Bodenschutz (Subject) / 4. Schadstoffe/Schwermetalle (Lesson)
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Anorganische Schadstoffe
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- Böden als Filter und Puffer gegenüber Schadstoffen Böden sind dank ihrer Filterfunktion wichtige Senke für viele Schadstoffe Schadstoffe werden gebunden und so nicht weiter verbreitet (Sorption an Tonminerale, Humus & Metalloxide/Fällung/Komplexierung) Schadstoffe reichern sich in Böden an und werden immobil
- Welche Anorganischen Schadstoffe gibt es? Meistens Schwermetalle Pb, Cd, Cu, Hg, Cr, Ni... Säuren Arsen (Halbmetall) Cyanide (Salze) Bor (Halbmetall)
- Schwer- und Spurenmetalle Def.: Metalle mit spezifischen Dichte von 6 g cm³, sprich 1 L Pb=6 kg Viele Schwermetalle sind essenzielle Spurenelemente für Pflanzen und Tiere Einige sind toxisch für Pflanzen, andere für Tiere und Mirkoorganismen, manche für beide. Die Dosis allein macht das Gift Spurenelemente für Tiere: Co, Cu, Mn, Mo, Ni, Se, Zn Humantoxisch: As, Cd, Cr, Hg, Pb, Sb (Antimon), Tl (Thallium)
- Was ist ein Spurenelement? Mineralstoffe die in Spuren vorkommen (< als 50 mg/kg im menschlichem Körper) Ein fehlen essenzieller Spurenelemente kann Mangelerscheinungen hervorrufen Eine überhöhte Aufnahme kann aber auch eine ungünstige Wirkung ausüben. Ähnliches gilt für pflanzliche Ertragsbeeinflussung durch Spurenelemente (Fe, Mn, Zn). Sie haben eine starke Wirkung, jedoch sollte die Konzentration im Wurzelbereich nicht zu hoch sein. Makroelemente haben eine durchweg positive Wirkung (Ca, Mg, K, N, P) Toxische Elemente wie Pb, Cd, Hg haben keine positive Wirkung
- Quellen von Schwermetallen Verkehrsemissionen Pb bis 80er über verbleites Benzin, Bremsbeläge Verbrennung fossiler Brennstoffe (Viele!) Landwirtschaftliche Dünger und Pestizide Cd, Cu, As Abfallbeseitigung (Batterien), Metallverarbeitende Industrie (Zn, Cd) Bergbau und Erzverhüttung
- Produktion und Konzentration von Cd in der Umwelt Global hat die Produktion von Cd zugenommen Dennoch sind abnehmende Werte in Seen oder Gletscherschnee zu verzeichnen Ursache hierfür sind verringerte Emissionen der Industrie
- Pb und Cd Einträge in ein Kiefernökosystem in Berlin Pb und Cd dienen als Leitelemente/Indikatoren für Umweltbelastung und sind humantoxisch Sie werden bei industriellen Prozessen frei Cd bereits in sehr geringen Mengen toxisch Nach EInführung des Verbots von verbleitem Benzin, ist die Pb und Cd-Deposition stark zurückgegangen (80er).
- Pb- und Cd- Bilanzen für ein Berliner Kiefernforstökosystem Filterfunktion des Bodens Ein- und Austräge (Saugkerzenverfahren) werden analysiert Pb: Sehr hohe Einträge, jedoch bis in 2m Tiefe nicht messbar. Der Boden funktioniert als Filter gut, Pb ist 2Fach positiv geladen und wird spezifisch an organischer Substanz sobiert. Cd: Hier ist die Bilanz ausgeglichen. Der Boden hat kaum eine Filterfunktion. Grund ist ein geringes Sorptionsvermögen für Cd. An den Austauscherplätzen dominiert Al. Nach einer Kalkung wird Cd von Ca verdrängt.
- Bestimmung von Schwermetallbindungsformen durch sequentielle Extraktion Es gibt sieben Stufen In jeder Stufe wird über eine zunehmend stärkere Extraktionslösung die jeweilige Fraktion/Bindungsform analysiert Die Extraktionslösungen reichen von Salzlösung bis zum Aufschluss über Flusssäure So werden Schritt für Schritt die Schwermetalle in ihren unterschiedlichsten Bindungsformen extrahiert Analytik dauert 2 Wochen Analytik beantwortet die Frage, in welcher Form Schwermetalle im Boden vorliegen. Ob Pflanzlich verfügbar oder in Austauscherform, in Residualfraktion...
- Auswirkungen von Cu-Kontaminationen auf bodenbiologische Aktivitätsparameter Cu ist ein Spurenelement Cu stört massiv die Abbaurate Die Pilzbiomasse sind relativ unempfindlich gegenüber Cu N-Mineralisationsrate wird erst leicht verbessert und danach stetig negativ beeinflusst