{"id":60966,"date":"2026-05-22T11:22:21","date_gmt":"2026-05-22T09:22:21","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/moe-fellowship\/30024-001\/"},"modified":"2026-05-22T11:22:21","modified_gmt":"2026-05-22T09:22:21","slug":"30024-001","status":"publish","type":"moe-fellowship","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/moe-fellowship\/30024-001\/","title":{"rendered":"A novel method for removal of arsenic from aqueous solutions by precipitation of lead apatites"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align:justify;\">Die Arsenkontamination des Wassers ist in den letzten Jahrzehnten in vielen Gebieten zu einem Problem geworden. Aufgrund der Toxizit\u00e4t von Arsen und seiner Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit wird intensiv an seiner Beseitigung geforscht. In diesem Projekt wird davon ausgegangen, dass eine effiziente Sequestrierung von As aus w\u00e4ssrigen L\u00f6sungen durch die Ausl\u00f6sung der Ausf\u00e4llung von Bleiapatit, Mimetit Pb<sub>5<\/sub>(AsO<sub>4<\/sub>)<sub>3<\/sub>Cl, erfolgen kann. Dieser Prozess kann z. B. durch die Reaktion einer As-kontaminierten L\u00f6sung mit Cerussit PbCO<sub>3 <\/sub>in Gegenwart von Cl-Ionen eingeleitet werden. Die Versuche wurden mit synthetischem und nat\u00fcrlichem Cerussit durchgef\u00fchrt, der mit w\u00e4ssrigen AsO<sub>4<\/sub><sup>3-<\/sup>L\u00f6sungen (5 bzw. 50 mg As\/L) in Gegenwart von Cl-Ionen bei pH 4 umgesetzt wurde. Au\u00dferdem wurde die Methode an nat\u00fcrlichen, mit As angereicherten W\u00e4ssern (~0,1 mg As\/l; Vital Therme, Bad Wildbad und Kochbrunnen Quelle, Wiesbaden) getestet.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Die Reaktion von Cerussit mit As-haltigen L\u00f6sungen f\u00fchrt zu einer raschen und deutlichen Verringerung der As-Konzentration. In allen F\u00e4llen ist das Reaktionsprodukt kristalliner Mimetit. Es wurde sowohl eine homogene als auch eine heterogene Ausf\u00e4llung von Bleiarsenaten beobachtet, die normalerweise als Verkrustungen auf der Oberfl\u00e4che von Prim\u00e4rphasen auftreten. Die Entfernung von As aus der L\u00f6sung erfolgt rasch, und die Arsenkonzentration wird innerhalb von 1 Stunde von 98 auf 99 % gesenkt. Die Wiederholung der Versuche in Anwesenheit anderer Kationen (Cd, Cu, Fe(II), Mn, Ni und Zn) oder Anionen (CO<sub>3<\/sub><sup>2-<\/sup>, SO<sub>4<\/sub><sup>3-<\/sup>, PO<sub>4<\/sub><sup>3-<\/sup>, F<sup>&#8211;<\/sup>) zeigte, dass deren Anwesenheit keinen signifikanten Einfluss auf den Verlauf und die Effizienz des Prozesses hat. In Gegenwart von Phosphatanionen ist das Reaktionsprodukt eine feste L\u00f6sung von Pyromorphit Pb<sub>5<\/sub>(PO<sub>4<\/sub>)<sub>3<\/sub>Cl und Mimetit Pb<sub>5<\/sub>(AsO<sub>4<\/sub>)<sub>3<\/sub>Cl.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Rasterelektronenmikroskopische Beobachtungen von nat\u00fcrlichen Kristallen, die mit einer AsO<sub>4<\/sub><sup>3-<\/sup> haltigen L\u00f6sung reagiert haben, haben gezeigt, dass der Prozess der Ersetzung von Cerussit durch Mimetit oberfl\u00e4chengesteuert ist. Die durch die Aufl\u00f6sung des Prim\u00e4rminerals freigesetzten Pb-Ionen reagieren mit As- und Cl-Ionen aus der L\u00f6sung und bilden Mimetit. Dieser Prozess wird durch den Verlauf der Aufl\u00f6sung der Prim\u00e4rphase und die Diffusion der Ionen in der L\u00f6sung gesteuert, und seine Art ist ein Produkt der pH-Bedingungen und der urspr\u00fcnglichen As-Konzentration. Ungeordnete Aggregate von automorphen Mimetitkristallen kristallisieren unmittelbar in der N\u00e4he der Aufl\u00f6sungsstellen. Die Austauschmerkmale deuten auf einen \u201cinterface-coupled dissolution-precipitation\u201d Mechanismus der Reaktion hin.<\/p>\n<p style=\"text-align:justify;\">Die Ergebnisse der Experimente verdeutlichen die Rolle der Bleimineralien, z. B. Bleicarbonat und Bleiarsenat, als Phasen, die die Konzentration toxischer Metalle in einer verschmutzten Umwelt kontrollieren. Die induzierte Ausf\u00e4llung von Bleiapatit f\u00fchrt zu einem hochstabilen, kristallinen Produkt. Diese Ergebnisse best\u00e4tigen, dass die Reaktion potenziell f\u00fcr die Sequestrierung von As aus w\u00e4ssrigen L\u00f6sungen genutzt werden kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Arsenkontamination des Wassers ist in den letzten Jahrzehnten in vielen Gebieten zu einem Problem geworden. 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