Feld- und Lysimeterversuche zur Retardation von Sulfat in Böden

Kurzfassung

In den letzten 25 Jahren war in vielen Wasserfassungen in Deutschland ein signifikanter Anstieg der Sulfatkonzentration zu verzeichnen. Als Ursache werden komplexe Beziehungen zwischen verschiedenen Schwefelquellen, Eintragspfaden und im Boden ablaufenden Prozessen gesehen. Da Sulfat von der Bodenmatrix gebunden werden kann, verlagert es sich langsamer als das Sickerwasser. Das Ausmaß dieser Sulfatretardation muss bekannt sein, um seine Verlagerung und letztlich seinen Einfluss auf die Grundwasserqualität zu modellieren.

Zur Quantifizierung der Sulfatretardation wurden an vier Standorten im Freiland insgesamt 16 sowie auf Lysimetern zwei weitere Tracerversuche durchgeführt. Es wurden Retardationskoeffizienten (R _SO4 ) zwischen 1,0 und 2,5 ermittelt. R _SO4 nahm mit dem Tongehalt der Böden zu. Diese Beziehung ist innerhalb eines Untersuchungsgebiets linear, unterscheidet sich aber zwischen den Untersuchungsgebieten. Das deutet darauf hin, dass nicht der Tongehalt an sich die Ursache der Sulfatretardation ist, sondern ein (oder mehrere) mit der Tonfraktion assoziierter Parameter, der seinerseits von den geologischen Verhältnissen und anderen Standortfaktoren abhängt. Wie aus anderen Studien hervorgeht, handelt es sich dabei sehr wahrscheinlich um den Gehalt an Aluminium- und Eisenoxiden und -hydroxiden.

Abstract

In many wells in Germany the sulfate concentration rose markedly over the past 25 years. This is attributed to interactions between sulfur sources, immission pathways and processes in the soils. Because it can be retarded by the soil matrix, sulfate moves slower than seepage water. The magnitude of this retardation must be known to model its passage and its effect on groundwater quality.

To quantify sulfate retardation in different soils 16 tracer studies were carried out at four field sites and two additional ones on lysimeters. In these studies retardation coefficients (R _SO4 ) between 1.0 and 2.5 were found. R _SO4 increased with clay content. This relationship is linear within a study area, but differs between them. This suggests that clay content does not determine sulfate retardation, but some factor(s) associated with clay content, which depend(s) on geology and other site conditions. As other studies show, this is likely to be the aluminium and iron oxide and hydroxide content.