Prognose des Schwermetallhaushaltes von Landschaften mit dem Modell ATOMIS
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Das Modell ATOMIS (Assessment Tool for Metals in Soils) prognostiziert für die Schwermetalle Ni, Cu, Zn und Cd landnutzungsabhängig den Schwermetallhaushalt in landwirtschaftlich genutzten Oberböden. In dieser Arbeit wurde das Modell anhand von Messdaten aus einer intensiv ackerbaulich genutzten Region validiert und die Unsicherheit der Modellergebnisse abgeschätzt. Im Rahmen der Validierung wurde der Oberboden von 24 unterschiedlich bewirtschafteten Ackerstandorten in der Wetterau (Hessen) beprobt und hinsichtlich der Schwermetallgehalte und charakteristischer Bodeneigenschaften analysiert. Für diese Standorte liegen langfristige Dokumentationen zur Flächenbewirtschaftung (Düngemitteleinsatz etc.) vor, welche als Eingangsdaten in der Modellierung mit ATOMIS berücksichtigt werden. Die Validierung erfolgte durch den Vergleich der simulierten Schwermetallgesamtgehalte am Ende des Bilanzierungszeitraumes mit den gemessenen Daten aus Königswasser-Extrakten. Des Weiteren wurden die Zwischenergebnisse der im Modell implementierten Pedotransferfunktionen geprüft. Hierbei wurde die simulierte sorbierte Schwermetallfraktion mit gemessenen EDTA-extrahierbaren Werten verglichen. Die berechneten Bodenlösungskonzentrationen wurden den Analyseergebnissen aus Ca(NO3)2-Extrakten gegenübergestellt. Die Validierungsergebnisse zeigen, dass das Modell ATOMIS die Schwermetallgesamt-gehalte für alle Elemente im Größenbereich der Messwerte der untersuchten Standorte berechnet. Dabei sind die Unsicherheiten der Modellergebnisse mit Variationskoeffizienten von < 10 % bei Cu und < 20 % bei Ni, Zn und Cd als niedrig einzuschätzen. Die modellierte Änderung der Schwermetallgesamtgehalte (Schwermetall-Akkumulation) im simulierten Zeitraum ist jedoch meist sehr gering und wird teilweise durch die Modellunsicherheiten überdeckt. Bei der Validierung der sorbierten und gelösten Schwermetallfraktion sind sehr hohe Unsicherheiten in der Bilanzierung mit ATOMIS festzustellen (insbesondere für Ni, Cu und Zn). Die potenziell austauschbaren Schwermetallgehalte werden durch das Modell zum Teil stark unterschätzt, insbesondere bei Ni. Dadurch werden auch die Bodenlösungskonzen-trationen und damit der Schwermetallaustrag aus dem Boden deutlich unterschätzt. Die Bilanzierung von Cd ergab dagegen für beide Fraktionen gute Ergebnisse und geringere Unsicherheiten.Link to publications or other datasets
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Die gedruckte Ausgabe enthält eine CD mit den Anhängen A.B1.E.F.
Original publication in
Boden und Landschaft, Band 53
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Forschungsdaten
Series
Boden und Landschaft; 53 / 2010