Description: Das Potential für den kolloidgetragenen Transport (Co Transport) von Schadstoffen im Grundwasser durch natürliche und künstliche Kolloide ist seit den 80er Jahren bis zum heutigen Tag Gegenstand der Forschung. Insbesondere das Potential für den Co-Transport von unpolaren, hydrophoben Stoffen an natürlichen und künstlichen organischen aber auch anorganischen Kolloiden ist experimentell gut erfasst. Organische Schadstoffe treten in der aquatischen Umwelt allerdings häufig als ionare Spezies auf. Gerade bei geringen Anteilen organischen Kohlenstoffs im Grundwasserleiter ist ihr Sorptions- und damit auch ihr Umwelt- und Transportverhalten dann nicht durch die hydrophobe Sorption sondern durch Ionenaustausch geprägt. Prognosen zur Schadstoffausbreitung können dann sowohl zur Unter- als auch Überschätzung ihrer Mobilität führen. Trotz des hohen Adsorptionspotentials organischer Kationen an Tonen durch Ionenaustausch und einer z.T. der hydrophoben Sorption ähnlichen Sorptionshysterese wurde der Kationenaustausch als Sorptionsmechanismus für den Co-Transport bisher nicht systematisch untersucht. Es existieren keine grundlegenden Arbeiten zur Bedeutung des Kationenaustausches im Co-Transport organischer ionarer Spezies an Ton-Kolloiden. Ziel dieses Vorhabens ist die Bedeutung des Co-Transportes organischer Kationen an Ton-Kolloiden mit experimentellen Labormethoden systematisch zu erfassen und zu bewerten. Dafür sollen Batch und Säulen Experimente mit ein- und zweiwertigen organischen Kationen als Sorbent und Tonmineralen (Illite, Kaolinite und Montmorillonit) der Größenfraktionen 200, 500 und 1000 nm unter verschiedenen, definierten Bedingungen (pH, Ionenstärke, Valenz organischer Kationen und Verweilzeiten) in/mit silikatischer Matrix durchgeführt werden. Das Verständnis der komplexen Zusammenhänge des Co-Transports bildet einen Grundstein zur Abschätzung des Umweltpotentials organischer Schadstoffe in Gegenwart von Tonmineralen. Darüber hinaus schafft das Vorhaben die methodisch analytische Grundlagen für spätere experimentelle Laborexperimente an komplexen Materialien und in Geländeversuchen.
Types:
SupportProgram
Tags:
Silikat
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Organischer Kohlenstoff
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Kolloid
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Tonstein
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Grundwasserleiter
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Hydrochemie
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Hydrogeologie
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Ionenaustausch
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Limnologie
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Aquatisches Ökosystem
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Organischer Schadstoff
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Schadstoffausbreitung
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Siedlungswasserwirtschaft
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Sorption
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Laborversuch
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Grundwasser
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Arbeit
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Hydrologie
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Integrierte Wasser-Ressourcen Bewirtschaftung
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Kationen
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Verweilzeit
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Region:
Berlin
Berlin
Bounding boxes:
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License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0
Language: Deutsch
Organisations
-
Deutsche Forschungsgemeinschaft (Finanzielle Förderung)
-
Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Geologie, Professur für Hydrogeologie und Hydrochemie (Mitwirkung)
-
Technische Universität Berlin, Institut für Angewandte Geowissenschaften, Fachgebiet Mineralogie (Projektverantwortung)
-
Umweltbundesamt (Bereitstellung)
-
University of Vienna, Research Area Environmental Geosciences (Mitwirkung)
Last harvest: 01.09.2026 01:25
Time ranges:
2018-01-01 - 2026-09-14
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Importance of cation exchange for colloid-associated transport of organic cations on clays
Description: The potential for colloid-associated transport (co-transport) of pollutants in groundwater caused by natural and artificial colloids has been subject of research since the 1980s up to the present day. In particular, the potential for co-transport of nonpolar, hydrophobic substances to natural and artificial organic but also inorganic colloids is experimentally well documented. However, organic pollutants often occur in the aquatic environment as ionic species. Especially with small contents of organic carbon in the aquifer sorption and thus also environmental and transport behavior of cations is not characterized by hydrophobic sorption but by ion exchange. Predictions on the transport of pollutants can then lead to both underestimation and overestimation in mobility. Despite the high adsorption potential of organic cations on clays by ion exchange and a sorption hysteresis similar to hydrophobic sorption, cation exchange has not yet been systematically investigated as a sorption mechanism during co-transport. There are no fundamental studies on the importance of cation exchange for co-transport of organic ionic species to clay colloids. The aim of this proposal is to systematically quantify and evaluate the importance of co-transport of organic cations on clay colloids by experimental laboratory methods. For this purpose, batch and column experiments with monovalent and divalent organic cations as sorbent and clay minerals (illites, kaolinites and montmorillonite) of the size fractions 200, 500 and 1000 nm under different defined conditions (pH, ionic strength, valence of organic cations and residence times) are carried out in/with a silicate matrix. Understanding the complexities of co-transport provides a foundation for estimating the environmental potential of organic pollutants in the presence of clay minerals. In addition, the project provides the methodological basis for subsequent experimental laboratory experiments on complex materials and in field studies.
URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1083739
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