.1
BRAUNKOHLENBERGBAU
98
7.2.2
KALI
UND
STEINSALZBERGBAU
98
7.2.3
STEINKOHLENBERGBAU
99
7.2.4
ERZBERGBAU
99
7.2.5
GEWINNUNG
VON
GIPS
UND
ANHYDRIT
100
7.2.6
GEWINNUNG
VON
STEINEN
UND
ERDEN
101
7.3
ERDOEL-UND
ERDGASGEWINNUNG
101
7.4
INFILTRATION
VON
OBERFLAECHENWASSER
101
7.5
INFILTRATION
VON
ABWASSER
102
7.6
DEPONIEN
UND
ALTABLAGERUNGEN
103
7.7
ENTLASTUNG
SULFATREICHER
TIEFENWAESSER
105
8
MODELLIERUNG
DES
REAKTIVEN
SULFATTRANSPORTES
107
8.1
ALLGEMEINE
GRUNDLAGEN
DER
MODELLBILDUNG
107
8.2
SIMULATION
DES
STOFFTRANSPORTS
IN
DER
UNGESAETTIGTEN
ZONE
110
8.2.1
ANFORDERUNGEN
AN
DAS
MODELL
110
8.2.2
MODELLBILDUNG
111
8.2.2.1
ALLGEMEINER
MODELLAUFBAU
111
8.2.2.2
TEILMODELL
WASSERHAUSHALT
112
8.2.2.3
SIMULATION
DER
SCHWEFEL
UND
STICKSTOFFDYNAMIK
113
8.2.3
MODELLNUTZUNG
115
8.3
SIMULATION
DES
STOFFTRANSPORTS
IN
DER
GESAETTIGTEN
ZONE
117
8.3.1
ANFORDERUNGEN
AN
DAS
MODELL
117
8.3.2
MODELLBILDUNG
117
8.3.2.1
FORMULIERUNG
DER
REAKTIVEN
TRANSPORTGLEICHUNG
117
8.3.2.2
ANALYTISCHE
UND
NUMERISCHE
LOESUNG
DER
TRANSPORTGLEICHUNG
119
8.3.2.3
AUFBAU
EINES
SIMULATIONSMODELLS
FUER
DEN
REAKTIVEN
SULFAT
TRANSPORT
122
8.3.3
EINSATZ
VON
MULTISPEZIES-TRANSPORTMODELLEN
128
9
METHODEN
ZUR
ANALYSE
DES
SULFATHAUSHALTES
130
9.1
MESSPROGRAMME
130
9.1.1
METHODISCHER
ANSATZ
130
9.1.2
IDENTIFIZIERUNG
DER
EINTRAGSQUELLEN
132
9.1.3
PROZESSHYPOTHESEN
UND
PROZESSIDENTIFIKATION
133
9.1.4 PARAMETERIDENTIFIKATION
134
9.2
PROBENNAHME
UND
ANALYTIK
136
9.2.1
HYDROCHEMISCHE
ANALYTIK
136
9.2.1.1
PROBENNAHME
UND
PROBENVORBEHANDLUNG
136
9.2.1.2
BESTIMMUNG
VON
SULFAT,
SULFID,
SULFIT
UND
THIOSULFAT
IM
WASSER
136
9.2.2
GEOCHEMISCHE
ANALYTIK
138
9.2.2.1
PROBENAHME
UND
PROBENVORBEHANDLUNG
138
9.2.2.2
BESTIMMUNG
ANORGANISCHER
SCHWEFELSPEZIES
IN
BOEDEN
138
9.2.3
ISOTOPENCHEMISCHE
ANALYTIK
143
9.2.3.1
ISOTOPENBESTIMMUNG
AN
GELOESTEM
SULFAT
143
9.2.3.2
PRAEPARATION
DES
BODENSCHWEFELS
FUER
DIE
ISOTOPENANALYSE
144
9.3
UEBERPRUEFUNG
UND
INTERPRETATION
VON
ANALYSEERGEBNISSEN
148
9.3.1
HYDROCHEMISCHE
ANALYSENERGEBNISSE
148
9.3.2
ISOTOPENCHEMISCHE
ANALYSENERGEBNISSE
151
10
MASSNAHMEN
ZUR
STEUERUNG
UND
BEGRENZUNG
VON
SULFATGEHALTEN
IN
GRUND
UND
TRINKWASSER
153
10.1
WASSERWIRTSCHAFTLICHE
MASSNAHMEN
153
10.1.1
UEBERSICHT
153
10.1.2
VORBEUGENDE
MASSNAHMEN
155
10.1.2.1
SCHUTZ
VOR
PUNKT
UND
LINIENQUELLEN
155
10.1.2.2
SCHUTZ
VOR
DIFFUSEN
QUELLEN
155
10.1.3
TECHNISCHE
MASSNAHMEN
156
10.1.3.1
ERSCHLIESSUNG
SULFATARMER
ROHWASSERVORRAETE
156
10.1.3.2
OPTIMIERUNG
BESTEHENDER
STANDORTE
156
10.1.3.3
SANIERUNGSMASSNAHMEN
156
10.1.3.4
VERLAGERUNG
VON
STOFFEINTRAEGEN
157
10.1.4
UEBERWACHUNG
159
10.1.5
BEWIRTSCHAFTUNG
VON
WASSERFASSUNGEN
161
10.1.5.1
AENDERUNG
DES
FOERDERREGIMES
VON
EINZELBRUNNEN
161
10.1.5.2
VERLAGERUNG
DES
FOERDERSCHWERPUNKTES
162
10.1.5.3
VERAENDERUNG
DER
FOERDERLEISTUNG
VON
TEILFASSUNGEN
162
10.1.5.4
STEUERUNG
DER
MISCHUNG
VON
UFERFILTRAT
UND
LANDSEITIGEM
GRUNDWASSER
163
10.1.5.5
MASSNAHMEN
DER
GRUNDWASSERANREICHERUNG
163
10.1.6
MASSNAHMEN
DER
WASSERAUFBEREITUNG
164
10.1.7
ZUSAMMENFASSENDE
WERTUNG
168
10.2
LANDWIRTSCHAFTLICHE
MASSNAHMEN
ZUR
REDUZIERUNG
DER
SULFATAUSWASCHUNG
170
10.2.1
ORDNUNGSGEMAESSE
LANDBEWIRTSCHAFTUNG
170
10.2.2
AUFSTELLUNG
VON
STOFFBILANZEN
170
10.2.3
UNTERSTUETZENDE
MASSNAHMEN
IN
EINZUGSGEBIETEN
171
10.2.4
EINSATZ
VON
SIMULATIONSMODELLEN
173
10.3
FORSTWIRTSCHAFTLICHE
MASSNAHMEN
ZUR
REDUZIERUNG
DES
SULFATEINTRAGES
IN
DAS
GRUNDWASSER
173
10.4
POLITIKANSAETZE
ZUR
MINIMIERUNG
LANDWIRTSCHAFTLICHER
SULFATEINTRAEGE
175
10.4.1
POLITIKANSAETZE
UND
HEMMNISSE
IM
BESTEHENDEN
ORDNUNGSRECHT
175
10.4.2
FREIWILLIGE
KOOPERATIONSVEREINBARUNGEN
176
10.4.3
ANSAETZE
UEBER
DIE
PROGRAMME
DER
UMWELTGERECHTEN
LANDWIRTSCHAFT
177
10.4.4
WERTUNG
DER
POLITIKANSAETZE
177
11
FALLBEISPIEL
MOCKRITZ
178
11.1
BESCHREIBUNG
DES
UNTERSUCHUNGSGEBIETES
178
11.1.1
NATURRAEUMLICHE
GLIEDERUNG
UND
MORPHOLOGIE
178
11.1.2
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
DER
HAUPTNUTZUNGSFORMEN
179
11.1.3
KLIMA
UND
ATMOSPHAERISCHE
DEPOSITION
181
11.1.4
BODENKUNDLICHE
BESCHREIBUNG
184
11.1.5
GRUNDWASSERFLURABSTAND
186
11.1.6
GEOLOGIE
UND
HYDROGEOLOGIE
187
11.1.7
HYDROLOGIE
189
11.2
GRUNDWASSERBESCHAFFENHEIT
190
11.2.1
ERKUNDUNGSDATEN
190
11.2.2
ROHWASSER
191
11.2.3
VORFELD
DER
FASSUNGEN
192
11.2.4
QUELLENSUCHE
DURCH
FLAECHENHAFTE
BEOBACHTUNG
193
11.2.5
IDENTIFIKATION
VON
SULFATQUELLEN
195
11.3
PROZESSHYPOTHESEN
195
11.4
PROZESSIDENTIFIKATION
198
11.4.1
MESSTECHNIK
UND
VERFAHREN
198
11.4.2
LANDWIRTSCHAFTLICHE
BILANZEN
199
11.4.3
TRACERUNTERSUCHUNGEN
200
11.4.4
ISOTOPENUNTERSUCHUNGEN
205
11.4.5
TRACERANWENDUNGEN
ZU
GRUNDWASSERBEWEGUNG
UND
SULFATVERTEILUNG
210
11.4.6
BEWIRTSCHAFTUNGSVERSUCH
213
11.4.7
UNTERSUCHUNGEN
ZUM
NACHWEIS
DER
SULFIDQUELLEN
218
11.4.8
HINWEISE
AUF
MINERALISATION
VON
ORGANISCHEM
SCHWEFEL
223
11.5
SIMULATION
DER
STROEMUNGS
UND
TRANSPORTVERHAELTNISSE
224
11.5.1
KONZEPTIONELLES
GESAMTMODELL
224
11.5.2
PROZESSMODELL
SICKERWASSER
228
11.5.3
TRANSFER
DER
SICKERWASSERDATEN
IN
DAS
GRUNDWASSERMODELL
232
11.5.4
PROZESSMODELL
GRUNDWASSER
234
11.6
BEWIRTSCHAFTUNGSEMPFEHLUNGEN
238
12
FALLBEISPIEL
NORDERSTEDT
244
12.1
BESCHREIBUNG
DES
UNTERSUCHUNGSGEBIETES
244
12.1.1
NATURRAEUMLICHE
GLIEDERUNG
UND
MORPHOLOGIE
244
12.1.2
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
DER
HAUPTNUTZUNGSFORMEN
244
12.1.3
KLIMA
UND
ATMOSPHAERISCHE
DEPOSITION
247
12.1.4
GRUNDWASSERNEUBILDUNG
247
12.1.5
GEOLOGIE
UND
HYDROGEOLOGIE
248
12.2
ERGEBNISSE
DES
SULFATMONITORINGS
249
12.2.1
ERKUNDUNGSDATEN
249
12.2.2
ROHWASSERDATEN
250
12.2.3
MONITORING
AN
VORFELD-MESSSTELLEN
251
12.3
QUELLENSUCHE
UND
PROZESSHYPOTHESEN
254
12.3.1
QUELLENSUCHE
254
12.3.2
PROZESSHYPOTHESEN
UND
PROZESSIDENTIFIKATION
254
12.3.3
ISOTOPENCHEMISCHE
UNTERSUCHUNGEN
255
12.4
SIMULATION
DER
STROEMUNGS
UND
TRANSPORTVERHAELTNISSE
IN
DER
GESAETTIGTEN
ZONE
257
12.4.1
MODELLIERUNG
DER
GRUNDWASSERSTROEMUNG
257
12.4.2
MODELLIERUNG
DES
REAKTIVEN
SULFATTRANSPORTS
260
12.5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
UND
BEWIRTSCHAFTUNGSEMPFEHLUNGEN
263
13
FALLBEISPIEL
BRAMSTEDT
265
13.1
BESCHREIBUNG
DES
UNTERSUCHUNGSGEBIETES
BRAMSTEDT
265
13.1.1
NATURRAEUMLICHE
GLIEDERUNG
UND
MORPHOLOGIE
265
13.1.2
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
DER
HAUPTNUTZUNGSFORMEN
266
13.1.3
KLIMA
UND
ATMOSPHAERISCHE
DEPOSITION
268
13.1.4
GRUNDWASSERNEUBILDUNG
270
13.1.5
BODENKUNDLICHE
BESCHREIBUNG
270
13.1.6
GEOLOGIE
UND
HYDROGEOLOGIE
271
13.2
WASSERBESCHAFFENHEIT
273
13.2.1
MESSSTELLEN
UND
MESSPROGRAMME
273
13.2.2
ROHWASSERDATEN
273
13.2.3
GRUNDWASSERUEBERWACHUNG
AN
VORFELD-MESSSTELLEN
274
13.3
QUELLENSUCHE
UND
PROZESSHYPOTHESEN
277
13.3.1
QUELLENSUCHE
277
13.3.2
PROZESSHYPOTHESEN
277
13.4
QUELLEN-UND
PROZESSIDENTIFIZIERUNG
278
13.4.1
LANDWIRTSCHAFTLICHE
NAEHRSTOFFBILANZEN
278
13.4.2
TRACERUNTERSUCHUNGEN
281
13.5
SIMULATION
DER
STROEMUNGS
UND
TRANSPORTVERHAELTNISSE
283
13.5.1
WURZELBEEINFLUSSTE
BODENZONE
283
13.5.2
GESAETTIGTE
ZONE
289
13.6
SCHLUSSFOLGERUNGEN
UND
EMPFEHLUNGEN
296
14
FALLBEISPIEL
BRUCHSAL
298
14.1
BESCHREIBUNG
DES
UNTERSUCHUNGSGEBIETES
298
14.1.1
LAGE,
NATURRAEUMLICHE
GLIEDERUNG
UND
MORPHOLOGIE
298
14.1.2
WASSERWIRTSCHAFT
300
14.1.3
LANDNUTZUNG
UND
VEGETATION
300
14.1.4
KLIMA
301
14.1.5
GRUNDWASSERNEUBILDUNG
301
14.1.6
ATMOSPHAERISCHE
SCHWEFELDEPOSITION
302
14.1.7
BODENKUNDLICHE
BESCHREIBUNG
303
14.1.8
GEOLOGIE
UND
HYDROGEOLOGIE
303
14.2
ERGEBNISSE
DES
SULFATMONITORINGS
305
14.2.1
ERKUNDUNGSDATEN
305
14.2.2
ROHWASSERDATEN
DER
BRUNNEN
DES
WASSERWERKS
YYBUECHENAUER
HARDT
"
305
14.3
QUELLENSUCHE
UND
PROZESSHYPOTHESEN
309
14.3.1
QUELLENSUCHE
309
14.3.2
PROZESSHYPOTHESEN
309
14.4
QUELLEN
UND
PROZESSIDENTIFIKATION
310
14.4.1
ANORDNUNG
VON
MESSTECHNIK
IM
EINZUGSGEBIET
310
14.4.2
GRUNDWASSERBESCHAFFENHEIT
AN
VORFELD-MESSSTELLEN
311
14.4.3
OBERFLAECHEN-UND
QUELLWASSERBESCHAFFENHEIT
312
14.4.4
SICKERWASSERBESCHAFFENHEIT
313
14.4.5
TRACERVERSUCHE
313
14.4.6
NIEDERSCHLAGSUNTERSUCHUNGEN
316
14.4.7
ISOTOPENCHEMISCHE
UNTERSUCHUNGEN
VON
WASSERPROBEN
317
14.4.8
ISOTOPENCHEMISCHE
UNTERSUCHUNGEN
AN
UNTERGRUNDMATERIAL
319
14.4.9
MIKROBIOLOGISCHE
UNTERSUCHUNGEN
AN
UNTERGRUNDMATERIAL
319
14.4.10
ELUTIONSVERSUCHE
MIT
UNTERGRUNDMATERIAL
319
14.4.11
SIEBANALYSEN
320
14.4.12
GRUNDWASSERSTAENDE
320
14.5
VORLAEUFIGE
SCHLUSSBETRACHTUNG
322
14.5.1
URSACHEN
DER
SULFATBELASTUNG
DER
BRUNNENWAESSER
322
14.5.2
BEWIRTSCHAFTUNGSEMPFEHLUNGEN
323
LITERATURVERZEICHNIS
325
VERZEICHNIS
DER
ABKUERZUNGEN
UND
SYMBOLE
342
SACHWORTVERZEICHNIS
345 |
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