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Der Einfluß von Dieselkraftstoff auf die Aggregatstabilität, den Plastizitätsindex und das Scherverhalten unterschiedlicher Bodenmaterialien
Authors: Berghausen Maja , Goetz Dietmar , Linneweber‐Dunst Imke 
Published: February 2007

AbstractÖlkontaminationen gehören zu den häufigsten Bodenverunreinigungen. Die Kenntnis der Auswirkung von Mineralöl auf verschiedene Bodeneigenschaften ist die Voraussetzung für die Festlegung von Grenzwerten. Zwei Bodenmaterialien wurden mit in der Sanierungspraxis relevanten Mengen von 0.1, 1, 3 und 5 Gew.% Diesel kontaminiert und auf die Aggregatstabilität, den Plastizitätsindex und das Scherverhalten untersucht. Das Bodenmaterial sind Mischproben aus Horizonten einer pseudovergleyten Parabraunerde (Bt) und eines tidebeeinflußten Gleys (Klei).Steigende Dieselkontamination bewirkt infolge Hydrophobierung beim Bt‐Material eine Zunahme der wasserstabilen Aggregate, beim Klei dagegen ist kein Einfluß zu verzeichnen. Bei der Untersuchung des Plastizitätsverhaltens hydrophobiert Diesel die Partikeloberflächen, was eine deutliche Abnahme des Plastizitätsindex bereits bei einer Kontamination von 0.1 Gew.% und somit des Zusammenhaltes der Teilchen zur Folge hat. Mit steigender Dieselkontamination kann dieser Effekt infolge höherer Viskosität und Scherfestigkeit der flüssigen Phasen überlagert bzw, aufgehoben werden. Im Scherversuch wird ein Einfluß des Diesels auf den Reibungswinkel nicht festgestellt. Dagegen steigt die Kohäsion bei höherer Kontamination und somit Sättigung des Porenraumes an. Dieses Phänomen wird ebenfalls auf eine erhöhte Scherfestigkeit im Bereich der Grenzflächen der flüssigen Phasen zurückgeführt.
Platy Quartz Phytoliths found in the Fossil Forest Deposits, Axel Heiberg Island, Northwest Territories, Canada
Authors: Kodama Hideomi , Fox Catherine A. , Tarnocai Charles , Longstaffe Frederick J. 
Published: February 2007

AbstractThe occurrence of quartz particles having a platy morphology found in the white layers within the fossil forest deposits of Axel Heiberg Island, was further confirmed by optical and electron microscopic examinations. The platy quartz crystals were concentrated in the finer fractions. The δ 18O values of fractions enriched in platy quartz crystals ranged from +13.7 to +16.6 %0. These values were higher than those obtained for coarser fractions. The platy morphology and crystallographic character of the quartz particles concentrated in the finer size fractions are uncharacteristic both of aerosol derived material and of secondary silica. These findings and information available for the paleoenvironment of the study area favor a biogenic origin for the platy quartz. The oxygen‐isotope data are consistent with this hypothesis.
Genesis of a polycyclic Terra Rossa (Chromic Cambisol on Rhodic Nitisol) at the Poggio del Comune in Central Italy
Authors: Mirabella Aldo , Costantini E. A. C. , Carnicelli S. 
Published: February 2007

AbstractA polycyclic Terra Rossa (Chromic Cambisol on Rhodic Nitisol) was studied with the aim of characterizing pedogenetic processes and relating the most evolved term of a previously defined catena with its parent material. Results obtained by field, chemical, micromorphological, sedimentological and mineralogical techniques evidenced how the profile was lithologically and pedologically discontinuous. While the lower part of the profile was related to the underneath limestone, the upper part showed evidence of allochthonous aeolian addition. From a pedogenetic point of view, the existence of two different kinds of processes was revealed. The deepest horizons exhibited fully expressed nitic properties and a strong kaolinitization, whereas the upper horizons were less weathered, showing only rubefaction and slight lessivage, while the formation and hydroxy‐interlayering of vermiculite was the dominant process in the clay minerals. The study revealed that Terra Rossa can differ not only in age and parent material, but also in evolutive process, so that quite different, and even contrasting, products of the pedogenesis can be present.
Die Bestimmung von selektiv freisetzbarem Kalium in Parabraunerde aus Löß und Pelosol aus Gipskeuper‐Tonmergeln
Authors: Niederbudde Ernst‐A. , Rauh Ernst , Dreher Peter 
Published: February 2007

AbstractAn Kornfraktionen von Parabraunerden aus Löß und Pelosolen aus Gipskeuper‐Tonmergeln wurden das durch Octadecylammonium‐chlorid (ODA) extrahierbare Kalium und das Zwischenschicht‐Kalium (Kzw) durch thermische Dissoziation von sorbiertem NH4 bestimmt. Die Extraktion mit ODA ist ein diffusionskontrollierter K‐Austausch. Dies geht aus dem Anstieg der K‐Freisetzung‐bei kleiner Einwaage und geringer K‐Konzentration hervor. Die Vorräte an ODA‐Kalium (= Biotit‐K) waren in den Tonmergel‐Pelosolen deutlich höher als in einer Löß‐Parabraunerde (30 und 34 t vs. 22 t/ha, jeweils 55 cm Bodentiefe). Das Maximum der Freisetzung von ODA‐Kalium wurde bei beiden Boden‐formen in der Fraktion 2–6 μm gemessen. Die Anteile des Kzw am Kt lagen umso höher, je kleiner die Korngröße war und erreichten in der Fraktion < 2 μm zwischen 70 und 80%. Röntgenbeugungsdaten geben Hinweise auf unterschiedliche Mineralgenesen in beiden Sedimenten, dies wird durch die Kzw‐Werte in den verschiedenen Fraktionen gestützt.Das selektiv freisetzbare Zwischenschichtkalium ist an den keilförmig aufgeweiteten Schichten von Illiten gebunden und läßt sich von der Hauptmenge des Zwischenschicht‐Kaliums durch leichtere Extrahierbarkeit bei den ersten 3 bis 5 Glühbehandlungen unterscheiden. Dies sind im Mittel 22% des gesamten Zwischenschicht‐Kaliums im Ton.
A Rapid Acid‐Oxalate Extraction Procedure for the Determination of Active Fe‐oxide Forms in Calcareous Soils
Authors: Campillo M. C. Del , Torrent J. 
Published: February 2007

AbstractExtraction with acid NH4‐oxalate is widely used to estimate the content of “active” forms of Fe oxides in soil. In calcareous soils, this extraction presents some problems (pH change, production of CO2), which have been circumvented by decalcifying the soil before extraction. However, because of its tediousness, this procedure cannot be applied for routine purposes. In this paper, we describe a rapid procedure in which the soil is treated with oxalic acid before oxalate extraction to neutralize the active calcium carbonate equivalent. The method is simple and provides a useful estimation of the content of active Fe forms that are not occluded in the coarse particles and aggregates of carbonate.
Ferrihydrite: A review of structure, properties and occurrence in relation to soils
Authors: Childs Cyril W. 
Published: February 2007

AbstractFerrihydrite occurs in soils undergoing rapid weathering, and in soils containing soluble silicate or organic anions which inhibit the formation of more crystalline iron oxides. Because of its very high specific surface area and adsorptive capacity (analogous to allophane), ferrihydrite can profoundly influence soil properties, even if present in only low concentrations.Ferrihydrite was recognised as a mineral by the International Mineralogical Association in 1975. Its structure and chemical formula, however, are not yet clearly understood. Most evidence to date indicates hexagonal‐close‐packed layers of O2′, OH, and H2O with Fe(III) occupying octahedral positions and giving a trigonal unit cell (a=0.508 nm; c=0.94 nm). Some samples appear to have only a partially ordered structure and uncertainty exists as to how to name such material. Natural ferrihydrites commonly contain up to about 9% Si and the role and location of silicate are subjects of active research.At concentrations greater than 5‐10%, ferrihydrite in soils can usually be identified by X‐ray diffraction. At lower concentrations, a combination of methods can be indicative. Acid‐oxalate‐extractable iron is a convenient and often useful indicator of the presence and quantity of ferrihydrite in a soil, though it cannot be regarded as a means of positive identification.
Preparation and Properties of Si Substituted Akaganéite (β‐FeOOH)
Authors: Cornell Rochelle M. 
Published: February 2007

AbstractCrystals of akaganéite containing up to 4 mole % Si in the structure have been synthesized from ferric solutions. The crystals are a mixture of somatoids and twins. The presence of Si strongly promotes twinning of akaganéite. The acid dissolution behaviour of Si‐akaganéite is similar to that of unsubstituted akaganéite. The dissolution data indicated that 20% Si is located on the surfaces of the crystals and the remainder is distributed uniformly in the crystal structure. Possible sites for Si in the structure of akaganéite have been considered.
Effect of Crystallinity and Al Substitution on the Applied‐Field Mössbauer Spectra of Iron Oxides and Oxyhydroxides
Authors: de Grave Eddy , de Bakker Paul M. A. , Bowen Lawrence H. , Vandenberghe Robert E. 
Published: February 2007

AbstractApplied‐field Mössbauer spectra are reported for selected synthetic samples of α‐Fe1‐xAlxOOH, γ‐Fe1‐xAlxOOH, δ‐FeOOH, α‐(Fe1‐xAlx)2O3 and γ‐Fe2O3. Field strengths of up to 90 kOe were used at temperatures of mostly 4.2 K. The effects of the Al substitution and/or the crystallinity are discussed. Specific characteristics of the spectra are enlightened which might serve as complimentary sources of information for the characterization of soil oxides and oxyhydroxides. It is pointed out that several questions remain unanswered to date and that further systematic research is justified.
Munsell Colors of Soils Simulated by Mixtures of Goethite and Hematite with Kaolinite
Authors: Fernandez R. Norberto , Schulze Darrell G. 
Published: February 2007

AbstractThe colors and color patterns of soils are widely used to infer other soil properties. It is desirable to understand, at least semiquantitatively, the effect various pigments have on soil color. The purpose of this study was to determine how hematite and goethite pigments influence soil color. We prepared simulated soil mixtures consisting of kaolinite and 2.5, 5, 10, 20, 40, 80, 160, 320, 640, and 1000 g kg−1 of pigment (either a synthetic goethite, one of two synthetic hematites, or a mixture of goethite and hematite). We determined the reflectance spectra of the samples, and calculated their colors in the Munsell system. For hematite and goethite pigments mixed with kaolinite, more than half of the change in hue occurred as the Hm/(Hm+Gt) ratio increased from 0 to 0.25, and hue changed relatively little as the Hm/(Hm+Gt) ratio increased from 0.50 to 1.00. Most of the change in color occurred as pigment content increased from 2.5 to 160 g kg−1. Doubling of pigment content from 160 to 320 g kg−1 had very little impact on the colors of the mixtures, while further increases in pigment content between 320 and 1000 g kg−1 caused some changes in color, but less than for the 2.5 to 160 g kg−1 range. A one unit increase in chroma corresponded approximately to a doubling of pigment content in the series 2.5, 5, 10, 20, 40, 80, 160 g kg−1 for the goethite as well as the hematite pigments studied. For one hematite, hues became progressively redder and changed by more than 5 units of hue as pigment content increased from 0.25 to 160 g kg−1.
Einfluß polychlorierter Biphenyle auf die mikrobielle Aktivität in Böden
Authors: Wilke Berndt‐Michael , Bräutigam Lieselotte 
Published: February 2007

AbstractIn Laborversuchen wurde die mikrobielle Toxizität der PCB‐Kongenere 5 (2.3–Dichlorbiphenyl), 8 (2, 4′‐Dichlorbiphenyl), 29 (2, 4, 5‐Trichlorbiphenyl) und des für Tiere extrem toxischen PCB 77 (3, 3′,4, 4′‐Tetrachlorbiphenyl) untersucht. Außerdem wurden die technischen Gemische Arochlor 1242 und 1260 geprüft. Als Versuchsobjekte dienten ein Podsol‐Ahe und ein Parabraunerde‐Ap Horizont. Die mikrobielle Toxizität wurde durch Messung der Langzeitatmung (CO2‐Abgabe), der Kurzzeitatmung (CO2‐Produktion bis 12 h nach Glucosezusatz) und der Dehydrogenaseaktivität (TTC‐Reduktion) erfaßt.Die Dichlorbiphenyle 5 und 8 hemmten die Lang‐ bzw. Kurzzeitatmung des Podsol‐Ahe bereits nach Zugabe von 1 mg/kg wahrend des gesamten Versuches (35 bzw. 28 Tage). Das Trichlorbiphenyl 29 wirkte dagegen erst bei Belastungen > 10 mg/kg aktivitätshemmend. PCB 77 beeinflußte mit Ausnahme einer kurzfristigen Anregung der Langzeitatmung die mikrobielle Aktivität des Podsol‐Ahe nicht. Aufgrund seiner höheren Sorptionskapazität wurden am Parabraunerde‐Ap mit allen PCB‐Kongeneren schwächere Effekte als am Podsol‐Ahe erzielt. Mit zunehmendem Chlorierungsgrad nahm die Toxizität der untersuchten PCBs ab. Die technischen Gemische hemmten die Langzeitatmung erst ab 50 mg/kg (Podsol‐Ahe) bzw. 100 mg/kg (Parabraunerde‐Ap), wobei sich Arochlor 1242 als effektiver erwies als Arochlor 1260.
Adsorption complex, pH relationships in some acid mediterranean forest soil profiles
Authors: van Wesemael Has 
Published: February 2007

AbstractAcid soils in some mediterranean forests were investigated for the composition of the adsorption complex and the gradients in soil pH. The effective CEC (235–838 mmolckg−1) and base saturation (93–98 %) are highest in ectorganic horizons. In the mineral horizons the effective CEC (23–52 mmolckg−1) and base saturation (11–40 %) are much lower. The exchange complex of mineral horizons consists for 90 (AEh) to 40 percent (Bw2) of organic matter. The effective CEC of the mineral clay fraction is low (60 mmolckg−1clay). The clear trends in soil pH within the ectorganic layer of deciduous and sclerophyllous oak forests are attributed to vertical spatial separation of nitrogen mineralization (ammonification and strongly impeded nitrification) and nutrient uptake by roots (mainly NH4). This leads to a high effective CEC in the fermentation layer and acidification of the uppermost part of the mineral soil. In contrast to the situation in temperate forests this process is impeded in mediterranean coniferous forests, where litter decomposition is extremely slow and both proton production and consumption take place in the organic rich mineral horizon.
Vergleich deutscher und schweizer Regensimulatoren ‐ Einfluß der Regeneigenschaften auf die Bodenoberflächenrauhigkeit
Authors: Prasuhn Volker 
Published: February 2007

AbstractBei einem Vergleich von sechs verschiedenen Regensimulatoren wurde die Bodenoberflächenrauhigkeit mit einer einfachen Feldmeßmethode vor und nach der Beregnung gemessen. Bei der Vorbereitung der Testfläche führte die Fräsarbeit zu einer räumlichen Variabilität in der Rauhigkeit und Aggregatgröße. Auf den feinbröckeligeren Parzellen lagen Abfluß und Abtrag deutlich höher.Die relative Rauhigkeitsabnahme konnte am besten mit der aufsummierten kinetischen Energiedichte bzw. mit dem R‐Faktor der verschiedenen Regner erklärt werden (r = 0.87 bzw. 0.91). Für die Nivellierung der Bodenoberfläche wurden daher die regnerspezifischen Regeneigenschaften verantwortlich gemacht. Eine Beziehung zwischen Rauhigkeitsveränderung und Oberflächenabflußmenge bestand dagegen nicht. Die relative Einstufung der kinetischen Energie der Regner erklärte die Einebnung der Oberfläche besser als die bisher verwendete Einstufung (r = 0.91 gegenüber r = 0.73).
Die Stoffbilanzierung landwirtschaftlicher Böden ‐ Eine Methode zur Früherkennung von Bodenveränderungen
Authors: Baccini Peter , Von Steiger Berchtold 
Published: February 2007

AbstractIn einer schweizerischen Mittellandregion wurden auf landwirtschaftlichen Böden mit unterschiedlichen Bewirtschaftungsformen während zweier Jahre der Ein‐ und Austrag der Elemente Stickstoff, Phosphor, Kupfer, Zink, Cadmium und Blei gemessen. Die erhaltenen Resultate führen zum Schluß, daß der Boden trotz Einhaltung der gesetzlichen Emissionsgrenzwerte mit P, Cu, Zn und Pb langsam bis zu den Richtwerten angereichert wird. Der Stoffhaushalt der Böden sollte gemäß dem Vorsorgeprinzip so gesteuert werden, daß diese Anreicherung langfristig und großräumig betrachtet stark vermindert wird.Die in dieser Arbeit festgestellte durchschnittliche Konzentrationszunahme im Boden ist mit den verfügbaren Methoden der Bodenanalyse jedoch erst nach Jahrzehnten eindeutig feststellbar. Hingegen sind mit jährlichen Bilanzierungen der relevanten Stoffflüsse für die mit dem Boden direkt oder indirekt verknüpften regionalen anthropogenen Prozesse (Landwirtschaft, private Haushaltungen, Industrie, Gewerbe und Dienstleistungen) kleine Gehaltsänderungen frühzeitig erkennbar. Demnach sollte die Bodenschutzstrategie im Sinne des Vorsorgeprinzips mit dem Instrument der regionalen Stoffbilanzierung ergänzt werden.
Einfluß von Wassergehalt und Salzen auf die Nitrifikation in Proben einer podsoligen Braunerde
Authors: Lang Elke , Beese Friedrich , Jagnow Gerhard 
Published: February 2007

AbstractIn Proben einer podsoligen Braunerde unter Buchenwald wurde Nitrat produziert, obwohl darin keine autotrophen Nitrifikanten nachzuweisen waren. Die Netto‐Nitrifikation in der Auflage und in den oberen 5 cm des Mineralbodens wurden im Brutversuch bei 22°C untersucht. Die Nitrifikationsraten stiegen mit steigendem Wassergehalt des Bodens an. Die Nitrifikation in der Auflage ließ sich durch Ammonium‐ oder Peptonzugaben nicht steigern. Sulfate und Chloride — auch die Ammoniumsalze — hemmten die Nitrifikation ab einer Konzentration von 2 mMol pro kg vollständig. Änderungen des pH‐Wertes scheinen dabei eine untergeordnete Rolle zu spielen. Phosphat‐, Kalk‐ und Basenzugaben steigerten die Nitrifikation. Die indirekte Wirkung der Salzgaben über das Ionengleichgewicht wird diskutiert.
Schwermetall‐Sorptionsverhalten einer Saugkerze aus porösem Borosilikatglas
Authors: Koch Dieter , Grupe Marianne 
Published: February 2007

AbstractUnter definierten Randbedingungen zeigt eine Saugkerze aus porösem Borosilikatglas im Vergleich zu konventionellen keramischen P 80‐Saugkerzen eine deutlich geringere Sorption bzw. Desorption gegenüber den Elementen Pb und Cu.
Technogene Substrate in Stadtböden des Ruhrgebietes
Authors: Meuser Helmut 
Published: February 2007

AbstractBauschutt, Aschen, Schlacken, Müll und Bergematerial sind in den Stadtböden des Ruhrgebietes häufig die bodenbildenden Substrate. Die bei Untersuchungen in Essen diagnostizierten Substrate werden beschrieben und systematisiert. Ferner wird über ihr Vorkommen in den Böden von Ruderalflächen und Grünanlagen berichtet.
Release of nonexchangeable NH4‐N after planting of ryegrass in relation to soil content and as affected by nitrate supply
Authors: Scherer Heinrich W. , Weimar Stefan 
Published: February 2007

AbstractThe uptake of N by ryegrass grown in pot culture on a range of soils differing widely in content of nonexchangeable NH4‐N (topsoils: 117 to 354 mg kg−1 soil; subsoils: 117 to 270 mg kg−1 soil) was measured to indicate whether the amounts of NH4‐N released from clay minerals were correlated with soil NH4‐N. After two cuts soil analysis revealed that the amounts of mobilized nonexchangeable NH4‐N were between 3.5 and 25.2 mg kg−1 from topsoils and between 0 and 8.2 mg kg−1 from subsoils. There was no correlation between soil nonexchangeable NH4‐N content and release.The NH4‐N extracted with 1 N HCl and the actual N uptake of the plants correlated highly significant.Assuming that the whole of the NH4‐N released was taken up by ryegrass, NH4‐N accounted for 11.2 to 75.0% of total N uptake from topsoils and 0 to 37.3% from subsoils.The release of nonexchangeable NH4‐N was increased by the application of nitrate.
Role of Plasmalemma H+ ATPase in Sugar Retention by Roots of Intact Maize and Field Bean Plants
Authors: Mühling Karl Hermann , Schubert Sven , Mengel Konrad 
Published: February 2007

AbstractNet release and net uptake of sugars by roots of intact maize (Zea mays cv. Blizzard) and field bean (Vicia faba L. cv. Alfred) were studied at micromolar external sugar concentrations that are relevant to the rhizosphere. Besides various sugars not further characterized there was net release of glucose, fructose, sucrose, arabinose, ribose, and galactose. The net release of these sugars into the root medium (0.1 mM CaSO4) was stimulated by the protonophore CCCP (10 μM), the sulfhydryl reagent NEM (300 μM), the specific inhibitor of plasmalemma H+ ATPase vanadate (0.5 mM), and by the inhibitor of the glucose carrier phlorizin (2 mM). Net uptake of glucose, fructose, and arabinose from 10 μM external concentrations was inhibited by these substances. Stimulation of net release and inhibition of net uptake was most pronounced for glucose. Sucrose added to the root medium was hydrolyzed by invertase activity leading to glucose and fructose uptake by roots. It is concluded that the retention of sugars by plant roots is not only determined by plasmalemma permeability but is also controlled by the H+ electrochemical gradient established by ATPase activity (retrieval mechanism). The proton gradient drives a sugar/H+ cotransport system that is selective for glucose but may also transport other sugars, particularly in the absence of glucose.
Ringanalyse auf Gesamt‐C und Gesamt‐N an Bodenproben
Authors: Becker Klaus‐Wenzel 
Published: February 2007

Abstract5 Proben eines Löß‐ und eines Kalkstein‐Verwitterungsbodens wurden von 40 Laboratorien auf Gesamt‐C und Gesamt‐N untersucht. Die C‐Gehalte liegen erwartungsgemäß eng beieinander. Neben einer Überschätzung durch LECO‐Geräte streuen die ‐ reproduzierbar gemessenen ‐ N‐Gehalte dagegen erheblich. Als Ursache werden Einflüsse der Geräteeinstellung und der Regeneration von Katalysatoren und Filtern gesehen, die die Analytik von Bodenproben eher beeinflussen als die von organischen Eichsubstanzen.
Verhalten von Umweltchemikalien in Böden ‐ Bewertungsverfahren für die Umweltplanung
Authors: Litz Norbert 
Published: February 2007

AbstractEin einfaches Bewertungsverfahren zur Abschätzung des Chemikalienverhaltens in unterschiedlichen Böden wird am Beispiel LAS, Trichlorethen, Tetrachlorethen und Picloram durch einen Vergleich mit Ergebnissen aus dem Feldversuch überprüft. Die Differenzierung zwischen den Chemikalien und den verschiedenen Böden spiegelt sich auch in den Bewertungsstufen wieder und macht damit eine gute Vorhersage des Chemikalienverhaltens möglich.Das Bewertungsverfahren kann im Bereich der kommunalen Planung, d.h. z.B. für Umweltverträglichkeitsprüfungen, der Prüfung der Verwertung von kommunalen Klärschlämmen in der Landwirtschaft und bei der Ausweisung von Wasserschutzgebieten als Entscheidungshilfe herangezogen werden.
Konzeptbodenkarten für den städtischen Raum
Authors: Grenzius Ralf , Blume Hans‐Peter 
Published: February 2007

AbstractDer Bedarf an Bodenkarten hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Dies trifft auch auf urban‐industriell‐gewerblich überformte Flächen zu. Da Kartierungen zur Bodenkartenerstellung dort sehr aufwendig und teuer ausfallen müssen, stellen Konzeptbodenkarten auf der Basis einer Vielzahl von Grundlageninformationen (Punkt‐ und Flächendaten wie Grundwasserpegelstände und Nutzungstypen) eine Alternative dar. Aus bzw. mit ihnen lassen sich Auswertekarten erstellen. Vorteilhaft ist dabei der Einsatz von graphischen Informationssystemen.