MOE-Fellowship

Ilya Mironov

Sanierung von quecksilberbelasteten Böden und Sedimenten mittels eines schwefelmodifizierten Organotons

Thema des Forschungsaufenthaltes:

Sanierung von quecksilberbelasteten Böden und Sedimenten mittels eines schwefelmodifizierten Organotons

Zusammenfassung.

Das Mikrokosmos-Inkubationsexperiment wurde abgeschlossen. Alle gelagerten Proben wurden in gelöste, kolloidale und feste Phasen aufgeteilt und im KĂŒhlschrank aufbewahrt. Die Messung des gesamten mobilen Quecksilbers, der mobilen Quecksilberfraktionen und der Ionen ist abgeschlossen. Der gesamte Immobilisierungseffekt von Organotonadditiven wurde bereits berechnet. Die Immobilisierungswirkung von Organoton hĂ€ngt von seiner Konzentration im Boden ab.

AusfĂŒhrliche Darstellung

Zielsetzung

  1. Untersuchungen der Auswirkungen von OrganotonzusÀtzen auf die Quecksilbermobilisierung in kontaminierten Bodenproben und auf die Speziation von Quecksilberverbindungen kontaminierten Bodenproben.
  2. Ermitteln Sie die optimalen Konzentrationen von OrganotonzusĂ€tzen in den kontaminierten Bodenproben fĂŒr wirtschaftliche Zwecke.

Arbeitsmethoden und –techniken

Vor Beginn der Inkubation wurde jede  Probe um den Faktor 1/8 mit Wasser verdĂŒnnt, und 10 g Glucose und 20 g Stroh hinzugegeben. Alle 3 bis 4 Tage wurden 90 ml Proben entnommen und in eine anaerobe Kammer ĂŒberfĂŒhrt, um die Proben zu filtrieren und in Teilproben aufzuteilen. Danach wurden alle Teilproben in KĂŒhlschrĂ€nke ĂŒberfĂŒhrt. Die gelagerten Teilproben wurden anschließend genutzt, um diese auf chemische Verbindungen (Hg-Spezies, C, N, Ionen) zu analysieren. 

Analysemethoden fĂŒr das Experiment:

  • Atomspektroskopie (253-nm-Lampen) fĂŒr den Nachweis von Gesamtquecksilber in gelöster und kolloidaler Phase

  • Analyse von organischem Quecksilber, den giftigsten Quecksilberverbindungen, in den kolloidalen, gelösten und festen Anteilen

  • IC-Analyse fĂŒr die gelöste Phase (Anionen)

  • Feuchtigkeitsgehalt fĂŒr feste Anteile

Ergebnisse

  • In Böden, die mit 5% Organoton modifiziert sind, ist die Konzentration der insgesamt gelösten Quecksilberverbindungen (die möglicherweise emittiert werden können) viel geringer. Die Konzentrationsreduktion variiert zwischen 1,61 und 5,02 (abhĂ€ngig von Eh- / pH-Werten) im Vergleich zum Kontrollboden.
  • Proben mit 1% Organotonzusatz zeigen im Vergleich zu Kontrollböden fast keinen Unterschied, möglicherweise aufgrund der vollstĂ€ndigen Oxidation von Schwefel in Organotonpartikeln zu Sulfaten. Dies sollte in Zukunft zur KlĂ€rung des Ergebnisses analysiert werden.
  • Die meisten Eh-pH-Wert-Kombinationen sind im Atom-Hg-Bereich konzentriert. Das zeigt, dass die stabilste Verbindung unter diesen Bedingungen gasförmiges atomares Quecksilber ist. Es bedeutet, dass die Quecksilberemission reduziert sind.
  • Unter reduzierenden Bedingungen bei pH = 5 liegt Quecksilber meist in Schwefelwasserstoffverbindungen vor (geringe MobilitĂ€t). Dies bedeutet, dass Quecksilber unter diesen Bedingungen in sehr geringen Mengen in die AtmosphĂ€re abgegeben wird.
  • Die Konzentration an gelösten organischen Quecksilberverbindungen (eine der giftigsten Quecksilberverbindungen) ist unter reduzierenden Bedingungen höher. Dies weist auf die hohe VerfĂŒgbarkeit des Verbrauchs fĂŒr lebende Organismen hin.
  • Die Konzentration der Verbindungen ist in Proben geringer, die mit 5% Organoton modifiziert sind (variiert je nach Eh-/pH-Wert zwischen dem 2,05- und dem 5,0-fachen). Dieses Ergebnis weist auf eine geringere VerfĂŒgbarkeit von organischen Quecksilberverbindungen fĂŒr den Verzehr durch lebende Organismen hin.

Übersicht

Förderzeitraum

06.02.2019 - 05.02.2020

Institut

Bergische UniversitĂ€t Wuppertal FakultĂ€t fĂŒr Architektur und Bauingenieurwesen Institut fĂŒr Grundbau, Abfall- und Wasserwesen

Betreuer

Prof. Dr. Jörg Rinklebe

Kontakt

Mail