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The influence of organic matter on adsorption of heavy metals to road deposited sediment and desorption to urban runoff
Art der Abschlussarbeit
Bachelor
Autoren
- Weidlich, Sandra
Betreuer
- M.Sc. Jin Zhang
- Dr. rer. nat. Heike Brückner
Abstract
Straßenschmutz (Road Deposited Sediment, RDS) bezeichnet eine Ansammlung von Partikeln auf Straßenoberflächen in städtischen Zentren. RDS ist gekennzeichnet durch seine heterogenen Zusammensetzung, vor allem bezüglich der Partikelgrößen und den zu transportierenden Schadstofffrachten. Hierbei ist vor allem der Transport von verschiedenen Schwermetallen zu erwähnen. Durch den städtischen Abfluss gelangt RDS in die Kanalisation. Dort besteht die Möglichkeit, dass RDS mit verschiedenen Wasserinhaltsstoffen gemischt wird. Das Vorhandensein verschiedener Wasserinhaltsstoffe ist maßgeblich von dem Kanalsystem abhängig und hat verschiedene chemische Umwandlungsprozesse zur Folge. Die Stadtentwässerung kann auf zwei Arten erfolgen: im Misch- und Trennsystem. In den Kanälen finden komplexe Wechselwirkungen und chemische Reaktionen statt, abhängig von den zu transportierenden Frachten und Wassermengen. Die Adsorption von Schwermetallen (heavy metal, HM) ist ein Teilaspekt. Diese ist u.a. abhängig von den Konkurrenzbeziehungen zwischen anderen Inhaltsstoffen. Die folgende Arbeit beschäftigt sich mit der Adsorption von Kupfer und Zink an Straßenschmutz (Road Deposited Sediment, RDS). Die Adsorptionsversuche werden unter zwei verschiedenen Milieus (synthetisiertes Regenwasser, synthetisiertes Abwasser) durchgeführt. Dabei repräsentieren organische Inhaltsstoffe das synthetisierte Abwasser. Als Sorbent dient RDS, welches zuvor in 3 Größenfraktionen getrennt und gereinigt worden ist. Die spezifische Oberfläche und die Kationenaustauschkapazität sind von den drei Größenfraktionen getestet worden, um den Unterschied bezüglich des Adsorptionsprozesses darstellen zu können. Die Ergebnisse zeigen, dass kein einheitlicher Einfluss von organischen Inhaltsstoffen (organic matter, OM) zu beobachten ist. Bei der Bestimmung des Gleichgewichtzustandes ist festzustellen, dass die Zeit bis zum Eintreten sowohl verkürzt, als auch verlängert werden kann. Es folgt, dass der Einfluss maßgeblich abhängig vom verwendeten Sorptiv ist. Bei einer getrennten Betrachtung der HM Zink und Kupfer ist, unabhängig von der Partikelgröße, ein einheitlicher Einfluss der OM zu betrachten. Der zeitabhängigen Adsorptionsprozesse sind mit Hilfe einer Potenzfunktion mathematisch dargestellt.
Schlagwörter
Adsorption, Sorptionsisothermen, Schwermetalle, RDS
Berichtsjahr
2014