Bachelorarbeit

Bildung von Thioarsenaten bei der Sorption von Arsen auf Mackinawit

Moritz Zeising (11/2014-12/2015)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich, Thomas Borch, Regina Lohmayer

Kenntnis über das Sorptionsverhalten von Arsen (As) ist wichtig aufgrund des natürlichen Vorkommens von As und dessen Toxizität. Bisherige Studien beschreiben stärkere Sorption an Eisensulfidminerale von Arsenit, As(III), und Arsenat, As(V), als von Thioarsenaten, thiolierten, fünfwertigen Arsenspezies. Diese Studie untersuchte die Bildung von Thioarsenaten in einem Schwefel- und Eisen-haltigen System. Zwei verschiedene Mineralbildungsprozesse für Mackinawit (FeS) wurden verglichen, der erste in der Abwesenheit (preformed mineral, vorgebildetes Mineral) und der zweite in der Gegenwart (concurrent formation, zeitgleiche Mineralbildung) von As während der Synthese. Experimente mit vorgebildetem Mineral führten zu einer hohen Entfernung von As aus der Suspension. Die Speziierung wurde bestimmt von As(V). Höhere Mobilität von As wurde in Experimenten mit zeitgleicher Mineralbildung beobachtet. Hier bestimmten As(III) und Thioarsenate die Speziierung. Die reduzierte Spezies As(III) reagiert möglicherweise mit Elementarschwefel zu thiolierten Arsenspezies. Die Bildung von Thioarsenaten kann ein Grund für die höhere Mobilität von As in wässriger Phase sein, wie auch andere Studien zeigen. Der Nachweis von Thioarsenaten in Eisen-haltigen Suspensionen ist schwierig, da es während der Lagerung zu Eisenausfällungen, Mitausfällung von As und Veränderungen in der Arsenspeziierung kommen kann. Schwierigkeiten in der Wiederfindung von As wurden in dieser Studie bei der anoxischen, ethanolischen und kühle Lagerungsmethode festgestellt. Schockgefrieren mit Zusatz von EDTA führte möglicherweise zu einer Artefaktbildung von Thioarsenaten. In der Umwelt ist die zeitgleiche Bildung von Mackinawit in der Gegenwart von As bedeutend. Durch reduktive Auflösung von Eisenoxiden mit sorbiertem As kann es zur Bildung von Eisensulfiden kommen. Durch die hier beobachtete zeitgleiche Bildung von Thioarsenaten kommt es zu einer Mobilisierung von As.