Austauschbare Kationen in Gesteinsfraktionen und Feinböden in Bodenprofilen unterschiedlicher Genese

2000

S. 183-189

22 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200062080

Es gibt kaum verläßliche Daten über die Mengen an austauschbaren H-, Al-, Fe- und Mn- (Ma-) Kationen in der Gesteinsfraktion von Bodenprofilen in Deutschland. Ziel dieser Studie war es, die Summe der akkumulierten Ma-Kationen in den Feinbodenfraktionen und Gesteinsfragmenten in 11 tiefen Bodenprofilen unterschiedlicher Genese zu beschreiben. Diese wurden an Standorten im Solling, in der Eifel, im Harz und im Erzgebirge angelegt. Die Ausgangsgesteine beinhalteten Sandsteine, Schluffsteine, Quarzite, Tonschiefer, Grauwacken, Diabase, Gneise und Quarzporphyre. Austauschbare Kationen in Feinboden- und Gesteinsfraktionen wurden in Tiefen bis zu 6 m bestimmt. Zusätzlich wurden die effektive Porosität und die spezifische Oberfläche der Gesteinsfragmente bestimmt. Die effektive Porosität der verschiedenen Gesteine reichte von 4 bis 28 Volumenprozent, was belegt, dass die Gesteine für wässrige Lösungen zugänglich sind. Für die meisten Proben waren die Kationenaustauschkapazitäten (KAK) der Feinbodenfraktionen größer als die der Gesteinsfraktionen, und die KAK (Feinboden)/KAK (Gestein)-Verhältnisse nahmen mit zunehmender Tiefe ab. Sämtliche 11 Profile waren versauert und durch niedrige Gehalte (<40 Äquivalentprozent) an austauschbaren Na-, K-, Mg- und Ca- (Mb-) Kationen in der Feinbodenfraktion charakterisiert. Die Tiefenabfolgen der Gehalte an austauschbaren Ma- und Mb-Kationen der Gesteins- und der Feinbodenfraktionen ähnelten sich in allen Bodenprofilen. In dem Bereich von 0 bis 200 cm reichten die kumulativen (Gestein + Feinboden) Vorräte an austauschbaren Ma-Kationen von 474 bis 1592 kmolc ha-1, wobei der Anteil der Gesteinsfraktion 13 bis 85 % betrug. Die Summe an austauschbaren Ma-Kationen war erheblich größer als die kumulative saure Deposition in Westdeutschland seit Beginn der Industrialisierung. Daraus folgt, dass Kohlensäure und organische Säuren erheblich zur Bodenversauerung beitrugen. Das Gestein pufferte die Acidität des Sickerwassers zu einem signifikanten Anteil durch Silikatverwitterung und Kationenaustausch. Deshalb können Versauerungsmodelle, die nur den Feinboden berücksichtigen, zur Überschätzung der Geschwindigkeit der Boden- und Grundwasserversauerung führen.