FAQ
© 2015 Staats- und Universitätsbibliothek
Hamburg, Carl von Ossietzky

Öffnungszeiten heute09.00 bis 24.00 Uhr alle Öffnungszeiten

Eingang zum Volltext in OPUS

Hinweis zum Urheberrecht

Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-24684
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2005/2468/


Elektrochemische Speziation und Charakterisierung von Gewässerinhaltsstoffen

Electrochemical speciation and characterisation of components in aquatic systems

Miller, Frank

pdf-Format:
 Dokument 1.pdf (4.193 KB) 


SWD-Schlagwörter: Speziesanalyse , Huminstoff-ähnliche Verbindungen , Komplexbildner , Umweltanalytik , Strippingvoltammetrie , Voltammetrie , Polarographie ,
Freie Schlagwörter (Deutsch): thermodynamische Komplexstabilitätskonstante , Huminstoffe , Rotes Wasser , Grubenwässer , Mulde
Freie Schlagwörter (Englisch): humic substances , electrochemical Speciation , stability constant , enviromental chemistry
Basisklassifikation: 35.31
Institut: Chemie
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Knöchel, Arndt (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 04.05.2005
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 30.05.2005
Kurzfassung auf Deutsch: Für die Mobilität und den Transport von umweltrelevanten Substanzen ist ihre
Speziation entscheidend. Die Bedeutung und Komplexität derartiger Untersuchungen
wurde in dieser Arbeit an zwei unterschiedlichen Beispielen, zum einen an
anorganischen Inhaltsstoffen der Oberflächengewässer, zum anderen an denen in
Grubenwässern untersucht.
An Huminstoffen wurde ihr Komplexierungsvermögen gegenüber Cu2+, Pb2+ und
Cd2+ mittels Direct Current Tast Anodic Stripping Voltammetry (DCTASV) bzw.
ionenselektiver Potentiometrie (ISE, nur Cu2+) durch Bestimmung der
Komplexkapazität und der Stabilitätskonstante studiert. Zwei der drei eingesetzten
theoretischen Modellansätze (das einfache Massenwirkungsgesetz, das
Distributionsmodell auf Basis der Gaussverteilung) waren zur Transformierung der
zunächst erhaltenen konditionalen Komplexstabilitätskonstanten in thermodynamische
Komplexstabilitätskonstanten geeignet. Alle Bestimmungen wurden zu
Vergleichs- und Validierungszwecken auch mit EDTA durchgeführt.
Das eingesetzte Metal Ion Charge Neutralisation Modell führte zu
Komplexstabilitätskonstanten, die um 10 Größenordnungen zu niedrig lagen.
Die Untersuchungen zeigten, dass erwartungsgemäß Chelateffekte bei der
Komplexierung eine Rolle spielen. Komplexkapazität und die thermodynamische
Komplexstabilitätskonstante besitzen für die Beurteilung des
Komplexierungsvermögens der Huminstoffe gleichrangige Bedeutung. Die
Komplexkapazität hängt dabei von der Gesamtsäurekapazität ab.
In Grubenwässern wurden erstmalig die in Sedimentationsbecken auftretenden
Auslaugungs- und Verwitterungsprodukte der Erze strukturanalytisch charakterisiert
und dabei die herausragende Rolle von Eisen, Arsen und Schwefel aufgezeigt.
Das durch seine intensive rote Färbung aufgefallene „Rotes Wasser“ wurde mit Hilfe
eines abgestimmten Instrumentariums unterschiedlicher Analysenmethoden
elementaranalytisch (ICP-MS, ICP-OES bzw. C-,H-,N-Analyse),
ionenchromatographisch und strukturanalytisch (UV-VIS, UF) charakterisiert und
typische Produkte der Pyritoxidation und nachfolgender Auslaugungs- und
Mineralisationsprozesse nachgewiesen. Die intensive Rotfärbung ließ sich auf
Kolloide mit einem hohen Anteil an dem Eisenmineral Goethit zurückführen.
Mineralische Eisenarsenate tragen ebenfalls zum Transport und letztlich zur
Fixierung von Arsen in Sedimenten des Muldesystems bei.
Damit konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass Huminstoffe und kolloidale
Eisenoxid-Hydrate einen herausragenden Einfluss auf die Mobilität und den
Transport von Schwermetallionen sowohl in Grubenwässern als auch in
Oberflächenwässern besitzen.
Kurzfassung auf Englisch: Speciation is crucial for mobility and transport of enviromentally relevant substances.
The importance and complexidity of such systems was studied by means of two
differerent examples. The first one concerns investigations of inorganic substances
of natural surface waters, the second one investigations of underground waters from
closed mining activities.
Determining the complexing capacity and stability constants the complexing ability of
humic substances with Cu2+, Pb2+ and Cd2+ was studied with the help of direct
current tast anodic stripping voltammetry (DCTASV) and ionselective potentiometry
(ISE, only Cu2+).
Two of three applied theoretical models (Model at the basis of the law of mass and
action, Continuous distributionmodel at the basis of gauss distribution) were able to
transform correctly the conditional complexing stability constants into thermodynamic
ones.
The applied metal ion charge neutralisation model led to stability constants, which
were 10 magnitudes low.
The investigations indicated, that as expected chelat effects play a major role in
complexation processes of humic substances. Complexing capacity and
thermodynamic complexing stability constant are of equal importance for the
assessment of the complexing ability. Thereby the complexing capacity depends on
the proton exchange capacity.
For the first time in underground waters of mines the products of leaching and
weathering processes were characterised in a structural analytical way. The major
role of iron, arsenic and sulfur was seen.
The striking red water “Rotes Wasser” was characterised with the help of diverse
adjusted analytical methods. For element analysis were ICP-MS, ICP-OES and C-,
H-, N-analysis applied. Anion analysis was implemented by ion chromatography.
Structural analysis was carried out by UV-VIS and UF. Typical products of
pyritoxidation followed by products due to leaching were found. Therefore the red
colour was caused by colloids with a high amount of the ironmineral goethit.
Moreover mineralic ironarsenates contribute to transport and final fixation processes
in sediments in the aquatic system of river Mulde.
Generally it was shown in this work, that humic substances and colloids of ironoxihydrates
influence the mobility and transport of heavy metal ions both in underground
waters of mining operations and in natural surface waters.

Zugriffsstatistik

keine Statistikdaten vorhanden
Legende