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Titelaufnahme

Titel
Chemical behavior of tungsten in soils: solubility, sorption and sequential fractionation / submitted by: Daniel Schwertberger
VerfasserSchwertberger, Daniel
Betreuer / BetreuerinWenzel, Walter ; Oburger, Eva
ErschienenVienna, SS/2016
Umfang58 Blätter : Diagramme
HochschulschriftUniversität für Bodenkultur Wien, Univ., Masterarbeit, 2016
Anmerkung
Mit deutscher Zusammenfassung
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Wolfram Sequientelle Extraktion Adsorption Boden
Schlagwörter (EN)Tungsten Sequential Extraction Adsorption soil
Schlagwörter (GND)Wolfram / Boden / Messung
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-22735 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
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Chemical behavior of tungsten in soils: solubility, sorption and sequential fractionation [0.62 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Wolfram (W) hat in jüngerer Vergangenheit bedingt durch neue Verwendungszwecke im industriellen und militärischen Sektor vermehrte Aufmerksamkeit von Seiten der Wissenschaft erhalten. Bezüglich seines Verhaltens in der Umwelt gibt es allerdings noch viele Wissenslücken. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Etablierung von Methoden zur Bestimmung von W-Gehalten im Boden, sowie eine Untersuchung des umweltrelevanten Verhaltens von W in diesem. Von besonderem Interesse war für uns der Einfluss physikalisch-chemischer Bodeneigenschaften. Zu diesem Zweck etablierten wir zunächst eine Methode, um W mittels Massenspektrometrie (ICP-MS) zu messen. Um W-Totalgehalte im Boden zu bestimmen, verglichen wir verschiedene Methoden für Säureaufschlüsse von W haltigen Bodenproben. Zur genaueren Untersuchung der Einflüsse von Bodentextur und pH auf die Umweltverfügbarkeit von W versetzten wir zwei saure Böden (ein Ton- und ein Sandboden) mit verschiedenen W Konzentrationen sowie CaCO3. Um die unmittelbare Bioverfügbarkeit im Boden sowie die Partitionierung von W zwischen verschiedenen Bodenphasen zu bestimmen, wurden Wasserextrakte sowie eine adaptierte sequentielle Extraktion (ursprünglich für Arsen entwickelt) durchgeführt. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die Zugabe von konzentrierter Phosphorsäure bei Säureaufschlüssen zu einer stark verbesserten Bestimmung von W Gesamtgehalten führte. Sowohl Boden-pH als auch die Bodentextur hatten einen großen Einfluss auf die Verfügbarkeit von W. Generell nahm die W-Löslichkeit mit steigendem Tongehalt und sinkendem pH Wert ab. Ergebnisse der sequentiellen Extraktion zeigten auch, dass der Großteil an W an Eisen- und Aluminiumoxide gebunden ist. Zusammenfassend konnten wir zeigen, dass das Verhalten von W in unseren Böden dem anderer Anionen, wie etwa Phosphat, Molybdat oder Arsenat ähnlich ist.

Zusammenfassung (Englisch)

The element tungsten (W) has been receiving increasing interest from researchers in recent years due to rising industrial and military use. Despite this, its behavior in the environment is still poorly understood. The aim of the present work was to establish suitable methods for measuring W in soil samples in our laboratory and to investigate the behavior of W in the soil environment, especially in relation to physico-chemical soil properties. In a first step, we developed a method for measuring W using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). In a second step, we tested different methods of acid digestion to determine total W concentrations in soil. To investigate the effect of soil texture and pH on W availability in soil, we spiked one acidic sandy and one acidic clay soil with different concentrations of W and CaCO3 and measured W recovery in soil water extracts. Finally, we adapted a sequential extraction procedure originally developed for arsenic in order to assess the partitioning of W between different mineral soil phases. Method comparison revealed that the addition of concentrated phosphoric acid to the aqua regia solution resulted in an improved recovery of acid digestible W. Results showed a high dependency of W adsorption on soil pH, with much lower adsorption under alkaline conditions. The sequential extraction further revealed that the majority of W (40-80 % of total extracted W) was held by hydrous oxides of Fe and Al. Other than pH, we found soil texture to be a determining factor for W availability, with more W being held by clay-rich soils. Overall we found that the behavior of W in soil was similar to other anions such as phosphate, molybdate or arsenate.