Diplomarbeit - OPUS Bayreuth - Universität Bayreuth

KAPITEL 5. MATERIAL UND METHODEN
Perkolationslösungen
Für die anfängliche Kreislaufphase und die beiden Flußunterbrechungen verwende ich die
Standardperkolationslösung (s. 5.2). Mit einem Wechsel zu Millipore (3 PV) untersuche
ich den Einfluß der Ionenstärke. Vor Beendigung der Experimente erfolgt mit 0,02 molarer
NaCl-Lösung die Aufnahme einer Chloriddurchbruchskurve, bei Exp1 zusätzlich nach der
Kreislaufphase.
Kreislauf
Bereits mit der Probenahme und Vorbehandlung (Trocknen, Sieben) von Bodenmaterial
treten massive Störungen seines ursprünglichen Zustandes auf. Gratwohl [2000] und Pfeifer
[2001] schlagen deshalb eine Beprobung der Säuleneluate erst nach Perkolation einiger PV
vor. Bei einem derartigen Vorgehen geht eventuell wertvolle Information verloren. Ich erprobe
deshalb eine dem eigentlichen Experiment vorgeschaltete Kreislaufphase. Während
der Kreislaufphase können Boden und Wasser interagieren, durch den Kreislauf werden
Konzentrationsgradienten in der ganzen Säule schnell beseitigt. Zumindest schnell ablaufende
Prozesse sollten sich nach der Kreislaufphase im Gleichgewicht befinden. Ich erhoffe
von der Kreislaufphase die Verringerung von Einbaueffekten (bessere Reproduzierbarkeit)
und die Verkürzung der Experimentdauer.
Der Säulenkopf wird mit einem Glasgefäß (100 ml-Braunglasflasche) druckdicht verbunden,
das mit Perkolationslösung gefüllt ist und dessen Inhalt von einem teflonbeschichteten
Magnetrührstab durchmischt wird. Aus dem Gefäß wird die Lösung wieder in den Säulenfuß
gepumpt (Abb. 5.5). Durchmischung und geringes Gefäßvolumen sollen eine schnelle
Homogenisierung der oberflächlichen PAK-Verteilung in der Säulenfüllung bewirken. Die
Fließgeschwindigkeit während der Kreislaufphase entspricht der Fließgeschwindigkeit des
zugehörigen Experimentes. Die verwendeten Schläuche sorbieren Pyren gemäß einer reproduzierbaren,
nichtlinearen irreversiblen Gleichgewichtsisotherme [Totsche, 1995], die
Sorption der anderen PAK ist also nicht ausgeschlossen. DOC wird dagegen nicht von den
Schläuchen sorbiert. Da während des Kreislaufes nur eine homogene Verteilung erfolgen soll
und die PAK wahrscheinlich im weiteren Experimentsverlauf auf der Schlauchoberfläche
verbleiben, zudem die Verluste relativ klein sein dürften, wähle ich diesen einfachen Versuchsaufbau.
Magnetrührstab und Glasgefäß werden nach Beendigung des Experimentes
zur Abschätzung der PAK-Sorption extrahiert (nur Exp1). Das Volumen der Flüssigkeit
im Glasgefäß nimmt, eventuell durch noch in den Säulen vorhandene Luft und anfängliche
Leckagen, bei beiden Experimenten bis zum Kreislaufende um ca. 40 ml ab (anfangs Exp1:
90,41 ml, Exp2: 91,46 ml) und wird nach Kreislaufende per SPE analysiert. Die Tauchtiefe
der Kapillare im Glasgefäß wird bei sinkendem Flüssigkeitsspiegel korrigiert, sodaß zu
keinem Zeitpunkt Luft in die Säule gepumpt wird.
Extraktion von Magnetrührstab und Glasgefäß
Nach einwöchiger Trocknung von Magnetrührstab und Kreislaufgefäß durch Verdunstung
(Kühlschrank) werden 6 ml Cyclohexan sowie 200 ng Wiederfindungsstandard (s. 5.7) zugefügt
und bei 300 U min −1 15 Minuten auf einem Magnetrührer gerührt. Zur Trocknung
wird das Lösemittel über Na2SO4 in einen mit 100 µl Toluol versetzten Spitzkolben dekantiert.
Die Extraktion wird zweimal wiederholt, das Na2SO4 mit 3 ml Cyclohexan+DCM
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