Grundwasser und Bodenuntersuchungen im Raum Berlin-Karlshorst mit anschließender qualitativer und quantitativer Analyse von Eisen, Cadmium, Stickstoff, organischen Verunreinigungen, pH-Wert und Nitrat (Gesamt-Stickstoff).
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG
2 ZIEL
3 THEORETISCHER TEIL
3.1 Hydrologie
3.1.1 Allgemeine Begriffsbestimmungen
3.1.2 Grundwassergewinnung
3.2 Pedologie
3.2.1 Allgemeine Begriffsbestimmungen
3.2.2 Eigenschaften und Beschaffenheit des Bodens
3.3 Schwermetalle in der Umwelt
4 MATERIAL UND METHODEN
4.1 Probenahme
4.2 Bodenprobenaufbereitung (Siebung)
4.3 Sensorik
4.4 Bestimmung des Wassergehalts im Boden
4.5 Bestimmung organischer Bestandteile
4.6 pH-Wert-Bestimmung
4.7 Bestimmung des Nitratgehalts
4.8 Bestimmung von ausgewählten Schwermetallen
4.8.1 Bestimmung des Eisengehalts der Wasserproben
4.8.2 Bestimmung des Eisengehalts der Bodenproben
4.8.3 Bestimmung des Cadmiumgehalts der Wasserproben
4.8.4 Bestimmung des Cadmiumgehalts der Bodenproben
5 ERGEBNISSE UND DISKUSSION
5.1 Sensorische Beurteilung (deskriptive Prüfung)
5.2 Auswertung der gesamtorganischen Bestandteile
5.3 Auswertung des pH-Werts
5.4 Auswertung des Nitratgehalts
5.5 Auswertung des Eisengehalts
5.6 Auswertung des Cadmiumgehalts
6 ZUSAMMENFASSUNG
7 ABSTRACT
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Bachelorarbeit ist die Bewertung der Qualität des Grundwassers und der Böden einer spezifischen Kleingartenanlage in Berlin. Die Arbeit untersucht dabei, ob das geförderte Grundwasser als Trink- oder Nutzwasser geeignet ist und ob Belastungen vorliegen, die auf den Boden oder die landwirtschaftliche Nutzung zurückzuführen sind.
- Analyse der chemischen und physikalischen Grundwasserqualität anhand strenger Grenzwerte.
- Untersuchung der Bodenbeschaffenheit und der Migration von Schadstoffen zwischen Boden und Grundwasser.
- Bewertung von Schwermetallkonzentrationen (Cadmium und Eisen) sowie Nährstoffbelastungen.
- Ableitung von potenziellen Risiken für die menschliche Gesundheit durch den Konsum von Nutzpflanzen und Grundwasser.
- Einfluss der kleingärtnerischen Bewirtschaftung (Düngung) auf das Wasser-Boden-System.
Auszug aus dem Buch
4.8 Bestimmung von ausgewählten Schwermetallen
Die Analytik anorganischer Stoffe, hier vor allem der Schwermetalle, wird mittels der Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) durchgeführt.
Atome sind in der Lage Energie aufzunehmen. Sie werden dabei aus dem Grundzustand in einen angeregten Zustand überführt. Dabei bewegen sich Elektronen auf ein höheres, aber konkretes Energieniveau. Das heißt, Elektronen können bei der Energiezufuhr nur bestimmte Energiebeträge aufnehmen. Die Anregung der Elektronen findet in der AAS durch Lichtquanten mit diskreten Energiebeträgen statt. Da nur die Lichtquanten aufgenommen werden, deren Energie den Energieniveaudifferenzen des Atoms entsprechen, ergibt sich für jedes Element ein spezifisches Absoptionsspektrum. [3]
Die Abbildung 10 zeigt schematisch den Aufbau der AAS. Die Lampe emittiert das elementspezifische Spektrum. Die Probelösung wird in einem Graphitrohr, bzw. über der Flamme atomisiert und von dem eingestellten Spektrum der Lampe durchstrahlt. Der Monochromator zerlegt die geschwächte Strahlung und filtert die intensivste Resonanzlinie (monochromatisches Licht) über eine Blende von allen übrigen Spektrallinien. Am Detektor wird die Intensität der Strahlung mittels eines Photometers gemessen und von einem optischen in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches über die Auswerteeinheit an den Computer geleitet wird. [3] [4]
Die Abbildung 11 zeigt das Grundprinzip der AAS. 30 µl der Probelösung werden mittels einer automatischen Dosiervorrichtung in das Graphitrohr, bzw. die Flamme gegeben. Im ersten Schritt der Graphitrohrmethode wird das Lösungsmittel der Probe bei 110 °C über 40 Sekunden verdampft. Im nächsten Schritt wird die organische Matrix der Probe bei 400 °C über 20 Sekunden verbrannt, um schließlich bei 1800 °C über 3 Sekunden atomisiert zu werden. Als letzter Schritt findet das Ausheizen, das heißt die Reinigung des Graphitrohrs statt. Dies erfolgt bei 2500 °C über 3 Sekunden. [3]
Zusammenfassung der Kapitel
1 EINLEITUNG: Einführung in die Bedeutung des Kleingartenwesens in Berlin sowie die Relevanz der Grundwasserqualität für Bewässerung und Nahrungsmittelzubereitung.
2 ZIEL: Definition des Vorhabens, das Grundwasser der Kleingartenanlage auf Basis wasser- und bodenanalytischer Untersuchungen zu beurteilen und ökologische Risiken zu identifizieren.
3 THEORETISCHER TEIL: Darstellung der Grundlagen zu Hydrologie, Bodenkunde (Pedologie) sowie der Umweltrelevanz von Schwermetallen.
4 MATERIAL UND METHODEN: Detaillierte Beschreibung der Probenahme-Verfahren und der angewandten chemischen Analysemethoden (AAS, Photometrie, etc.) zur Bestimmung verschiedener Inhaltsstoffe.
5 ERGEBNISSE UND DISKUSSION: Auswertung und kritische Betrachtung der erhobenen Messdaten zu sensorischen Eigenschaften, organischen Inhaltsstoffen, pH-Werten sowie Eisen- und Cadmiumkonzentrationen.
6 ZUSAMMENFASSUNG: Zusammenfassendes Fazit zur Eignung des Grundwassers und zum ökologischen Status der untersuchten Parzellen.
Schlüsselwörter
Grundwasser, Kleingarten, Bodenqualität, Trinkwasserverordnung, Schwermetalle, Cadmium, Eisen, Bodenchemie, Nährstoffmigration, Stickstoffgehalt, Probenahme, analytische Methoden, Lebensmitteltechnologie, Umweltbelastung, Humusgehalt.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der qualitativen Analyse des Grundwassers und des Bodens in einer Berliner Kleingartenanlage, um die Eignung des Wassers als Trink- und Nutzwasser sowie die Bodenqualität zu bewerten.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die wasserchemische Analyse, die bodenkundliche Untersuchung, die Bewertung von Schwermetallbelastungen sowie der Transfer von Nähr- und Schadstoffen im Boden-Wasser-Pflanze-System.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die Beurteilung, ob das geförderte Grundwasser den Anforderungen der Trinkwasserverordnung entspricht und inwiefern menschliche Aktivitäten (Düngung, Abwasser) die Boden- und Wasserqualität beeinflussen.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es kommen standardisierte Probenahmeverfahren sowie präzise Laboranalysen wie die Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) zur Bestimmung von Schwermetallen und verschiedene photometrische bzw. elektrochemische Verfahren zur Bestimmung organischer Bestandteile und Nährstoffe zum Einsatz.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische Erläuterung der hydrologischen und bodenkundlichen Grundlagen sowie eine umfangreiche Beschreibung der verwendeten Materialien und Methoden, gefolgt von einer detaillierten Auswertung der erhobenen Ergebnisse.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Grundwasserqualität, Schwermetallbelastung, Bodenchemie, Kleingartenwesen und Trinkwasserverordnung geprägt.
Warum ist die Cadmium-Bestimmung in dieser Arbeit so relevant?
Cadmium ist ein hochtoxisches Schwermetall. Da städtische Kleingärten oft durch Düngemittel oder Siedlungsabfälle belastet sind, ist die Überprüfung des Transferpfads Boden-Pflanze-Mensch entscheidend für die Sicherheit der Kleingärtner.
Welche Schlussfolgerung zieht der Autor bezüglich der Bodenfruchtbarkeit?
Der Autor kommt zu dem Schluss, dass der Boden trotz einiger Belastungen eine hohe biologische Wertigkeit aufweist und für das Pflanzenwachstum optimal mit Nährstoffen versorgt ist.
- Quote paper
- Mirko Stoklossa (Author), 2014, Bewertung des Grundwassers einer Kleingartenanlage hinsichtlich der Eignung als Trink- und Nutzwasser, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/268862
