Die Mobilität und Verfügbarkeit von Stoffen in Böden stellt ein zentrales Forschungsgebiet in der Bodenkunde dar. Sowohl im Hinblick auf die Beurteilung und Verbesserung der Nährstoffversorgung von Pflanzen und der Standortfaktoren eines Bodens, als auch im Hinblick auf die Sanierung kontaminierter Standorte sowie die Abschätzung der Stoffausbreitung, ist eine quantitative Kenntnis der Prozesse und Eigenschaften notwendig, die Freisetzung, Abbau und Transport beeinflussen. Wesentliche Transportphasen in Böden sind die mobilen festen, flüssigen und gasförmigen Phasen, hier insbesondere das Bodenwasser und die Bodenluft. An kontaminierten Standorten kommen zusätzlich nichtwässrige Phasen vor. Der potenzialgetriebene Fluss ist die unmittelbare Ursache für die Ausbreitung gelöster, kolloidaler und partikulärer Bestandteile. Transportgeschwindigkeit und räumliche Ausbreitung werden dabei von der Mobilität und der Persistenz der Stoffe sowie den physikochemischen Eigenschaften der mobilen Phasen und den strukturellen Eigenschaften des Bodens beeinflusst. Untersuchungen mit dem Ziel der quantitativen Abschätzung der Freisetzungsrate und Transportgeschwindigkeit erfordern daher ein Verständnis der Interaktions-, Translations- und Transformationsprozesse. Ziel dieses Kapitels ist eine Darstellung der wesentlichen physikochemischen Prozesse, die die Mobilität von Nähr- und Schadstoffen beeinflussen. Werden Nähr- oder Schadstoffe in den Boden eingebracht, so verteilen sie sich auf die festen, flüssigen und gasförmigen Phasen. Dabei entscheiden nicht nur die Stoffeigenschaften, sondern auch die Umweltbedingungen sowie die Eigenschaften der Phasen über Konzentration, Geschwindigkeit und die Art und Weise der Verteilung. Eine Vielzahl unterschiedlicher physikochemischer und biologischer Prozesse beeinflusst dabei die Stoffausbreitung: Translationsprozesse, Transfer- oder Interaktionsprozesse und Transformationsprozesse. Advektion; Bodenbestandteile; Bodenfestphase; Bodenmatrix; Diffusion; Dispersion; Fällung; Feinsand; Flockung; Grobsand; Kolloid Dispersion, Retardation und Elimination: Phänomenologie des reaktiven Stofftransports in porösen Medien ; Grundlagen des Stofftransports in Böden: Diffusion-Advektion-Dispersion ; Kompartimentierung der Bodenfestphase: Ein pragmatischer Weg zur Beschreibung multipler immobiler Sorbenten ; Der volumetrische Quell-Senkenterm P(x,t): Container für das Verständnis und die Beschreibung der Wechselwirkungen mit der Bodenfestphase ; Der Retardationskoeffizient ; Erweiterung des Stofftransports: Transport in Gegenwart mobiler Sorbenten ; Gültigkeit, Einschränkungen und Voraussetzungen; Übersicht über Translations-, Interaktions und Transformationsprozesse ; Interaktionsprozesse und Phasentransfer als Quell- und Senkenprozesse ; Sublimation und Evaporation/Verdampfung ; Lösung und Fällung ; Lösung und Fällung polarer/ionarer Substanzen ; Lösung und Löslichkeit organischer Substanzen ; Verflüchtigung (Volatilisierung) ; Flockung und Peptisation ; Natürliche kolloidale Systeme: Bedeutung und Relevanz ; Sorption an Oberflächen und Grenzflächen ; Einführung ; Sorption aus der Gasphase und der Flüssigphase; Sorptionsmodelle für anorganische Sorbenten ; Sorptionsmodelle für nichtionare organische Sorbenten ; Homogene Sorbenten ; Heterogene Sorbenten (Multi-Sorbenten-Modelle) ; Sorption in mikroporösen Systemen ; Spezialfall: Sorption in Böden mit heterogenen, auch mikroporösen Sorbenten ; Kinetik der Interaktions- und Wechselwirkung; Ratengesetze ; Reaktion nullter Ordnung: Konstante Raten ; Reaktion erster Ordnung ; Diffusive Ratengesetze ; Ratengesetze für heterogene Sorbenten mit multiplen Domänen ; Hysterese und Nichtsingularität der Sorptions-Desorptionscharakteristik
