Erprobung und Vergleich der 3-Phasen-Extraktion
Bernhardt, Cornelia - Freie Universität Berlin (2013)
Ziel der vorliegenden Dissertation "Erprobung und Vergleich der 3-Phasen-Extraktion - Bewertung belasteter Flächen auf Basis der Verfügbarkeit von Kontaminanten" war es, eine einfache chemische Extraktionsmethode herauszuarbeiten, die in der Lage ist, schnell und zuverlässig den für Bodenmikroorganismen verfügbaren Schadstoffpool vorhersagen zu können, so dass ohne großen Aufwand eine erste Einschätzung des von der Kontamination ausgehenden Umweltrisikos möglich ist.
Eingehend wurden die 3-Phasen-Extraktionsmethoden mit XAD-2 (Lei et al., 2004), TENAX (Cornelissen et al., 1998) bzw. 2-Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin (HPCD) (Reid et al., 2000) als 3. Phase und die partielle Oxidation des organischen Bodenmaterials mit Kaliumperoxodisulfat (Cuypers et al., 2000) hinsichtlich ihrer Handhabbarkeit, des Analysenaufwandes, der Extraktionsdauer und der Korrelation mit dem biologischen Abbau getestet und miteinander verglichen.
Die partielle Oxidation und die Extraktion des Bodens unter Zusatz von XAD-2 erwiesen sich im Laufe der Studien jedoch als ungeeignet, den für Bodenmikroorganismen verfügbaren Schadstoffanteil vorhersagen zu können. Nachdem die prinzipielle Durchführbarkeit und erste positive Korrelationen mit einem aeroben Abbau für die Extraktionen unter Zusatz von TENAX bzw. HPCD bestätigt waren, wurden die Robustheit der Verfahren hinsichtlich verschiedener Bodeneigenschaften, Schadstoffeigenschaften und unterschiedlich gealterter Kontaminationen überprüft.
Das TENAX- und das HPCD-Verfahren zeigten sich robust hinsichtlich unterschiedlicher Bodentypen - nachgewiesen an drei RefeSol-Standardböden mit unterschiedlichen Bodeneigenschaften - und hinsichtlich unterschiedlicher Schadstoffeigenschaften - eingesetzt wurden Phenanthren, Pyren und Benzo[g,h,i]perylen. Beide Verfahren waren in der Lage, bei unterschiedlichen Schadstoff-Boden-Kontaktzeiten (Alterungszustände von 1, 21, 56 und 266 Tagen) aufgrund von bereits erfolgter Schadstofffestlegungen die daraus resultierenden unterschiedlich verfügbaren Schadstoffanteile widerzuspiegeln.
Zusätzlich wurden elf Altlastenböden, welche mit PAK zwischen 74 und 680 mg/kg und mit MKW zwischen 330 und 4704 mg/kg belastet waren, mit Hilfe des TENAX- bzw. des HPCD-Verfahrens untersucht. Parallel wurden Abbaustudien durchgeführt. Die Ergebnisse beider Extraktionsverfahren korrelierten hervorragend mit den Ergebnissen der Abbauversuche. Beide Methoden waren in der Lage mittels einer Einpunkt-Extraktion innerhalb von 24 Stunden sowohl den für Bodenmikroorganismen verfügbaren Anteil an PAK als auch an MKW darzustellen.