Diplomarbeit

Mobilität von Arsen in Aquiferen: Säulenversuche zur Abschätzung des Einflusses von Sulfat und DOM

Michaela Raber (01/2006)

Betreuer: Christian Blodau, Markus Bauer

Natürliche Arsenbelastungen werden weltweit immer mehr als Problem für die Trinkwasserversorgung angesehen. In anaeroben Aquiferen prägt die Aktivität von Mikroorganismen die chemischen Bedingungen und steuert damit auch die Mobilität von Arsen. Sulfatreduktion und Methanogenese stehen in diesen Systemen in Konkurrenz zueinander. Bei großem Angebot an Sulfat entsteht Sulfid, das mit Arsen Minerale bildet und das toxische Element auf diesem Wege aus der Lösung entfernt. Dominiert aber die Methanbildung findet keine Mineralbildung statt und Arsen bleibt gelöst. So kommt es auf kurzen Entfernungen zu teilweise erheblichen Unterschieden in den Arsenkonzentrationen im Grundwasser. Die dargestellte Reaktionsabfolge wurde anhand einiger Freilandversuche beschrieben. Im Rahmen dieser Diplomarbeit sollen die dort formulierten Hypothesen in einem kontrollierten Laborsystem getestet werden. In einer bereits an der Limnologischen Station verwendeten Anordnung werden mehrere As-haltige Festphasensäulen mit geringer Fließrate durchströmt. Unterschiedlich ist dabei die chemische Zusammensetzung der Lösung. Vor allem der Gehalt an Sulfat und das Angebot an organischen Verbindungen muss zur Stimulation der verschiedenen Mikroorganismen variiert werden. Beobachtet wird die Zusammensetzung der Lösung am Säulenausfluß und an eingebauten Ports entlang der Fließstrecke (v.a. Gehalt an Sulfat und Methan). Nach Beenden der Versuche wird die Bildung von Sulfidmineralen durch Festphasenextraktion untersucht. Die Anwendung chemischer Gleichgewichtmodelle kann zur Interpretation des Systems hilfreich sein.