REDOX-PROZESSE

Die Oxidations-Reduktionsvorgänge üben eine sehr wichtige Kontrolle über die natürlichen Konzentrationen von Sauerstoff, Eisen, Methan usw. in der Rhizosphäre aus; sie dienen auch dazu, den Grad der Stickstoffauswaschung zu bestimmen.

Redox-Prozesse finden durch die Übertragung von Elektronen von einem Atom auf ein anderes statt. Die Reihenfolge, in der sie ablaufen, lässt sich aus der thermodynamischen Gleichgewichtsdynamik vorhersagen. Diese Prozesse sind in der Regel sehr langsam, es sei denn, sie werden durch mikrobielle Katalyse vermittelt. Ein Beispiel ist die Reduktion von Sulfaten aus organischem Material, die ohne mikrobielle Aktivität sehr langsam ablaufen würde, Desulfovibrio sp., das den Prozess durch enzymatische Wirkung katalysiert, und die Reaktion kann in natürlicher Umgebung schnell ablaufen. 

Diese Redoxprozesse erfordern Oxidationsmittel wie Sauerstoff oder Nitrate. Aber auch die Wirkung von Reduktionsmitteln wie organische Stoffe, die im Porenwasser unserer Grünprofile gelöst sind, führt zu diesen Prozessen.

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Ein Beispiel für diese Prozesse kann mit Fe+2 und Mn +4 wie folgt ablaufen:

2 Fe+2 + MnO2 + 4H+ 2 Fe+3 + Mn+2 + 2H2O

Bei dieser Reaktion werden zwei Elektronen von Fe(2) übertragen, um Mn(4) in MnO2 zu reduzieren. Das Eisen-Ion wirkt als Reduktionsmittel und reduziert Mn(4), während MnO2 als Oxidationsmittel bezeichnet werden kann und zu Fe+2 oxidiert. Die Elektronen werden zwischen den Atomen ausgetauscht und liegen nicht "frei" in der Porenwasserlösung vor.

Die Messung von Eh (V), das elektrochemische Potenzial, bestimmt die Verteilung aller Redox-Gleichgewichte, ähnlich wie der pH-Wert die Verteilung aller Säure-Basen-Gleichgewichte ausdrückt.

Die Messung erfolgt über eine inerte Platinelektrode gegen eine Standardelektrode mit bekanntem Potential (Grentheet al., 1992 und Christensen et al., 2000).

So können wir je nach den durchgeführten Messungen unterschiedliche Prozesse beobachten:

Oxidierte Spezies Reduzierte Spezies mv mv Gelöster Sauerstoff (ppm)

O2 H2O +750 +800 12 O2 H2O +750 +800 12 Übersättigung

NO3- NO2- +450 +400 4,0

NO2- NH3 +400 +350 0,4 Denitrifikation

Fe+3 Fe+2 +300 +200 +200 0,1 Eisenreduktion

SO4- S2- -150 -200 0,0 Sulfatreduktion

CO2 CH4 -250 -300 0.0 Methanogenese

Durch den Einsatz von Ozon, das in das Bewässerungssystem eingespritzt wird, bleibt das Profil des Grüns unter aeroben Bedingungen erhalten, eine gut entwickelte Rhizosphäre wird gefördert, der Sauerstoffverbrauch durch Biofilme wird neutralisiert und alle Sportflächen weisen eine größere Einheitlichkeit auf.

Das Redoxpotential von Wasser kann mit sehr erschwinglichen Instrumenten wie z.B.: