Altklausur Fragen

Die Löslichkeit von Kupfer steigt bei hohen pH-Werten an, weil Kupfer dann stabile lösliche Organo-Komplexe bildet. Die Stabilität von Organo-Komplexen sinkt generell mit abnehmendem pH-Wert, so dass Kupfer nur oberhalb eines pH-Wertes von ca. 6,5 in nennenswertem Umfang als löslicher Organo-Komplex auftritt.

Im Zuge der Reorganisation nach einer Störung

• Biodiversitätseffekte

  • Komplementaritätseffekt

  • Insurance Effekt

  • Kompensationseffekt

• Sampling Effekt

• Evapotranspiration = Evaporation + Transpiration

• Evaporation = Verdunstung von nicht biologisch genutztem Wasser

• Transpiration = Verdunstung von Wasser aus Pflanzen (Tieren)

• Interzeptionsverlust = Zurückhalten von Niederschlag auf der Vegetation -> bei Nadelwäldern 30-40%, bei Laub = 15-25%

• Ammonifikation = Abbau stickstoffhaltiger Organik zu NH3

• Stickstofffixierung = Umwandlung von atmosphärischem N2 zu anderen Stickstoffverbindungen

• pH 3-8. Hier sind H2PO4(-) und HPO4(2-) gelöst und können von Pflanzen aufgenommen werden

• Produktion geteilt durch Assimilierte Energie

  
  

• Gefressene Biomasse/Energie geteilt durch produzierte Biomasse/Energie

  
  

• Quotient aus Nährwert der Exkremente und Nährwert aus aufgenommener Nahrung

• Gebiete mit hinreichender Feuchtigkeit und mäßigem Klima

• Top-Down trophische Kaskade

  • Primärproduzenten werden stark beansprucht, da sich Primärkonsumenten in Ermangelung des Prädatoren (Sekundärkonsumenten) stark vermehren

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• Interzeption und Interzeptionsverdunstung(-verlust)

• Troughfall

• Stammablauf

• Sättigungsoberflächenabfluss: Abfluss, der nach der vollständigen Aufsättigung des Porenraums des Bodens eintritt

• Horton’scher Oberflächenabfluss: Abfluss, der eintritt wenn die Infiltrationskapazität des Bodens überschritten wird

• Feldkapazität: Wassermenge, die ein Boden gegen die Schwerkraft halten kann

• nFK: Differenz aus Wassergehalt des Bodens am Welkepunkt und am Punkt der Feldkapazität (für Pflanzen verfügbares Wasser)

• permanenter Welkepunkt: Wassergehalt des Bodens bei der die Saugspannung, die Pflanzen im Durchschnitt aufbringen können, nicht ausreicht um dem Boden gegen sein Matrixpotenzial Wasser zu entziehen

• Schluss > Ton > Sand

• Tundra: Boden (langsamer Abbau durch Klima und schwer abbaubare Streu)

• tropischer Wald: Vegetation (schneller Abbau, tiefgründige Verwitterung)

Die Mykorrhizapilze liefern der Pflanze Nährsalze und Wasser und erhalten ihrerseits einen Teil der durch die Photosynthese der Pflanzen erzeugten Assimilate. Der Anteil der Primärproduktion, der an den Pilz weitergegeben wird, kann bis zu 20% betragen. Im Gegensatz zu anderen Bodenpilzen fehlen vielen Mykorrhizapilzen Enzyme, um komplexe Kohlenhydrate abzubauen. Darum sind diese auf die Versorgung durch die Pflanze angewiesen. Die Mykorrhizapilze verfügen über ein im vergleich zur Pflanze erheblich größeres Vermögen, Mineralstoffe und Wasser aus dem Boden zu lösen. Häufig wird die Wasser-, Stickstoff- und Phosphat-Versorgung der “infizierten” Pflanzen verbessert. Weiterhin bietet die Mykorrhizierung einen gewissen Schutz vor Wurzelpathogenen und oberirdischen Schädlingen, wie beispielsweise Blattläusen oder schädlichen Pilzinfektionen. Zudem erhöht sie auch die Trockenresistenz der Pflanzen, was vor allem an extremen Standorten von Vorteil sein kann.

• Treibhausgase sind in der Lage von der Erdoberfläche abgestrahlte langweillige Strahlung (Wärme) zu absorbieren.

• Zu den Treibhausgasen gehören Wasserdampf, CO2, N20, CH4 und Fluorchlorkohlenwasserstoffe

• Der Meeresspiegelt steigt aus zwei Gründen

  • Das Meerwasser dehnt sich bei der Erwärmung aus

  • Terrestrische Gletscher und Permafrosteis tauen und fließen ins Meer

Die Spurenmetall-Bioverfügbarkeit wird vor allem durch den pH-Wert gesteuert. Der Grund dafür ist die pH-abhängige Stabilität der Hydroxo-Metallkomplexe (MeOH(+)), die mit sinkendem pH-Wert abnimmt. Eine steigende Protonenaktivität treibt die Reaktion

nach dem Prinzip von Le Chatelier nach links. Die Gleichgewichtskonstante dieser Reaktion ist Metall-spezifisch.

Ist in der Bodenlösung der Hydroxo-Metallkomplexe die dominierende chemische Spezies, kommt es zur Adsorptiion des Metalls als inner- oder außersphärischer Komplex. Diese Oberflächenbindung ist sehr fest. Ist dagegen das freie Metall-kation die dominierende chemische Spezies, so kommt es v.a. zur unspezifischen Oberflächenadsorption in der diffusen Schicht. Letzteres ermöglicht einen schnellen Ionenaustausch und damit eine hohe Bioverfügbarkeit.

Die Gleichgewichtskonstante für die Bildung des Hydroxo-Komplexes sinkt in der Reihenfolge Cd > Ni > Mn > Co > Zn > Cu > Cr > Pb > Hg > Fe(III) und in der gleichen Reihenfolge sinkt die Bioverfügbarkeit bei pH 5.

Bindungsformen sind Gruppen chemischer Metallspezies im Boden, die “operationell”, also mithilfe von bestimmten Extraktionsmitteln aus dem Boden gelöst werden. In der Regel charakterisiert man Bindungsformen mithilfe der sequenziellen Extraktion, in der zunehmend fester gebundene Metalle durch den sequenziellen Ersatz zunehmend stärkerer Extrationsmittel gelöst werden.

Beispielsweise wird eine einfache Salzlösung, mit der man direkt wasserlösliche und austauschbare Metalle extrahieren kann, gefolgt von einem schwachen Reduktionsmittel, mit dem man in leicht reduzierbaren Phasen, z.B. Mangan-Oxiden, gebundene Metalle extrahieren kann. Als weiteren Schritt kann man z.B. einen Komplexbildner, mit dem man organisch gebundene Metall extrahiert, einsetzen gefolgt von einer starken Säure, die die Residualfraktion aufschließt, in der sich überwiegend im Inneren von Silikaten (z.B. durch isomorphen Ersatz) gebundene Metalle befinden. Die Verteilung der gesamten Metallgehalte auf die verschiedenen Fraktionen ist grundsätzlich Element-spezifisch und hängt außerdem von Bodeneigenschaften wie dem pH-Wert, dem Oxid- und Humusgehalt ab.

Das Muster, das man aus der sequenziellen Extraktion erhält, erlaubt Aussagen über die kurz-, mittel- und langfristige Bioverfügbarkeit von Metallen im Boden und damit über deren ökotoxikologische Risiken.

1. indem die Rahmenbedingungen sich geändert haben

2. indem sich zunächst die Rahmenbedingungen über die bei Situation D hinaus verändern, so dass die Schwelle des “Basin of Attraction” überschritten wird, und indem sich dann wieder die Ursprungsbedingungen einstellen