Redox-induzierte Speziesverteilung von Arsen im Eisenreduktionsmilieu hervorgerufen durch Catechol
In Säulen- und Batchversuchen wurde die Eisenreduktion durch Catechol, als Modellsubstanz für Huminstoffe, und die damit einhergehende Arsenfreisetzung untersucht. Im Vordergrund stand die Frage, ob diese Substanz eine Auflösung von Eisenhydroxiden bewirken und dabei Arsen freisetzen kann. Es wurde weiterhin untersucht, welche Redoxprozesse stattfinden, und wie die Speziesverteilung von Arsen und dessen Mobilität dadurch beeinflusst wird. Die Halbreaktion von Catechol zu ortho-Chinon wurde in das geochemische Modell PHREEQC eingebaut und geprüft, ob mit diesem Ansatz eine realistische Abbildung der Versuchsergebnisse möglich ist. Die Laborversuche zeigen, dass Catechol in einem System aus Quarzsand und Eisenhydroxid eine leichte, konstante Eisenreduktion bewirkt. In dem Säulenversuch zum Transport von Arsen im Milieu der Eisenreduktion trat eine Reduktion des Arsen(V) zu Arsen(III) durch Catechol und eine Reoxidation des Arsen(III) an Eisenhydroxiden parallel zu einer Eisenreduktion durch Catechol auf. Aus dem Säulenversuch zur Arsenfreisetzung von Eisenhydroxid-Oberflächen durch Catechol ergab sich, dass adsorbiertes Arsen(V) zu Arsen(III) reduziert und freigesetzt werden kann. Die Freisetzung des Arsens erfolgte stetig, in geringen Mengen über einen großen Zeitraum, wobei das Arsen(V) hauptsächlich durch Reduktion an der Eisenhydroxid-Oberläche zur mobileren Spezies Arsen(III) freigesetzt wurde. Mit dem Modell PHREEQC kann die Eisen(II)-Freisetzung in der Größenordnung der experimentellen Daten modelliert werden. Die experimentell festgestellte Reduktion des Arsen(V) zu Arsen(III), ergab das bestehende Modell jedoch nicht.
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