Boden und Grundwasser

I, Boden

A, Boden und Bodenbestandteile

Einleitung: Als Boden definiert man die oberste Verwitterungsschicht der Lithosphäre. Er vermittelt zwischen den Reichen der Minerale, Gesteine und Organismen. Bestandteile des Bodens sind Luft (25%), Organische Substanz(7%), Mineralische Substanz (45%) und Wasser. Seine Bedeutung liegt in 3 unterschiedlichen Bereiche:

Lebensraum für Bakterien, Pilze, Pflanzen, Tiere und somit eine Lebensvoraussetzung für den Menschen.

Seine Hohlräume speichern und transportieren Wasser  und gelöste organisches Material. Er wirkt auch als Filter zur Verbesserung der Wasserqualität.

Landschaftsträger.

a, Mineralische Bodenbestandteile und deren Umwandlung

Die feste Bodensubsanz bestehet vorwiegend aus mineralischen Bestandteilen, die aus Gesteinen der Erdoberfläche stammen. Silikatreiche Erstarrunungs- und Umwandlungsgesteine sind im Boden zu 25% enthalten. Sedimente findet man im Boden zu 75%.

Aus den mineralischen Bestandteilen des Bodens stammen vier wichtige Pflanzennährelemente: Calcium, Kalium, Magnesium und Eisen.

Bodenminerale und Gesteine werden mechanisch und chemisch verändert und beieinflusst. Da sie bei der Bodenbilung beteiligt sind entstehen als Folge die Farben der Mineralkörper verschiedener Bodentypen. Für Pflanzen unverträgliche Aluminiumionen werden durch sauren regen aus ihren Verbindungen gelöst und von den Wurzeln aufgenommen > Pflanzenschädigung. (Waldsterben)

b, Organische Bodenbestandteile und Bodenorganismen

Außer Stickstoff bindenden Bakterien und Algen gibt es nur eine Stickstoffquelle des Bodens: organische Bodenbestandteile( Bakterien und Pilze). Sie liefern Nährelemente Schwefel und Phosphor. Auf der Bodenoberfläche bauen grüne Pflanzen (>Produzenten) eine organische Substanz auf

während eine Menge organischer Bodenorganismen von der Vegetationsfläche und der Oberfläche in den Boden gelangende pfl. und tier. Reste wiederverarbeitet. Sie sind sogenannte Destrunenten. Als Konsumenten setzen sie org. Stoffe und scheiden sie als anorganische Mineralstoffe aus. Diese werden wiederum von Pflanzen aufgenommen.

>Kreislauf der Stoffe. An diesem Kreislauf sind  tier. Einzeller, Fadenwürmer, Milben, Springschwänze, Asseln, Tausendfüßer und Regenwürmer beteiligt.

In ha guten Ackerbodens enthält: 150 Tonnen Humus, 30 Tonnen Wurzelmasse und 500kg Regenwürmer.

c, Verwesung und Humifizierung

Pflanzenwurzeln, Falllaub, Ernterückstande, tierische Fäkalien und tote Tiere werden schrittweise durch Verwesung abgebaut. Die Abbauresistenz hängt vorne der Zusammensetzung der Substanz ab. Leicht abbaubar sind: Zucker, Stärke, Eiweiß; Schwer abbaubar sind Zellulose, Holz, Wachs, Harz und Gerbstoffe. Durch Verwesung und bie mangelndem Sauerstoff

wandeln sich org. Stoffe in reaktionsfähige Spalt-, Zwischen- und Endprodukte um. Es entstehen Huminstoffe.

d, Säurewert des Bodens

Dieser ist von dem Gehalt an basisch wirkenden Kationen im Muttergestein, die durch Verwitterung frei werden, abhängig. Basalte sind basischer als Granit; Kalkstein ist basischer als Geschiebelehm oder Sand. Die Huminsäuren(entsetehen bei Humifizierung) sowie Verwendung von sauer wirkender Düngemittel (Superphosphat, Ammoniumphosphat) machen den Boden sauer. Mit Kalkdüngung wirkt man der Bodenversauerung durch Auswaschung oder Nährstoffentzug durch Pflanzen entgegen. Das Gedeihen der Pflanzen hängt vom Säuregrad des Bodens ab > Messung ist von praktischer Bedeutung. Sie erfolgt mithilfe verschiedener Indikatoren.

e, Bodenstruktur

Bodenarten

Minerale des Boden weisen, abhängig vom Verwitterungsgrad und der Art des Ausgangsmaterials, verschieden Korngrößen auf. Je geringer die Korngröße, desto oberflächenaktiver verhält sich der betreffende Boden.

Bodenart (Textur) = jeweiliges Verhältnis der Körnchengröße

Die Körnung und Bodenart haben viel mit Wasser-, Luft- und Nährstoffhaushalt, sowie mit Bodenbearbeitungsmöglichkeit und Bodenfruchtbarkeit zu tun.

Hoher Sandanteil bedeutet:                        Hoher Tonanteil bedeutet:

- gute Wasserführung             - schlechte Wasserführung

- geringes Wasserhaltevermögen                 - hohes Wasserhaltevermögen

- intensive Durchlüftung                               - schlechte Durchlüftung

- gute Durchwurzelbarkeit                            - schlechte Druchwurzelbarkeit

- leichte Bearbeitungsmöglichkeit               - schwierige Bearbeitungsmöglichkeit

- geringen Nährstoffgehalt                           - hoher Nährstoffgehalt

- geringes Speichervermögen - hohes Speichervermögen

Schluffboden hat eine Mittelstellung zwischen Ton und Sand. Böden mit einseitiger Kornzusammen sind ungünstiger als Böden mit ausgeglichener Körnung (z. B.: sandiger Ton bzw. Lehm)

Bodengefüge

Durch versch. Arten der Zusammenlagerung de Bodenbestandteile entsteht ein best. Bodengefüge. Isolierte, nebeneinander liegende Humus- und Mineral sind z. B. im losen Sand.

Lockere Aneinanderlagerung von Partikeln unterschiedlicher Größe  > Krümeln und

Klümpchen.

Rasches, weitgehendes Austrocknen und Wiederbefeuchtung > Schrumpfungen und Quellungen > Schrumpfspalten und Risse: Deren Ausmaß ist von Ionen- und Tongehalt aghängig:        Natiriumionen > grobes Netz von Rissen

Calciumionen > engmaschiges Netz von Rissen

Fachbegriff: Bodenkonistenz = Grad des Zusammenhalts von Bodenpartikeln. Ton- und Wassergehalt sind bestimmend für die Wasserkonsistenz.

Für die mechanische Festigkeit und das Eindringen von Pflanzenwurzeln ist diese von großer Bedeutung.

f, Bodenwasser und Bodenluft

Das in den Boden eindringende Wasser (Haftwasser, Sickerwasser) ist entweder als Adsorptionswasser an Oberflächen fester Teilchen gebunden oder wird n Kapillaren und Poren festgehalten. Dessen Gegenspieler ist die Bodenluft: je mehr Luft, desto weniger Wasser.

g, Konventioneller und biologischer Landbau

Der im konventionellen Landbau angewendete Einsatz von chemikalisch bringt zwar kurzfristig hohe Erträge, führt aber längerfristig zu nachhaltigen Bodenverdichtungen.

Um optimale Beschaffenheit des Bodens, natürliche Stoffkreislaufe und dadurch optimale Ernteprodukte sind besonders Biobauern bemüht.

B, Bodenentwicklung

a, Klima, Vegetation und Boden

Unter natürlichen Einwirkungen entwickelt sich jeder Boden zu einem bestimmten Bodentyp. Dieser hängt von Gestein, Klima, Vegetation, Relief, Grundwasserspiegel und Lokalklima ab.

b, Bodentypen und Bodenprofile

Parallel verlaufende Bodenzonen:

A = oberster mineralischer, mit org. Substanz vermischter Oberboden;

B = mineralischer Unterboden, durch Tonverlagerung oder Neubildung von Ton mit Eisen oder Aluminium oder Humusverlagerung mit organischer Substanz angereichert;

C = Ausgangsgestein, aus dem der Boden entstanden ist (Untergrund)

Bodentypen

Böden, deren Merkmale vorherrschend vom Ausgangsgestein bestimmt werden(lithomorphe B.)

Böden, deren Merkmale vor allem durch das Klima geprägt werden: Schwarzerdeboden,

Braunerdeboden und Bleicherdeboden.

Durch stagnierendes Stau- oder Grundwasser geprägte Böden (hydromorphe Böden):

Gley- und Grundwasserböden, Marschböden, Auböden und Moorböden.

Antormorphe Böden entstehen durch Eingriffe des Menschen. Der Boden wird hiermit langsam aufgebraucht und verliert an Fruchtbarkeit.> durch die steigende Erdbevölkerung muß man mit dem Boden behutsam umgehen.

II, Grundwasser  und Quellen

Einleitung: der Boden erfüllt eine wichtige Funktion im Wasserkreislauf den die Mächtigkeit und Beschaffenheit der Deckenschichten  sind für die Qualität dees Grundwassers mitbestimmend

a, Grundwasser

Niderschlagswasser  sickert in den Boden ein(l Teil bleibt als dünne Haut an den Bodenteilchen haften)>Überschuss sinkt weiter abwärts und füllt die Poren auf>Hohlräume des Gesteins werden mit Wasser gefüllt = Grundwasserhorizont unterliegt jährlichen Schwankungen. Grundwasserstrom fließt von Einsickerungsflächen zu tifergelegenen

Gebieten.                

Grundwasserspiegel ist nicht eben sondern die schwache Geländerform oft

stärker geneigt als offene Wasserflächen.

Nach der Tiefe verringert sich die Geschwindigkeit, das fließende Grundwasser geht allmählich in das Tiefenstandwasser über.

b, Quellen und Grundwasser

Wo sich Erdoberfläche und Grundwasserspiegel schneiden, tritt das Grundwasser als Quelle zutage. Man unterscheidet je nach geologischen Bedienungen :1, Schichtquellen

2,Überlaufquellen

3,Stauquellen

4,Steigquellen

Die Wasser führenden Gesteine unterscheiden sich  und daher auch in der Qualität des aus ihnen abrinnenden Quellwassers- die Wasserdurchlässigkeit ist an dessen Klüfte gebunden.

wird die schützende Vegetationsdecke zerstört(Schlägerung,Beweidung    )>Erdreich wird von Sickerwasser in die tiefe geschwemmt oder in trichterförmige Vertiefungen der Oberfläche. So entstandene Karstlandschaften sind unfruchtbar.

c, Quellen und Grundwasserschutz

Arten der Verunreinigungen:

*Klüfte in denen das Wasser zirkuliert weiten sich durch die Lösung von Kalk aus> mangelhafte Filtrierung des Wassers

(Niederschläge und Schneeschmelze verursachen eine vermehrte Wasserschüttung.)

Filtration durch Schotter, Moränenschutt, Sande und Sandsteine. iese enthalten für gewöhnlich Feinbestandteile >Filtration ist schon bei geringer Schichtdecke befriedigend.

*Verunreinigung  im Einzugsgebiet >gerät bald ins Quellwasser

*falsch angelegte Müllkippen und Senkgruben

*Landwirtschaft (vor allem Düngung mit Jauche)

*Problemstoffe aus undichten Deponien u. Kanälen

*Schwermetalle (werden durch sauren Regen zunehmend mobilisiert)

*Halogenkohlwasserstoffe

!!!!!!Putzmittel, Benzin, Farben. dürfen nicht übers WC entsorgt werden!!!!!!

d, Mineralquellen

Die aus Tiefen kommenden Steigquellen erhöhen ihre Temperatur beim Durchströmen der vom Erdinneren erwärmten Gesteinsmassen und erhalten zugleich eine gesteigerte Lösungsfähigkeit für feste Stoffe (z.b.Salze).aus solchen Thermalquellen nicht nur eingesickertes Wasser sonder auch aus dem Erdinneren entbundenes (juveniles)Wasser.

e, Wasserangebot-Wasserverbrauch

Die Grundwasserspende für ganz Österreich schwankt sehr stark..

Max. l/sec pro km2.Bedarf liegt bei max.22,6l l /sec. pro km2

Es leiden viele Gebiete an Wassermangel z.b. Waldviertel.

Jeder Österreicher verbrauch t im Schnitt 280 l/Tag in einem dritten Welt land nicht einmal 20 l/ Tag. Und es sinkt mit steigender Entfernung zum Brunnen.In einer Wohnung mit Wasseranschluss schnellt der tägliche Wasserverbrauch auf 150 Liter empor. D. h. die raren Wasservorkommen werden in Zukunft schonungslos ausgebeutet werden.

!!!!Wasseraufbereitungstechnik, Methoden der Entsalzung des Meerwassers, die Abwasserreinigung, vorallem der Schutz der vorhandenen Wasserreserven ist absolute Notwendigkeit. Sauberes Bodenwasser ist unser teuerster Bodenschatz wird in Zukunft vielleich sogar ein Exportartikel!!!!