ALBERT

Note: Inhalt: Einleitung. - A. Ausgangsmaterial, Zusammensetzung und Eigenschaften der Böden. - I. Anorganisches Ausgangsmaterial. - 1. Minerale. - 2. Gesteine. - a) Magmatite. - b) Sedimente. - c) Metamorphite. - II. Verwitterung. - 1. Physikalische Verwitterung. - 2. Chemische Verwitterung. - a) Auflösung durch Hydratation. - b) Hydrolyse. - c) Oxidation. - d) Komplexierung. - 3. Rolle der Pflanzen und Bodenorganismen. - 4. Verwitterungsstabilität von Mineralen. - 5. Verwitterungsstabilität von Gesteinen. - III. Körnung (Textur). - 1. Kornformen, Oberfläche, Korngrößenfraktionen. - 2. Bodenarten. - 3. Einfluß der Körnung auf Ökologie und Ertragfähigkeit der Böden. - IV. Tonminerale. - 1. Allgemeine Eigenschaften. - a) Kristallstruktur. - b) Ladung der Silicatschichten. - 2. Tonminerale der Böden. - a) Zweischichtminerale. - b) Dreischichtminerale. - c) Palygorskit und Sepiolit. - d) Allophan und Imogolit. - e) Wechsellagerungsminerale. - 3. Bildung und Umwandlung der Tonminerale. - a) Bildung aus Schichtsilicaten durch Veränderung der Zwischenschichtbesetzung. - b) Bildung aus Zerfallsprodukten von Silicaten. - c) Tonmineralumwandlung. - 4. Vorkommen in verschiedenen Böden. - V. Oxide und Hydroxide. - 1. Siliciumoxide. - a) Formen und Vorkommen. - b) Entstehung. - c) Löslichkeit. - 2. Aluminiumoxide. - 3. Eisenoxide. - a) Formen und Eigenschaften. - b) Entstehung, Vorkommen und Gehalt. - 4. Titanoxide. - 5. Manganoxide. - VI. Mineralzusammensetzung von Böden und Mineralbestimmung. - 1. Mineralzusammensetzung von Böden. - 2. Mineralbestimmung. - VII. Organische Substanz. - 1. Definition und Einteilung. - 2. Organische Ausgangsstoffe und ihre Umwandlung. - 3. Huminstoffe. - a) Bildung von Huminstoffen. - b) Zusammensetzung und Eigenschaften. - c) Huminstoff-Fraktionen. - d) Alter der Huminstoffe. - e) Metallorganische Komplexe. - 4. Gleichgewicht zwischen Anlieferung und Abbau der organischen Substanz. - a) Einfluß der Umweltbedingungen. - b) Einfluß der Nutzungsform. - c) Einfluß der Düngung. - d) pH-Wert. - 5. Bedeutung der organischen Substanz für Boden und Pflanze. - a) Chemische und bodenbiologische Wirkungen. - b) Physikalische Wirkungen. - c) Wirkstoffe. - 6. Analytische Bestimmung und Auftrennung der Huminstoffe. - a) Isolierung. - b) Fraktionierung. - c) Methoden zur Identifizierung und Strukturaufklärung. - VIII. Organo-mineralische Verbindungen. - IX. Bodenorganismen. - 1. Einteilung und Beschreibung. - a) Flora. - b) Fauna. - 2. Lebensbedingungen. - a) Nahrung und Nährelemente. - b) Wasser und Luft. - c) Wärme. - 3. Bodenorganismen als Lebensgemeinschaft. - a) Wechselbeziehungen. - b) Besatz europäischer Böden. - c) Bodenorganismen anderer Klimate. - d) Einfluß von Bodentiefe und Jahreszeit. - e) Mykorrhiza. - f) Unterschiede zwischen Böden. - 4. Einfluß der Bodenorganismen auf Bodeneigenschaften. - a) Mikroorganismen. - b) Bodentiere. - 5. Einfluß von Kulturmaßnahmen. - X. Kationenadsorption. - 1. Allgemeines. - 2. Ursachen und Ausmaß des Kationenaustausches. - a) Spezifische Oberfläche. - b) Ladungsart und Ladungsdichte. - c) Tonminerale. - d) Oxide des Si, AI und Fe. - e) Organische Substanz. - f) Böden. - 3. Elektrische Doppelschicht der Kationenaustauscher. - 4. Beziehung zwischen der Zusammensetzung des Kationenbelags und der Gleichgewichtsbodenlösung. - a) Allgemeines. - b) Kationenaustausch-Gleichungen. - c) Einfluß von Wertigkeit und Hydratation der Kationen. - d) Spezifische Adsorption von Kationen. - 5. Kationenaustauschverhältnisse in Böden. - a) Kationenaustauschkapazität (KAK). - b) Kationenbelag. - c) Sorptionsverhältnisse in Bodenprofilen. - d) Selektivitätsverhältnisse in Böden. - 6. Bestimmung. - XI. Anionenadsorption. - 1. Wesen und Ausmaß der Anionenadsorption. - a) Unspezifische Adsorption. - b) Spezifische Adsorption. - c) Adsorbentien und Adsorptionskapazität. - 2. Faktoren der Anionenadsorption. - a) Konzentration der Gleichgewichtslösung. - b) Art der Anionen. - c) pH-Wert. - XII. Bodenacidität. - 1. Wesen der Bodenacidität. - a) Dissoziation funktioneller Säuregruppen. - b) Hydrolyse von AI- und Fe-Ionen. - 2. H-Ionen-Quellen. - a) Bildung von Kohlensäure und organischen Säuren. - b) Abgabe durch die Wurzel. - c) Eintrag saurer Niederschläge. - d) Oxidation von NH4 und NH3. - e) Oxidation von Fe/Mn. - 3. Puffersubstanz und -reaktionen. - a) Pufferung durch Carbonate. - b) Pufferung an variablen Ladungen. - c) Pufferung durch Silicate. - d) Pufferung durch Oxide, Hydroxide und Hydroxysalze. - 4. SNK und BNK von Böden - Kalkbedarf. - 5. pH-Werte von Böden. - a) Alkalische Böden. - b) CaCO3-haltige Böden. - c) Schwach saure Böden. - d) Saure und stark saure Böden. - e) Zeitliche und räumliche Veränderungen. - 6. Anzustrebender pH-Wert von Kulturböden. - 7. Kalkung. - 8. Bestimmungsmethoden. - XIII. Redoxreaktionen. - 1. Allgemeines. - 2. Eh-pH-Stabilitätsdiagramme. - 3. Redoxsysteme in Böden. - 4. Redoxpotentiale von Böden. - XIV. Flockung und Peptisation. - 1. Energetische Wechsel Wirkung zwischen Bodenkolloiden. - 2. Einfluß von Kationenbelag und Wertigkeit auf die Flockung. - a) Teilchen mit negativer Ladung (Kationenaustauscher). - b) Teilchen mit positiver Ladung (Anionenaustauscher). - 3. Aufbau der Flocken. - 4. Einfluß des elektrokinetischen Potentials. - XV. Bodengefüge. - 1. Gefügemorphologie. - a) Makrogefüge. - b) Mikrogefüge. - c) Riß- und Röhrensysteme. - 2. Das Gefüge im Raum. - a) Kennwerte des Bodengefüges. - b) Porenanteile in Böden. - c) Porenformen. - d) Porengrößen Verteilung (Porung). - 3. Spannungen und Verformungen. - a) Kräfte an einem Korn. - b) Kräfte und Spannungen im Bodenverband. - c) Einfluß des Wassers. - 4. Stabilität des Bodengefüges . - a) Grundkonzept. - b) Stabilisierende Stoffe. - c) Verschlammung, Verknetung und Krustenbildung. - d) Bestimmung der Gefügestabilität. - 5. Biologische, klimatische und anthropogene Einflüsse auf das Bodengefüge. - a) Gefüge eines Bodenprofiles als Gleichgewichtslage. - b) Natürliche Bodenentwicklung. - c) Anthropogene Einflüsse. - 6. Beurteilung des Bodengefüges für den Pflanzenbau. - XVI. Bodenwasser. - 1. Einteilung (Bindungsarten). - a) Grund-und Stauwasser. - b) Adsorptions-und Kapillarwasser. - c) Bestimmung des Wassergehaltes. - 2. Intensität der Wasserbindung. - a) Potentialkonzept. - b) Potential-Gleichgewicht. - c) Beziehung zwischen Wasserspannung und Wassergehalt. - 3. Wasserbewegung in flüssiger Phase. - a) Einfluß von Körnung und Gefüge. - b) Einfluß des Wassergehalts. - c) Bestimmung der Wasserleitfähigkeit. - d) Wasseraufnahme und Wasserabgabe. - 4. Wasserbewegung in dampfförmiger Phase. - a) Wasserdampfbewegung im Boden. - b) Evaporation aus dem Boden. - c) Kondensation im Boden. - 5. Wasserhaushalt der Böden. - a) Bodenkennwerte. - b) Jahreszeitlicher Gang. - c) Klassifizierung. - 6. Wasserversorgung der Pflanzen. - a) Pflanzenverfügbares Bodenwasser. - b) Wasserbewegungen im System Boden — Pflanze — Atmosphäre. - c) Wasserverbrauch und Pflanzenertrag. - XVII. Bodenluft. - 1. Zusammensetzung und Herkunft der Komponenten. - 2. Transportmechanismen. - 3. Gashaushalt und Pflanzenstandort. - XVIII. Bodentemperatur. - 1. Bedeutung thermischer Phänomene. - 2. Energiegewinn und -verlust. - 3. Thermische Eigenschaften. - 4. Wärmebewegungen. - 5. Wärmehaushalt. - a) Natürlicher Wärmehaushalt. - b) Anthropogene Eingriffe. - XIX. Bodenfarbe. - XX. Nährstoffe. - 1. Allgemeines über Gehalt, Bindung und Bilanz. - 2. Nährstoffauswaschung. - 3. Nährstoffverfügbarkeit. - a) Nährstoffkonzentration der Bodenlösung. - b) Nährstoffvorrat im Wurzelraum. - c) Nährstoffnachlieferung und -transport. - d) Mikrobielle Aktivität und pH-Wert in der Rhizosphäre, Wurzelausscheidungen. - 4. Bestimmung der Nährstoffversorgung von Böden. - a) Feldversuche. - b) Gefäßversuche. - c) Pflanzenanalyse. - d) Mangelsymptome. - e) Chemische Bodenuntersuchungen. - 5. Düngung in Abhängigkeit von Pflanzenentzug und der Nährstoffversorgung der Böden. - a) Nährstoffentzug der Pflanz

Note: Contents 1 Scope / G. Matthess 2 Polar Organic Substances and Their Role in the Water-Saturated and -Unsaturated Zones 2.0 Introduction / F.H. Frimmel 2.1 Isolation Procedures and Characterization Methods 2.1.1 Isolation and General Characterization of Organic Acids from Pore Water / F.H. Frimmel 2.1.2 Isolation and Characterization of Soil Humic Matter / W. Finger, B. Post and H. Klamberg 2.1.3 Isolation and Characterization of Organic Substancesin Ground Water and Sediments / F. Selenka and A. Hack 2.1.4 Chromatographie Characterization of the Acid-Soluble Part of Humic Substances / F.H. Frimmel 2.1.5 Spectroscopic Characterization of Humic Substances in the Ultraviolet and Visible Region and by Infrared Spectroscopy / G. Abbt-Braun 2.1.6 Temperature-Programmed/Time-Resolved Pyrolysis Field lonization Mass Spectrometry - a New Method for the Characterization of Humic Substances / H.-R. Schulten 2.1.7 Interpretation of the Pyrolysis Products of Isolated Humic and Fulvic Acids / G. Abbt-Braun 2.1.8 Characterization of Isolated Humic Material by 13C Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy /J. Buddrus and P. Burba 2.1.9 Characterization of Humic Substances Extracted by Organic Solvents / B. Post and H. Klamberg 2.2 Interaction of Inorganics with Humic Substances 2.2.1 Investigation of Metal Complexation by Polarography and Fluorescence Spectroscopy / F.H. Frimmel 2.2.2 Determination of Complexation Equilibria by the Ion-Exchange Method / W. Finger and H. Klamberg 2.2.3 Sorption of Metals on Humic Material / R. Becker and H. Klamberg 2.2.4 Interactions of Humic Substances with Iodine / K. G. Heumann and C. Reifenhäuser 2.2.5 Experiments on the Influence of Organic Ligands upon Kinetics of Feldspar Weathering / A. Petersen, G. Matthess and D. Schenk 2.3 Characterization of Some Organic Acids in the Subsurface of the Sandhausen Ecosystem / T. Cordt and H. Kussmaul 2.3.4 Organic Acids 2.3.5 Conclusions 3 Carbonate Systems 3.0 Introduction / E. Usdowski 3.1 Dissolution Kinetics in the Generation of Carbonate Ground Waters 3.1.1 Theoretical and Experimental Results of the Kinetics of Calcite Dissolution and Precipitation / W. Dreybrodt 3.1.2 Field Measurements and Laboratory Experiments on Calcite Dissolution Kinetics of Natural Porous Media / J. Baumann and H.D. Schulz 3.2 Field Studies on Subsurface Water of Selected Sites / B. Merkel and J. Grossmann 3.2.1 Pore Water Sampling in Carbonate Terrains 3.2.2 Variation of Inorganic Carbon in the Unsaturated Zone of a Carbonate Gravel System / L. Eichinger and B. Merkel 3.2.3 Isotope Geochemistry of the Subsurface Carbonate System in Sandhausen and Bocholt / H. Dörr, W. Leuchs, P. Obermann, W. Regenberg and C. Sonntag 3.2.4 Application of Stable Carbon and Sulfur Isotope Models to the Development of Ground Water in a Limestone-Dolomite-Anhydrite-Gypsum Area / K.W. Schaefer and E. Usdowski 3.2.5 A dissolution Front at the Contact of Sandsto Marly Limestone Aquifers / H.R. Langguth and R. Schulz 3.2.6 Carbonate Rock Dissolution Under Intermediate System Conditions / J. Michaelis 3.3 Alteration in Karst Systems 3.3.1 Mineralogy and Hydrogeochemistry of the Gypsum Karst of Foum Tatahouine, South Tunisia / W. Smykatz-Kloss, H. Hötzl and H. Kössl 3.3.2 Dedolomitization and Salt Formationin a Semi-Arid Environment / W. Smykatz-Kloss, and J. Goebelbecker 3.3.3 Transformation Processes in Paleokarst Sediments and Chemistry of Modern Waters in the Aladag Region, Turkey / M. Cevrini and W. Echle 4 Silicate Systems 4.0 Introduction / G. Matthess 4.1 Redox Reactions in the Subsurface 4.1.1 Anoxic Reaction Zones in an Aquifer Influenced by Increasing Nitrate and Sulfate Contents / W. Leuchs and P. Obermann 4.1.2 Nitrogen and Oxygen Isotopes as Indicators for Nitrification and Denitrification / H.-L. Schmidt, S. Voerkelius and A. Amberger 4.1.3 Redox Conditions and Microbial Sulfur Reactions in the Fuhrberger Field Sandy Aquifer / J. Böttcher, O. Strebet and W. Kölle 4.1.4 Influence of Fine-Grained Cover Beds on the Chemistry of Shallow Ground Water / G. Ebhardt and P. Fritsch 4.1.5 Hydrogeochemical Processes During the Passage of Surface Water and Ground Water Through Genetically Different Organic Sediments / H. Brühl, A. Moschick and H. Verleger 4.1.6 Hydrochemical Phenomena in the Dorsten Leakage System / M. Hoffmann, H.R. Langguth and J. Larue 4.1.7 Hydrogeochemical Processes in the Hamburg Deep Aquifer System / E.P. Loehnert, W. Bauhus and C. Sonntag 4.2 Rock-Water Interaction 4.2.1 Aluminium Speciation in Acid Soil Water and Ground Water / G. Dietze and B. Ulrich 4.2.2 Mineral-Pore Water Interaction in Two Soil Types on Pleistocene Sediments at Hamburg / F. Sztuka and I. Valeton 4.2.3 Subsurface Hydrochemical Reactions in the Sandhausen Forest Ecosystem / H. Jacob, W. Regenberg and C. Sonntag 4.3 Reaction Kinetics 4.3.1 Experimental Methods for Determining Dissolution Rates of Silicates - a Comparison / D. Schenk, G. Matthess, A. Dahmke and A. Petersen 4.3.2 Field Studies on the Kinetics of Silicate Minerals/Water Interaction / G. Matthess, A. Petersen, D. Schenk and A. Dahmke 5 Microbiology 5.0 Introduction / P. Hirsch 5.1 Characterization of the Natural Subsurface Environment 5.1.1 Morphological and Taxonomic Diversity of Ground Water Microorganisms / P. Hirsch, E. Rades-Rohkohl, J. Kölbel-Boelke and A. Nehrkorn 5.1.2 Methods of Studying Ground Water Microbiology: Critical Evaluations and Method suggestions / P. Hirsch, E. Rades-Rohkohl, J. Kölbel-Boelke, A. Nehrkorn, R. Schweisfurth, F. Selenka and A. Hack 5.1.3 Organic Substances in Ground Water and Sediments and Their Relationships to Microorganisms in a Sandy Aquifer / E Selenka and A. Hack 5.2 Microbial Activities 5.2.1 Observations on the Physiology of Microorganisms from Pristine Ground Water Environments / P. Hirsch 5.2.2 Formation and Transformation of Manganese Oxidation States by Bacteria / J. Gottfreund and R. Schweisfurth 5.2.3 Interactions Between Humic Acids and Microorganisms / G.-J. Tuschewitzki, B. Langer and H. Otremba 5.3 Microbiology of Selected Locations 5.3.1 Subsurface Microbial Activities in the Sandhausen Forest Ecosystem / R. Weyandt and R. Schweisfurth 5.3.2 Heterotrophic Bacterial Communities in the Bocholt Aquifer System / J. Kölbel-Boelke and A. Nehrkorn 5.3.3 The Natural Microflora of the Segeberger Forest Aquifer System / P. Hirsch and E. Rades-Rohkohl 5.3.4 Microbiological Observations of the Unsaturated Zone of a Quaternary Gravel Profile / I. Alexander, G. Freitag, J. Grossmann, Β. Merkel, P. Udluft and I. Ullsperger 6 Hydrogeochemical and Geochemical-Hydraulic Models and Model Concepts 6.0 Introduction / H.-D. Schulz 6.1 Hydrogeochemical Models and Concepts 6.1.1 Development of Secondary Permeability of a Fracture Aquifer in Carbonate Rocks: a Model / W. Dreybrodt 6.1.2 Some Aspects of Modelling the Carbon System in the Unsaturated Zone / B. Merkel, L. Eichinger and P. Udluft 6.1.3 Methodical Concepts in Silicate-Water Interaction - a Comparison of Results / A. Dahmke, G. Matthess, A. Petersen and D. Schenk 6.2 Combination of Transport and Geochemical Reactions 6.2.1 Water Movement and Geochemical Reactions in the Unsaturated Zone of Sands with Low Calcite Contents / H.-D. Schulz 6.2.2 Physical and Biochemical Processes Affecting Mass Transport in the Bocholt Aquifer System / C. Bugner and R. Mull 6.2.3 Tritium and 3He Measurements as Calibration Data for Ground Water Transport Models / H. Dörr, P. Schlosser, M. Stute and C. Sonntag 6.2.4 39Ar-, 85Kr-, 3He- and 3H Isotope Dating of Ground Water in the Bocholt and Segeberger Forst Aquifer Systems / M. Forster, H. Loosli and S. Weise 6.2.5 Modelling of Mass Balance and of Microbial Transformations in the Fuhrberger Feld Sandy Aquifer / O. Strebet, J. Böttcher and W.H.M. Duynisveld 6.3 Description of Geochemical Environments with Thermodynamic Equilibrium Models / M. Rolling and H.-D. Schulz 6

Note: Contents: Foreword. - Preface. - Acknowledgements. - List of symbols and definitions. - 1. Introduction. - 2. Nature of the problem. - 3. Basic equations for the atmosphere and oceans. - 4. Various decompositions of the circulation. - 5. The data. - 6. Radiation balance. - 7. Observed mean state of the atmosphere. - 8. Observed mean state of the oceans. - 9. Observed mean state of the cryosphere. - 10. Exchange processes between the earth's surface and the atmosphere. - 11. Angular momentum cycle. - 12. Water Cycle. - 13. Energetics. - 14. The ocean-atmosphere heat engine. - 15. Entropy in the climate system. - 16 Interannual and interdecadal variability in the climate system. - 17. Mathematical simulation of climate. - Appendix A: Analysis in terms of Fourier components. - Appendix B: Analysis in terms of empirical orthogonal functions (EOF's). - References. - Name index. - Subject index.