Bachelorarbeit

Mobilization of arsenic from paddy soils with different sources of organic carbon and sulfate addition

Emma Stieff (03/2021-09/2021)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich, Alan Nicol

Arsen (As) ist ein Halbmetall, bei dem einige Spezies mit einem erhöhten Krebsrisiko für den Menschen in Verbindung gebracht werden, und es kann über das Porenwasser kontaminierter Böden in Reispflanzen aufgenommen werden. Aus diesem Grund muss die As-Mobilisierung aus Reisfeldern in das Porenwasser untersucht werden.

In dieser Studie wurden zwei italienische Reisfeldböden (Veronica und Fornazzo) 1, 3, 5, 7, 10, 15 und 30 Tage lang ohne Zugabe von externem organischem Kohlenstoff (Kontrolle) und mit Zugabe verschiedener Quellen organischen Kohlenstoffs (Acetat, Glukose, Reisstroh) inkubiert, jeweils ohne und mit Sulfatzusatz (1 mM).

Die Ergebnisse zeigten, dass die As-Gesamtkonzentration im Porenwasser des Fornazzo-Bodens nicht auf die Sulfatzugabe reagierte. Im Porenwasser des Veronica-Bodens führte die Sulfatzugabe jedoch zu einem Anstieg der As-Gesamtkonzentration am Ende der Inkubation. Dies lässt sich entweder durch die Bildung von Thioarsenaten und die geringe Sorptionsaffinität dieser Gruppe von Spezies oder durch die Konkurrenz um Bindungsstellen zwischen zum Beispiel Arsenat und Phosphat erklären. Der Einfluss der externen Kohlenstoffzugabe auf die Gesamtkonzentration von As war geringer als erwartet. Die Kohlenstoffzugabe erhöhte die Reduktion von Eisen, aber die As-Konzentrationen im Porenwasser waren im Vergleich zur Kontrolle nicht erhöht. Entgegen den Erwartungen erreichte nur die Glukosebehandlung ohne Sulfatzugabe im Veronica-Boden einen leicht höheren Wert von 0,39 ± 0,01 μM. Das Maximum von 1,14 ± 0,02 μM im Fornazzo-Boden wurde bei der Kontrolle ohne Sulfatzugabe erreicht. Zudem wurden im Porenwasser des Fornazzo-Bodens AsGesamtkonzentrationen erreicht, die achtmal so hoch waren wie in Veronica. Die Unterschiede in den As-Gesamtkonzentrationen zwischen den beiden Böden lassen sich wahrscheinlich durch den internen Kohlenstoffgehalt erklären, der im Boden von Fornazzo (47 g/kg) doppelt so hoch ist wie im Boden von Veronica (20 g/kg). Dies führt zu der Hypothese, dass der entscheidende Faktor für die As-Mobilisierung in Reisböden der interne Kohlenstoffpool des Bodens ist.