Lokale Ungleichgewichte und damit verbundene bodenchemische und -hydrologische Prozessdynamik als Merkmale des Stoffhaushalts gestörter Standorte

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Zu den Merkmalen gestörter Standorte gehört eine veränderte räumliche und stoffliche Zusammensetzung von Bodenkomponenten. In Abraumkippen liegen beispielsweise Bestandteile unterschiedlicher pedogener oder geogener Sedimente unmittelbar nebeneinander in sogenannten Gemengen vor. Zwischen den einzelnen Komponenten können anfangs große Unterschiede in Stoffkonzentrationen und Potentialen herrschen, die Ausgleichsprozesse auf engstem Raum hervorrufen. Zusätzlich zu den standörtlichen Randbedingungen beeinflussen solche lokalen Ungleichgewichte den Stoffhaushalt gestörter Standorte zu Beginn der Boden- und Ökosystementwicklung und längerfristig über die Bildung von Strukturen, Fließwegen oder Ausfällungszonen. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Modells der Wasserbewegung und des Stofftransports im Boden sowie der Bodenchemie für gestörte Standorte. In dem Modell sollen die störungsbedingten Effekte von lokalen Ungleichgewichten aufgrund kleinräumiger Heterogenität durch physiko-chemisch unterschiedliche und in Wechselwirkung miteinander stehende Bodenregionen berücksichtigt werden. Parameter zur Kalibrierung und Validierung des Modells sollen durch Tracerversuche und strukturorientierte 3D-Profilbeprobungen im Freiland, Säulenversuche mit definierten Substratmischungen und ungestörten Proben verschiedener Standorttypen ermittelt werden. Von besonderem Interesse ist die Charakterisierung der Oberflächeneigenschaften von Kohlebrocken und deren Wechselwirkungen mit der umgebenden sandigen Matrix. Dazu werden Austausch- und Sorptionseigenschaften, Benetzungshemmung, Bildung von Krusten sekundärer Mineralausfällungen und deren Effekte auf den kleinräumig heterogenen Kippbodenchemismus und die Stoffverlagerung untersucht.