Antimonbelastung durch Bremsabrieb in Straßenrandböden, Straßenabwasser und beeinflussten Fließgewässern

• Antragsteller: Professor Dr. Tim Mansfeldt
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ; Bodenwissenschaften ; Physische Geographie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270959057

Antimon (Sb) und seine Verbindungen werden aufgrund ihrer kanzerogenen Potentiale von zahlreichen nationalen und internationalen Umweltbehörden (u.a. WHO, US E.P.A., Rat der Europäischen Gemeinschaft) als umweltgefährdende Schadstoffe eingestuft. Nichtsdestotrotz wird dieses Halbmetall in Bremsbelägen verwendet und gelangt durch Abrieb während des Bremsvorganges in die Umwelt. Ziele dieses Projektes sind i) eine detaillierte Übersicht der räumlichen Verteilung von Sb in Straßenrandböden sowie ii) deren Speziesverteilung in diesen zu gewinnen. Neben der Quantifi-zierung der Gesamtgehalte mittels starken, anorganischen Säuren und Mikrowellenaufschluss, soll eine sequentielle Extraktion zur Bestimmung der Mobilität und Bioverfügbarkeit angewendet werden. Unterschieden wird hierbei in schwach säurelösliche, reduzierbare, oxidierbare und residuale Fraktionen. Für die Analyse von Sb(III) und Sb(V) aus Böden soll eine Extraktionsmethode zur Anwendung kommen, welche sowohl eine Verschiebung der Speziesverteilung der ursprünglichen Probe minimiert als auch eine repräsentative Extraktionseffizienz liefert. Wir wollen bereits entwi-ckelte Methoden modifizieren und optimieren mit denen wir eine größere Anzahl von Bodenproben unterschiedlichen Stoffbestandes untersuchen und somit eine weniger matrixabhängige Extraktion entwickeln können. Darüber hinaus wollen wir iii) Straßenabflusswasser bezüglich der Größenfraktionierung und Speziiesverteilung von Sb analysieren und iv) den Einfluss von eingeleitetem Straßenabfluss auf beide Parameter in einem Fließgewässer untersuchen. Veränderungen der Wasser-qualitätsparameter wie pH, Ionenstärke, Redoxpotential, Temperatur und gelöstem Sauerstoff haben einen wesentlichen Einfluss auf die Speziesverteilung von Metallen in aquatischen Systemen. Wir wollen diese Effekte untersuchen, indem wir sowohl die zeitliche Entwicklung der Speziiesverteilung in Straßenabfluss während verschiedener Regenereignissen als auch Langzeituntersuchungen bezüglich der Speziiesverteilung in einem beeinflusstem Fließgewässer durchführen. Mittels der Größenfraktionierung werden Informationen bezüglich der Bindungsformen von Sb in aquatischen Systemen gesammelt. Es ist bereits bekannt, dass Sb in aquatischen Systemen im Wesentlichen mit der so genannten low molecular mass (LMM) Fraktion assoziiert ist. Dieses ist von übergeordnetem Interesse, da vermutet wird, dass gerade LMM bioverfügbarer ist als partikulär gebundenes Sb. Sowohl in Straßenabflüssen als auch in durch diese beeinflussten Fließgewässern wurden bisher noch keine derartigen Untersuchungen durchgeführt. Die Umsetzung der Projektziele ermöglicht es, ein besseres Verständnis bezüglich der verkehrsgebunden Sb-Kontamination in Straßenrandböden und beeinflusster Drainagesysteme zu erlangen. Die Kenntnis der Speziesverteilung in Umweltproben ist von übergeordneter Bedeutung für eine fundierte Gefährdungsabschätzung, da die Toxizität der Sb-Verbindungen von deren Spezies bestimmt wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen