Bachelorarbeit
Stabilisierung von Thioarsenaten in Eisenreichen Wässern - Die Wirkung von Stickstoff, Ethanol, NaCl und EDTA
Judith Forberg (11/2010-08/2011)
Betreuer: Britta Planer-Friedrich, Elke Süß
Thioarsenate haben in sulfidischen, eisenhaltigen Wässern einen signifikanten Anteil am Gesamtarsen und unterscheiden sich in ihren biogeochemischen Eigenschaften deutlich von Arsenat und Arsenit. Jedoch ist die Stabilisierung von Thioarsenaten insbesondere in Ge-genwart von Eisen wegen Speziesveränderungen durch Oxidation und Arsenverlusten durch Co-Präzipitation an Eisenhydroxiden schwierig. Zur Entwicklung geeigneter Stabilisierungs-methoden wurde das Verhalten von Thioarsenaten in Fe-As-S-Systemen untersucht. Monothioarsenat war in Anwesenheit von Eisen(II) unter anoxischen Bedingungen stabil, wandelte sich aber in Anwesenheit von Sauerstoff und Eisen(III) über Arsenit zu Arsenat um. Stabilisierungsversuche wurden an synthetischen Thioarsenat- und Arsenit-Sulfid-Lösungen in Ab- und Anwesenheit von Eisen(II) durchgeführt. Dabei erwies sich die Probenlagerung in gekühlten, stickstoffgefüllten Injektionsflaschen über eine Woche als am erfolgreichsten mit deutlich besseren Ergebnissen als beim Schockfrieren. Die Zugabe von Natriumchlorid (0,1 mol/L) zur Erhöhung der Lösungsmatrix oder von Ethanol (1 %) mit leicht reduzierender Wirkung führte nicht zur Erhöhung der Thioarsenatstabilität, verringerte aber die Arsenit-Oxidation in den Arsenit-Sulfid-Mixen. EDTA-Zugabe (25 mmol/L) erhöhte die Thioarsenatstabilität in Anwesenheit von Eisen durch Komplexierung, insbesondere in Kom-bination mit Schockfrieren. Allerdings verursachte dies auch Arsenit-Oxidation und Thioarsenatbildung. Entsprechend der Ergebnisse der Laborversuche wurden die erfolg-reichsten Stabilisierungsmethoden bei der Probenahme an natürlichen, an Eisen (0,04 – 1,1 mmol/L), Sulfid (0,9 – 24 µmol/L) und Arsen (0,8 – 2,3 µmol/L) angereicherten Wässern tschechischer Mineralquellen nahe Franzensbad angewandt. Thioarsenate bildeten dabei bis zu 50 % des Gesamtarsens und konnten in gekühlten, stickstoffgefüllten Injektionsflaschen, z. T. mit Ethanol-Zugabe, über sechs Tage stabilisiert werden.