Bodenmangan: Speziierung, Transformation und Reaktivität

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Mikutta
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326242261

Obgleich (1) Mangan ein essentieller Mikronährstoff für Planzen ist, welcher bei erhöhten Bodenlösungskonzentrationen potentiell phytotoxisch wirkt, und (2) Mangan(III,IV)-(Oxyhydr)oxide wichtige Sorbenten und Oxidationsmittel für Metall(oid)e in Böden darstellen, ist das gegenwärtige Wissen über die Festphasenspeziierung und die Transformation von Mangan in Böden limitiert. Daher soll in diesem Projekt zur Manganspeziierung, -transformation und -reaktivität die Zusammensetzung unterschiedlicher Manganpools in Böden aufgeklärt und quantifiziert werden. Darüber hinaus sollen bestehende sequentielle Extraktionsverfahren hinsichtlich ihrer Selektivität gegenüber operationell definierten Manganpools validiert sowie die reduktive Umwandlung von Manganoxiden in sub-/anoxischen Böden und deren Effekt auf die Schwermetalllöslichkeit untersucht werden. Die Aufklärung der Manganspeziierung in Hauptbodentypen Europas und Validierung von kosteneffektiven Extraktionsmethoden zur Erforschung des Mangankreislaufes in Böden soll mittels synchrotronbasierter Röntgenabsorptionsspektroskopie erfolgen. Zusätzliche Batchexperimente in Kombination mit detaillierten Röntgendiffraktometrie-, IR- sowie Ramanspektroskopieanalysen sollen aufklären, wie gelöstes Mangan(II) die reduktive Manganoxidumwandlung in Gegenwart von gelöstem Eisen(II) und adsorbierten Schwermetallen beeinflusst; ein Prozess, welcher mutmasslich einen grossen Einfluss auf die Schwermetallmobilität in periodisch wassergesättigten Böden ausübt. Insgesamt wird das geplante Projekt damit einen eintscheidenden Beitrag zur Aufklärung der in Böden vorhandenen Manganspezies und verlässlichen Quantifizierung von Manganpools mittels sequentiellen Extraktionsverfahren sowie zur Ermittlung wichtiger geochemischer Steuergrössen des Mangankreislaufes in Böden leisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen