Methoden der Kohlenstoffmessung im Gelände und im Labor
4. Kohlenstoffbestimmung nach der Glühverlust-Methode
Inhalt dieses Kapitels
1. Grundlagen
2.
Versuchsdurchführung (nach Schlichting et al. 1995))
1. Grundlagen
Obwohl bereits neuere Kohlenstoffbestimmungsmethoden existieren wird diese Methode in der Bodenkunde, der Physischen Geographie und der Landschaftökologie aufgrund der besseren Vergleichbarkeit zu früheren Untersuchungen sehr häufig angewendet.
Die Methode des Glühverlustes wird vor allem zur Berechnung der organischen Bodensubstanz verwendet, bietet aber dividiert durch den Näherungsfaktor 1,72 auch die Möglichkeit Rückschlüsse auf den Kohlenstoffgehalt zu ziehen. Zur Kohlenstoffbestimmung werden in der Regel aber andere Methoden angewandt.
Durch die Bestimmung des Glühverlustes ergibt sich der Anteil der organischen Substanz (Humus) in Boden- und Sedimentproben. Bei Temperaturen bis 550 °C werden die organischen Bodenbestandteile abgebaut bzw. verascht. Unter diesen Bedingungen sind jedoch auch weitere Abbaureaktionen in mehr oder weniger starkem Umfang möglich. So kann Kristallwasser (z.B. aus Gips), Wasser durch Dehydratisierung von Hydroxiden (z.B. von Fe) sowie CO2 (hauptsächlich aus Siderit FeCO3 und Magnesit MgCO3) freigesetzt werden. Daher ist diese einfach durchzuführende Bestimmung recht fehlerbehaftet, wenn die Ergebnisse dieser Methode nicht hinreichend interpretiert werden.
Der Gehalt an organischer Bodensubstanz kann lediglich für beschreibende Zwecke mit ausreichender Genauigkeit bei sandigen Böden und Moorböden mit niedrigen Tongehalten abgeschätzt werden. Für carbonathaltige Böden ist die Bestimmung des Glühverlustes weniger geeignet, da z.B. die Zersetzungstemperatur von Siderit und Magnesit lediglich 425 °C beträgt. Bei carbonathaltigen Böden würde sich daher ein Erhitzen auf 420 °C anbieten. Dadurch wird allerdings die Vergleichbarkeit der Ergebnisse mit Versuchsdurchführungen bei 550 °C eingeschränkt.
Film zur Bestimmung der organischen Substanz
durch die Glühverlust-Methode im Labor
der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt-Universität
zu Berlin
Manueller Download des Films (Quelle: Thelemann 2012)
2. Versuchsdurchführung (nach Schichting et al. (1995))
Zur Durchführung des Versuches trocknet man in einem Trockenschrank bei 105 °C einen Porzellantiegel bis zur Gewichtskonstanz und erhält die Masse Lehrgewicht (LG). Nach dem Abkühlen im Exsikkator wird der Prozellantiegel mit etwa 5 g luftgetrocknetem Feinboden-Probenmaterial befüllt. Dabei wird grundsätzlich auf 1 mg genau eingewogen und die Tiegel nur mit einer Tiegelzange oder Handschuhen angefasst, um Gewichtsveränderungen zu vermeiden. Nach dem Beladen wird der Tiegel ebenfalls bei 105 °C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Nach dem Abkühlen im Exsikkator wird die Masse Trockengewicht (TG) ausgewogen. Anschließend wird der Tiegel je nach Kalk- und Tongehalt im Muffelofen bei 420 oder 430 bzw. 550 °C geglüht. Nach dem dritten Abkühlen im Exsikkator bis zur Gewichtskonstanz wird die Masse Grundgewicht (GG) ausgewogen. Aus den drei erhaltenen Massen wird im Anschluss unter Verwendung der folgenden Formel der Glühverlust berechnet:
Literatur:
Schlichting, E.; Blume, H.-P.; Stahr, K. (1995): Bodenkundliches Praktikum - Verlag Blackwell Berlin. S. 159.
Barsch, H.; Billwitz, K.; Bork, H.-R. (Hrsg., 2000): Arbeitsmethoden in Physiogeographie und Geoökologiestoffe (Hrsg.) - Klett Perthes Verlag. S. 342.