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4.4.4 Abhängigkeit der Desorptionsenthalpie
vom organischen
Material
Da die Sorptionsstärke hauptsächlich von der
Art des organischen Materials abhängt, unterscheiden
sich die �HDes -Werte der einzelnen
untersuchten Abfallmaterialien z. T. recht erheblich.
Abb. 4-11 zeigt einen Vergleich von
�HDes für Phenanthren für die untersuchten
Materialien in einem Van´t-Hoff-Plot.
In Abb. 4-11 variieren die Steigungen der
Cw,eq-Regressionsgeraden (�HDes) für die einzelnen
Materialien für Phenanthren zwischen
-31,4 kJ mol -1 und -65,3 kJ mol -1 . Die Gleichgewichtskonzentrationen
im Eluat bei 25 °C
liegen für alle Materialien in der großen
Spannbreite zwischen 0,01 µg l -1 und
100 µg l -1 .
Tendenziell zeigt sich, daß die höherkontaminierten,
teerhaltigen Materialien und das Altlastmaterial
niedrigere �HDes besitzen, als die
niederkontaminierten Bauschutttypen, HMVA
und Gleisschotter. Die unterschiedlichen �HDes
10000
Cw,eq [µg l -1 ]
1000
100
10
1
0,1
0,01
0,3 0,32 0,34 0,36 0,38 0,4 0,42
1/ ( T R ) [mol kJ -1 ]
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für Phenanthren der einzelnen Materialien werden
in erster Linie durch die unterschiedliche
chemische Zusammensetzung und Struktur des
organischen Materials verursacht. Xia und Ball
(1999) und Allen King et al. (2002) unterteilen
das organische Material in einen „Partitioning“-Anteil
(Absorption) und in einen
Adsorptionsanteil. Je mikroporöser das organische
Material, umso eher zeigt es adsorptiven
Charakter und umso stärker ist im allgemeinen
die Sorption.
Die HMVA zeigt aufgrund ihrer mikroporösen
organischen Substanz etwas höhere �HDes-
Werte (Ausnahme HMVA GRACOS). �HDes
für adsorptive Materialien ist konzentrationsabhängig
und wird nach Chiou (2002) bei
höherer Feststoffbeladung geringer. Die
intrapartikulären Poren werden sukzessive gefüllt
und die Sorptionskapazität wird daher
ausgeschöpft. Materialien mit Teer oder Bitumen
(Bauschutt, Asphalt-Granulate) und residualer
Phase zeigen eher „Partitioning“ Charakter
(Lee et al., 1982). Die PAK sind nicht
HMVA LUA
Bauschutt BAM
HMVA BAM
Altlast BAM
Bauschutt GRACOS
Asphalt Granulate
HMVA GRACOS
Bauschutt Mainz
Gleisschotter
Bauschutt LUA
Hochofenschlacke
Abb. 4-11: Vergleich der Cw,eq-Regressionen und �HDes der einzelnen Materialien für Phenanthren.
�H Des [kJ mol -1 ]
-65,3 ± 3,5
-31,4 ± 0,9
-46,4 ± 3,6
-43,4 ± 1,2
-43,3 ± 1,1
-34,6 ± 3,2
-37,6 ± 1,9
-57,7 ± 1,2
-53,9 ± 2,4
-50,8 ± 2,1
-44,7 ± 2,1