Bachelorarbeit

Korrelation und Interaktion von Arsen und Fluor in argentinischen Grundwässern

Benedikt Werner (11/2012-09/2013)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich

In Teilen Argentiniens wurde neben erhöhten Arsengehalten auch ein erhöhter Fluoridgehalt im Grundwasser festgestellt. Eine Interaktion dieser beiden Kontaminanten unter Neubildung eines Hexafluoroarsenatkomplexes (AsF6-) ist aus der synthetischen Chemie bekannt und wurde auch bereits anthropogen in natürlichen Gewässern nachgewiesen. Dieser spezielle Komplex verhält sich toxikologisch verschieden zu anderen As-Spezies und könnte eine Erklärung für das in Argentinien beobachtete Phänomen geringerer Krebserkrankungsraten im Vergleich zu anderen Ländern mit gleicher Problematik liefern. In dieser Studie wurde untersucht, ob Hexafluoroarsenat auch geogen existiert. Hierzu wurde zunächst eine Analysemethode für den Nachweis von AsF6- etabliert (Eluent: 20 mM Perchlorat in 2mM NaOH) anschließend fanden Stabilitäts- und Bildungstests von AsF6- im Labor statt. Hexafluoroarsenat konnte weder gebildet noch destabilisiert werden. In Argentinien wurde ein Screening durchgeführt, bei dem Fe, NO3-, PO43-, pH, Temperatur und Leitfähigkeit vor Ort, Arsenspezies (AsO43-, AsO33-, AsF6-) sowie die Gesamtgehalte der Elemente As, V, Mo, Sb, Se, U und Cr mittels (IC-)ICP-MS bestimmt wurden. Es konnte jedoch kein Hexafluoroarsenat in den Proben nachgewiesen werden. Im Hinblick auf mögliche Korrelationen wurden F-, Cl-, NO2-, Br-, NO3-, PO43- und SO42- mittels IC analysiert. Es resultierten im Gesamtdatensatz Korrelationen von Arsen mit Vanadium, für Fluorid hingegen konnte keine Korrelationen nachgewiesen werden. Die Maximalkonzentrationen von As (923 μg L-1) und F- (12.5 mg L-1) fanden sich in Wässern der obersten 20 Meter. Bei einem Clustering nach 3 Regionen ergaben sich für die Roblesproben positive Korrelationen zwischen Arsen, Fluorid (R² = 0.61, Kor = 0.79), pH, Mo, V, U, und Br-; während F- und Ca2+/Mg2+ negativ korrelierten. Für die Proben aus Termas de Rio Hondo, Cordoba und Mendoza konnten diese Korrelationen nicht festgestellt werden. Hexafluoroarsenat existierte mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht im argentinischen Grundwasser, weshalb es keinen Einfluss auf die Arsentoxizität ausüben konnte.