Cation exchange properties of soils derived from lignite ashes

Weinheim

2004

S. 439-448

3 Abb., 25 Lit. Ang.

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

200116555

In Sachsen-Anhalt bedecken Substrate aus Braunkohlenaschen ca. 6000 ha der Landesfläche. Dabei wurden in einigen Fällen toxische Substanzen wie z.B. Schwermetalle oder organische Schadstoffe zusammen mit den Braunkohlenaschen ausgebracht. Da die Beweglichkeit von Schadstoffen u.a. von der Kationenaustauschbarkeit abhängt, wurden Untersuchungen an verwitterten Braunkohlenaschen durchgeführt, um Erkenntnisse über deren Austauscheigenschaften zu erhalten. Es wurden vier Flächen ausgewählt, welche die unterschiedlichen Verfahren zur Ablagerung der Aschen wiedergegeben: zwei Kippdeponien und zwei Spüldeponien unterschiedlichen Alters. An Proben aus diesen Flächen bestimmten wir die potenziellen Kationenaustauschkapazität (KAKpot, gemessen bei pH 8.1) und überprüften den Zusammenhang von Corg und dem Gehalt an Schluff und Ton mit der KAKpot. Da Braunkohlenaschesubstrate große Mengen an oxalatlöslichem Si, Fe und Al enthalten, quantifizierten wir den Einfluss dieser Verbindungen auf die KAKpot durch eine Oxalat-Extraktion mit anschließender Bestimmung der KAKpot an ausgewählten Proben. Darüber hinaus wurde die variable Ladung ausgewählter Proben bei pH-Werten von 4 bis 7 bestimmt. Die Böden aus Bodenkohlenaschen wiesen eine hohe KAKpot auf, deren Mittelwerte zwischen 25.1 cmolc kg-1 und 88.8 cmolc kg-1 lagen. Dabei konnte ein Einfluss des Ausgangsmaterials - nicht aber des Alters - auf die KAKpot festgestellt werden. Sowohl der Gehalt an Corg, bestehend aus pedogener organischer Substanz und verkokten Braunkohlenparitikeln, als auch die Menge an Schluff und Ton übten einen statistisch nachweisbaren Einfluss auf die KAKpot aus. Dabei war der durch Corg und die Menge an Schluff und Ton erklärbare Anteil der KAKpot bei den Kippdeponien höher als bei den Spüldeponien. Die Gegenwart oxalatlöslicher Bestandteile hatte große Auswirkungen auf die Höhe der KAKpot in der verspülten Asche mit mittlerer Textur. Nach einer Oxalat-Extraktion verringerte sich die KAKpot um ca. 30 %. Dagegen stieg die KAKpot in Braunkohlenaschen mit hohen Anteilen an Sandfraktionen an, was wahrscheinlich durch eine Vergrößerung der reaktiven Oberfläche bedingt ist. Dies ist entweder durch den Zerfall einzelner großer Partikel in mehrere kleine oder durch eine unvollständige Lösung des in den Aschen vorkommenden Magnetits und Maghemits erklärbar. Die von uns untersuchten Braunkohlenaschen wiesen außerdem eine hohe variable Ladung auf. In einer Oberboden- und einer Unterbodenprobe war ein Rückgang der pH-Werte von 7 auf 4 mit einem 51 %- bzw. 40%igen Rückgang der KAK verbunden.