Geoökologisches Kolloquium WS 2001/02

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Dr. Thomas Rüde
Institut für Allgemeine und Angewandte Geologie, LMU München
Donnerstag, 20.12.2001 16:15 H6

Der Rötlbach: Arsenfixierung an Eisenoxiden in natürlichen oxisch-sauren Systemen

Das Verhalten des Oxyanionenbildners Arsen wird im aquatischen Bereich durch mehrere Szenarien bestimmt. Sehr hohe Arsenmobilitäten treten in eisenreduzierenden und oxisch-hochsauren Milieus (z.B. AMD) sowie unter extremen Quelltermsituationen auf. Geringe Mobilitäten kennzeichnen sulfidische und arsenidisch-sulfidische Systeme und oxisch-saure Environments. Letztere werden charakterisiert durch oxische Redoxbedingungen und pH-Werte zwischen 2,5 bis etwa 5, die das Auftreten von Fe(III)-Oxiden i.w.S. erlauben, die hochwirksame Sorber für Arsenat darstellen. Die großräumige Kontamination von Trinkwasserbrunnen in Bangladesh mit Arsen aus der Fe-Oxid-Senke durch Zustandsänderung unterstreicht die Bedeutung dieses hydrogeochemische Systems, das auch in Deutschland regionale verbreitet ist (z.B. Burgsandstein des mittleren Keupers, Dogger-Beta-Sandstein, Badensande des Molassebeckens). Der pyrithaltigen Schiefern entspringende alpine Rötlbach gibt die Möglichkeit in einem natürlichen, relativ einfachen System die Bildung von Fe(III)-Sulfaten und Fe(III)-Oxiden i.w.S. und die Fixierung von Arsen durch diese Präzipitate zu untersuchen. Die Quellwässer weisen pH-Werte von 2,2 ¶ 2,5 auf und sind oxisch (Fe(III), As(V). Neben der Abscheidung von Jarosit schon im Quellaustritt bewirken gering mineralisierte, alkalische Zuflüsse im weiteren Verlauf des Rötlbaches die Präzipitation verschiedenster Fe(III)-Oxide (Ferrihydrit, Schwertmannit, Goethit). Arsenkonzentration von 100 ¶ 200 µg L^-1 in den Quellen werden durch Festlegung an die Fe-Oxide schon nach kurzer Fließstrecke deutlich auf wenige µg L^-1 vermindert. Auch bei diesen geringen Konzentrationen im Bachwasser weisen die Präzipitate aber sehr hohe Arsenkonzentrationen von mehreren Hundert bis Tausend µg g^-1 auf. Diese Untersuchungen zeigen, daß die natürliche Arsenfixierung an Fe-Oxiden sehr effizient ist und in geologischen Zeiträumen auch bei sehr geringen Arsenkonzentrationen im Wasser zu sehr hohen Feststoffkonzentrationen führt. Das Auftreten hoher Arsengehalte geogener Fe-Oxid-Überzüge bedarf keiner besonderen Arsenquelle, die geogenen Normalwerte scheinen hierfür ausreich

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