Geochemie der Schwarzmeer-Sapropele: \u00d6kologische Implikationen einer m\u00f6glichen Verwendung als D\u00fcngerGeochemie der Schwarzmeer-Sapropele: \u00d6kologische Implikationen einer m\u00f6glichen Verwendung als D\u00fcnger.<\/p>\n
1.Einf\u00fchrung
Marine Sedimente reich an organischer Substanz (Corg> 2%), genannt Sapropelen, werden seit langer Zeit als potenzielle Minerald\u00fcnger angesehen. Das Schwarze Meer ist das gr\u00f6\u00dfte anoxische (extrem geringer O2-Wert) Becken auf der Erde. Es wurde spekuliert, dass diese Sapropelen eine unglaubliche Ressource von D\u00fcngemitteln seien und ihre Nutzung in der Landwirtschaft zu unglaublichen Ergebnissen f\u00fchren k\u00f6nne. Diese Idee wurde patentiert (Dimitrov et al., 2000) und ihre Autoren erhielten erhebliche finanzielle Mittel f\u00fcr direkte Experimente in landwirtschaftlichen Betrieben. Allerdings ist von einer Reihe \u00e4hnlicher Umgebungen bekannt, dass organische Sedimente (Sapropelen eingeschlossen) mit hoch toxischen und krebserregenden Elementen (As, Hg, Sb, Cd, U, usw.) angereichert sein k\u00f6nnen, wodurch solche Sedimente f\u00fcr die landwirtschaftliche Nutzung nicht unbedingt ungeeignet, jedoch in jedem Fall gef\u00e4hrlich sind.<\/p>\n
2.Methoden
\u0095\tProben und Untersuchungsmethoden
Die Schwarzmeer-Proben wurden 2006\/ 2007 mit dem Forschungsschiff Akademik durch das Institut f\u00fcr Ozeanologie, Varna, entnommen. Dabei wurden f\u00fcnf Bohrungen durchgef\u00fchrt, von deren Kerne alle 2cm Proben entnommen wurden.
Die Mittelmeer-Proben wurden w\u00e4hrend der Forschungsfahrt CORTADO mit dem Forschungsschiff Pelagia im November\/Dezember 2011 entnommen, an der ich selber teilgenommen habe. Die weitere Untersuchung und Beprobung erfolgte an der Universit\u00e4t Utrecht, Niederlande. Hier wurden dem Kern alle 2,5mm Proben entnommen.
\u0095 Trocknungsprozess
Die Proben wurden dann in ihrem nat\u00fcrlichen Zustand in einem dunklen Raum bei einer Temperatur von +5 \u00b0 C und 100% Luftfeuchtigkeit gehalten. Alle weiteren Arbeiten wurden in Kiel durchgef\u00fchrt.
Die Trocknung erfolgte ohne vorheriges Waschen und Zentrifugenierung. Die insgesamt 87 Proben wurden f\u00fcr 24 Stunden in die Gefriertrocknungsanlage CHRIST ALPHA 1-4 LSC Vacuubrand RZ 6 gelegt. Das Trocknen erfolgte im Vakuum bei niedriger Temperatur (0,050 mbar Druck, Produkttemperatur 21 \u00b0 C, Kondensationstemperatur -59 \u00b0 C).
\u0095\tS\u00e4ure-Druckaufschluss-Prozess
Der S\u00e4uredruckaufschluss der Proben wurde in mehreren Arbeitsschritten mit folgenden hochreinen Reagenzien durchgef\u00fchrt: konzentrierte Salpeters\u00e4ure (HNO3), Salzs\u00e4ure (HCl), Fluorwasserstoffs\u00e4ure (HF), Perchlors\u00e4ure (HClO4) und deionisierte Reinstwasser (DIW) von ELGA-System mit 18,2 MO.
Die Arbeit wurde im Aufschlusslabor und einem Reinraum durchgef\u00fchrt.
\u0095 Verd\u00fcnnungsprozess
F\u00fcr die nachfolgende Analytik mit ICP-Massenspektrometrie wurden dann jeweils 200\u00b5l Aufschlussl\u00f6sung mit 50\u00b5l Interner-Standard-L\u00f6sung und 9750\u00b5l verd\u00fcnnter HNO3 gemischt und dann im AGILENT 7500cs ICP-MS-Ger\u00e4t vermessen.<\/p>\n
3.Ergebnisse
In der Geochemie ist ein Spurenelement ein chemisches Element, dessen Konzentration weniger als 1000 ppm oder 0,1% einer Gesteinszusammensetzung betr\u00e4gt.
In jeder Probe wurden neben den vorgenannten toxischen Schwermetallen mit dem ICP-MS insgesamt 42 Spuren elemente quantitativ bestimmt -: Li, Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, Sn , Sb, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Tl, Pb, Th, U.
F\u00fcr die meisten Elemente wurde im Sapropel (Faulschlamm) eine h\u00f6here Konzentration erwartet, als im Teiltonigen Sedimentanteil der Proben. Die Ergebnisse best\u00e4tigten unsere Erwartungen.
Der Anteil von Sc, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Y, Zr, Mo, Ag, Cd, Sn, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd , Tb, Dy, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Tl, Pb, Th, U ist f\u00fcr beide Meere, Mittelmeer und Schwarzes Meer, im Faulschlamm h\u00f6her, als in der Forschungsliteratur beschrieben.
Laut Forschungsliteratur kann die durchschnittliche Menge einiger Elemente in verschiedenen Arten von Gesteinen und B\u00f6den stark variieren. Ergebnisse der Messung mit ICP-MS zeigten, dass die Menge an Sr, Ba, V, Zn, Cu, Pb, Mo, La, Sc, Sb, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Tm und U h\u00f6her sind als der durchschnittliche Gehalt, der in der Literatur beschrieben wird. F\u00fcr Rb, Ni, Ga, Y, Yb, Zr, Nb, Cd, Ce, Ta, Mo, Ag, Pr, Tb, Er, Lu, Hf, W und Tl liegen Werte in der N\u00e4he der oberen Grenze.
Alle analysierten Elemente sind sehr leicht l\u00f6slich und k\u00f6nnen verschiedene Verbindungen, die giftig und krebserregend sind, bilden. Sie werden in den B\u00f6den einsickern und sp\u00e4ter den menschlichen K\u00f6rper durch die landwirtschaftliche Produktion erreichen. Dies k\u00f6nnte zu unterschiedlichen Arten von Krankheiten eben nicht nur bei Pflanzen, sondern auch bei Menschen, die Produkte nach dem Einsatz von Faulschlamm-D\u00fcngemitteln konsumieren, f\u00fchren.
Die Ergebnisse zeigen, dass Sapropelen reich an hochgradig giftigen und krebserregenden Elementen (Sb, Cd, U, usw.) in chemischen Verbindungen, die starke Nervengifte sein k\u00f6nnen, sind. Zusammenfassend muss festgestellt werden, dass der Einsatz von Sapropelen als D\u00fcngemittel sehr gef\u00e4hrlich sein kann.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Schwermetall-Gehalt h\u00f6her in den Proben aus dem Schwarzen Meer bis zum Mittelmeer, die Proben sind.
Die Inhalte aller untersuchten Elemente sind nicht so gro\u00df (ppm or parts per million), aber die Ergebnisse zeigten, dass ihr Anteil h\u00f6her als in landwirtschaftlichen B\u00f6den zul\u00e4ssig sind.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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