Präzipitation von Aluminium und Phosphat in Gewässern unter dem Einfluss von Versauerung

Abstract

Durch einen Anstieg des pH‐Wertes kann es in versauerten, mit Aluminium belasteten Gewässern zur Präzipitation von Aluminium kommen. Dieses Phänomen, bisher für bergbaulich beeinflusste Fließgewässer beschrieben, wurde in einem depositionsversauerten Einzugsgebiet einer Trinkwassertalsperre im Erzgebirge näher untersucht. Ein natürlicherweise an der Bachsohle abgelagertes Präzipitat wurde anhand von Infrarotspektren als Al‐Hydroxosulfat mit gebundenem Wasser identifiziert. Die Simulation der natürlichen Bedingungen in Laborversuchen ergab, dass die Al‐Präzipitation bei pH = 5...5.5 nur in Gegenwart von Sulfat bzw. Phosphat erfolgte. 27Al‐NMR‐Spektren zufolge trat nicht nur oktaedrisch, sondern vereinzelt auch tetraedrisch koordiniertes Aluminium auf. Fällungsexperimente mit Aluminium bzw. Eisen und Phosphat zeigten unter den vorgegebenen Bedingungen eine wesentlich höhere P‐Eliminationsrate durch Al als durch Fe. EDX‐Analysen im Rasterelektronenmikroskop belegten, dass in den Präzipitaten mit Fe und Al das Phosphat vor allem an Al gebunden war. Aus diesen Befunden wird ein möglicher Reaktionsmechanismus abgeleitet. In der Natur kann die beschriebene Präzipitation des Phosphors mit Aluminium eine Retention beider Elemente in Sedimenten bewirken, wobei Al im Unterschied zu Fe das Phosphat auch unter anoxischen Bedingungen immobilisiert.