Reversibilität von Sorptionsprozessen organischer Schadstoffe in natürlichen und synthetischen Sorbentien

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Sorption und Desorption von organischen Schadstoffen aus der wässrigen Phase in natürlichen Sorbentien sind die wichtigten abiotischen Prozesse, die den Verbleib dieser Schadstoffgruppe in der Umwelt steuern. Sorptionsprozesse wurden in zahlreichen Laborstudien intensiv untersucht und die Sorptionsmechanismen sind in weiten Teilen gut verstanden. Es besteht jedoch nach wie vor große Unsicherheit bei der Beurteilung der Frage, inwieweit Sorptionsprozesse vollständig reversibel sind oder ob Hystereseeffekte bei der Desorption auftreten. Einer der Hauptgründe, die eine Beantwortung dieser Frage so schwierig machen, resultiert aus Unzulänglichkeiten der zur Verfügung stehenden experimentellen Techniken. Insbesondere Probleme bei der Massenbilanzierung von konsekutiv durchgeführten Sorptions/Desorptionsexperimenten, die unter Umständen Laufzeiten von mehreren Monaten haben können, führen zu schier interpretierbaren Ergebnissen. In dem hier vorgeschlagenen Projekt soll ein neuer experimenteller Ansatz verfolgt werden, der die bisherigen Unzulänglichkeiten überwinden könnte. Dazu wird bei vorequilibrierten Proben der Austausch eines sorbierten Schadstoffs mit einem Isotopomer des Schadstoffs mittels komponentenspezifischer Isotopenmassenspektroskopie (GC-IRMS) verfolgt. Die nach vollständiger Equilibrierung der beiden Isotopomere zu erwartende Isotopensignatur des gelösten Schadstoffs kann vorausberechnet und mit der gemessenen Signatur verglichen werden.