97
FÜR WISSEN JörgLuster
WSL, Birmensdorf
1997
Wichtige Begriffe und Abkürzungen
Bezeichnet die Kapazität eines Wassers (im spe- ziellen der Bodenlösung), Säure bis zum Errei- chen eines definierten pH-Wertes zu neutralisie-
FQRUM Glossar und chemische Formeln
Die Definitionen sind z.T. vereinfachend und auf die in diesem Band behandelte Thematik ausgerichtet.
Kursiv gedruckte Begriffe werden an anderer Stelle im Glossar separat erklärt. .
Alk, Abk. für Alkalinität Base
Alkalinität (Abk. Alk) Chemische Substanz, die Protonen aufnehmen
und somit Wasser alkalischer machen kann (siehe auch pH). Diese Aufnahme von Protonen be- zeichnet man auch als Neutralisation von Säure.
ren. Man spricht deshalb auch von Säureneutrali- Basensättigung sations-Kapazität (Abk. engl. ANC).
Aluminium (Abk. A l)
Eines der Hauptelemente, aus denen Gesteine bzw. Komponenten des Bodenfestkörpers beste- hen (dritthäufigstes Element der Erdkruste). Die wichtigsten Aluminium-haltigen Verbindungen sind primäre Alumosilikate wie z.B. Feldspäte oder Glimmer, Tonminerale, sowie Aluminium- oxide und -Hydroxide (Bsp.: Gibbsit). Spielt im Zusammenhang mit Bodenversauerung und ihrer Auswirkung auf Pflanzen eine entscheidende Rolle.
ANC, Abk. für Acid Neutralizing Capacity, vgl. Alkalinität
Anionen, vgl. Ionen
AOT40, Abk. für engl. <<accumulated exposure over a threshold of 40 ppb››
Wird verwendet als kritische Belastungsgrenze (Critical Level) für Ozon bezüglich der Einwir- kung auf Pflanzen. Von allen mittleren Ozonkon- zentrationen pro Stunde, die höher als 40 ppb (d.h. 40 auf 109 Teile) liegen, werden 40 ppb ab- gezogen. Diese Differenzen werden über eine be- stimmte Zeitperiode aufsummiert (Wald: April bis September, je nach Definition nur während der Tageslichtstunden oder während 24 Stunden pro
Tag). -
Auswaschung (engl. leaching)
In diesem Band verwendet a) für den Austrag von Ionen aus dem Boden mit der Bodenlösung und b) für die Extraktion von Nährstoff-Ionen aus Blättern und Nadeln mit dem Regenwasser.
Anteil (%) der mit basischen Kationen belegten Kationenaustauscher-Plätze des Bodenfestkörpers;
die weiteren Plätze sind vor allem durch Alumi- nium belegt. Eine hohe Basensättigung bedeutet meist eine gute Nährstoffverfügbarkeit für Pflan- zen. Eine niedrige Basensättigung ist charakteri- stisch für saure Böden.
Basische Kationen (Abk. engl. Bc, BC)
In der Bodenkunde gebräuchliche Bezeichnung für die Kationen Nat, K+, Mgzf und Ca2* (Abk.
engl. BC); als basische Nährstoffkationen werden K+, Mg“ und C412* bezeichnet (Abk. engl. Be).
Bc, BC, Abk. für Basische Kationen
Bestandesniederschlag, vgl. auch Deposition
Unter Baumkronen gemessener Niederschlag, der neben den im Freiland-Niederschlag enthaltenen Stoffen (nasse Deposition) zusätzlich Stoffe ent- hält, die auf den Blättern (bzw. Nadeln) und Ästen trocken oder okkult deponiert wurden oder aus diesen ausgewaschen wurden.
Bodenazidität, vgl. auch Bodenversauerung
Fähigkeit des Bodenfestkörpers, bei Reaktion mit der Bodenlösung Protonen freizusetzen. Wichtig ist neben dem Gehalt an leicht dissoziierenden Protonen vor allem der Gehalt an austauschbarem Aluminium, da dieses in Wasser sauer reagiert.
Bodenhorizont
Böden werden in Abhängigkeit von der Tiefe in Bereiche einheitlicher Erscheinungsformen (Mor- phologie) und Eigenschaften eingeteilt, welche sich im Laufe der Bodenentwicklung gebildet haben. Diese Bereiche werden als Horizonte be- zeichnet.
98 FORUM für Wissen 1997 Bodenlösung
Bezeichnung für den Wasseranteil des Bodens inkl. der darin gelösten Stoffe. Die Bodenlösung erfüllt im Boden die wichtige Funktion des Trans- port- und Reaktions-Mediums.
Bodenversauerung
Zunahme der Bodenazidität. Dies ist zu einem grossen Teil mit der Freisetzung von Aluminium aus schwer löslichen Verbindungen durch chemi- sche Verwitterung und der nachfolgenden Über- führung in austauschbare Form verbunden. Dabei sinkt die Basensättigung.
CEC, engl. Abk. für Kationenaustauschkapazität Critical Load, Critical Level
Höchster atmosphärischer Eintrag eines oder mehrerer Stoffe (Load) bzw. höchste Konzentra- tion eines Stoffes in der Atmosphäre (Level), wel- che(r) nach heutigem Stand der Kenntnis zu kei- nen Veränderungen in einem Ökosystem führt, die langfristige Schäden an der Struktur oder der Funktion des Ökosystems zur Folge haben.
Denitrifikation, vgl. auch Nitrifikation
Mikrobielle Reduktion von Nitrat und Nitrit in die gasförmigen Stoffe Stickstoff und Distickstoffoxid (Lachgas). Dieser Prozess ist von Bedeutung vor allem in schlecht durchlüfteten, nassen Böden.
Deposition, vgl. auch Freiland-Bulkdeposition, Bestandesniederschlag
Ablagerung in der Atmosphäre vorhandener Stoffe auf Boden, Gewässern und oberirdischen Pflanzenteilen. Die Deposition wird unterteilt in trockene (gasförmige und partikelförmige bzw. an Partikel gebundene Stoffe), okkulte (in Wolken- wasser oder Nebel gelöste Stoffe, Tröpfchengrösse
<1μm) und nasse (im Niederschlag gelöste oder suspendierte Stoffe) Deposition.
Emission
Entweichen luftverunreinigender Stoffe aus an- thropogenen und natürlichen Quellen in die At- mosphäre. Abgesehen von dieser Definition als Vorgang werden als Emissionen auch die luftver- unreinigenden Stoffe selbst bezeichnet. Die Vertei- lung dieser Stoffe in der Atmosphäre bezeichnet man als Transmission.
eq, Abk. für Equivalente Equivalente (Abk. eq)
Einheit, die verwendet wird für a) Säureequiva- lente, d.h. die von der vorhandenen Menge einer Säure oder säurebildenden Substanz freigesetzte Menge an Protonen (Bsp.: pro Einheit Schwefel- säure werden 2 Einheiten Protonen freigesetzt; die gleiche Anzahl Protonen wird auch Schwefel- dioxid als schwefelsäurebildendem Stoff zugeord- net): b) Ladungsequivalente, d.h. die einer vor- handenen Menge eines Ions entsprechende Menge an Ladungen (Bsp.: einer Einheit Calcium ent- sprechen 2 Einheiten positiver Ladung).
Ernteentzug, vgl. Nährstoffkreislauf.
Eutrophierung ~
Nährstoffanreicherung an einem Standort infolge von Überdüngung. Im Falle von Überdüngung mit Stickstoff spricht man auch von Stickstoffsätti- gung. Letztere kann definiert werden als ein Zu- stand, bei dem die Verfügbarkeit von minerali- schen Stickstoff-Verbindungen (Nı`trat,Ammo- nium) im Boden grösser ist als der Bedarf von Pflanzen und Mikroorganismen.
Freiland-Bulkdeposition, vgl. auch Deposition Stoffmengen, die im Freiland in einem ständig of- fenen Behälter aufgefangen werden. Hauptsäch- lich wird damit nasse Deposition erfasst. Da die Sammelgefässe ständig offen sind, wird auch ein Teil Trocken-Deposition erfasst, der aber wegen der wenig strukturierten Oberfläche der Behälter meist nicht so stark ins Gewicht fällt. Da die trockene Deposition auf Blättern, Nadeln und Ästen in der Regel grösser ist als auf Sammelgefäs- sen, wird die in der Nähe des Waldes gemessene Freiland-Bulkdeposition oft als Schätzung für den Nassdepositions-Anteil der mit dem Bestandes- niederschlag gemessenen Gesamt-Deposition ver- wendet.
Immissionen
Auf Menschen, Tiere, Pflanzen, Boden und Was- ser einwirkende Luftverunreinigungen (vgl. Emis- sionen); üblicherweise ist damit das Auftreten der luftverunreinigenden Stoffe in der bodennahen Luftschicht gemeint, nicht aber deren Deposition.
Immobilisierung _
Uberführung eines Stoffes in eine nicht mobile Form, z.B. Festlegung von Stickstoff im Humus.
Ionen
Elektrisch geladene Teilchen von atomarer oder molekularer Grössenordnung in wässriger Lösung (Bodenlösung, Niederschlag). Positiv geladene Teilchen werden als Kationen (Bsp.: vgl. basische Kationen), negative Teilchen als Anionen be- zeichnet (Bsp.: N03“, P0433 S042)
Ionenaustausch
Chemischer Vorgang, bei dem ein Ion, das an einen Festkörper gebunden ist, gegen ein anderes Ion der gleichgerichteten Ladung, welches sich in Lösung befindet, ausgetauscht wird. Im vorliegen- den Zusammenhang interessiert vor allem der Austausch von Kationen am Bodenfestkörper.
Die totale Belegung des Bodenfestkörpers mit Kationen wird als Kationenaustauschkapazität (in Ladungsequivalenten pro Masseneinheit, vgl.
Equivalente) definiert.
Kationen, vgl. Ionen
Kationenaustauschkapazität (Abk. engl. CEC), vgl.
Ionenaustausch
FORUM für Wissen 1997 99 Kronenauswaschung, Kronentraufe, vgl. Bestandes~
niederschlag
Nalırstoflkreíslauf (interner)
Der interne Nährstoffkreislauf besteht aus der Aufnahme von Nährstoffen aus dem Boden durch die Pflanzenwurzel auf der einen Seite und der Wieder-Freisetzung der Nährstoffe in den Boden beim Streuabbau. Normalerweise gleichen sich diese beiden Prozesse aus. Diese Ausgeglichenheit kann durch Nutzung von Holz oder Laubstreu und der damit verbundenen Entfernung von Nährstoffen aus dem Waldökosystem (Ernte- entzug) empfindlich gestört werden.
Nıtrifíkatíon, vgl. auch Denitrifikation
Mikrobielle Umwandlung von Ammonium über Nitrit zu Nitrat mit Hilfe von Sauerstoff (Oxi- dation). Dies ist mit der Freisetzung von Protonen verbunden. Weiter ist von Bedeutung, dass bei diesem Prozess ein im Boden gut festgehaltenes Ion (Ammonium) in ein Ion umgewandelt wird, das leicht auswaschbar ist (Nitrat).
pH, vgl. auch Protonen, Säure ,
Mass für die Konzentration an Protonen in Wasser (Regen, Gewässer, Bodenlösung). Je tiefer der pH-Wert, desto höher ist die Konzentration. -->
Versauerung heisst pH-Senkung. Die Skala ist logarithmisch, d.h. bei Abnahme des pH-Wertes um 1 Einheit steigt die Protonen-Konzentration um das 10fache, bei 2 Einheiten um das 100fache etc. Ein pH-Wert von 7 wird als neutral, ein Wert grösser 7 als alkalisch und ein Wert kleiner 7 als sauer bezeichnet.
Protonen, vgl. auch pH, Säure
In der Physik Bezeichnung für Elementarteilchen;
in der Chemie gebräuchliche Bezeichnung für das Wasserstoff-Ion (Ht). Wasserstoff-Ionen machen Wasser sauer.
Rezeptor
dt. «Empfänger››. Allgemeine Bezeichnung für Ökosysteme oder Teile davon, die als Deposi- tions-Oberfläche betrachtet werden oder auf wel- che die Wirkung von Immissionen bezogen wird.
Säure, vgl. auch pH, Protonen
Chemische Substanz, die Protonen abgeben und somit Wasser saurer machen kann.
Säureneutralísations-Kapazität, vgl. Alkalinität Stickstoffsättigung, vgl. Eutrophierung
Stickstoff-Verbindungen
Atmosphäre: Das Stickstoffmolekül ist die an~
teilsmässig wichtigste Komponente von Luft.
Ammoniak ist ein Gas, welches zu einem grossen Teil aus landwirtschaftlichen Betrieben emittiert wird. Es ist eine Base, die mit Wasser zu Ammo- nium reagiert. Stickoxide sind gasförmige Oxida- tionsprodukte von Luftstickstoff (Verkehrs-Ab- gase) sowie von Stickstoff in organischen Verbin- dungen (Verbrennung von Öl und Kohle). Salpe~
tersäure ensteht bei der oxidativen Umwandlung von Stíckoxiden in Wasser (z.B. in Wolken).
Boden (ohne anthropogene Einträge): Ammo- nium entsteht bei der Mineralisation von organi- schen Stickstoffverbindungen (z.B. Proteine, Aminosäuren) in Laub- bzw. Nadelstreu, Tierka- davern und Kot. Es wird teilweise durch Pflanzen aufgenommen, in Humus eingebaut oder durch Nitrifikation in Nitrat umgewandelt. Letzteres wird durch Pflanzen aufgenommen oder durch Denitri- fikation umgewandelt.
Transmission, vgl. Emissionen Verwitterung
Unter chemischer Verwitterung versteht man die Auflösung und Umwandlung von Gesteinen und Boden-Mineralen. Die wichtigsten chemischen Verwitterungsagenzien sind die in der Bodenlö~
sung vorhandenen Protonen. Die chemische Ver- witterung ist somit der wichtigste säureneutralisie- rende Prozess in Böden.
100 FORUM für Wissen 1997
Chemische Formeln
Die Einträge sind alphabetisch sowohl nach chemischer Formel (links) als auch nach Begriff (rechts) geordnet.
Bei Ionen sind die Ladungen' jeweils in Klammern angegeben.
Al(3+) Aluminium Ca(2“') Calcium Cl(') Chlor(id)
H(*) Proton, Wasserstoff-Ion H Cl Salzsäure
HCO3(') Hydrogencarbonat HNO2 salpetrige Säure HNO3 Salpetersäure H2SO4 Schwefelsäure
K(*) Kalium
Mg(2*) Magnesium N2 Stickstoff-Molekül
NH3 Ammoniak
NH4(*) Ammonium
N20 Distickstoffoxid (Lachgas) N O Stickstoff-Monoxid N02 Stickstoff-Dioxíd NO2(') Nitrit
NO3(') Nitrat NOX Stickoxide
(steht für NO, NO2, N20)
O 3 Ozon
OH(') Hydroxid P04(3') Phosphat
RC00(') organisches Anion
S Schwefel
S02 Schwefeldioxid SO4(2') Sulfat
Aluminium Al(3*)
Ammoniak NI-I3
Ammonium NH4(¬“)
Calcium Ca(2+)
Chlor(id) Cl(')
Distickstoffoxid (Lachgas) N20 Hydrogencarbonat HCO3(')
Hydroxid OH(')
Kalium K(¬“)
Magnesium Mg(2+)
Nitrat NO3(')
Nitrit N02(')
organisches Anion RCOO(')
Ozon O3
Phosphat PO4(3')
Proton, Wasserstoff-Ion H(¬`)
Salpetersäure HN03
salpetrige Säure HNO2
Salzsäure HCl
Schwefel S
Schwefeldioxid S02
Schwefelsäure H2SO4
Stickoxide NOX
(steht für N0, N02, N20) Stickstoff-Dioxíd N02 Stickstoff-Molekül N2 Stickstoff-Monoxid NO
Sulfat SO4(2*)
Quellen
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