Geoökologisches Kolloquium SS 2007

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PD Dr. Kai-Uwe Goss
Helmholtz Zentrum für Umweltforschung UFZ, Departement Prozessanalytik
Donnerstag, 28.06.2007 16:15 H6

Sorption organischer Chemikalien in Böden: Alte Lehrmeinungen und neue Konzepte

Sorption im Boden ist einer der wichtigsten Prozesse in Bezug auf die bioverfügbare Konzentration und den Transport von organischen Chemikalien in der Umwelt. Auf Grund der großen Anzahl von Chemikalien ist es unmöglich, diesen Prozess für alle Substanzen experimentell zu untersuchen. Daher benötigt man Modelle, die es erlauben, die Sorption von Chemikalien in Böden zu berechnen.

Solche Modelle beruhen bisher in der Regel auf folgenden Annahmen:
a) Sorption findet in Huminstoffen statt und nicht an mineralischen Oberflächen,
b) die Sorptionseigenschaften verschiedener Arten von Huminstoffen unterscheiden sich nicht wesentlich voneinander, und
c) die Sorption verschiedener Chemikalien in Huminstoffen lässt sich aus ihrer Verteilung in Oktanol vorhersagen.

Tatsächlich beruhen diese Annahmen jedoch vorwiegend auf relativ wenigen experimentellen Messdaten für unpolare Substanzen in feuchten Böden. Unsere eigenen Untersuchungen auf der Basis von mehreren tausend experimentellen Sorptionsdaten zeigen folgende Ergebnisse:
1) In trockenen Böden muss die Sorption an Mineraloberflächen berücksichtigt werden.
2) Die Variabilität von Huminstoffen in Bezug auf ihre Sorptionseigenschaften ist signifikant.
3) Oktanol als Prediktor-Variable ist nur für unpolare, nicht aber für die, immer häufiger, auftretenden polaren Substanzen verwendbar.
4) Ein Modell für die Sorption an Mineralen und ein verbessertes Modell für die Sorption in Huminstoffen muß die verschiedenen Wechselwirkungen (d.h. van-der Waals und H-Brücken) berücksichtigen, damit es die Sorption polarer und unpolarer organischer Chemikalien beschreiben kann.

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