Die vier Griechischen Elemente: - TOBIAS-lib - Universität Tübingen

3 PAK in Böden des ländlichen Raumes
Die gemessenen Konzentrationen bei 25°C liegen
teilweise erheblich über den aus der Regressionsanalyse
berechneten Werten (siehe
Tabellen A-24 und A-25 im Anhang). Durch die
DOC-Korrekturrechnung werden die aus der Regressionsanalyse
ermittelten Werte aber überwiegend
recht gut getroffen (Tabelle 3-13). Dies
weist auf partikelgetragenen Transport als Ursache
für die bei 25 °C, d. h. anfangs höheren
Werte hin. Entsprechend der Löslichkeiten steigen
die Kd-Werte in den verschiedenen Horizonten
erwartungsgemäß vom Acenaphthen zum
Fluoranthen bzw. Pyren an. Zu Vergleichszwecken
wurden für das Profil „Eichgraben“ mit
den Lösungskonzentrationen aus den Desorptionsexperimenten
(Cw,ber (25 °C) die entsprechenden
Kd-Werte aus den Sorptionsisothermen
(Abbildung 3-10 und Abbildung 3-12) berechnet
und den Kd-Werten aus den Desorptionsexperimenten
gegenübergestellt. Zwischen den unterschiedlichen
Methoden zur Bestimmung der Kd-
Werte in niedrigen Konzentrationsbereichen treten
z.T. erhebliche Unterschiede auf (Tabelle
3-15). Lediglich für die Humusauflagehorizonte
ist zwischen den aus den Desorptionsversuchen
abgeleiteten Kd-Werten und den aus der Freundlich-Isotherme
extrapolierten Werten eine gute
Übereinstimmung festzustellen.
Tabelle 3-15 Gegenüberstellung der Kd-Werte für
Phenanthren aus den Sorptions- und Desorptionsexperimenten
für das Profil “Eichgraben” für die in
Tabelle 3-13 angegebenen Gleichgewichtslösungskonzentrationen.
90
Of Oh Ahe Bh
log Kd [l kg -1 ] (Desorp.) 5,13 5,09 3,93 2,05
log Kd [l kg -1 ] (Sorp.,
Freundl.)
log Kd [l kg -1 ] (Sorp.,
Ads. + Abs.))
5,06 5,29 5,22 3,73
4,17 4,34 4,83 3,47
Auffällig sind die steigenden Lösungskonzentrationen
mit der Tiefe der Profile trotz drastisch
sinkender Feststoffkonzentrationen (welche die
ebenfalls mit der Tiefe abnehmende Kd-Werte
bedingen, Tabelle 3-13). Zusammen mit den
niedrigeren Desorptionsenthalpien in den Unter-
bodenhorizonten (Tabelle 3-14) kann auf eine
relativ schwache Sorption der PAK in diesen
Horizonten geschlossen werden. Dies kann
allerdings mit den Daten aus den Sorptionsversuchen
nur bedingt nachvollzogen werden
(siehe Tabelle 3-15).
Talley et al. (2002) ermittelten Desorptionsenthalpien
(gefittet) an kontaminierten Hafensedimenten
im Bereich von -37 kJ mol -1 bis -41 kJ
mol -1 für tonige und schluffige Sedimente und
-115 kJ mol -1 bis -139 kJ mol -1 für kohlige Partikel
(wobei diese hohen Werte vermutlich im
Ungleichgewicht ermittelt wurden). Für einen
Oberboden in England wurden mit einem ähnlichen
methodischen Ansatz wie in dieser Arbeit
Desorptionsenthalpien für Phenanthren zwischen
-41,3 kJ mol -1 und -69,4 kJ mol -1 ermittelt
(Johnson & Weber, 2001). An insgesamt 11
Oberböden ermittelten Krauss & Wilcke (2001)
Desorptionsenthalpien zwischen -6 kJ mol -1 und
-11 kJ mol -1 bei Variationskoeffizienten
zwischen 20-30% für die 16 EPA-PAK (Werte
für Phenanthren: -8 (±5) kJ mol -1 ). Insofern liegen
die hier ermittelten Desorptionsenthalpien
innerhalb des Bereiches, der in der Literatur
beschrieben ist.
Die niedrigen Desorptionsenthalpien in den Unterbodenhorizonten
können in der Form interpretiert
werden, dass die vertikale Verlagerung
der PAK in den Bodenprofilen nur die durch
Partitioning gebundene Fraktion betrifft. Im
Anschluss an die Lösung in den Humusauflagen
bzw. Oberböden (gekoppelt an DOC) erfolgt in
den Unterbodenhorizonten z.T. eine erneute
Sorption, die allerdings aufgrund des niedrigen
fOC nur gering ist. Denkbar ist ein Fällungsprozess
des DOC mit den assoziierten Schadstoffen,
der zu Coatings auf den Mineraloberflächen
führt. Starke Absenkungen der DOC-Konzentrationen
in Unterbodenhorizonten im Vergleich
mit solchen von Oberbodenhorizonten werden
mit der Fällung der organischen Makromoleküle
an Al- und Eisenoxiden in Verbindung gebracht
(Guggenberger & Zech, 1993; Kalbitz et al.,
2000). Des weiteren konnten organische
Coatings auf Mineraloberflächen als Bindungs-