Anionen-Austausch
- Adsorption von Anionen an feste Bodenteilchen - von
untergeordneter Bedeutung, da Austauscher vorwiegend negativ geladen sind (nur
bis ca. 5 % der Gesamtladung ist positiv) - nimmt mit sinkendem pH zu, da an
Austauscher-oberflächen die positiv geladenen Radikale zuneh-men H+, NH2+,
OH2+ Austauschbare Anionen: PO43-, SO42-, SiO44-, NO3-, Cl- auch
Schadstoffkomponenten (dissoziierte Fluoride, Arsenate, Selenate) und
organische Anionen Eintauschstärke und Haftfestigkeit von Wertigkeit und
Hydratation abhängig; Abnahme in folgender Reihe: PO43- > SiO44- > SO42-
> NO3- Cl- Nichtselektive Adsorption - ist durch pH-abhängige Ladung
bedingt 1.) bei Tonmineralen vorwiegend auf Randpositionen beschränkt: bei
niedrigem pH (hohe H+ - Ionen – Konzentration) erfolgt H+ - Addition AlOH + H+
= AlOH2+ (zum Ladungsausgleich kann dann Cl- angelagert werden; dies kann gegen
ein anderes einwertiges Anion (z.B. NO3-) ausgetauscht werden) - auch
Dissoziation von OH-Ionen möglich, die dann austauschbar sind 2.) bei
Hydroxiden des Fe und Al an der Oberfläche von FeOH- und AlOH-Gruppen durch
OH--Ionen – Dissoziation (bei niedrigem pH) oder infolge Anlagerung von
H+-Ionen - amphotere Charakter der Austauscher: erst unter-halb des
isoelektrischen Punktes (im sauren Bereich) findet verstärkte Anionenadsorption
statt 3.) Huminstoffe besitzen NH- und NH2-Gruppen, die H+-Ionen anlagern
können - Cl- und NO3- werden prinzipiell, SO42- meist nichtselektiv gebunden -
zwischen pH 6 und 7 (oberhalb des isoelektrischen Punktes vieler Austauscher)
findet bei diesen Anionen praktisch keine Adsorption statt Auswaschung! Nitrat
im Grundwasser!
Selektive Adsorption
- beruht auf der hohen Affinität bestimmter Anionen zu Al- und
Fe-Atomen von Tonmineralien und freien Oxiden - dabei treten die Anionen an die
Stelle von OH- und OH2- - Gruppen, die von Al und Fe zur Vervoll-ständigung
ihrer Koordinationszahl aufgenommen worden waren Ligandenaustausch - Anionen
sind mit Fe und Al über Sauerstoffbrücken sehr fest verbunden - typisch vor
allem für PO43-, MoO42- - Pflanzenverfügbarkeit dieser sorbierten Anionen ist
vermindert - bei niedrigem pH irreversible Fällung (P-Fixierung) Ursache der
selektiven Adsorption von P kann auch die Fällung in schwer lösliche
Verbindungen sein: - bei hohem pH schwer lösliche Ca-Phosphate - bei
niedrigem pH schwer lösliche Al- und Fe-Phosphate - bei pH 5...6 bilden sich
die wenigsten schwer löslichen Verbindungen die P-Verfügbarkeit ist besonders
günstig! Anionenaustausch hat größere Bedeutung in sauren Böden mit hohem
Anteil an Metalloxiden und –hydroxiden: Gley, Pseudogley, Marsch
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