Liebe Mikroskopiker,
in vielen bisherigen Beiträgen wurden mikrofotografische Aufnahmen, aber auch Handzeichnungen von Gesteins-dünnschliffen gezeigt. Des Weiteren wurden Aufnahmen und Handzeichnungen von Kristallisaten gesättigter Lösungen, Schmelzen und Sublimaten gezeigt. Im Folgenden möchte ich einige Aufnahmen eines Schliffes zeigen, der nicht von einem Gestein, sondern von einem Mineral hergestellt wurde (Abb. 1). Das Mineral ist hierbei nicht experimentell entstanden, vielmehr hat es sich als Rückstand an einer Rührwerkswelle eines Klärschlammeindickers einer Kläranlage gebildet. Hierbei handelt es sich um eine im Mittel 2,7 mm dicke, kristalline Ablagerung. Bei einer nasschemischen Analyse konnten als bestimmende Elemente und Verbindungen Ammonium, Magnesium, Phosphat sowie geringe Anteile an Calcium, Eisen und Sulfat nachgewiesen werden. Werden die Massenelemente interpoliert, resultiert ein Salz des Typs Magnesiumammoniumphosphat, das geringe Anteile an Calciumsulfat und Eisen-verbindungen (Reste eines Flockungsmittels) enthält. Magnesiumammoniumphosphat ist eines der wenigen wasserschwerlöslichen Magnesium- und Ammoniumsalze und besser bekannt unter dem Namen Struvit. Die Edukte des Kristallisates sind anthropogener oder veterinärer Herkunft (fäkale Abwässer, Gülle; natürliche Lagerstätten des Struvites kommen vor, sind aber selten).
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Abb. 1: Schliffpräparat des Struvites
Das Salz liegt in der Regel in hydratisierter Form (als Hexahydrat, siehe Abb. 2) vor. Wird das Salz längere Zeit trocken gelagert, läuft es unter Dehydratisierung/Wasserabspaltung weiß an (Abb. 3).
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Abb. 2: Struvit im hydratisierten Zustand
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Abb. 3: Struvit im dehydratisierten Zustand
In Abbildung 4 wird eine Aufnahme des Schliffes bei Hellfeldbeleuchtung gezeigt. Hierbei sind die Grenzen der Kristallflächen zu erkennen. Des Weiteren fallen braune Verfärbungen auf, die auf metalloxidische und biogene Einschlüsse zurückzuführen sind.
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Abb. 4: Schliff des Struvites bei Hellfeldbeleuchtung, 25x
Die Schönheit des Minerales zeigt sich erst bei einer mikroskopischen Betrachtung zwischen gekreuzten Polfiltern. In Abbildung 5 und 6 werden Aufnahmen des volumenbestimmenden Anteiles des Salzes gezeigt. Hierbei ist zu erkennen, dass das Struvit in Tafelform auskristallisiert ist.
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Abb. 5: Volumembestimmender Anteil des Struvites, Tafelform, 25x (gekreuzte Polfilter)
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Abb. 6: Volumembestimmender Anteil des Struvites, Tafelform, 25x (gekreuzte Polfilter)
Werden Schliffe oberflächennaher (die dem Fäkalwasser zugewandte Seite) Bereiche mikroskopisch untersucht, sind mischkristalline Abschnitte zu beobachten. Das mikroskopische Bild der zwischenliegenden Kristallagglomerate entspricht dem eines Calciumsulfates (Gips; prismatische Kristalle, z. T. mit Zwillingsbildung; vergleiche Abb. 6 und 7).
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Abb. 7: Mischkristalliner Bereich des Struvites, 25x (gekreuzte Polfilter)
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Abb. 8: Kristallines Agglomerat zwischen den Tafeln des Struvites, 150x
Anhand der gezeigten Bilder lässt sich zeigen, dass die nasschemischen Befunde mit denen der Schliffbilder übereinstimmen. In den Tafeln des rechten, oberen Bildabschnittes der Aufnahme 7 sind feine, dunkel erscheinende Strukturen zu erkennen. Hierbei handelt es sich um Bakterien (Kurz- und Langstäbchen), die im Zuge der Kristallisation mit eingeschlossen wurden. Sie allein verrarten, dass das Salz in fäkalem Abwasser gebildet wurde. Struvite entstehen aber nicht nur im Freiwasser, sondern auch direkt im menschlichen Körper. So ist bekannt, dass ca. 10 bis 12 Prozent der Nierensteine des Menschen auf Struvit zurückzuführen sind.
Die Schliffe wurden mit Hilfe des Schleifsystems Abele hergestellt. Da Mineralien (im Unterschied zu Gesteinen) häufig eine deutlich geringere Härte und interstrukturelle Festigkeit aufweisen, sollte möglichst druckfrei geschliffen werden. Die hier gezeigten Schliffe wurden unter vergälltem Ethanol geschliffen und poliert. Eingeschlossen wurde in einem hochviskosen, xylolhaltigen Kanadabalsam.
Vielleicht regt dieser Beitrag dazu an, sich neben Gesteinen auch mal an einem Mineral zu versuchen.
Viel Spaß beim Ansehen der Bilder!
Dieter
Hallo Dieter,
vielen Dank für diesen interesanten Beitrag :)
Ich kenne die humanen Struvite auch und es freut mich, dass Du den Schliff dieses doch rel. weichen Materials ohne Ausrisse hinbekommen hast.
Vielleicht hat Florian ja noch ein paar Dünnschlffe von Nierensteinen oder gar Gallensteinen (noch viel weicher) in der Schublade??
Herzliche Grüsse
holger
Hallo Holger,
vielen Dank für Deine Ergänzungen. Ich habe von dem Struvit insgesamt vier Schliffe ohne Ausbrüche anfertigen können. Hierbei habe ich darauf geachtet, dass das Struvit im hydratisierten Zustand vorlag. Als Hydrat ist die kristalline Masse relativ hart; in dehydrierter Form lässt sie sich pulverig aufreiben. Ich vermute, dass in Nierensteinen zusätzlich ein hoher Proteinanteil enthalten ist, der destabilisierend auf das kristalline Gefüge wirkt. Leider habe ich bisher noch keinen Nierenstein verarbeiten können (eine entsprechende Anfrage von der Uni gab es aber schon einmal). Ein Vergleich wäre sicher sehr interessant.
Vielleicht wird sich Florian noch zu diesem Thema äußern.
Viele Grüße!
Dieter
Hallo Dieter,
Ich freue mich sehr über deinen schönen und interessanten Beitrag, ist schon auch witzig, der Übergang von der Kläranlage, wo deine Probe entstanden ist zu Nierensteinen, welche wir vielleicht bald auch noch zu sehen bekommen, wobei mir dabei einfällt, dass ich hier schon mal welche zu sehen bekam, allerdings ungeschliffen aber auch hübsch. Hatte Klaus die nicht mal höchst aufwändig hervorgebracht?
So wie ich das verstehe, hast Du das Material ein bisschen in Deinem Ofen gebraten um das Wasser raus zu bringen und dann mit vergälltem Alkohol statt Wasser als Schmiermittel geschliffen. Ist das Vergällungsmittel eigentlich problematisch? Ich denke, es muss wohl auch ein Salz sein, welches möglicherweise zu Verfälschungen führen könnte. Warum hast Du das nicht wie sonst in Kunstharz eingebettet? Worin liegt denn der Vorteil vom Kanadabalsam?
Ich habe hier gerade eine etwas ähnliche Probe vorliegen, die ich vielleicht auf einem solchen Weg mal untersuchen könnte. Das ist calzinierter Weinstein. So weit ich recherchiert habe, ist das wohl Kaliumcarbonat, welches nach dem Glühen aus dem ursprünglichen Kaliumtartrat übrig bleibt. Das ist leider sehr hygroskopisch und sicher schwierig zum aufkleben.
Liebe Grüße,
Rainer
Dieter,
Interessantes Thema. Die POL-Bilder sind schon Farbig und gut Fotografiert.
Grüße Ronald
Lieber Dieter,
herzlichen Dank für die interessante Dokumentation und Präsentation dieses außergewöhnlichen Präparats. Ich möchte keinesfalls als haarspaltlerischer Korinthenkacker erscheinen, muß aber doch ein paar wissenschaftliche Definitionen aus dem Bereich der Mineralogie anbringen, um einer allgemeiner Sprachverwirrung vorzubeugen:
Kristall: Festkörper mit einer dreidimensional-unendlich periodischer Anordnung der Bausteine (Atome, Ionen).
Mineral: kristalliner Festkörper, der ohne das Zutun des Menschen entstanden ist (Ausnahmen: Quecksilber, wenige amorphe Stoffe - solche bei denen keine hochperiodische innere Ordnung vorliegt). Streng genommen ist also das Eis, das im Winter auf Flüssen und Seen entsteht, aus Mineralen aufgebaut, das aus dem Gefrierfach aber nicht! Klingt blöd, aber ist so.
Gestein: Mineralaggregat, das ohne Zutun des Menschen entstanden ist
Daneben gibt es noch den von Dir auch schon angesprochenen Bereich der Biomineralisation (z.B. pathologische Bildungen im menschlichen Körper: Nierensteine, Blasensteine, Nasensteine etc.).
Ob ein kristalliner Festkörper als Mineral bezeichnte werden darf entscheidet jeweils eine mehr als 20-köpfige internationale Kommission der IMA (International Mineralogical Association) von der sich das vielbemühte deutsche Beamtentum noch eine gehörige Scheibe abschneiden könnte ;D. Der Struvit ist zugegebenermaßen ein Sonderfall, da er zunächst aus Fäkaliengruben unter der Nicolai-Kirche in Hamburg entdeckt wurde, also streng genommen nicht völlig ohne Zutun des Menschen entstand und trotzdem als Mineral gilt, wenn er in natürlicher Umgebung entstand. Daher darf man Deine Präparate nicht "Dünnschliff eines Minerals" nennen, sondern sie sind Dünnschliffe von Kristallaggregaten.
Bitte nimm mir meine Kritik nicht übel, aber die Biologen und Mediziner haben ja auch ihre eigene Nomenklatur und möchten die richtig angewandt sehen.
Herzliche Grüße,
Olaf
Lieber Olaf,
vielen Dank für Deine Ausführungen. Bevor ich diesen Beitrag geschrieben habe, habe ich mich versichert, dass es sich bei dem Struvit um ein Mineral handelt. Sowoh in der wenigen Literatur, die ich zu diesem Thema besitze, als auch bei dem Internetportal Wikipedia wird Struvit als Mineral bezeichnet. Es wird der Mineralklasse der Phosphate, Arsenate und Vanadate zugeordnet. Bei Wikipedia wird folgendes zur Klassifizierung beschrieben:
Mineralklasse: Phosphate, Arsenate, Vanadate
8. CH. 40 (8. Auflage,: VII/C.23-10)
(nach Strunz)
40.01.01.01 (nach Dana)
Leider habe ich keine Möglichkeit diese Angaben zu prüfen. Da Stuvit aber an allen Stellen, die ich gesichtet habe, als Mineral beschrieben wird, bin ich von der Richtigkeit dieser Angaben ausgegangen. An dieser Stelle würde ich Dich gerne bitten, die obigen Angaben zu prüfen und mir an dieser Stelle eine ergänzende Rückmeldung zu geben.
Nochmals vielen Dank für Deinen Beitrag!
Dieter
Hallo Dieter,
was ich oben geschrieben habe:
ZitatStreng genommen ist also das Eis, das im Winter auf Flüssen und Seen entsteht, aus Mineralen aufgebaut, das aus dem Gefrierfach aber nicht! Klingt blöd, aber ist so.
gilt in gleicher Weise auch für Struvit. Man kann also den Namen Struvit verwenden, aber in diesem Fall ist es eben kein Mineral, sondern nur ein Kristall. Tut mir leid, aber ich habe die Regeln nicht gemacht...
Herzliche Grüße,
Olaf
Hallo Olaf,
um ehrlich zu sein, habe mit dieser Art Fachterminologie der Kristallographen etwas Probleme. Als Chemiker bin ich gewohnt, eine Substanz unabhängig von ihrer Herkunft anhand ihrer enthaltenen Elemente, ihrer Verbindungen, aber auch anhand kristallografischer Daten zu charakterisieren. Du schreibst selbst von einer Biomineralisation im Zuge einer Bildung von Nieren-, Blasen- und Gallensteine. Dieser Begriff ist dann wohl falsch, den es müsste Biokristallisation heißen. In gleicher Weise wird bei einer Kalzifizierung des Knochengewebe stets von einer Biomineralisation der kollagenen Strukturen gesprochen, aber auch hier müsste der richtige Begriff Biokristallisation unter Bildung von Kristallaggregaten heißen (so etwas habe ich übrigens noch nie gelesen).
Ich vermute, dass auch das natürlichen Vorkommen des Struvites primär auf Prozesse zurückzuführen ist, die auf eine Zersetzung/Verwesung bioorgansichen (tierischen) Materiales zurückzuführen ist. Du selbst hast ja ein entsprechendes Beispiel beschrieben. Wie kann es dann sein, das Struvit überhaupt als Mineral von Mineralloge oder Kristallographen klassifiziert wurde?
An dieser Stelle bitte ich um Nachsicht für die Bezeichnung "Mineral", die ja mit dem deutlichen Hinweis auf eine veterinäre oder anthropogene Herkunft versehen wurde. Ich hoffe, dass eine überspitzte Terminologie, egal in welchem Fachbereich, nicht dazu führt, dass ein Hobbyist sich hier nicht mehr traut noch zu schreiben. Ich habe Deine Ausführungen ausgedruckt und werde sie bei meinen nächsten Beiträgen berücksichtigen.
Vielen Dank für Deine Mühe!
Dieter
Hallo zusammen,
dann ist dieser schöne Calcit (sicher nicht ganz rein!) aus einem Wasserrohr eben auch nur einen kristallines Gemenge dem natürlichen Tropfstein ähnlich.
Schöne Geschichte hat das Schmuckstück: Mein Vater war technischer Leiter eines Textilbetriebes mit Färberei und Weberei. Er hatte bei der Erweiterung der Färberei für eine Wasseraufbereitung plädiert, die man sich aber gespart hat. Nach 2 Jahren tauchten dann Probleme auf mit den Durchflussmengen/Drücken. Ein ausgebautes PVC-Rohr wurde durchgesägt.
Mit dieser Scheibe hat er die Nachrüstung genehmigt bekommen. Ein schönes Erinnerungsstück, das jetzt gut 40 Jahre alt ist!
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/71070_15438456.jpg)
Hallo Klaus,
sehr schönes Objekt! Das gibts auch noch in größerem Maßstab:
http://de.wikipedia.org/wiki/Aqu%C3%A4duktenmarmor ;D
Herzlich
Martin
einen hab ich noch... :D
ein synthetischer Quarz.
Ein 12 cm hoher Zwilling aus einer Hydrothermalsynthese. Die Kanäle der Fäden für die Aufhängung sind schön zu sehen.
http://www.geo.tu-freiberg.de/Hauptseminar/2009/Voland_Stefan.pdf
Steht auf einer von Menschen bearbeiteten Gesteinsplatte natürlichen Ursprungs.
Die 10 Karäter aus dem Diadem meiner Frau zeige ich jetzt aber nicht auch noch! ;)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/71074_28996938.jpg)
Hallo Dieter,
Vielen Dank für die ausführliche Beschreibung. Leider hab ich keinen solchen Wärmeschrank. Das Körapox verwendest Du ja sehr gerne. Ich hab schon einiges getestet und bin mit Akemie- Steinkleber bisher am besten klar gekommen. Hab aber schon länger nichts mehr geschliffen. Hab ich Dir mal ein Bild vom letzten Nummulitenkalk geschickt?
Liebe Grüße,
Rainer
Hallo Dieter,
ZitatIch hoffe, dass eine überspitzte Terminologie, egal in welchem Fachbereich, nicht dazu führt, dass ein Hobbyist sich hier nicht mehr traut noch zu schreiben. Ich habe Deine Ausführungen ausgedruckt und werde sie bei meinen nächsten Beiträgen berücksichtigen.
das ist das Letzte, was ich bewirken wollte. Ich selbst habe in diesem Forum sehr viel über andere Disziplinen gelernt und schätze es sehr als Zusammenschluß lernwilliger und lernfähiger Individuen. Mein Beitrag sollte nur auf Besonderheiten in der Nomenklatur "meiner" Wissenschaft hinweisen. Es tut mir leid wenn er als zu schulmeisterlich aufgefaßt wurde und Empfindlichkeiten geweckt hat, werde mich auch in Zukunft mit solchen Beiträgen zurückhalten. Ich habe die Regeln nicht gemacht, sie sind aber in jedem Lehrbuch der Mineralogie nachzulesen.
Ja Klaus, Du hast schon recht, Du besitzt einen synthetischen Quarz und das ist kein Mineral, und das worauf er steht ist ein Gestein und kein Mineral.
Die Biomineralisation ist nun mal eine anerkannte Ausnahme der Regel in der Nomenklatur der Mineralogie. Auch hier bin ich an der Inkonsistenz unschuldig...
Gruß, Olaf
ZitatEs tut mir leid wenn er als zu schulmeisterlich aufgefaßt wurde und Empfindlichkeiten geweckt hat, werde mich auch in Zukunft mit solchen Beiträgen zurückhalten.
Hallo Olaf,
bitte nicht! Lernen kann man nur sinnvoll, wenn die Informationen korrekt sind, und dazu gehört auch mal eine Richtigstellung. Du bist ja durchaus in der Position zu schulmeistern :D. Die Wege der IMA sind leider unergründlich und beileibe nicht konsistent, an die "basics" sollte sich aber jeder halten, Laie oder Profi. Ist ja in anderen Sparten ähnlich, auch dort werden im Forum falsch beschriftete Schnitte oder Fehlbestimmungen korrigiert.
Liebe Grüsse,
Stefan
Danke Stefan, Du richtest mich wieder auf!