KAPITEL 6. ERGEBNISSE UND DISKUSSION Konzentration [ mol l -1 ] pH [ ] el. LF [ mS cm -1 ] 0,1 0,01 0,001 0,0001 0,00001 9,5 9 8,5 8 7,5 6 5 4 3 2 1 0 Chloriddurchbruch Exp1 S T O P P Chlorid S T O P P Millipore T = 25°C 0 5 10 15 20 25 PV [ ] S T O P P pH S T O P P Millipore T = 25°C 0 5 10 15 20 25 PV [ ] elektrische Leitfähigkeit S T O P P S T O P P Millipore T = 25°C 0 5 10 15 20 25 PV [ ] Exp1 Exp2 Abbildung 6.9: Verlauf von Chloridkonzentration, pH und elektrischer Leitfähigkeit in Exp1 und Exp2 60
6.3. ERGEBNISSE DER SÄULENVERSUCHE Der pH schwankt um 8,5 (Exp1) bzw. 8,25 (Exp2). Bei Perkolation mit Millipore steigt er um ca. 0,5 bzw. 0,8 pH-Einheiten an (Abb. 6.9). Die Temperaturerhöhung führt zumindest kurzfristig zu einem Anstieg des pH. Nach der Kreislaufphase liegt die elektrische Leitfähigkeit des Eluates bei ca. 5mScm −1 . Sie sinkt innerhalb von 3 PV auf ein Niveau knapp über dem Wert der Einflußlösung (2,2 mS cm −1 ). Der Einfluß der Flußunterbrechungen wird in Exp1 gut sichtbar, bei höherer Fließgeschwindigkeit ist nur die erste Flußunterbrechung zu erkennen (Abb. 6.9). Am Ende der Perkolation mit Millipore beträgt die Leitfähigkeit nur noch ca. 0,4 mS cm −1 (Exp1) bzw. 0,2 mS cm −1 (Exp2). 6.3.3 Chloriddurchbruch Die Aufnahme der Chloriddurchbruchskurven mit online-Analytik war problematisch, da die Elektroden sich im Lauf der online-Messung mit einem Film organischer Substanz belegten, leckten und eine Eichung unter Durchflußbedingungen schwierig war, zudem die Ionenstärke über mehrere Größenordnungen schwankte und damit die Aktivitätskoeffizienten eigentlich nicht konstant sind. Abb. 6.10 zeigt die aufgenommenen Chloriddurchbrüche. Die Effluentkonzentration bildet meist kein Plateau auf dem Niveau der Einflußkonzentration, sondern liegt darüber oder darunter. Einem schnellen Anstieg der Effluentkonzentration auf 50 % der Einflußkonzentration innerhalb ca. 0,3 PV folgt ein langsamerer weiterer Anstieg, das Maximum wird erst nach weiteren ca. 1,4 PV erreicht. Der Rückdurchbruch verläuft ähnlich: Einem schnellen Abfall der Effluentkonzentration auf 50 % des Plateauwertes innerhalb von 0,3 PV folgt der Rückgang auf ein konstantes Niveau, das über der Konzentration vor Beginn des Hindurchbruches liegt, nach weiteren 1 bis 1,5 PV. Aus Abb.6.9 wird deutlich, daß das Material Chlorid retardiert (nach den Flußunterbrechungen ist die Konzentration in Exp1 deutlich höher als vorher), was auch in Abb. 6.10 anhand der mit einer Flußunterbrechung aufgenommenen DBK 2 von Exp1 zu sehen ist. 6.3.4 Absorptionsmessungen und DOC Die Absorption bei 860 nm (Trübe, Abb. 6.11) fällt innerhalb eines halben PV um den Faktor 10 (Exp2) bzw. 30 (Exp1). Danach zeigt sie Ausschläge nach oben und unten, die bei der geringeren Fließgeschwindigkeit stärker ausgeprägt sind. Ob die Flußunterbrechungen einen Anstieg der Trübe bewirken, kann deshalb nicht sicher bestimmt werden, zu vermuten ist es für die zweite Unterbrechung bei höherer Fließgeschwindigkeit. Einen Anstieg ruft in beiden Experimenten die Perkolation mit Millipore hervor (Exp1: Faktor 3, Exp2: Faktor 5). Ein Effekt der Temperaturerhöhung ist durch die Schwankungen nicht sicher identifizierbar. Deutlich sind bei DOC sowie den Absorptionsmessungen bei 254 und 436 nm die Flußunterbrechungen zu erkennen (Abb. 6.11). Der DOC-Austrag geht im Verlauf beider Experimente stark zurück (Exp1: Faktor 20 , Exp2: Faktor 40), auch nach 20 PV erreicht er noch beachtliche Werte von 20 (Exp1) bzw. 10 ppm (Exp2), die relativ konstant bleiben. Perkolation mit Millipore ruft bei DOC keine erkennbaren Effekte hervor, wohl aber bei den Absorptionsmessungen 254 und 436 nm, die um den Faktor 3 ansteigen. Der finale Temperaturanstieg führt zum Anstieg der Absorptionen bei 254 und 436 nm und dem DOC-Austrag in Exp2. 61