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2.4.2.5 Vergleich der experimentell
bestimmten mit empirisch abgeschätztenGleichgewichtskonzentrationen
Für Materialien mit residualer Phase, bzw.
teer- oder bitumenhaltige Materialien kann die
Gleichgewichtskonzentration mit dem Raoult´
schen Gesetz nach Gl. [2-7] berechnet werden.
Speziell für Böden und Sedimente kann Kd
nach Karickhoff et al. (1979) mit Gl. [2-4] in
Relation zum organischen Kohlenstoffgehalt
Corg und dem KOW-Wert der jeweiligen Substanzen
empirisch abgeschätzt werden. Nach
Seth et al. (1999) lässt sich Kd mittels der
Wasserlöslichkeit und dem Corg-Gehalt empirisch
abschätzen (Gl. [2-5]).
Raoult´sches Gesetz
Für die bitumenhaltigen Materialien: Asphalt-
Granulate, Bauschutt BAM, Bauschutt GRA-
COS, Bauschutt LUA und Bauschutt Mainz 1,
sowie die Altlast BAM mit residualer
Phase, werden die mit dem Raoult’schen
Gesetz berechneten mit den im Eluat gemessenen
Gleichgewichtskonzentrationen verglichen.
Als mittlere Molmasse der teer- oder
bitumenhaltigen Materialien wird ein Wert von
252 g mol -1 nach Loyek (1998) angenommen.
Für das Altlastmaterial wird die mittlere
Molmasse für Kreosot nach Loyek (1998) mit
dem Wert 139 g mol -1 angenommen. Als
fitting-Faktor dient nach Gl. [2-7] die Fraktion
fi bzw. f16-EPA-PAK.
Die „Fitting“-Ergebnisse für die teerhaltigen
Materialien zeigen, dass f16-EPA-PAK in der organischen
Mischung relativ gering ist. Im Gegensatz
zu frischem Kohleteer liegen die
Werte um ca. eine Zehnerpotenz darunter und
zwar zwischen 0,004 und 0,015 (0,4 % bis
1,5 %). Die berechneten Konzentrationen der
Einzelsubstanzen zeigen eine relativ gute
Übereinstimmung mit den gemessenen Daten
und belegen die gute Korrelation mit den Löslichkeiten
der unterkühlten Flüssigkeit (Ssub).
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Die gefitteten Fraktionen f16-EPA-PAK liegen
deutlich unterhalb der nach Loyek (1998) und
Weiß (1998) angegebenen Werte zwischen
0,1 und 0,18 für frischen Kohlenteer. Der
Grund der Abweichung könnte an der Alterung
des Teers liegen, bei dem vermutlich die
leichteren, besser löslichen und volatileren
PAK in die Gasphase bzw. ins Wasser
übergegangen sind und somit eine Abreicherung
in der organischen Phase stattgefunden
hat.
Das Altlastmaterial zeigt extrem hohe PAK-
Konzentrationen im Eluat und relativ geringe
Kd-Werte. Die PAK-Freisetzung erfolgt vermutlich
aus einer mit PAK angereicherten
residualen Phase. Daher wird für die Berechnung
die mittlere Molmasse von Kreosot mit
139 g mol -1 angenommen. Die gefittete Fraktion
f16-EPA-PAK ergibt einen Wert von ca. 0,4
(40 %) und liegt somit nahe dem von Loyek
(1998) angegebenen mittleren Wert für Kreosot
von 0,54 (54 %).
Abschätzmethode nach Karickhoff und Seth
Wenn der Corg-Gehalt der einzelnen Materialien
bekannt ist, dann lassen sich die Kd-
Werte nach Karickhoff (Gl. 2-4]) mit dem
KOW-Wert und nach Seth (Gl. [2-5]) mit der
Wasserlöslichkeit der unterkühlten Flüssigkeit
(„subcooled liquid solubility“) (Tab. 2-1) nach
dem KOC-Konzept abschätzen. In Abb. 2-9
werden die gemessenen Gleichgewichtskonzentrationen
mit den abgeschätzten Gleichgewichtskonzentrationen
im Eluat am Beispiel
von Phenanthren für alle untersuchten Materialien
verglichen.
Ein Vergleich der gemessenen mit den
empirisch abgeschätzten Konzentrationen im
Eluat zeigt zumeist eine deutliche Überschätzung
(bis zu Faktor 160) der zu erwartenden
Gleichgewichtskonzentrationen. Dies
impliziert, dass die KOC- bzw. die Kd-Werte der
untersuchten Materialien zumeist deutlich
unterschätzt werden. Die empirischen