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Entkalkung

 
     
  1) Bodenkunde: Bezeichnung für die Lösung und mit dem Sickerwasser erfolgende Auswaschung von Calcium- und Magnesiumcarbonaten. Ausmass und Geschwindigkeit des Entkalkungsprozesses werden dabei begünstigt durch hohe Sickerwassermengen, hohe CO2-Gehalte des Niederschlags- bzw. Bodenwassers und niedrige pH-Werte, d.h. durch den Gehalt der im Sickerwasser enthaltenen Säuren (Bodenacidität). Insbesondere Kohlensäure (H2CO3) spielt bei der Entkalkung von Böden eine zentrale Rolle. Sie bildet sich bei der Reaktion von Wasser mit CO2 aus der Bodenatmung und/oder der Atmosphäre und kann durch Dissoziation H+-Ionen abgeben (siehe Teilreaktion a). Der eigentliche Lösungsvorgang beruht auf der Umwandlung des schwerlöslichen Carbonats, z.B. des Calcits (CaCO3), in leichtlösliches Hydrogencarbonat (HCO3-) und Ca2+ mit Hilfe der Kohlensäure (siehe Teilreaktion b):

-a) H2O+CO2↔H2CO3↔H++HCO3


b) CaCO3+H2CO3↔Ca(HCO3)2


Die gelösten Ca2+- und Mg2+-Ionen können in tieferen Bodenhorizonten z.B. an der Kalklösungsfront wieder als Carbonate ausgefällt werden, oder sie werden bis ins Grundwasser verlagert, wo sie für die Wasserhärte massgeblich verantwortlich sind. Neben der in Böden natürlicherweise stattfindenden Entkalkung erfahren Böden zunehmend eine zusätzliche Entkalkungsdynamik durch die anthropogen bedingte Versauerung der Niederschläge (saurer Regen). Säurebildner wie SO2, NOx, F, Cl und Br beschleunigen die Entkalkung und damit die Entbasung i.w.S., wodurch die Böden ihre Pufferkapazität verlieren (Pufferung). 2) Hydrologie: Entkalkung bezeichnet die Freisetzung des im Wasser gelösten Calciumcarbonats durch den Entzug von Kohlensäure (H2CO3). Calciumcarbonat liegt im Wasser als dissoziiertes Hydrogencarbonat vor (Ca(HCO3)2), welches mit dem Kohlensäure-Gehalt des Wassers im Gleichgewicht steht (Gleichgewichtskohlensäure). Sinkt der Gehalt an Kohlensäure im Wasser, so findet eine Nachlieferung aus dem Hydrogencarbonat statt,


solange bis wieder, dem Gleichgewicht entsprechend, genügend freie Kohlensäure in Lösung ist. Dieser Vorgang vollzieht sich unter Ausfällung von schwerlöslichem Calciumcarbonat (CaCO3), das betroffene Gewässer wird hierbei alkalisch (pH-Wert: 8-9). Der Entzug der Kohlensäure, genauer der Entzug des CO2, kann dabei auf physikalischem oder biologischem Wege (biogene Entkalkung) erfolgen. Die CO2-Löslichkeit im Wasser hängt entscheidend von den Temperatur- und Druckverhältnissen ab. Eine Veränderung dieser physikalischen Parameter (erniedrigter Druck und/oder erhöhte Temperatur) führt zur Entkalkung, z.B. an Ausgängen von Höhlen. Derart abgelagerte Kalke werden etwas uneinheitlich als Travertin, Quellkalk, Kalktuff, Kalksinter oder Sinterkalk bezeichnet. CO2 kann dem Wasser darüber hinaus biogen durch die Photosynthese von Wasserpflanzen entzogen werden. Beispielsweise verdankt die Seekreide der Alpenseen, Ablagerungen von mehreren Metern Mächtigkeit, ihre Bildung der biogenen Entkalkung.
 
 

 

 

 
 
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