Schwermetalle in Boden, Rebe und Wein

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1 Schriftenreihe des Bundesministers für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten Reihe A: Angewandte Wissenschaft Heft 308 Dr. Horst Diedrich Mohr Schwermetalle in Boden, Rebe und Wein Untersuchungen zur Anreicherung von Schwermetallen aus Siedlungsabfällen (Müllkompost, Müllklärschlammkompost) in Weinbergsböden, Reben, Most und Wein 1985 Landwirtschaftsverlag GmbH 4400 Münster-Hiltrup

2 - 3 - Seite 1. Einleitung 8 2. Material und Methoden Probenahme und Probenzerkleinerung Herstellung von Aufschlüssen und Auszügen Bestimmung des Schwermetallgehaltes mit Hilfe 18 der Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) und der Polarographie 2.4 Nachweisgrenzen Weitere Bestimmungsmethoden. Boniturschema 21 zur Charakterisierung der an den Pflanzen aufgetretenen Schäden 2.6 Charakterisierung von Versuchsböden, Müllklär- 22 schlammkompost (MKK) und Austauscherharz 2.7 Vegetationsversuche im Gewächshaus Freilandversuche Untersuchung von Faktoren, die das Ergebnis von Schwermetallanalysen beeinflussen 3.1 Einfluß von Metallwerkzeugen auf den Schwermetallgehalt von Pflanzenproben 3.2 Beeinflussung der Signalhöhe bei der Messung am AAS Säurekonzentration Alter des Graphitrohrs Oxidationsstufe des Schwermetalls Richtigkeit und Reproduzierbarkeit von 32 Schwermetallanalysen 4. Anreicherung von Schwermetallen aus Siedlungsabfällen in Weinbergsböden (Freilandversuche) 37

3 Aufnahme von SChwermetallen in die Pflanze 5.1 Adsorption von Schwermetallen an die Wurzeloberfläche 5.2 Transport innerhalb der Wurzel 5.3 Transport in die oberirdischen Pflanzenteile Schwermetallgehalt von Pflanzen, die auf Schwermetall-kontaminierten Substraten kultiviert wurden 6.1 Verteilung von Schwermetallen in den oberirdischen Reborganen (Vegetationsversuche im Gewächshaus) 6.2 Aufnahme von 8 Schwermetallen aus einem künstlich kontaminierten Weinbergsboden und Verteilung in den vegetativen und generativen Sproßteilen von Mtiller-Thurgau-Reben (Freilandversuch) 6.3 Schwermetallgehalt von Reben und Weinbergsunkräutern nach Düngung mit MKK Freilandversuche Vegetationsversuche im Gewächshaus Schwermetallgehalt von Reben, die auf MKK-Boden-Gemengen kultiviert wurden Aufnahme von Cd aus einem künstlich kontaminierten MKK in Wurzeln und Blätter von Reben, Sonnenblumen und Weidelgras Beeinflussung des Wachstums von Reben und anderen Kulturpflanzen durch steigende Zusätze von Schwermetallen und potentiell toxischen Elementen zu Nährlösung, Böden und MKK 7.1 Einfluß von 11 der Nährlösung zugesetzten Schwermetallen und toxischen Elementen auf das Wurzel- und Sproßwachstum von Weizenkeimlingen 7.2 Ermittlung der "kritischen", das Rebwachstum hemmenden Konzentration von 18 Schwermetallen und toxischen Elementen in Nährlösung

4 Ermittlung der "kritischen", das Rebwachstum hemmenden Konzentration von Zn, Cu, Pb, Cd und CrVI in verschiedenen Böden 7.4 Einfluß steigender Cd-Zusätze zu MKK auf das Rebwachstum 7.5 Schwermetall-induzierte Schäden an Reben und anderen Kulturpflanzen Faktoren, welche die Schwermetallaufnahme in die Pflanze beeinflussen 8.1 Reaktion des Substrats Aufnahme von Schwermetallen aus einem unterschiedlich stark angesäuerten MKK in Wurzel und Sproß von Reben, Sonnenblumen und Weidelgras Einfluß von Ammoniumnitrat auf die Schwermetallaufnahme der Rebe aus Nährlösung Toxizität von CrVI und seine Aufnahme in die Rebe bei unterschiedlicher Bodenreaktion 8.2 Konkurrenzwirkungen zwischen Schwermetallen Wechselwirkungen zwischen Zn und Cd Aufnahme von 7 der Nährlösung gemeinsam zugesetzten Schwermetallen in Wurzel und Sproß von Reben, Sonnenblumen und Mais Versuche zur Melioration Schwermetall-belasteter Böden: Einfluß von Kalk, Torf und Kationenaustauscherharz auf das Wachstum und die Schwermetallaufnahme von Reben, Sonnenblumen, Weizen, Weidelgras und Kresse Schwermetalle in Most und Wein 10.1 Einfluß von Schwermetallen und toxischen Elementen, die Traubenmost zugesetzt wurden, auf den Gärverlauf und ihr Verbleib nach Ablauf der Gärung

5 Schwermetalle in Weinausscheidungen 10.3 Schwermetalle in Weinen Diskussion 11.1 Anreicherung und Verlagerung von Schwermetallen in Weinbergsböden nach Düngung mit Siedlungsabfallkomposten 11.2 Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen in Siedlungsabfällen und anderen Schwermetall-kontaminierten Substraten 11.3 Schwermetallaufnahme in die Wurzel und Verteilung in den unter- und oberirdischen Pflanzenteilen und im Traubenmost. Transferfaktoren 11.4 Verhalten von Schwermetallen bei der Gärung. Schwermetallgehalt in Weinen 11.5 "Kritische", das Pflanzenwachstum hemmende Konzentrationen von Schwermetallen und anderen potentiell toxischen Elementen in Nährlösung, Böden und MKK Möglichkeiten zur Mel ioration Schwermetallkontaminierter Böden 11.7 Konsequenzen für die Praxis Die wichtigsten Ergebnisse 12.1 Fehlerquellen bei der Schwermetallanalyse 12.2 Schwermetallanreicherung im Boden 12.3 Aufnahme von Schwermetallen durch Reben und andere Kulturpflanzen und Schwermetallgehalt in den unter- und oberirdischen Pflanzenteilen, im Most und im Wein 12.4 "Kritische", das Pflanzenwachstum hemmende Konzentrationen von Schwermetallen und anderen potentiell toxischen Elementen in Nährlösung, Böden und MKK 12.5 Melioration Schwermetall-belasteter Böden 12.6 Aussagefähigkeit von Wurzel- und Blattanalysen

6 Zusammenfassung The most important results 14.1 Possibilities of contamination and interference in heavy metal analysis 14.2 Accumulation of heavy metals in soils 14.3 Uptake of heavy metals by grapevines and other cultivated plants and heavy metal content of roots, shoots, must and wine 14.4 "Critical" concentrations of heavy metals and other potentially toxic elements in nutrient solution, soils and garbagesewage-sludge-compost 14.5 Amelioration of heavy-metal-contaminated soils 14.6 Informational value of root and leaf analysis Summary Literatur 193 Folgende Abkürzungen wurden verwendet: MK MKK KS = Müllkompost MUllklärschlammkompost = Klärschlamm