Die isotopische Zusammensetzung des Sauerstoffs in Arsenat und Arsenit: ein neuer Ansatz zur Bestimmung der Herkunft des Arsens im Grundwasser

Vorhaben & Zielsetzung

Erhöhte Arsenkonzentrationen sind eine weltweit häufig auftretende Grundwasserverunreinigung. Obwohl die isotopische Zusammensetzung des Sauerstoffs in Arsenoxoanionen (Arsenat Arsenit) potenziell wertvolle Informationen über die Bedingungen und Prozesse liefern kann, die zu den hohen Arsenkonzentrationen in Grundwasser führen, wurde sie bislang nicht untersucht. In dem hier vorgeschlagenen Projekt sollen die Grundlagen zur Erforschung dieses Isotopensystems gelegt werden. Die notwendigen methodischen Entwicklungen umfassen die Ausarbeitung einer adäquaten Probenaufbereitung für die Isolierung der Arsenoxoanionen vom Probenmaterial und deren Separierung voneinander (Arsenat/Arsenit) und von störenden Anionen. Weiterhin müssen entsprechende Techniken zur Messung der Sauerstoffisotopenverhältnisse etabliert werden. Grundlegende Prozesse wie die Kinetik des Isotopenaustauschs zwischen Arsenoxoanionen und Wasser sind im Labor zu untersuchen und auf natürliche Systeme zu übertragen. So soll dieser Ansatz in Kombination mit der Analyse der Sauerstoffisotopenverhältnisse in Phosphat auf drei betroffene Standorte (West Bengal, Vietnam, Innere Mongolei) mit unterschiedlichen Redoxverhältnissen angewendet werden, um herauszufinden, ob das As den Sedimenten des belasteten Aquiferbereichs entstammt (autochthoner Herkunft) oder ob es über eine gewisse Distanz aus Bereichen mit niedrigen Redoxpotenzialen zu den Stellen mit hohen Arsen-Konzentrationen heran transportiert wurde (allochton). Die Klärung dieser Fragestellung für einen gegebenen Standort ist entscheidend für die Entwicklung eines realitätsnahen Modells über die Entstehung der hohen Arsenkonzentrationen im Grundwasser.