Huminsäuren
Moin,
auhauahauaha - zieh' mal die Handbremse an ... Du kommst immer auf Ideen ...:
Splitten wir Dein Thema zunächst mal:
Calcium-Kation:
Würde Deine These zutreffen, hieße das ja, dass sich der pH-Wert ändern müßte, sobald Calcium-Ionen (woher auch immer) im Wasser vorliegen.
Würde z.B. bedeuten: Ich habe ein Aquarium mit saurem pH-Wert, dünge z.B. meine Pflanzen bzw. härte mein Wasser mit Calciumacetat oder -chlorid auf ... und puff, ist mein pH-Wert oben ... weil sich "irgendwas irgendwie" bildet?
Nein, "Buchstabensuppe" alleine ergibt noch keine chemische Reaktion. Woher soll Dein elementarer Sauerstoff stammen, aus einem Ozonisator? Auch das Wasserstoff-Ion gondelt nicht frei durch die Landschaft, sondern ist immer bestrebt, sich anzulagern, z.B.an Wasser (Hydronium-Ion).
Ansonsten gelten die Gesetze des Kalk-Kohlensäuregleichgewichtes - hier bleibt für Dich nur:
Lesen, und zwar alles ... ist kompliziert, aber die Vorgänge sind da recht anschaulich dargestellt.
Huminsäuren:
Zuerst einmal einigen wir uns darauf, dass wir unter dem Sammelbegriff Huminsäuren eine recht komplexe Stoffgruppe zusammenfassen ...
Ich zitiere hier aus der Dissertation von Dipl.-Chem. Thomas Brinkmann.
Die in der Hydrosphäre enthaltene natürliche organische Materie (NOM = natural organic matter) lässt sich in einen gelösten Anteil, die DOM (dissolved organic matter = gelöste organische Materie) und einen partikulären unterteilen, die POM (particulate organic matter = partikuläre organische Materie).
Als quantitatives Maß für die DOM wird die Konzentration an gelöstem organischen
Kohlenstoff verwandt (DOC = dissolved organic carbon).
DOM besteht zu einem großen Teil aus Huminstoffen (HS). Darunter wird ein heterogenes Gemisch aus höhermolekularen und biogenen organischen Substanzen verstanden. Sie entstehen durch Ab-, Auf- und Umbauprozesse von natürlichen Substanzen, die von abgestorbenem oder ausgeschiedenem pflanzlichen, tierischen und mikrobiellen Material stammen.
Häufig haben HS eine gelbe bis braune Farbe. Sie gelten als refraktär, das
heißt, sie sind schlecht biologisch verwertbar.
DOM und vor allem HS absorbieren Licht im UV- und sichtbaren Spektralbereich
des natürlichen Sonnenlichts. Ihnen wird deshalb in den oberen Schichten von
Gewässern eine Schutzfunktion für aquatische Organismen vor übermäßiger, schädlicher
Strahlung zugeschrieben, vor allem im UV-B-Bereich. Zudem können sich durch die Lichtabsorption aus DOM reaktive Substanzen bilden, die den Abbau von Fremdstoffen beschleunigen. Auf der anderen Seite unterliegt DOM bei Bestrahlung mit Sonnenlicht selbst einem photochemischen Abbau.
Dieser führt neben einer Bleichung zur Bildung niedermolekularer Verbindungen sowie zur
teilweisen Mineralisation. Die gebildeten Abbauprodukte, wie beispielsweise aliphatische
Carbonsäuren, sind im Gegensatz zur ursprünglichen DOM häufig leichter biologisch verwertbar.
Diese Prozesse spielen eine wichtige Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. So
wird geschätzt, daß 2–3% des DOC in den Weltmeeren jährlich photochemisch und
kombiniert photochemisch-biologisch zu Kohlenstoffdioxid umgesetzt werden.
Der photochemische Abbau gilt zudem als wichtigste Senke jener DOM, die über
Flüsse in die Ozeane eingetragen wird. Die Abnahme der Ozonkonzentration in der Stratosphäre und die damit verbundene Zunahme an solarer UV-B-Strahlung könnte zu einem verstärkten Abbau von DOM führen und somit den biogeochemischen Kohlenstoffkreislauf beeinflussen.
Soweit mal eine "Definition" zur Komplexität von Huminsäuren. Wie kommst Du auf die Idee, dass HS so ohne weiteres abgebaut werden?
Zum Abbau/Entfernen von Huminsäuren:
- Alkalischer Abbau von gelöster organischer Materie. Hier gibt es eine Reihe von Versuchen unter Verwendung von Natronlauge.
- Photochemischer Abbau von gelöster organischer Materie durch simulierte solare UV-Strahlung.
- Adsorption der DOM/HS mittels Aktivkohle (Fouling).
Zum "Chemischen Abbau von Huminstoffen" empfehle ich z.B. die Promotion von Dr. Tibor Jakab, zum chemischen und photochemischen Abbau "Alkalischer und solarinduzierter Abbau von natürlicher organischer Materie" (Dr.-Ing. Thomas Brinkmann,
Herausgeber: Prof. Dr. F. H. Frimmel, Karlsruhe 2003).
F. Scheffer und R. Kickuth (Göttingen, 1961) geben an, dass ca. 40% der Substanz einer Huminsäure bei einer totalen Protolyse hydrolytisch abgespalten werden, für den chemischen Abbau werden enorme "Klimmzüge" unternommen, um eine oxydative Spaltung mittels Salpetersäure zu erreichen.
Die schlechte Abbaurate von HS durch Bakterien, selbst unter alkalischen Bedingungen, wurde auch von Dr. D. Heitkamp nachgewiesen (Heitkamp, Jülich 1987).
OK, belassen wir es mal dabei und fassen salopp zusammen:
HS werden im aquatischen Milieu nicht so einfach abgebaut. Die Einwirkung starker Laugen bzw. von UV-Licht dürfte für unsere Belange vernachlässigbar sein.
Was ist noch von Interesse?
Ein Komplex wie HS ist natürlich auf Grund seiner angelagerten Metallionen auch für Verbraucher wie z.B. Pflanzen interessant.
Untersuchungen haben nachgewiesen, dass z.B. HS vom Typ WH67 noch nicht einmal vom menschlichen Organismus resorbiert werden können (Prof. Dr. Kühnert et al).
Sollte sich eine Pflanze beispielsweise am Calcium-Ion "bedienen", ist es wahrscheinlich, dass enzymatisch eher ein Austausch gegen ein Wasserstoff-Ion erfolgt, da dies einen energetisch niedrigeren Aufwand bedeutet.
Somit würde der Kreislauf wieder von vorne starten ...
Zudem ist bei einem biologisch stabil laufenden Becken mit ausreichender Humifizierung die Wahrscheinlichkeit größer, dass ständig neue HS gebildet und dem Kreislauf zugeführt werden, als dass HS irgendwann doch mal hydrolytisch oder oxidativ mineralisieren.
