Bachelorarbeit

Auswirkungen von Frier-Auftau-Zyklen auf die Mobilität von As und Sb in Torf

Laura Richter (11/2018-12/2019)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich, Anne Eberle

In nördlichen Regionen werden Moore oft zur Abwasserreinigung genutzt, da gezeigt werden konnte, dass sie Schadstoffe wie Arsen (As) und Antimon (Sb) effizient aus Abwässern zurückhalten. Obwohl Gefrier- und Tauvorgänge häufige Phänomene in diesen Regionen sind, ist bisher wenig über deren Folgen für die As und Sb Mobilisierung bekannt. Um den Einfluss von Gefrier- und Tauzyklen auf die Remobilisierung von As und Sb zu untersuchen, wurden Torfproben bei unterschiedlichen Temperaturen Tauzyklen unterschiedlicher Längen unterworfen. Das Gefrieren und Tauen hatte wenig Einfluss auf die Mobilisierung von Sb, wirkte sich jedoch stark auf die Mobilisierung von As aus. Bei den Proben, die in kurzen Zyklen gefroren und getaut wurden, konnte eine As Freisetzung von bis zu 11,5 μmol/L beobachtet werden. Dahingehend zeigten Proben, die über den gesamten Verlauf des Experiments aufgetaut blieben, sowie Proben, die über längere Zeiträume hinweg gefroren beziehungsweise aufgetaut waren, nahezu keine As Mobilisierung (< 2,1 μmol/L). Die As Mobilisierung nahm mit der Anzahl der Gefrier-Tau-Zyklen zu. Dabei konnte kein Zusammenhang zwischen anderen untersuchten chemischen Parametern, wie pH-Wert und Sulfid- und Eisenkonzentration, und der beobachteten As Freisetzung gefunden werden. Die genauen Mobilisierungsmechanismen bleiben daher unklar. Ein möglicher Mobilisierungsprozess ist die Verdrängung von As durch andere chemische Verbindungen, wie Phosphat und gelöste organische Substanzen, die beim Gefrieren und Tauen freigesetzt werden. Auch die Mobilisierung von As aus dem Inneren von Aggregaten, die durch Eiskristalle aufgebrochen werden, ist ein möglicher Prozess. Zusammenfassend zeigten die Versuche eine starke As Mobilisierung aus kontaminiertem Torf, sofern dieser wiederholten Gefrier- und Tauzyklen ausgesetzt wurde. Angesichts der Erwartung, dass die globale Erderwärmung die Häufigkeit von Gefrierereignissen erhöhen wird, deutet diese Beobachtung auf ein hohes Potenzial zu As Mobilisierung aus Mooren hin.