FOllUM Glossar und chemische Formeln

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FOllUM Glossar und chemische Formeln

F Ü R W I S S E N

1997

Wichtige Begriffe und Abkürzungen

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 A lkalinität Alkalinität (Abk. Alk)

Bezeichnet die Kapazität eines Wassers (im spe­

ziellen der Bodenlösung), Säure bis zum Errei­

chen eines definierten p H-Wertes zu neutralisie­

ren. Man spricht deshalb auch von Säureneutrali­

sations-Kapazität (Abk. engl. ANC).

Aluminium (Abk. Al)

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.

Base

Chemische Substanz, die Protonen aufnehmen und somit Wasser alkalischer machen kann (siehe auch p H). Diese Aufnahme von Protonen be­

zeichnet man auch als Neutralisation von Säure.

Basensättigung

Anteil ( % ) der mit basischen Kationen belegten Kationenaustauscher-Plätze des Bodenfestkörpers;

die weiteren Plätze sind vor allem durch A lumi­

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. Be, BC)

In der Bodenkunde gebräuchliche Bezeichnung für die Kationen Na⁺, K⁺, Mg²⁺ und Ca²⁺ (Abk.

engl. BC); als basische Nährstoffkationen werden K⁺, Mg²⁺ und Ca²⁺ bezeichnet (Abk. engl. Be).

Be, 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.

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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 Rasensättigung.

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 Prnzess 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

<lµm) und nasse (im Niederschlag gelöste oder suspendierte Stoffe) Deposition.

Emission

Entweichen luftvcrunreinigender Stoffe aus an­

thropogenen und natürlichen Quellen in die At­

mosphäre. Abgesehen von dieser Definition als Vorgang werden als Emissionen auch die luftver­

unrcinigenden 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).

FORUM für Wissen 1997 Ernteentzug, vgl. Nährstoffkreis/auf.

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 (Nitrat, A mm o ­ nium) i m 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 Dep osition 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-D�position 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

Überführung 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.: N0_3·, PO/·,

so,l·).

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

Kronenauswaschung, Kronentraufe, vgl. Bestandes­

niederschlag

Nährstoffkreislauf (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.

Nitrifikation, vgl. auch Denitrifikation

Mikrobielle Umwandlung von A mmonium 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 lOfache, bei 2 Einheiten um das lO0fache 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 (H⁺). Wasserstoff-Ionen machen Wasser sauer.

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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.

Säureneutralisations-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 Stickoxiden in Wasser (z.B. in Wolken).

Boden (ohne anthropogene Einträge): A mmo­

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 HCI Salzsäure

HC03O H ydrogencarbona t HN02 salpetrige Säure HN03 Salpetersäure H2S04 Schwefelsäure K(+) Kalium Mg(2+) Magnesium N2 Stickstoff-Molekül NI-13 Ammoniak NI-14(+ ) Ammonium

N20 Distickstoffoxid (Lachgas) NO Stickstoff-Monoxid N02 Stickstoff-Dioxid N02(") Nitrit

N03(-) Nitrat N0x Stickoxide

(steht für NO, N02, N20)

03 Ozon

OHO Hydroxid P04{3-) Phosphat

RC00O organisches Anion

s

S02 Schwefeldioxid S04(2-) Sulfat

Quellen

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Aluminium Al{3+)

Ammoniak NH3

Ammonium NH4(+ )

Calcium Ca(2+)

Chlor(id) Cl(-)

Distickstoffoxid (Lachgas) N20 Hydrogencarbonat HC03O

Hydroxid OHO

Kalium K(+)

Magnesium Mg(2+)

Nitrat N03(-)

Nitrit N02O

organisches Anion RCOO(-)

Ozon 03

Phosphat P04{3-)

Proton, Wasserstoff-Ion H(+ )

Salpetersäure HN03

salpetrige Säure HN02

Salzsäure HCl

Schwefel

s

Schwefeldioxid S02

Schwefelsäure H2S04

Stickoxide NOx

(steht für NO, N02, N20) Stickstoff-Dioxid N02 Stickstoff-Molekül N2 Stickstoff-Monoxid NO

Sulfat S04(2-)

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