View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

Diskussion
5 .3 Lysimeterversuch mit Windkanal
Der Lysimeterversuch zur Verflüchtigung von ['"C-U]-MTBE aus dem Grundwasser durch
das 1,1 m Profil einer sauren Braunerde in die Atmosphäre diente der Validierung der Ergeb-
nisse aus den Säulenversuchen (4 .2) . OPHOFF ET AL . (1998) konnten in vorangegangenen Ex-
perimenten die Übertragbarkeit der Datensätze aus Windkanalversuchen auf den Feldmaß-
stab zeigen . Der umkonzipierte Windkanal mit Grundwassersimulation (3.3 .1 .2 .) stellt im
Vergleich zu einigen Feldstandorten ein wohl definiertes, geschlossenes System dar, in dem
mit einer schnellen Probennahme im Gegensatz zu Feldversuchen (SCHIRMER ET AL ., 1998 ;
SCHIRMER ET AL., 1997) eine gute Wiederfindung erreicht werden konnte (Tab . 21) .
Der Windkanal ist ein vom Konzept her etabliertes und in vielen Versuchen validiertes
Großgerät für Freilandversuche zur Erfassung von Verflüchtigung und Mineralisierung spe-
ziell "C-markierter organischer Stoffe nach Applikation auf oder in Agrarökosystemaus-
schnitte (OPHOFF, 1998; STORK, 1995) . Die auf Polyurethanschaum basierende Probennahme
im High-Volume-Sampler (HVS) war hier jedoch für flüchtige niedermolekulare Kohlenwas-
serstoffe wie MTBE nicht geeignet . Somit musste für diese Stoffklasse ein neuer Adsorber
gesucht werden (3 .3.1 .1) . In einigen Vorversuchen wurde der neue HVS mit Aktivkohlekar-
tusche validiert . Die Experimente zeigten trotz hoher Volumenströme eine gute Abscheideleis-
tung (Tab. 18) . Die Wiederfindung schwankte zwischen 66 und 94 % der applizierten Radio-
aktivität . Bei den Vorversuchen variiertenjedoch auch die Klimabedingungen wie Luftfeuchte
und Temperatur (4 .3 .1) . Beides sind entscheidende Größen für das Durchbruchsvolumen
und daraus folgend die Abscheideleistung eines Adsorbens für die gewählte Substanz . Hohe
Luftfeuchten senken das Durchbruchvolumen eines Stoffes dadurch, dass ein Teil der Sorp-
tionsplätze mit Wasser anstatt der organischen Moleküle belegt ist und diese somit nicht
mehr für den eigentlichen Abscheidevorgang zur Verfügung stehen . Die Sammeltemperatur
wirkt sich über den Dampfdruck der zu adsorbierenden Verbindung auf das Durchbruchsvo-
lumen aus . Mit sinkenden Temperaturen kann eine größere Menge an MTBE sorbiert werden
(FIGGE ET AL., 1987) . Bei dem Validierungsversuch V4 lag zwar eine niedrigere Temperatur
vor als bei den anderen Versuchen, jedoch war auch die Luftfeuchtigkeit deutlich erhöht
(Tab . 18) . Diese Luftfeuchtigkeit kann somit eine Ursache für die schlechtere Wiederfindung
sein und scheint sich stärker auf die Sammelleistung auszuwirken als die Temperatur .
direkter Vergleich ist zwischen dem Validierungsversuch V3 und V4 möglich, da hier auch
die Luftstromtemperatur nach dem HVS bestimmt wurde . Mit den zusätzlich angebrachten
Thermodesorptionsrohren (TDT, Abb . 13) konnten trotz der guten Nachweisgrenze im
GC/MS-System kein MTBE nachwiesen werden . Eine mögliche Ursache kann die Leistung der
Beprobungspumpe sein, die eventuell im Dauerbetrieb nicht ausreichte, um gegen den HVS-
Volumenstrom ein Aliquot zu entnehmen . In einer eigenen, neuen Studie gelang durch Aus-
tausch gegen eine leistungsstärkere Pumpe eine positive Adsorption von verschiedenen Pflan-
zenschutzmitteln an Tenax TA ® in einem Windkanalversuch .
Neben der Validierung des HVS wurde auch die Feuchtemessung im Boden vor Versuchs-
beginn überprüft (4 .3 .2) . Die Abhängigkeit des Stofftransports in der ungesättigten Boden-
zone von der Bodenfeuchte ist in (GI . 9) beschrieben . Um eine vergleichende Abschätzung
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