Die Eisen-Konzentration im Porenraum

In der vorliegenden Dissertation wurde die Methode der magnetischen Kernspinresonanz (NMR) eingesetzt, um beim Schadstoffabbau stattfindende Prozesse und geochemische Reaktionen zerstörungs- und beprobungsfrei zu untersuchen. Dies ist möglich, da die gelösten Elektronenakzeptoren Sauerstoff und Eisen paramagnetisch sind und somit Einfluss auf die NMR-Relaxationszeiten ausüben. Der lineare Zusammenhang zwischen der gelösten Sauerstoff- bzw. Eisen-Konzentration und den NMR-Relaxationsraten wird quantifiziert. Wird die Oberflächenrelaxation berücksichtigt, ist es auch in porösen Medien möglich den Gehalt an paramagnetischen Ionen aus Relaxationsmessungen zu ermitteln. Die beim biologischen Schadstoffabbau auftretenden Redoxprozesse des Eisens wurden durch rein chemische Reaktionen simuliert. Die zeitlich und räumlich detaillierte Beobachtung des Anstiegs bzw. Abfalls der gelösten Eisen(III)-Konzentration in der (Poren-)Lösung ist mit NMR-Relaxometrie trotz der Schnelligkeit der Reaktionen möglich. Mit Hilfe einer Modellierung wird der wichtige Einfluss des ph-Wertes auf den genauen Ablauf der Reaktion deutlich gemacht.

Autorentext

Dr. Ivonne Mitreiter: Studium der Geologie an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Promotion an der Universität Leipzig. Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ GmbH und an der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe BGR.