Geoscience Reference
In-Depth Information
4
•
Verdünnung:
Durch Beimischung „sauberen“
Wassers werden Schadstoffkonzentrationen
gemindert.
sich gezeigt, dass nicht alle organischen Stoffe
mikrobiell abgebaut werden. Zu den nicht
oder schwer abbaubaren organischen Stoffen
gehören insbesondere die halogenierten Koh-
lenwasserstoffe (Abschn. 4.7.2.5), die nicht
biotischen Ursprungs sind (sog. Xenobiotika).
•
Chemische Ausfällung und Mitfällung:
Vo r
allem infolge Änderungen der pH-Werte und
Redoxpotenziale (Abschn. 3.9.3.6 und 3.9.3.7)
und der damit verbundenen Änderungen der
Löslichkeiten kommt es zur Ausfällung von
Metall- und Schwermetall-Oxiden, -Hydroxi-
den und -Hydrogenkarbonaten. Durch Mit-
fällung werden Metalle, Arsen, Phosphat und
Jodid beseitigt; als Mitfällung wird der Vor-
gang bezeichnet, bei dem ein Stoff an einen
(chemischen) Niederschlag gebunden wird,
der ohne den Niederschlag in Lösung verblie-
ben wäre.
Die genannten Reaktionen finden in gegenseiti-
ger Wechselwirkung während des Transportes
statt (Abb. 136), wobei die schichtweise vorherr-
schenden Reaktionen durch die Verstärkung der
vertikalen Linien in der Abb. 136-1 angedeutet
werden. Die Transportvorgänge (G
OLWER
, 1983;
M
ATTHEß
et al., 1992) in der ungesättigten und
der gesättigten Zone (Abschn. 3.4.1) verlaufen
dabei unterschiedlich. In der
ungesättigten Zone
erfolgt ein Mehrphasenfluß. Unter dem Einfluss
der Schwerkraft überwiegt der Transport der ge-
lösten, emulgierten und suspendierten Stoffe in
vertikaler Richtung (Konvektion). Die gasförmi-
gen Stoffe werden vor allem durch Diffusion
transportiert, und zwar dem natürlichen Kon-
zentrationsgefälle folgend der Sauerstoff nach
unten, das Kohlenstoffdioxid sowie andere gas-
förmige Stoffwechselprodukte (Schwefelwasser-
stoff, Methan, flüchtige organische Stoffe) und
leichtflüchtige Bestandteile von Umweltchemika-
lien nach oben (Abb. 136-2). In der
gesättigten
Zone
werden gelöste und emulgierte Stoffe vor-
wiegend in horizontaler Richtung (Advektion),
gasförmige dagegen in vertikaler Richtung nach
oben transportiert. Flüssige Stoffe (Fluide) in
Phase unterliegen naturgemäß wie das Grund-
wasser den jeweiligen Durchlässigkeitsverhält-
nissen. Dabei hängt der Durchlässigkeitsbeiwert
eines beliebigen Fluids
k
fFl
von der Dichte
•
Mechanische Filterung, Adsorption, Desorp-
tion und Ionen-Austausch:
Die Filterwirkung
beruht auf mechanischer Abseihung. Die Vor-
gänge der Adsorption, Desorption und des
Ionen-Austausches wurden bereits ausführlich
erläutert (Abschn. 3.9.4.2). Beim Ionen-Aus-
tausch übertrifft die Haftfähigkeit (Bindungs-
intensität) der Schwermetall-Ionen die der
Erdalkali- und Alkali-Ionen (F
ÖRSTNER
&
M
ÜLLER
, 1974):
Pb > Cu > Ni > Co > Zn > Mn > Ba > Ca > Mg
> NH
4
> K > Na.
S
CHÖTTLER
(1975) untersuchte in Langsamfil-
tern die Folgewirkungen von Stoßbelastungen
durch Schwermetalle am Beispiel von Cu und
Cd. Er stellte fest, dass Cu abgeschwächt wird,
Cd jedoch durchschlägt. Bei organischen Be-
lastungen hängt die Sorptionswirkung vom
Gehalt an Humusstoffen und Tonmineralen
im Boden ab (Q
UENTIN
et al., 1973).
ρ
Fl
, der
•
Mikrobieller Abbau:
Es sind im Wesentlichen
Bakterien und Pilze, die durch Stoffwechsel-
vorgänge zum Abbau, zur Umwandlung und
Akkumulation organischer, zum Teil auch an-
organischer Belastungen beitragen (Abschn.
3.9.6.2). Insbesondere in der belebten Boden-
zone wird organische Substanz abgebaut. So
berichtet M
ATTHEß
(1989) von Untersuchun-
gen, nach denen die Konzentration im Mittel
aus 15 Proben je (Boden-) Horizont in 15 cm
Tiefe für den KMnO
4
-Verbrauch 927 ±
787 mg/l, für organischen Kohlenstoff 88 ±
75 mg/l, in 200 cm Tiefe jedoch nur noch
20 mg/l KMnO
4
-Verbrauch bzw. 2 mg/l orga-
nischen Kohlenstoff betrug. Allerdings hat
dynamischen Viskosität
η
Fl
und des Permeabili-
tätskoeffizienten
K
des Untergrundes ab:
k
Kg
fFl
Fl
Fl
Gl. 225
k
fFl
=
Durchlässigkeitsbeiwert für das Fluid
(m/s),
K
=
Permeabilitätskoeffizient des Unter-
grundes (m
2
),
Dichte des Fluids (kg/m
3
),
ρ
Fl
=
örtliche Fallbeschleunigung = 9,81 m/s
2
,
g
=
η
Fl
=
dynamische Viskosität des Fluids (Pa·s =
kg/(s·m).
