å - TOBIAS-lib - Universität Tübingen

war für beide Materialien eine Bestimmung der
Aktivierungsenergie nicht möglich. Bei den
verfestigten Asphalt-Granulaten hingegen lagen
die PAK-Konzentrationen deutlich oberhalb
der Nachweisgrenze und daher war die
Bestimmung von �Ea möglich (siehe Arrhenius-Plot
Abb. A-4 im Anhang). Abb. 5-9 zeigt
die Korrelation der ermittelten Aktivierungsenergien
mit den logKOW-Werten nach Sims
und Overcash (1983). Wie erwartet, steigt bei
höheren KOW-Werten die benötgte �ktivierungsenergie
an.
�Ea [mol kJ -1 ]
75
70
65
60
55
50
45
40
Korrelation �E a und log K OW
Ace
Fln
Ant
Phe
Py Chr
Abb. 5-9: Korrelation der bestimmten �Ea an den
verfestigten Asphalt-Granulate mit logKOW
Bei der ASE-Elution sind die Beprobungszeiten
des Prüfkörpers für alle Temperaturschritte
identisch und daher ist unter Nichtgleichgewichtsbedingungen
Cw proportional zu
Fmax. Unter diesen Randbedingungen kann die
Temperaturabhängigkeit von Cw direkt in Gl.
[5-4] anstelle von Fmax eingesetzt und �Ea
mittels eines Arrhenius-Plots bestimmt werden.
In Abb. 5-10 ist am Beispiel der Asphalt-
Granulate die Temperaturabhängigkeit von Cw
für Phenanthren dargestellt. Zum einen sind
die Konzentrationen aus der Beprobung des
Prüfkörpers unter Nichtgleichgewichtsbedingungen
dargestellt. Zum anderen werden die
Gleichgewichtskonzentrationen nach Kap. 4
des heruntergebrochenen Prüfkörpers sowie
der Asphalt-Granulate ohne Recyclingbinder
dargestellt.
Abb. 5-10 zeigt, dass durch die Zumischung
des Recyclingbinders zu den Asphalt-Granulaten
die Gleichgewichtskonzentrationen im
Wasser sowie die Desorptionsenthalpie nur
Fth
BaA
y = 14,451x - 10,408
R 2 = 0,96
4 4,5 5 5,5 6
log KOW [-]
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gering beeinflusst werden. Die Phenanthren-
Konzentrationen im Eluat bei der Beprobung
des Prüfkörpers liegen deutlich unter den
Gleichgewichtskonzentrationen des heruntergebrochenen
Materials, d. h. die Elution erfolgte
unter Nichtgleichgewichtsbedingungen
mit der maximalen Fracht. Bei 100 °C beträgt
z. B. die Konzentration etwa 20 % der Gleichgewichtskonzentration.
Die Cw-Regressionsgerade
verläuft deutlich steiler, da zusätzlich zu
�HDes noch �EDiff aufgebracht werden muss.
Daher ist in diesem Fall �Ea betragsmäßig um
18,2 kJ mol -1 höher als die korrespondierende
�HDes.
Konzentration im
Wasser [µg l -1 ]
10000
1000
100
10
1
∆ Asphalt-Granulate mit Recyclingbinder
(Prüfkörper heruntergebrochen)
Prüfkörper Asphalt-
Granulate
���AGG �H Des : -34,6 ± 3,2 kJ mol -1
AGG+RB �H Des : -36,9 ± 2,1 kJ mol -1
PK �E a: -55,1 ± 2,1 kJ mol -1
● Asphalt-Granulate
0,3 0,32 0,34 0,36 0,38 0,4 0,42
1 / ( T R ) [mol kJ -1 ]
Abb. 5-10: Vergleich der temperaturabhängigen
Cw -Werte am Beispiel von Phenanthren für den
Prüfkörper (PK) unter Nichtgleichgewichtsbedingungen
(Bestimmung von �Ea) sowie des
heruntergebrochenen Festkörpers (AGG+RB) und
der Asphalt-Granulate (AGG) unter Gleichgewichtsbedingungen
(Bestimmung von �HDes).
Abb. 5-11 zeigt die Korrelation der bestimmten
�Ea mit der korrespondierenden
�HDes (siehe Kap. 5.4.2) für den Prüfkörper
Asphalt-Granulate.
Abb. 5-11 zeigt, dass die Aktivierungsenergie
für die Diffusion im Wasser (�EDiff: Differenz
zwischen �Ea und �HDes) zwischen -13 kJ mol -1
und -27 kJ mol -1 beträgt. Da bei dieser Messung
�EDiff mit steigendem logKOW-Wert
sukzessiv ansteigt, beträgt die Steigung anstatt
dem erwarteten Wert um eins nur um 0,5.
Möglicher Grund sind vermutlich zu niedrige
bestimmte �HDes-Werte für die höhermolekularen
Vier-Ring-PAK.