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Lexikon der Geowissenschaften: Reinigungsvorgänge

Reinigungsvorgänge, im Untergrund finden Verdünnungs- und Reinigungsvorgänge statt, die zu einer Minderung der belastenden Inhaltsstoffe führen. Solche Vorgänge laufen auf eine Umwandlung (Metabolisierung) eingebrachter organischer und anorganischer Stoffe im lebenden Organismus hinaus, die im einzelnen kompliziert ablaufen. Die wichtigsten Prozesse sind: a) Verdünnung:Durch Beimischung ›sauberen‹ Wassers werden Schadstoffkonzentrationen gemindert. b) chemische Ausfällung und Mitfällung: Infolge von Änderungen der pH-Werte und Redoxpotentiale und der damit verbundenen Änderungen der Löslichkeiten kommt es zur Ausfällung von Metall- und Schwermetall-Oxiden, -Hydroxiden und -Hydrogencarbonaten. Durch Mitfällung werden Metalle, Arsen, Phosphat und Iodid beseitigt (als Mitfällung wird der Vorgang bezeichnet, bei dem ein Stoff an einen (chemischen) Niederschlag gebunden wird, der ohne den Niederschlag in Lösung verblieben wäre). c) mechanische Filterung, Adsorption, Desorption und Ionenaustansch:Die Filterwirkung beruht auf mechanischer Abseihung (Rückhaltevermögen). Beim Ionenaustausch im Grundwasser übertrifft die Haftfähigkeit der Schwermetallionen die der Erdalkali- und Alkali-Ionen: Pb > Cu > Ni > Co > Zn > Mn > Ba > Ca > Mg > NH4 > K>Na. Bei organischen Belastungen hängt die Sorptionswirkung vom Gehalt an Humusstoffen und Tonmineralien im Boden ab. d) mikrobieller Abbau:Im wesentlichen tragen Bakterien und Pilze durch Stoffwechselvorgänge zum Abbau, zur Umwandlung und Akkumulation organischer, zum Teil auch anorganischer Belastungen bei. Allerdings hat sich gezeigt, daß nicht alle organischen Stoffe mikrobiell abgebaut werden. Zu den nicht oder schwer abbaubaren organischen Stoffen gehören insbesondere die halogenierten Kohlenwasserstoffe, die nicht biotischen Ursprungs sind. Höhere Pflanzen können durch ihre in den Boden reichenden Wurzeln eine gewässerreinigende Wirkung haben. Beispielsweise nehmen die Wurzeln der Flechtbinse (Schoenoplectus lacustris) bei höherem Angebot Schwermetalle auf, spalten CH- (vor allem Phenole) und CN-Verbindungen in C, N und H, können pH-Werte stabilisieren und eliminieren Keime von Escherichia coli. Die genannten Reaktionen finden in gegenseitiger Wechselwirkung während des Transportes statt. Die Transportvorgänge in der ungesättigten und der gesättigten Zone verlaufen dabei unterschiedlich. In der ungesättigten Zoneerfolgt ein Mehrphasenfluß. Unter dem Einfluß der Schwerkraft überwiegt der Transport der gelösten, emulgierten und suspendierten Stoffe in vertikaler Richtung. Die gasförmigen Stoffe werden vor allem durch Diffusion transportiert, und zwar dem natürlichen Konzentrationsgefälle folgend der Sauerstoff nach unten, das Kohlenstoffdioxid sowie andere gasförmige Stoffwechselprodukte (Schwefelwasserstoff, Methan, flüchtige organische Stoffe) und leichtflüchtige Bestandteile von Umweltchemikalien nach oben. In der gesättigten Zonewerden gelöste und emulgierte Stoffe vorwiegend in horizontaler Richtung, gasförmige dagegen in vertikaler Richtung nach oben transportiert. Flüssige Stoffe (Fluide) in Phase unterliegen naturgemäß wie das Grundwasser den jeweiligen Durchlässigkeitsverhältnissen. Stoffe wie Benzin, Benzol und die meisten flüchtigen Chlorkohlenwasserstoffe haben bei gleicher Durchlässigkeit des Untergrundes eine höhere Beweglichkeit als das Grundwasser, während Dieselkraftstoff und Heizöl langsamer fließen. [ME]

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