Untersuchungen zum Elutionsverhalten von Abfällen und Reststoffen mit Hilfe des pHstat-Verfahrens Dr. Albrecht Paschke UFZ Umweltforschungszentrum Leipzig Halle, Sektion Chemische Ökotoxikologie Permoserstrasse 15, D-04318 Leipzig Vortrag auf dem Fachgespräch Feststoffuntersuchung 1998

• Literatur
• Tabelle 1: Säure- und Basen-Neutralisationskapazitäten (ANC/BNC) unterschiedlicher Feststoffe
• Abbildung 1: 24 h - Schüttelversuch mit Kupferschiefer-Mergel (Schwermetalle)
• Abbildung 2: 24 h - Schüttelversuch mit Kupferschiefer-Mergel (PAK)
• Abbildung 3: Säureneutralisationskapazität (ANC) im Langzeit-pHstat4-Versuch

• Königswasser Auszug DEV S7 (-> Säurelöslicher Anteil an Schwermetallen/As),
• Soxhlet Extraktion mit Toluol (-> PAK Gesamtgehalt),
• Extraktionssequenz nach Schoer & Förstner [11] (-> Bindungsform der Schwermetalle/As an der Probenmatrix),
• Schüttelversuch DEV S4 (-> Eluierbarkeit mit Wasser),
• 24h  und Langzeit pHstat-Schüttelversuche bei pH = 4 und pH = 11 (-> Eluierbarkeit im sauren und basischen Milieu und Bestimmung der Pufferkapazität des Materials).

1. Die sequentielle Extraktion kann eine mineralogische Charakterisierung des Materials nicht ersetzen, man kommt aber zu einem differenzierteren Bild über die phasenspezifischen Bindungsverhältnisse der Schwermetalle und kann ihr Freisetzungspotential abschätzen. Da die Resultate der sequentiellen Extrakti-on methodisch bestimmt sind, ist die strenge Festlegung und Validierung einer speziellen Prozedur erfor-derlich, um Vergleichbarkeit zu erreichen. Diesen Weg verfolgt das Büro für Referenzmaterialien (BCR) der EU bereits für Sedimente und Böden [12].
2. Im pHstat Schütteltest bei pH = 4 zeigen neben den Schwermetallen (wie hinlänglich bekannt, siehe Abb. 1, vgl. z.B. [1, 3]), mitunter auch die PAK eine wesentlich höhere Mobilisierbarkeit als im DEV S4-Test (siehe Abb. 2, vgl. auch [13]). Wann die erhöhte Schadstoff Freisetzung aber im Freiland tatsächlich ein-tritt, hängt neben den konkreten Verwertungs  bzw. Ablagerungsbedingungen und den Umwelteinflüssen (z.B. der Depositionsrate an sauren Niederschlägen, dem Säurebildungsvermögen der Deckschichten, der Wasserströmung etc.) auch vom Material selbst ab. Die während des pHstat Versuches gemessene Säure  bzw. Basenneutralisationskapazität (ANC bzw. BNC) ist ein komplexes Maß für die Pufferwirkung des Materials und für die langfristige Entwicklung des pH Milieus im abgelagerten Feststoff. Die untersuchten Proben zeigten extreme Unterschiede in der ANC, die bei der Materialbewertung unbedingt beachtet wer-den müssen.
3. Für die allgemeine Einbeziehung der ANC24/ BNC24 Werte (d.h. aus 24stündigen Versuchen) in die Bewertung von kontaminierten Feststoffen muß noch methodische Arbeit geleistet werden.

Erstens sollte eine umfassenden ANC24/ BNC24 Vergleichsskala erstellt werden. - Tabelle 1 faßt zur Orientierung einige bisher veröffentlichte und aus eigenen Untersuchungen stammende ANC24/ BNC24 Werte der unterschiedlichsten Materialien zusammen.
Zweitens muß unter Beachtung der zeitlichen ANC Entwicklung im pHstat Versuch die Korrelation der ANC24 Werte mit den Gesamt Pufferkapazitäten der Materialien ge-prüft werden, um eine gesicherte Langzeitprognose geben zu können (siehe Abb. 3, vgl. [1, 8, 14]).
Drittens ist es zur Etablierung des pHstat Schütteltests als verbindliches Untersuchungsverfahren für Abfälle und Reststoffe erforderlich, spezielle Bewertungsmaßstäbe für pHstat Eluate zu definieren (z.B. in Anlehnung an die Schweizer TVA [15]).
4. Bei der Festlegung von neuen Bewertungsmaßstäben sollte man nicht nur von analytischen Resultaten ausgehen, sondern auch biologische Wirkungstests an den Eluaten berücksichtigen [1618], um eine bessere Abschätzung des ökotoxischen Gefährdungspotentials zu ermöglichen.

* Haase, I.: Bewertung des Schadstoffpotentials von Wasserwerksschlämmen, Dissertation, TU Hamburg-Harburg, 1995.

Weitere Veröffentlichungen vom Autor dieses Artikels

Literatur zu Elutionsverfahren

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