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Wasserchemie (Fach) / Atmos/ Boden (Lektion)

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• Stoffe und Verhalten in Umwelt - Eintrag aus Atmos in -> Böden -> Ökosysteme -> Flüsse/ Seen -> GW - Speziation, Lsg, Gas Wasser - Eintragsstärke
• Schwefel Stickoxide in Atmos - 90 % Schwefels in Atmos anthropogenen Ursprungs -> Steinkohle Industrie-> Metall Industrie (Metallschmelze) - Vulkanische Aktivität - Org Zerfall - Meer Gischt - rund 95 % erhöhten Stickoxide anthropogenen Ursprungs -> Verbrennung Öl, Kohle, Gas -> Verkehr -> Bakterielle Aktivität im Boden - Vulkanische Aktivität - Waldbrände -> BLitze
• Trockene Deposition - Sedimentatin von Staubpartikel (> 10 μm) durch Schwerkraft -> Adsorption , Diffusion von GAsen, Feinstäube, Aerosole auf Oberfläche - Einflussfaktoren -> Partikeleigenschaften bzw Gaseigenschaften und konz des Schadstoffes - Parameter der Rezeptor Oberfläche - Meterologische Konditionen -> Turbulenzen....
• Aerosole - überwiegend Größe zw. 0,01 und 100 μm - sind Suspensionen- kolloidale Systeme bestehend aus Gasen, Feststoffen und Flüssigkeiten
• Nasse Deposition - Eintrag luftgetragener Schadstoffe in Ökosystem durch NIederschlag - Einflussfajktoren -> Partikeleigenschaften bzw. Gaseigenschaften und Konz des Schadstoffes - Aktueller Niederschlags- und Wolkeneigenschaften
• Schwermetalle im Regen - vor allem cu pb  zn - > nass weniger deponiert als trocken
• PAK - Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe
• PAK Emmisionen - 88% Haushalt  - industrie nur 6 % -> Entwicklung: Verkehr nimmt zu , Energie, Industrie ab
• HYdrologische Nutzung von Depositionsdaten: Chloridmethoden - Methodik:- MEssung Cl konz im Niederschlag und GW - chloridfreie Verdunstung  Erhöhung Cl KOnz im Sicker und GW - Konzunterschiede = MAß für GW NEubildung - Voraussetzung -> keien Beeinflussung durch Landwirtschaft, Auftausalze,...- Höhe Oberflächenabflusses muss bekannt sein - erhöhte Cl KOnz im Niederschlag (Küste)
• Top Six Toxic Threats Pb, Hg, Cr, Ar, Pestizide, Radioaktive Stoffe
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• Sorption - Bindung von Stoffen an Bodenmatrix - reversibel /irreversibel - Adsorption - Absorption - Ionenaustausch -> Austausch: spezifische Adsorption- Physikalisch (Adsorption, Absorption)- Chemisch (Ionenaustausch (Permanente/ variable Ladung), Oberflächenkomplexierung)
• Bindungsstärke und pH Abhängigkeit - Cr 3+, Pb 2+ -> -> pH 3-5- Cu2+ ->  4-6- Cd 2+ ->5-7- Zn2+, Ni2+ ->5,5 -8- Ca 2+-> ab 7
• Pflanzen und Schwermetalle F= Metallkonz in Pflanze / Metallkonz in Boden - Hohe Aufnahme bei: -> pH wert niedrig -> Tongehalt niedrig -> Humusgehalt niedrig
• Beweglichkeit Elemente - Pb, Hg, Co, Cr -> Transferfaktor (0,01-0,1)-> äußerst unbeweglich - Ni, Cu -> Transferfaktot (0,1-1,0) -> mäßig beweglich - Zn, Cd, Ti -> (1,0-10) -> gut beweglich
• Metalle Wirkung - Toxsisch -> Menge macht das Gift - gibt Metalle die benötigt werden -> z.B Fe - manche werden nie benötigt -> Pt
• Blei - in Farben, Antiklopfmittel, Batterien, Autoabgase - nimmt ab -> Verbot Blei in Benzin - Einträge Landwirtschaft, urbane Fläche
• Cd - Batterien, Bergbau, Klärschlamm, Mülldeponien- 8000t/a- 5-10% natürlich -> Spinat, Innerreien, Sellerie - nicht essentiell - max 1μg/kg täglich - in Flüssen -> starke Abnahme seit 1970er
• Redoxbereiche - Umsetzung chronologisch nach Verschmutzung -> CH4 - SO42- - Fe (III) - No3- - O2- heißt O2 Umwandlung braucht am längsten
• Redoxkette - wie gr titrationsrkt mit org Substanz - nach und nach werden Träger von o2 angegriffeb und ihre e- auf org Substanz übertrtagen
• Redoxpotenzial /Standardpotenzial - von Temp, Anzahl freiwerdender e-, Konz (Aktivität) Redoxpartner abhängig
• pE Wert Der pEWert ist das Pendant für den pH Wert nur gibt er eben den negativen dekadischen Logarithmus der Elektronen-Konzentration an
• eH-pH Diagramm - zeigt Stabilität von Stoffphasen unter verschiedenen pH und eH Bedingungen
• Messung Redoxpotenzial - schwierig - sorgfalt wichtig
• def Pestizide Definition Pestizide: Stoffe zur Bekämpfung von pflanzlichen und tierischen Schädlingen, welche die Nahrung des Menschen oder andere Lebensgüter wie Holz und Bauwerke angreifen oder Krankheiten durch Biss und Stich übertragen.- lat. pestis -ansteckende Krankheit,lat. cidere -töten- In Deutschland werden Pflanzenschutzmittel und Biozide in unter demSammelbegriff Pestizide zusammengefasst.- Die Bezeichnung von Pestiziden erfolgt nach ihrer schädlichen Wirkungsweise auf verschiedene Organismen.Wortanfang -> zu bekämpfende OrganismenEndung -> “-zid“ nach lat. cidere
• Pestizidtypen Herbizide Unkräutern HFungizide Pilzen FInsektizide Insekten IAkarizide Milben AMolluskizide Schnecken MNematizide Fadenwürmern NRodentizide Nagetieren ROvizide& Ovolarvizide Eistadium, bzw. Ei-und Larvenstadium OAlgizide AlgenBakterizide BakterienVirizide Viren
• Pflanzenschutzmittel - chlorierte Kohlenwasserstoffe -> DDT - Phosohrsäureesther- Carbonate
• Problem Pestizide -Verbrauch: 35 000 Tonnen Pestizide pro Jahr-Eintrag in die Gewässer: ca. 30 t-Grenzwerte:0,1 μg/l Einzelwirkstoff0,5 μg/l Wirkstoffsumme-Keine Ökotoxikologisch sinnvollen Grenzwerte!Wasserrahmenrichtlinie 2000„…guten ökologischen und chemischen Zustand…“(WRRL: Artikel 2, Absatz 17)Errichtung eigener Qualitäts-Zielvorgaben (Bsp.: LAWA
• Eintragspfade Pestizide -Quantifizierung der Einträge ist schwierigZahlreiche Faktoren beeinflussen das Verhalten des Pestizids nach Applikation:•Eigenschaften des Pestizids•Bodeneigenschaften•Meteorologie•Landwirtschaftliche Praktiken„Die Kenntnisse um die Bedeutung verschiedener Eintragswege von Pestiziden in die Gewässer sind Voraussetzung, um gezielte Maßnahmen zur Reduktion ergreifen zu können“Eintragspfade und Eintragsquellen von Pestiziden in die Oberflächengewässer- diffus -> Weinbau, Rübenanbau - direkt
• Wichtige Prozesse Mobilisierung •Sorption (schon behandelt)•Phototransformation•Verflüchtigung•Transformation•Biotransformation
• Phototransformation •Abbau durch (UV)-Licht der Sonne–Direkt durch Aufbrechen von Bindungen–Indirekt durch Radikalbildung (OH-)•Abhängig von–Bestrahlungsstärke•Tag/Nacht, Sommer/Winter•Abschattung, Wassertiefe, Trübung–Emmissionsspektrum
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• Volatilisierung(Verflüchtigung) Der Transfer Feiner organischen Substanz durch die Wasser-Luft Schnittstelle kann berechnet werden
• Biotransformation •Durch Bakterien in Boden und Wasser•Abhängig von der Aktivität der Bakterien–Nimmt ab mit Bodentiefe–Höher mit hoher Bodenfeuchte–Temperaturabhängig•Bakterienwachstum möglich
• PCB PolychlorierteBiphenyle•Seit 1983 verboten•Hauptquelle Altöl•Bodenverschmutzungen•Hoher Siedepunkt•Hoch viskos•Quasi nicht brennbar•Kühlmittel, Hydraulik, Holzschutz, Imprägnierung für Papier, Schutzmittel in Transformatoren, Feuerschutz in Lack, Weichmacher
• Ersatzstoff PCB PCT, PCN -> aber auch nicht unproblematisch
• Abbaubarkeit - leicht -> Aromatische Kohlenwasserstoffe - schwer -> PCB- nicht abbaubar -> Schwermetalle
• Altlasten •Flächendeckendes Problem•10000 im Oberrheingraben•300000 in Deutschland •Altlasten sind Altablagerungen und Altstandorte, sofern von ihnen Gefährdungen für die Umwelt, insbesondere für die menschliche Gesundheit ausgehen oder zu erwarten sind. (SRU, 1989, 1995)–„Umwelt“ ist hier in seinem umfassenden Sinne zu verstehen, das heißt, es werden neben dem Leben und der Gesundheit des Menschen die natürliche Umwelt sowie das Wohl der Allgemeinheit und die öffentliche Sicherheit und Ordnung als Schutzgüter miterfaßt.
• Sanierung Unter Sanierung von Altlasten wird die Durchführung von administrativen und technischen Maßnahmen verstanden, die sicherstellen, daß von der Altlast nach der Sanierung keine Gefahren für Leben und Gesundheit des Menschen sowie keine Gefährdung für die natürliche Umwelt im Zusammenhang mit der vorhandenen und geplanten Nutzung ausgehen - schutzgutorientiert; nutzungsorientiert- Sanierung -> aktiv; Sicherung -> passiv - In Situ Verfahren -> Bodenluft Absaugung, Mikrobioliog.- Ex situ -> on site (vor Ort); off site (an anderer Stelle)

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