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Reference Category Book chapters
Title (Primary) Die Dynamik von Schwermetallen und Arsen in Auenböden - Ergebnisse von kombinierten Feld- und Lysimterversuchen
Title (Secondary) Lysimeterforschung als Bestandteil der Entscheidungsfindung. Bericht 15. Lysimetertagung, LFZ Raumberg-Gumpenstein, Österreich, 16. und 17. April 2013
Author Rupp, H.; Meißner, R.
Publisher Marold, B.
Year 2013
Department BOPHY
Page From 103
Page To 108
Language deutsch
Keywords Schwermetalle; Dynamik; Lysimeter; Feldmessplätze; Auenböden; heavy metals; dynamic; lysimeter; field measurement facilities; floodplain soils
Abstract

Auen entlang großer Flüsse puffern erhebliche Schadstoffeinträge ab. Daher werden die zulässigen Gehalte für Schwermetalle und Arsen in der Bodenlösung oftmals überschritten und innovative Flächenmanagement- und Sanierungsansätze zur Lösung dieses Problems dringend benötigt. Das erfordert ein grundlegendes Verständnis der Prozesse, die die Dynamik von Schwermetallen und Arsen unter den hochdynamischen hydrologischen Bedingungen von Auen bestimmen. Mit diesem Ziel wurden adäquate Versuche an in situ Feldmessplätzen und Lysimetern durchgeführt. Für die Lysimeteruntersuchungen wurden Bodenmonolithe (Durchmesser 30 cm, Höhe 70 cm) von einem Elbauenstandort entnommen. Lysimeter und bodenhydrologische Feldmessplätze wurden mit vergleichbarer Sensorik ausgestattet. Der Grundwasserstand innerhalb des Lysimetergefäßes ist frei wählbar, wodurch hier typische saisonale Schwankungen des Grundwasserstands (schneller Wechsel zwischen Überfl utungs- und Trockenphasen) simuliert werden konnten. Die Ausstattung der Lysimeter und Feldmessplätze gestattet es, neben der Gewinnung von Bodenlösung die Parameter zu quantifizieren, die die Dynamik von Schwermetallen bestimmen (u.a. Wasserstand, EH, pH, Temperatur). Die Untersuchungen belegen auf beiden Skalenebenen signifikante Effekte des Wasserstands, des Redoxpotenzials und des pH Werts auf die Schwermetall- und Arsen-Dynamik. Zudem wirkt die Dauer und Oszillation von Hochwasserereignissen signifi kant auf die Stoffdynamik. Es kann geschlussfolgert werden, dass kombinierte Untersuchungen auf den Skalenebenen Feld und Lysimeter ein geeignetes Werkzeug zum Verständnis der in Auenböden ablaufenden biogeochemischen Prozesse darstellen.

 

Floodplains along great rivers buffer considerable pollutant loads in river systems. Therefore, the tolerable levels for heavy metals and arsenic in the soil solution are often exceeded and innovative land management and remediation approaches are urgently needed to solve this problem. This requires a fundamental understanding of the processes that determine the dynamics of heavy metals and arsenic in the highly dynamic hydrological conditions of wetlands. With this objective, adequate tests were carried out on in situ field test sites and lysimeters. For the lysimeterexperiments, soil monoliths (diameter 30 cm, height 70 cm) were taken from a fl oodplain site of the Elbe River. Lysimeter vessels and the associated hydrological field measurement facility were provided with comparable sensors. The groundwater level in the lysimeter vessel is arbitrary here so typical seasonal fluctuations of groundwater level (fast change between floods and dry spells) could be simulated. The equipment of the lysimeter and hydrological field measurement facilities allows besides the extraction of soil solution to quantify the parameters that determine the dynamics of heavy metals (e.g. water level, EH, pH, temperature). The analysis showed significant effects on the two observed scale levels in water level, redox potential and pH on the heavy metals and arsenic dynamics. Moreover, the duration and oscillation of floods had significant influence on the pollutant dynamics. It can be concluded that combined studies on the lysimeter and field level represent a suitable tool for the understanding of the bio-geochemical processes taking place in alluvial soils.

Persistent UFZ Identifier https://www.ufz.de/index.php?en=20939&ufzPublicationIdentifier=13615
Rupp, H., Meißner, R. (2013):
Die Dynamik von Schwermetallen und Arsen in Auenböden - Ergebnisse von kombinierten Feld- und Lysimterversuchen
In: Marold, B. (Hrsg.)
Lysimeterforschung als Bestandteil der Entscheidungsfindung. Bericht 15. Lysimetertagung, LFZ Raumberg-Gumpenstein, Österreich, 16. und 17. April 2013
Lehr- und Forschungszentrum für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein, Irdning, S. 103 - 108