Ortsaufgelöste Speziation von Schwermetallen mit Mikro-XANES/EXAFS

Die Vergesellschaftung und Bindungsform von Arsen (As) in Düngekalk wurde durch chemische, mineralogische und XANES/EXAFS-Messungen untersucht. As ist mit Oxidationsstufe 5+ in Mn- (Romanechit) und Fe-Dendriten (Goethit, Ferrihydrit) angereichert. Mikro-EXAFS-Untersuchungen ergaben Hinweise auf zwei- und einzähnige mononukleare Durchdringungskomplexe mit Eisenoxid. Sequentielle Extraktion des Düngekalks und Mobilisierungsversuche mit wassergesättigtem Boden zeigten, dass As vorwiegend gemeinsam mit kristallinen Fe-Oxiden gelöst wird. Unter moderat anoxischen Bedingungen war im Boden keine zusätzliche Mobilisierung nachweisbar. Erhöhte As-Konzentrationen und As3+-Anteile im Porenwasser traten bei niedrigem Eh unabhängig von Kalkzugabe auf. Ein Messaufbau für Mikro-XAS Imaging wurde entwickelt. Er ermöglicht die simultane Erfassung einer Probenfläche von 26,6×6,6 mm² wahlweise im Transmissions- oder Fluoreszenzmodus mit der räumlichen Auflösung 52×52 µm² durch eine CCD-Kamera. Zur Datenverarbeitung wurden IDL-Programme sowie die Fernerkundungssoftware ENVI verwendet. Die Messergebnisse zeigen weniger Störungen und Rauschen als die Ergebnisse früherer Messungen mit einem Prototyp.

Autorentext
Schmidt, Gerald Gerald Schmidt studierte Geoökologie an der TU Braunschweig und Environmental Sustainability an der University of Edinburgh. Nach dem Diplomabschluss 2002 promovierte er am Institut für Geowissenschaften der Universität Mainz. Seit 2007 arbeitet er am Karl-Winnacker-Institut der DECHEMA e.V. in Frankfurt a.M. als Experte für Röntgenmikroanalytik.

Klappentext

Die Vergesellschaftung und Bindungsform von Arsen (As) in Düngekalk wurde durch chemische, mineralogische und XANES/EXAFS-Messungen untersucht. As ist mit Oxidationsstufe 5+ in Mn- (Romanechit) und Fe-Dendriten (Goethit, Ferrihydrit) angereichert. Mikro-EXAFS-Untersuchungen ergaben Hinweise auf zwei- und einzähnige mononukleare Durchdringungskomplexe mit Eisenoxid. Sequentielle Extraktion des Düngekalks und Mobilisierungsversuche mit wassergesättigtem Boden zeigten, dass As vorwiegend gemeinsam mit kristallinen Fe-Oxiden gelöst wird. Unter moderat anoxischen Bedingungen war im Boden keine zusätzliche Mobilisierung nachweisbar. Erhöhte As-Konzentrationen und As3+-Anteile im Porenwasser traten bei niedrigem Eh unabhängig von Kalkzugabe auf. Ein Messaufbau für Mikro-XAS Imaging wurde entwickelt. Er ermöglicht die simultane Erfassung einer Probenfläche von 26,66,6 mm wahlweise im Transmissions- oder Fluoreszenzmodus mit der räumlichen Auflösung 5252 m durch eine CCD-Kamera. Zur Datenverarbeitung wurden IDL-Programme sowie die Fernerkundungssoftware ENVI verwendet. Die Messergebnisse zeigen weniger Störungen und Rauschen als die Ergebnisse früherer Messungen mit einem Prototyp.