Bachelorarbeit

Thiomolybdat-Vorkommen unter hohen Temperaturen –Laborexperimente und Feldstudien an geothermalen Wässern Islands

Friedrich Boeing (11/2014-12/2015)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich, Regina Lohmayer

Thiomolybdate konnten erstmals in der Umwelt in heissen Quellen des Yellowstone Nationalparks (YNP) nachgewiesen werden. Die vorherrschende Molybdän (Mo) Spezies war jedoch Molybdat. Im Gegensatz dazu bildeten sich Thiomolybdate in Laborexperimenten bei 25 °C als dominante Spezies. Das Ziel der Studie war daher zu testen, ob die Temperatur einen Einfluss auf die Bildung und Stabilität von Thiomolybdaten hat. Dazu wurden Laborexperimente mit Molybdat und Sulfid Mischungen bzw. einem Tetrathiomolybdat (TetraTM) Standard bei 24 °C, 50 °C und 90 °C jeweils bei pH 7 und 8.5 durchgeführt. Außerdem wurden Geothermalwässer in Island mit unterschiedlichem pH, Temperatur, Sulfid-Konzentrationen und Ionenstärke beprobt. In den Laborexperimenten konnte gezeigt werden, dass bei erhöhten Temperaturen die Thiolierung von Molybdat weniger vollständig ist bzw. TetraTM schneller umgewandelt wird. Bei den Umwandlungsprozessen der Mo-Spezies bildeten sich bei hohen Temperaturen über einen begrenzten Zeitraum vermehrt intermediäre Thiomolybdate (MonoTM, DiTM, TriTM). Die Ergebnisse der Feldproben zeigten, dass Thiomolybdate in Island bis zu 80% der Mo-Spezies ausmachten. Im Durchschnitt aller Feldproben machten Thiomolybdate 29% der Mo-Spezies aus. Dabei hatten intermediäre Thiomolybdate deutlich höhere Anteile (MonoTM 6%, DiTM 9%, TriTM 10%) als das stabilere TetraTM (4%). Der Vergleich der Laborexperimente mit den Ergebnissen der Probennahme in Island lässt vermuten, das Temperaturen um 90 °C und pH 8.5 das Auftreten von intermediären Thiomolybdaten in geothermalen Wässern begünstigen. Die niedrigeren Anteile von intermediären Thiomolybdaten in den Proben vom YNP im Vergleich zu den Proben aus Island könnten mit niedrigeren pH Werten und höherer Ionenstärke im YNP zusammenhängen.