Biogeochemical interfaces in natural and artificial soil systems: specific surface area, phenanthrene sorptive properties and formation of organo-mineral associations

The effect of different components on the properties of biogeochemical interfaces in soil was examined in natural arable soils and artificial soils composed of different mixtures of clean model materials, manure as organic carbon source and a microbial inoculum. In the natural soils, iron oxides were found to be important providers of interfaces, and phenanthrene sorption showed that both the surface area available in soil and the organic matter content determined the sorption interface for hydrophobic organic chemicals. The incubated artificial soils developed quickly from mixtures of clean model materials into soil-like systems where minerals, organic matter and microorganisms were closely associated. Overall, the results presented in this dissertation demonstrate that biogeochemical interfaces in soil are not only determined by the different components present, but foremost by the interaction between these components.
Die Wirkung verschiedener Komponenten auf die Eigenschaften biogeochemischer Grenzflächen im Boden wurde in natürlichen Ackerböden und künstlichen Böden bestehend aus verschiedenen Mischungen von sauberen Modelmaterialien, Stallmist als organischer Kohlenstoffquelle und ein mikrobielles Inokulum untersucht. In den natürlichen Böden wurde die Relevanz von Eisenoxiden für die verfügbare Oberfläche bestimmt, und der Effekt von spezifischer Oberfläche und Kohlenstoffgehalt auf die Phenanthrensorption untersucht. Die inkubierten künstlichen Böden entwickelten sich von Mischungen aus sauberen Modelmaterialien zu Boden-ähnlichen Systemen, in denen Minerale, organische Substanz und Mikroorganismen stark assoziiert waren. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass biogeochemische Grenzflächen im Boden nicht nur durch die verschiedenen Komponenten bestimmt werden, sondern vor allem auch durch die Interaktionen zwischen diesen Komponenten.