Diplomarbeit - OPUS Bayreuth - Universität Bayreuth

KAPITEL 6. ERGEBNISSE UND DISKUSSION
Flußunterbrechungen zu kurz, oder eine mögliche ratenlimitierte Freisetzung wird von der
starken Freisetzung an Kolloiden haftender PAK verdeckt.
6.4.5 Temperatureinfluß - 2. Hypothese
Außer der Trübemessung bei 860 nm reagieren alle Stoffe und Parameter mit einem deutlichen
Anstieg auf die Temperaturerhöhung von 15 auf 25 °C. Die Quellstärke der krebserzeugenden
und für Wasserorganismen hochtoxischen 4-Ring PAK kann durch Temperaturerhöhung
um 10 °C (was genau dem zulässigen Schwankungsbereich der Norm entspricht)
um 50 - 100 % ansteigen. Für die ebenso gefährlichen 5+6-Ring-PAK ist ein Anstieg um
den Faktor 2 - 5 möglich. Der Anstieg der Freisetzung steht tendenziell in Übereinstimmung
mit dem van’t Hoff’schen Gesetz, das eine Verdopplung der Reaktionsgeschwindigkeit bei
Erhöhung der Temperatur um 10 °C vorhersagt. Für ANT fanden Dohanyosova et al. [2003]
eine Zunahme der Wasserlöslichkeit um ca. 35 - 40 % bei einer Temperaturerhöhung um
5 °C bzw. eine Zunahme um 90 % bei Erhöhung der Temperatur von 15 auf 25 °C. Zumindest
bei der langsamen Fließgeschwindigkeit in Exp1 ist für ANT ein derartiger Anstieg
zu sehen (Abb. 6.14).
prEN 14405:2002 schreibt für Säulenexperimente Temperaturen von 20 ± 5 °C vor, was
den von mir beobachteten täglichen Schwankungen der Temperatur im Labor während der
Kreislaufphase von Exp1 entspricht (Abb. 6.21). Dieser Toleranzbereich ist für PAK zu
groß. Durch Temperaturschwankungen bedingte unsichere Ergebnisse können nicht den
enormen Aufwand von Säulenexperimenten und PAK-Analytik rechtfertigen. Ich empfehle
deshalb dringend die Durchführung von Säulenexperimenten zur PAK-Freisetzung im Klimaschrank
bei konstanter Temperatur.
6.4.6 Ionenstärke - 3. Hypothese
Auf die Verringerung der Ionenstärke reagieren alle Stoffe und Parameter mit deutlichem
Anstieg. Bei niedrigerer Fließgeschwindigkeit ist der Effekt geringer ausgeprägt. Wahrscheinlich
hängt der stark erhöhte PAK-Austrag mit freigesetzten Kolloiden zusammen.
Abb. 6.22 zeigt drei SPE-Kartuschen im Vergleich.
Bei rapidem Abfall der Ionenstärke verdoppelt sich die Quellstärke der PAK nahezu.
Die Quellstärke der 5+6-Ring-PAK steigt bei hoher Fließgeschwindigkeit um den Faktor
400 an (Exp1: Faktor 7). Vor allem das krebserzeugende und für Wasserorganismen hochtoxische
BaPYR und BbjkFLA tragen hierzu bei. Der Austrag der 4-Ring-PAK verdreifacht
sich nahezu (Exp2). Ein so enormer Anstieg der Freisetzung ist vor allem bei Starkregenereignissen
(hohe Fließgeschwindigkeit und niedrige Ionenstärke) zu erwarten. In Szenarien
zur Risikoabschätzung sollte dieser Hinweis unbedingt Beachtung finden (z.B. durch
Analyse der Häufigkeit von Niederschlagsintensitäten und Niederschlagsdauer am Beurteilungsort),
weitere Versuche zur Verbesserung der Datengrundlage mit anderen Bodenmaterialien
muß ich dringend empfehlen. Wird, wie in den Vornormen zur Durchführung
von Säulenversuchen gefordert, VE-Wasser als Perkolationslösung eingesetzt, erhält man
wahrscheinlich bereits eine worst-case Abschätzung der Quellstärke. Als Träger für PAK
im Fall des Ionenstärkeabfalls scheidet DOC (Filterporenweite 0,45 µm) aus, da sich seine
Konzentration nicht wesentlich erhöht. Dies stimmt mit Ergebnissen von Villholth [1999]
überein, die PAK vor allem auf der Partikelfraktion größer 100 nm fand. Einen erhöhten
74