Diplomarbeit - OPUS Bayreuth - Universität Bayreuth

3.3. TRANSPORT VON PAK
Ionenstärke weit über die Oberfläche der Partikel hinaus und sorgt für Abstoßung (Kolloide
bleiben suspendiert, Transport möglich). Bei niedrigem pH oder hoher Ionenstärke
liegt die Grenze der elektrischen Doppelschicht innerhalb des NOM-Belages auf den Tonpartikeln,
es erfolgt Koagulation. Auch Gamerdinger und Kaplan [2001] fanden Belege
für Kolloidflockung bei hoher Ionenstärke in einem natürlichen Sediment und Bunn et al.
[2002] erzielten eine Kolloidmobilisierung in einem Sedimentkörper durch Erhöhung des
pH-Wertes (NaOH-Zugabe).
DOC
In Böden beziehungsweise im Bodenwasser liegt organische Substanz in vielfältigen Formen
vor: Kolloidal, als makroskopische Partikel oder gelöst. Der Gehalt an organischem Kohlenstoff
einer 0,45 µm-filtrierten wässrigen Probe wird als gelöster organischer Kohlenstoff
(dissolved organic carbon, DOC) bezeichnet. Gelöst heißt hier nur, daß die Fraktion nach
der Filterung noch im Filtrat auffindbar ist, jedoch nicht gelöst im chemischen Sinne. In
zahlreichen Studien wurde die Rolle des DOC als Schadstoffträger bzw. Lösungsvermittler
für hydrophobe Schadstoffe herausgestellt [z.B. Maxin, 1992; Maxin und Kögel-Knabner,
1995]. Totsche [1995] zeigte anhand von PYR und ANT, daß sowohl Co-Transport (erhöhte
Mobilität der Schadstoffe durch DOC) als auch Co-Sorption (geringere Mobilität)
in Betracht kommen. Fließregime und Eigenschaften der Schadstoffe des durchströmten
Mediums können hierfür eine Rolle spielen.
Nach einem Modell von Lee und Kuo [1999] beeinflussen Faktoren wie pH, Ionenstärke,
Zusammensetzung und Konzentration des DOC das Verteilungsgleichgewicht KP von
hydrophoben organischen Schadstoffen (hydrophobic organic pollutant, HOP) zwischen
Wasser (inklusive der an DOC-gebundenen HOP, im Zähler) und Partikeln (im Nenner):
Mit zunehmender Konzentration des DOC erhöht sich KP bis zu einem Maximum, bei
weiterer Erhöhung der DOC-Konzentration verringert sich KP wieder.
Lee et al. [2003] untersuchten den Effekt der Zugabe verschiedener Salze in unterschiedlichen
Konzentrationen auf den Verteilungskoeffizienten KLHA zwischen freiem PHE
bzw. PYR und Huminsäure (Leonardite Humic Acid, LHA) stellvertretend für DOC. Der
Einfluß der Kationen auf KLAH steigt mit zunehmender Ladungsdichte der Kationen,
Anionen spielen demgegenüber eine geringe Rolle. Bei sehr geringen Ionenstärken nimmt
KLHA mit zunehmender Ionenstärke zunächst ab, dann wieder zu. Bei Ionenstärken größer
als ca. 0,015 mol l −1 (KCl) bzw. größer als 0,005 mol l −1 (MgCl2) ändert sich der Verteilungskoeffizient
mit zunehmender Ionenstärke nur noch wenig, die Konzentration der
nicht mit LHA assoziiert im Wasser vorliegenden PAK liegt etwas höher als ohne Salzzugabe.
Entsprechend seiner Bedeutung für den Stofftransport fordern prEN14405 und
ISO/TC190/WG6 [CEN, 2002; ISO, 2001] bei Säulenexperimenten die Bestimmung der
DOC-Konzentration im Eluat.
3.3.3 Retardation
Bei Durchströmung einer Fließstrecke kann eine vom Wasser transportierte Substanz retardiert
werden. Das bedeutet, daß durch Wechselwirkungen mit dem durchströmten Material
die Verlagerung der Substanz gegenüber dem transportierenden Medium Wasser verzögert
wird. Diese Verzögerung kann ihre Ursache in Adsorption und folgender Desorption haben,
aber auch darin, daß die Wasserlöslichkeit eines Salzes überschritten wird und Fällung erfolgt.
Erst bei sinkender Konzentration im Zustrom erfolgt dann Rücklösung bzw. Desorp-
9