Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben Freisetzung von Aluminium durch Eintrag von sauren Niederschlaegen und Charakterisierung der mobilen Aluminium Spezies

1989

136 S.

75 Lit. Ang.

Bandaufführung

59199

Die Al-Toxizitaet ist eine der diskutierten Ursachen der neuartigen Waldschaeden. Aluminium kommt im Boden in einer Vielzahl von Formen vor: Al hoch 3+, Al-Hydroxokomplexe, organische Al-Komplexe und verschiedene andere Komplexe. In Hydrokulturversuchen ist nachgewiesen, dass die Al-Toxizitaet wahrscheinlich durch die freien Al hoch 3+-Ionen verursacht wird. Fuer die Erfassung und Charakterisierung der Al hoch 3+-Spezies gabe es bisher keine speziellen analytischen Routinemethoden, so dass haeufig die Anteile aus bekannten aufwendigen Einzelanalysen durch Uebertrag abgeschafft wurden. In dem Forschungsvorhaben wurde eine Methode entwickelt, die es erlaubt, freie Al hoch 3+-Ionen in umweltrelevanten Konzentrationen (groesser gleich 0.05 mg Al hoch 3+/l) im Sickerwasser und in Bodenextrakten zu bestimmen. Es handelt sich um die Isotachophorese (ITP), die zur Gruppe der traegerfreien, elektrophoretischen Verfahren gehoert. Mit Hilfe des Puffersystems Natriumacetat - Tris(hydroxymethyl)-aminomethan werden die Al hoch 3+-Ionen nachgewiesen, ohne dass die vorhandenen Al-Hydroxokomplex und andere Al- Komplexe sowie die in der Loesung vorhandenen Kationen und Anionen die Bestimmung stoeren. Der herausragende Vorteil der Methode besteht darin, dass die Proben nicht veraendert werden, d.h. ihre chemische Originalitaet beibehalten. Es erfolgt kein Eingriff in den chemischen Zustand des Systems durch Probenvorbereitung und bei der Analyse, waehrend bei den photometrischen Verfahren Chromazurol-S, 8-Hydroxychinolin und Catecholviolett das System veraendert wird. Bei der Charakterisierung der mobilen Al-Spezies mit photometrischen Methoden wurden die in der Literatur vorgegebenen Speziierungen bestaetigt und konkretisiert. Mit der 8- Hydroxychinolin-Methode wurden monomere Al-Verbindungen wie Al(OH) hoch 2+, Al(OH)2 hoch +, ALlSO4 hoch +, Al(OH)Cl hoch + und das freie Al hoch 3+-Ion bestimmt. Zusaetzlich zu diesen Verbindungen erfasst die Catecholviolett- Methode noch kinetisch labile Al-Organo-Komplexe. Die Chromazurol-S-Methode eignete sich jedoch fuer die Speziierung der Al-Verbindungen in Sickerwaessern nicht, da sie stoerempfindlich und die Wiederfindungsrate zu niedrig ist. Mit einem Kationenaustauscher im Batch-Verfahren wurde eine Einteilung in austauschbare und nicht austauschbare Al-Verbindungen erreicht. Unter die nicht austauschbaren Al-Komplexe fielen vor allem die plymeren Al-Hydroxo-Komplexe, kolloidales Al(OH)3, kinetisch stabile Al- Organo-Komplexe und die Al-Fluorid-Komplexe. Durch die Bildung der Differenz zwischen dem Batch-Verfahren und der CV-Methode konnte der Anteil an geloestem Al(OH)3 bestimmt werden. Eine eindeutige Trennung und Charakterisierung der huminstoffreichen Sickerwaesser nach Molekulargewichten wurde nicht erreicht. Dafuer konnten die wasserloeslichen organischen Bestandteile aufgrund ihrer ...