Uni-Bayreuth

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Mobilisierung von Arsen durch Phosphat als potentielle In-situ-Sanierungsmethode – Vorversuche im Labormaßstab

Martin Maier1, Wolter Yvonne1, Zentler Daniel1, Scholz Christian1, Isenbeck-Schröter Margot1
1 Institut für Geowissenschaften, Universität Heidelberg

P 6.16 in Grundwasser-, Boden- und Oberflächenwasser-Interaktionen

Grundwasserschadensfälle mit Arsen werden in der Regel durch Pump and Treat-Maßnahmen saniert oder gesichert. Die Effizienz dieser Maßnahmen ist limitiert, weil die Mobilität des Schadstoffs stark von den geochemischen Milieubedingungen abhängt und in der Regel gering ist. Durch Einbringung von Phosphat in den belasteten Aquifer kann die Mobilität des Schadstoffs erhöht und damit die Effizienz der Sanierungsmaßnahmen gesteigert werden. Zur Entwicklung einer potentiellen in-Situ Sanierungsmethode für einen Altstandort in Hessen wurde diese Methode in Säulenversuchen mit belastetem Aquifermaterial unter unterschiedlichen geochemischen Bedingungen getestet. Die Phosphatzugaben begannen in niedrigen Konzentrationen und wurden schrittweise gesteigert.  

Während der Säulenversuche konnte für die unterschiedlichen Milieubedingungen ein signifikanter Anstieg der Arsenausträge beobachtet werden. Dabei war die Mobilitätssteigerung im anoxischen höher war als im oxischen Milieu. Gegenüber einer unbeaufschlagten Referenz wurde der Austrag um das sechsfache erhöht. Schon bei geringen Phosphatgaben wurde ein deutlicher Anstieg des Arsenaustrages beobachtet. In diesen Versuchsphasen wurde insbesondere As(III) im Ausgang der Säulen gemessen. Es wird vermutet, dass in den niedrigen Konzentrationsbereichen insbesondere die mikrobielle Arsenreduktion zur Freisetzung von Arsen beiträgt. Unter höheren Gaben wird vermehrt auch As(V) ausgetragen wird. Hierfür ist die Substitution von Arsen durch Phosphat aus den Oberflächenkomplexen an Eisen(hydr-)oxiden oder Calcit als weiterer Prozess der Arsenfreisetzung verantwortlich. Während der Versuche wurden keine signifikanten Änderungen der hydrogeochemischen Bedingungen festgestellt, die mit der Freisetzung anderer Metalle begleitet wurden. 

In Kürze werden die Ergebnisse der Laborversuche im hydraulisch gesicherten Pilotversuch für die Eignung als zukünftige Sanierungsmethode am Standort überprüft.

Letzte Änderung 14.04.2014