Einfluss des Aggregierungsgrades von Allophan auf die Bildung von Oberflächenpräzipitaten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Wir überprüften die Hypothese, dass auf Oberflächen von Allophan mit höherem Aggregierungsgrad Aluminiumhydroxosulfate bei niedrigerer Sulfatlösungskonzentration gebildet werden als auf Oberflächen weniger stark aggregierten Allophans. Diese Hypothese basiert auf der Modellvorstellung, dass mit zunehmendem Aggregierungsgrad die Anzahl der für Sulfat verfügbaren Adsorptionsplätze abnimmt und daher die Bildung von Oberflächenpräzipitaten bereits bei niedrigeren Sulfatkonzentrationen ein setzt. Zur Überprüfung dieser Hypothese wurde (i) Allophan unterschiedlichen Aggregierungsgrades durch Variation des Trocknungsverfahrens synthetisiert und (ii) der Einfluss des Aggregierungsgrades auf die Bildung von Aluminiumhydroxosulfaten in Sulfatretentionsversuchen mit synthetischem Allophan analysiert. Zur Variation des Allophan-Aggregierungsgrades kamen Kritisch-Punkt-Trocknung, Gefriertrocknung und Ofentrocknung zum Einsatz. Ofen- und Gefriertrocknung reduziert das Mikro- und Mesoporenvolumen und erhöht die Aggregatgröße synthetischen und natürlichen Allophans. Meso- und Mikroporenvolumina sowie Aggregatgrößen gefriergetrockneten Allophans (nach Einfrieren in Flüssig-N2) sind dabei denjenigen von natürlichem Allophan vergleichbar. In den Sulfatretentionsversuchen steigt der Anteil von Aluminiumhydroxosulfaten an der Gesamtsulfatretention tendenziell mit zunehmendem Aggregierungsgrad an, diese Ergebnisse stehen im Einklang mit unserer Hypothese. Unsere Versuche weisen überdies darauf hin, dass Trocknung von Allophan nicht nur die Aggregierung sondern auch die Struktur der Allophangrundbausteine verändert. In welchem Maße solche Effekte unter natürlichen Bedingungen zu unterschiedlichen Allophanstrukturen an Standorten unterschiedlicher klimatischer Bedingungen führen, sollte in nachfolgenden Projekten geklärt werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2007. Aggregatgröße und –porosität synthetischer Allophane – ein Vergleich mit Allophan-reichen Proben aus Andosolen. Jahrestagung der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft, Dresden
Herre A., Lang F. und Kaupenjohann M.
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2007. Mechanisms of acid buffering and formation of secondary minerals in vitric Andosols. European Journal of Soil Science 58, 431-444
Herre A., Lang F., Siebe C., Dohrmann R. & Kaupenjohann R.
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(2008): Differentiation between adsorbed and precipitated sulphate in soils and at micro-sites of soil aggregates by sulphur K-edge XANES. European Journal of Soil Science, 59, 730 – 743
Prietzel, J., Thieme, J., Herre, A., Salome, M., Eichert, D.
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2008. Sulfate retention by allophane: adsorption or precipitation? Soil Science Society of America Joint Annual Meeting, Houston, Texas
Herre A., Lang F., Prietzel J., Thieme J., Kaufhold S., Gernert U. & Kaupenjohann M.
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2008. Sulphate retention at the allophane-water interface. Jahrestagung der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft, Berlin
Herre A., Lang F. und Kaupenjohann M.
