Transport von Silbernanopartikeln in natürlich gelagerten Bodensäulen

Die Anzahl der wissenschaftlichen Untersuchungen zum Verbleib von Silbernanopartikeln (Ag-NP) in Boden hat in den letzten Jahren zugenommen. Da die publizierten Ergebnisse darauf hinweisen, dass sie stark durch die gewahlten Versuchs- und Randbedingungen beeinflusst werden, bleibt die Bewertung der Mobilitat von Silbernanopartikeln in Boden schwierig. Daher sollte der Transport und Verbleib der Ag-NP in dieser Untersuchung unter naturnahe Bedingung, aber mit kontrollierten Rand- und Anfangsbedingungen bestimmt werden. Dazu wurden an zwei Standorten (Sand, Schluff) jeweils acht ungestorte Bodensaulen (O 10,2 cm Hohe 16 cm) genommen und in einer Saulenversuchsanlage (SCS, Fa. emc GmbH) untersucht. Drei Saulen dienten jeweils als Parallelen wahrend eine Saule als Kontrolle ohne Zugabe von NP untersucht wurde. Fur beide Bodenarten erfolgten Versuche mit gesattigtem und ungesattigtem Fluss. Zur Nachverfolgung des Wasserflusses durch die Saulen wurde dem Beregnungswasser D2O als Tracer zugesetzt. Die Silbergesamtgehalte im Perkolat wurde nach HNO3-Aufschluss und mit ICP-OES/MS analysiert. Die Messung der gelosten Silberfraktion erfolgte nach Ultrazentrifugation mit ICP-MS. Die Grosenverteilung von naturlichen Bodenkolloiden und Ag-NP wurde mit Dynamic Light Scattering (Malvern NanoZS) gemessen. Die Ergebnisse bestatigen den Einfluss der Versuchsbedingungen, zeigen aber auch die Bedeutung der Bodenstruktur auf die Mobilitat der Ag-NP. Die Variabilitat zwischen den Parallelproben ist sehr gros und uberschattet mogliche Unterschiede zwischen den Bodenarten. Bevorzugte Flieswege sind wohl die Regel, die fruhen Durchbruche von D2O und Ag-NP bestatigt den praferentiellen Transport von Wasser und Partikeln. Mit Hilfe eines nachtraglich durch die Saule perkolierten Farbstoffes (Brillant Blue) wurde Randfluss ausgeschlossen. Unter ungesattigten Bedingungen wird ein deutlich groserer Teil der Ag-NP im Boden zuruckgehalten als unter gesattigten Fliesbedingungen. Daher wird angenommen, dass die Bodenluft fur die Retention der Partikel im Boden wichtig ist.