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Verhalten von radioaktivem Caesium (freigesetzt durch den Reaktorunfall von Tschernobyl) in typischen Boeden Norddeutschlands

Durch den Reaktorunfall in Tschernobyl wurde unter anderem das langlebige radioaktive Isotop Cs-137 freigesetzt und ueber weite Regionen Europas - einschliesslich der norddeutschen Tiefebene - verteilt. Die Verlagerung des Caesiums wird in charakteristischen Boeden Norddeutschlands - Marsch, Moor, Podsol, Pseudogley - verfolgt und die Verfuegbarkeit dieses Nuklides fuer die Pflanze festgestellt. Die Untersuchungen sollen dazu beitragen, die Kenntnisse ueber das Verhalten des Cs in geringen Konzentrationen zu verbessern. Sie sollen ausserdem klaeren helfen, inwieweit Standorteigenschaften - insbesondere hohe Humusgehalte und Kalkgehalt - zur verstaerkten Mobilitaet beitragen. Ergebnisse unmittelbar praktischer Bedeutung koennten in Bezug auf Verbesserung der Vorhersagbarkeit des Cs-Verhaltens in Boeden, auf die Pflanzenverfuegbarkeit des Cs und auf das problem der stark variierenden Angaben zu Transferfaktoren erzielt werden.

Bodenschutz- und Altlasteninformationssystem

Das Landesamt für Umweltschutz führt nach § 11 Ausführungsgesetz des Landes Sachsen-Anhalt zum Bundes-Bodenschutzgesetz (BodSchAG LSA) ein Bodenschutz- und Altlasteninformationssystem. Das Bodenschutz- und Altlasteninformationssystem (ST-BIS) enthält beschreibende Informationen (Metainformationen) über Daten, deren Kenntnis für die Erfüllung bodenschutz- und altlastengesetzlicher Aufgaben von Bedeutung sein kann. Dieses Metainformationssystem gibt Auskunft darüber, wer Daten besitzt, wie man Sie erhält und um was für Daten es sich handelt. Das ST-BIS wird im Internet geführt. Die Informationen für das ST-BIS stellen die Behörden dem LAU auf Anforderung gebührenfrei zur Verfügung.

Extraktion von Aluminium und Eisen aus organischer Assoziation im Boden - Entwicklung einer neuer selektiven Methode

Im Zuge der Bodenentwicklung werden Metallionen beispielsweise des Aluminiums (Al) und Eisens (Fe) frei, die mit organischer Bodensubstanz (OBS) reagieren können. Wechselwirkungen zwischen Metallkationen und OBS, die zur Stabilisierung der OBS führen, d.h. zur Verlangsamung des Abbaus im Boden, sind seit langem bekannt. Die Wechselwirkungen in sauren Böden durch Adsorption von Al und Fe an funktionelle Gruppen der OBS sowie ihre Ausfällung mit OBS führen zur Bildung von organischen Assoziationen der Metalle. Metalle in organischen Assoziationen werden durch Oxalat gelöst, das allerdings auch Metalle in weiteren mineralischen Bindungsformen freisetzt. Aktuelle Studien zeigen, dass insbesondere die Gehalte oxalatlöslichen Aluminiums die Gehalte an organischem Kohlenstoff im Boden miterklären können. Trotz der Bedeutung der Metalle in organischer Assoziation gibt es bisher keine selektive Methode ihrer Extraktion. Das beantragte Projekt zielt darauf ab, ein Verfahren zu entwickeln, das die selektive und vollständige Extraktion von Al und Fe in organischer Assoziation und die quantitative und qualitative Charakterisierung der mit Al assoziierten OBS ermöglicht. Dazu wird eine zu entwickelnde Extraktion mit Fluorid bei pH 6,5 in ein sequentielles Extraktionsschema integriert, das Al bzw. Fe aus organischer Assoziation sowie gering kristallinen Fe-Oxiden und Aluminosilikaten separat extrahiert. Vor der Übertragung auf Böden wird die Fluorid-basierte Extraktion mit organischen Modellassoziaten und Referenzmineralen hinsichtlich Selektivität und Vollständigkeit überprüft. Anschließend werden Bodenproben, in denen erhöhte Gehalte von Al und Fe in organischer Assoziation zu erwarten sind, nach diesem Schema extrahiert. Die Proben werden Horizonten von reference soil groups der WRB-Klassifikation entstammen, in die metall-organische Assoziationen transportiert wurden (Podzols, Luvisols), in denen sie sich in situ bilden (Andosols, Cambisols) bzw. sie sich aufgrund von Redoxprozessen bilden (Gleysols, Stagnosols). Je nach pedogenem Milieu werden variable Gehalte an Metallen und OBS in den Assoziationen erwartet, sowie variable Beiträge von Metallen in organischer Assoziation zu den Gehalten oxalatlöslicher Metalle als Summenparameter. Die OBS, die aus Bindungen mit Al extrahiert wird, wird spektroskopisch und thermisch charakterisiert. Auch hier werden Unterschiede nach pedogenem Milieu erwartet, z.B. größere Anteile niedermolekularer Säuren in Podzols als in Andosols mit höheren Anteilen aromatischer OBS. Das Projekt soll nicht nur eine selektive Extraktionsmethode für Al und Fe in organischer Assoziation in Böden leisten, sondern auch die Charakterisierung einer bislang nicht selektiv zugänglichen OBS-Fraktion. Die gewonnenen Daten haben grundlegende pedogenetische Bedeutung und können, bei Anwendung auf größere Probenkollektive, in Modelle zur Erklärung der Steuerung der Gehalte organischen Kohlenstoffs im Boden implementiert werden.

Oekologische Begleituntersuchungen zum Fichte/Erle-Mischungsversuch auf Pseudogley-Standorten

Soll die Fichte auf stauwasserbeeinflussten Boeden auch in Zukunft noch eine Bedeutung als Wirtschaftsbaumart behalten, so muessen von Fichten dominierte Bestaende fruehzeitig stabilisiert werden. Ein Moeglichkeit dazu ist die Mischung mit Baumarten, welche in der Lage sind, Boeden tief und intensiv zu durchwurzeln. Fuer die Roterle liegen Hinweise vor, dass sie auch die Stauhorizonte durchwurzelt. Neben einer stabilisierenden Wirkung durch den Wasserverbrauch und einer guenstigen oekochemischen Beeinflussung durch ihre milde Streu, soll langfristig durch die Durchwurzelungsdynamik die Bodenstruktur verbessert werden. Gleichzeitig geht aus der Literatur aber auch hervor, dass die Roterle in den Stickstosshaushalt eingreift und die pH-Werte in der Bodenloesung absenkt, dass die Basensaettigung abnimmt und die Aluminiummobilitaet waechst bei gleichzeitig abnehmender Phosphorverfuegbarkeit. Daher wird das waldbauliche Konzept der Fichten/Erlen-Mischung auf seine wasserhaushaltsbeeinflussenden und oekochemischen Auswirkungen hin ueberprueft.

Bodenverbesserungsmassnahmen

Tiefenbearbeitung (Tiefpfluegen bzw. Tieflockern) von Parabraunerden, Pseudogleyen, Pararendzinen sowie Buntsandstein- und Schieferboeden; Primaerloessmelioration und Meliorationskalkung von Parabraunerden; Draenung von durch Hangwasser vernaessten Boeden mit Hilfe von Fangdruens; Einfluss der genannten Massnahmen auf die chemischen und physikalischen Bodeneigenschaften, auf die Naehrstoffdynamik und auf die Ertragsfaehigkeit der Boeden.

Integration von Totholz in Verfahren der Direktsaat von Weißtanne (Abies alba) und Stiel-Eiche (Quercus robur) zur Begründung stabiler, klimatoleranter Mischwaldökosysteme im Stadtwald Hildburghausen

Humusformen als Indikatoren für die Zersetzergesellschaft in Zeiten des Klimawandels

Ist dreiwertiges Mangan ein allgegenwärtiger Bestandteil des gesamten gelösten Mangans in Bodenlösungen?

Die Vielzahl möglicher Oxidationsstufen des Mangans (Mn) begründet das komplexe Um-weltverhalten dieses essenziellen Spurenelements. Bis vor kurzem wurde vermutet, dass in natürlichen Wässern das divalente Mn (Mn2+ und seine zugehörigen wässrigen Spezies) vorherrscht, wogegen tri- (Mn(III)) und tetravalentes Mn (Mn(IV)) exklusiv als Kolloide vorkommen. Neuere Feldstudien in der marinen und ästuarinen Umwelt zeigen jedoch, dass Mn(III) ein Hauptbestandteil des gelösten Mn-Pools ist. Mangan(III), das sowohl durch oxidative als auch reduktive Pfade erzeugt wird, ist in diesen Wässern durch natürliche organische Liganden stabilisiert. Wir postulieren, dass Mn(III) auch in der wässrigen Phase von Böden eine ubiquitäre Komponente ist, da beide Pfade auch in Böden ablaufen und die omnipräsente gelöste organische Substanz als Ligand für Mn(III) dient. Unser Wissen über gelöstes Mn(III) in Böden ist aber stark begrenzt. Die Ziele dieses Antrags sind (i) den Einfluss verschiedener Redoxbedingungen auf die Mn-Speziierung in Böden mit unterschiedlichen Eigenschaften, (ii) die Effekte verschiedener natürlicher organischer Liganden auf die Löslichkeit von Mn-Oxiden und nachfolgende Speziierung des gelösten Mn und (iii) die Existenz von Mn(III) in Bodenlösungen unter Feldbedingungen aufzuzeigen. Die Mn-Speziierung wird mit einer spekt-rophotometrischen kinetischen Methode erreicht, mit der sowohl Mn(II) als auch schwache und starke organische Mn(III)-Komplexe differenziert werden können. Die Mn-Speziierung verschiedener Redoxregime wird durch Mikrokosmenexperimente unter kontrollierten Redoxpotenzialen im Labor studiert. Je zwei Bodenhorizonte dreier Böden (ein Stagnosol und zwei Gleysole), die sich in ihrem Wasserregime, der Landnutzung und physikochemischen Eigenschaften unterscheiden, werden erforscht. Bodensuspensionen werden in einem Biore-aktor unter gesteuerten Redoxzyklen inkubiert. Der Einfluss natürlicher, aus Moder und Roh-humus gewonnenen organischen Liganden auf die Löslichkeit von Birnessit und Manganit sowie die Mn-Speziierung des gelösten Mn werden in Batch-Experimenten unter besonderer Beachtung der Reaktionskinetik und der pH-Effekte untersucht. Um zu prüfen, dass Mn(III) ein Bestandteil in Böden unter Feldbedingungen ist, werden Bodenlösungen und teils Streu-perkolate in vier mineralischen Böden (zwei Gleysole, Stagnosol, Cambisol) und einem orga-nischen Boden (Histosol) erforscht. Unsere Erkenntnisse werden einen ersten Einblick in das Vorkommen und das Verhalten von Mn(III) in Bodenlösungen geben. Eine Vernachlässigung der intermediären Mn-Spezies würde die Redoxkapazität des gelösten Mn-Pools in Bodenlö-sungen unterschätzen. Die Umweltbedeutung des starken Oxidationsmittels Mn(III) wird u.a. durch seine außerordentliche Beteiligung am Abbau von organischer Bodensubstanz, an der Oxidation von partikulärem organischem Kohlenstoff zum Treibhausgas Kohlenstoffdioxid und an der Transformation organischer Schadstoffe unterstrichen.

Bodenkundlicher Grundwasserflurabstand

Auf der Grundlage der nutzungsdifferenzierten Bodenübersichtskarte im Maßstab 1:250.000 wird der mittlere bodenkundliche Grundwasserflurabstand in 7 Stufen abgebildet. Grundwasserstände unterhalb von 2m werden nicht differenziert. Der bodenkundliche Grundwasserflurabstand ist nicht deckungsgleich mit dem hydrogeologischen Grundwasserstand. Der bodenkundliche Grundwasserstand wird auch in bindigen schwer wasserdurchlässigen Böden beschrieben. Grundwasser im Sinne der Bodenkunde tritt nahezu ganzjährig in Böden auf, unterliegt jedoch in der Regel jahreszeitlich bedingten Schwankungen. Stauwasserböden mit im Jahresverlauf ausbleibender Wassersättigung werden hier nicht betrachtet. Die Nutzungsdifferenzierung beruht auf Corine-Land Cover (CLC5_2018). Die dort aufgeführten Landnutzungsklassen wurden zu 5 Klassen (Acker, Grünland, Wald, Ödland und Siedlung/Verkehr) aggregiert.

Feuchtgebiets- und Moorverbreitung (BK50)

Die BK50-Moor ist ein Auszug der Moor- und humusreichen Grundwasserböden aus der Bodenkarte Baden-Württemberg (BK50) als Teil der Integrierten Geowissenschaftlichen Landesaufnahme des Landesamts für Geologie, Rohstoffe und Bergbau (Regierungspräsidium Freiburg, Abt. 9). Die Konzeption, Durchführung und Datenaufbereitung der BK50 ist auf den Maßstabsbereich 1:25 000 bis 1:50 000 zugeschnitten. Die BK50-Moor stellt eine überarbeitete Fassung der Historischen Moorbodenkarte der LUBW dar, mit klarem Fokus auf der bodenkundlichen Klassifizierung der entwickelten Bodentypen. Anders als in der Historischen Moorbodenkarte der LUBW umfasst die BK50-Moor die ganze Bandbreite der humosen Grundwasserböden. Sie veranschaulicht die Bodenwasserverhältnisse um den eigentlichen Moor- bzw. überdeckten Torfkörper. Die Legendeinheiten, die nicht klar Hoch- und/oder Niedermooren zugewiesen werden, decken teils eine weitere Spanne von vergesellschafteten Grund- und Stauwasserböden ab. Für die BK50-Moor wurden im Rheintal und im Schwarzwald die Daten der Historischen Moorbodenkarte der LUBW übernommen. Alle anderen Flächen wurden durch Feldaufnahmen im Rahmen der Erstellung der BK50 und Auswertung der Forstlichen Standortkartierung (FVA), dem Digitalen Geländemodell DGM1 (LGL) und der Bodenschätzung (FA) erstellt und ggf. an die räumlichen Verhältnisse angepasst bzw. korrigiert. Die Geometriedaten werden mit Angaben zum Bodentyp, zum Ausgangsmaterial der Bodenbildung sowie zusätzlich mit einem PDF-Datenblatt beschrieben.

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