Bachelorarbeit

Bildung und Abbau von Thioantimonaten im Vergleich zu Thioarsenaten

Sebastian Schmitt (11/2010-08/2011)

Betreuer: Britta Planer-Friedrich

Bilder von der ersten Probenahme 2010 gibts hier

Pressebericht des Kooperationspartners Leise GmbH & Co. KG: Firma Leise

Zusammenfassung Bachelorarbeit. Jüngste Untersuchungen zeigten einen wesentlichen Einfluss von der Thioantimon- und Thioarsen-Spezies-Bildung auf die Arsen- und Antimon-Kreislaufe in natürlichen Umgebungen, wie zum Beispiel Geothermalsystemen oder anoxischen Grundwassersystemen. Die Ziele der vorliegenden Arbeit waren, den Einfluss von Antimon auf die Thioarsen-Speziierung und den Einfluss von Arsen auf die Thioantimon-Speziierung, sowohl in künstlichen Lösungen, als auch in natürlichen, alkalischen geothermalen Wässern im Yellowstone National Park, USA, nachzuweisen. Laborexperimente zeigten eine schnellere Kinetik für Thioantimonat-Spezies im Vergleich zu Thioarsenat-Spezies. Sowohl die Thioantimonat- als auch die Thioarsenat-Bildung nahmen mit steigender Ionenstärke zu und waren weniger abhängig von einem hohen Schwefel zu Metalloid Verhältnis. Bei niedrigem Schwefelüberschuss überwog Konkurrenz um Sulfid zwischen Arsen und Antimon. Im Yellowstone National Park dominierten Thioantimonate die Antimon-Speziierung an den Ursprüngen der heißen Quellen mit einem maximalen Anteil von bis zu 75% wohingegen Thioarsenate mit einem Maximum von nahezu 90% die dominante Arsen Spezies waren. Die natürliche Antimon-Konzentration (maximal 1,1 µmol/L) war deutlich geringer, als die Arsen-Konzentrationen (maximal 27 µmol/L). Die Drainage-Kanäle von den 4 untersuchten heißen Quellen zeigten einen Abbau von Thioantimonaten und Thioarsenaten aufgrund schrittweiser Oxidation über dreiwertiges Antimonit und Arsenit zum fünfwertigen Antimonat und Arsenat. Ebenso trat Oxidation bei der Inkubation von natürlichen Wasserproben bei der umgebenden Wassertemperatur auf. Die beiden angewandten Proben-Konservierungs-Techniken (Schock-frieren und Probenahme in N2-gespülten Septum-Flaschen) zeigten hauptsächlich Unterschiede in der Stabilisierung von Antimonit, welches in N2-gespülten Septum-Flaschen nicht wiedergefunden werden konnte, während es in den gefrorenen Proben bestimmt werden konnte.