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Titelaufnahme

Titel
Combined chemical immobilization and subsequent re-mobilization of metallic pollutants in enhanced phytoextraction / presented by Mohnke, Sascha
VerfasserMohnke, Sascha
Betreuer / BetreuerinWenzel, Walter ; Tlustoš, Pavel
Erschienen2014
Umfang109, [6] Bl. : Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2014
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Phytoextraction Schadstoffimmobilisierung Schwefel Zinc Zea mays
Schlagwörter (EN)Enhanced Phytoextraction Immobilization Sulfur Zinc Zea mays
Schlagwörter (GND)Phytoremediation / Schwermetallbelastung / Kompost / Braunkohle / Pflanzenkohle / Schwefeldüngung / Schwermetallaufnahme
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-10804 Persistent Identifier (URN)
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Combined chemical immobilization and subsequent re-mobilization of metallic pollutants in enhanced phytoextraction [5.98 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In der Phytosanierung (PR) werden Bodenzugabestoffe entweder dazu verwendet, um eine Immobilisierung von Schadstoffen zu bewirken und die Pflanzenaufnahme zu verringern oder, um eine Zunahme der Schadstoffverfügbarkeit zu erreichen. Basierend auf den Ergebnissen von Iqbal et al. (2012) kombinierten wir diese Ansätze und verwendeten Wurmkompost (VC), Weichbraunkohle (Lig) und Biokohle (BC) in Raten von 45 und 90 g kg-1 als Immobilsierungs- und Schwefel (S) als Mobilisierungmittel. Im Gegensatz zu Iqbal et al. (2012) führten wir S erst nach einer Zeit von mehreren Wochen zu. Um diese neue Methode zu bewerten, wurde ein mit Zn, Cd und Pb belasteter Fluvisol in einem Inkubationsversuch mit zwei verschiedenen S-Raten (0.5 und 1.5 g kg-1) und ein Topfversuch mit einer S-Rate von 0.5 g kg-1 und Zea mays durchgeführt. Es wurden die Metall- (Zn, Cd, Pb, Mn, Fe), Phosphor und S Konzentrationen im Bodenwasser, CaCl2 Extrakt und Pflanzengewebe, wie auch Veränderungen der Wurzelmorphologie untersucht. Vor der S-Zugabe wurden in beiden Versuchen signifikant verringerte CaCl2 extrahierbare Zn und Cd Konzentrationen in den VC, BC und Lig Behandlungen gemessen. Während die S-Zugabe in der Inkubation einen Anstieg der CaCl2 extrahierbaren Zn und Cd Konzentrationen um das 8 bis 41- bzw 6 bis 14-fache bewirkte, fand die Metallmobilisierung im Topfversuch nur eingeschränkt statt. Lediglich die CaCl2 extrahierbaren Zn, Pb, Cd, Mn und Sulfatkonzentrationen in der Lig-Behandlung zeigten einen signifikanten Anstieg nach der S-Zugabe. Dabei könnte die inhomogene Einbringung von S, Sauerstoffzehrung durch Respiration der Wurzeln und Mikroben sowie die Zugabe von organischen Stoffen eine Verringerung der S-Oxidation im Topfversuch bewirkt haben. Die höchsten Zn und Cd Gehalte wurden in den Maistrieben der VC-Behandlung gemessen, womit die Effizienz der PR um 100 bzw 400 % verbessert werden konnte. Nicht die S-Oxidation, sondern die erhöhte Nährstoffverfügbarkeit führte zu dieser Verbesserung.

Zusammenfassung (Englisch)

To improve phytoremediation (PR) efficiency, two common approaches have evolved in science: soil amendments are either used to immobilize pollutants thus decreasing the uptake by plants or to increase the pollutant availability for phytoextraction crops. Based on the previous work of Iqbal et al. (2012), we combined these two PR strategies by using vermicompost (VC), lignite (Lig) and biochar (BC) as immobilization agent (with rates of 45 and 90 g kg-1) and elemental sulfur (S) as mobilization agent. In contrast to Iqbal et al. (2012), S was not applied with the immobilization agents but after several weeks. For testing this new method, we used a highly Zn, Cd and Pb contaminated Gleyic Fluvisol in an incubation experiment with two S rates (0.5 and 1.5 g kg-1) and a pot experiment with a S rate of 0.5 g kg-1 and Zea mays. Metal (Zn, Cd, Pb, Mn, Fe), phosphorus and S concentrations in the soil solution, CaCl2 extraction and plant tissues were assessed and scans of the root systems were conducted. During the immobilization, the application of VC, BC and Lig significantly reduced the CaCl2-extractable Zn and Cd concentrations in both experiments. When S was applied during the incubation experiment, CaCl2-extractable concentrations of Zn increased by 8 to 41 times, those of Cd by 6 to 14 times and pH decreased significantly. However, S oxidation and mobilization of metals in the pot experiment were very limited: only in one Lig treatment CaCl2 concentrations of Zn, Pb, Cd, Mn and sulfate increased significantly after S addition. The heterogeneous application of S in the pots, oxygen depletion due to root and microbial respiration and the use of organic amendments may have inhibited S oxidation. The highest total Zn and Cd contents in the shoots of maize were measured in the VC treatments increasing PR efficiency by 100 % for Zn and 400 % for Cd compared to the control. However, rather the provision of nutrients than the oxidation of S caused this increase.