2. Konzentration im Bodenwasser

Aus den Bodeneigenschaften und Konzentrationwerten wurde mit Hilfe des $K_{OC}$ die Konzentrationen im Bodenwasser( ) abgeschätzt.

Für die PAKs wurde 1 $\mathrm{mg/kg_{Boden,trocken}}$ als Konzentration im Boden angenommen. Dies ist der Wert, der für BAP zur Diskussion steht. Für die PCBs wurden die Meßwerte grob gemittelt und geglättet. Hier steht nur ein Gefahrenwert von 200 $\mathrm{\mu g/kg_{Boden,trocken}}$ als Summenkonzentration der PCBs, in der Diskussion.

Die in CemoS für Plant angebotene Abschätzfunktion kommt auf die gleichen Ergebnisse, benötigt aber Eingabeparameter, die erst errechnet werden müßten. Der Zwischenschritt läßt sich bei der Datenlage mit der folgenden Rechnung vermeiden:

$$\ensuremath{C_{Bodenwasser}}= \ensuremath{C_{Boden,gesamt}}/ K_d \qquad {\rm Einheit:}\ [\frac{kg_{Stoff}}{kg_{Wasser}}]$$ (3.1)

Denn

$$K_d = { \ensuremath{C_{Bodenmatrix}}\over \ensuremath{C_{Bode... ...matrix}}} \hat{=} { {cm^3}_{Wasser} \over g_{Bodenmatrix} } ]$$

Auf Grund der hohen $K_{OW}$-Werte ($>10^{4}$) der betrachteten Substanzen befindet sich nur ein Bruchteil des Stoffes im Wasser. Wenn also der getrocknete Boden gemessen wird, kann dies als Wert für die Bodenmatrix gelten, besonders, wenn sowieso mit einem Meßfehler in Prozentanteilen gerechnet werden muß.

Tabelle 3.7: Für -Abschätzung von CemoS/ Plant zusätzlich benötigte Parameter.

Porosity	-	Bodenporosität
pore	-	Anteil wassergefüllter Poren (an Gesamtboden)
$K_{AW}$		Verteiliungskoeffizient Atmosphäre Wasser
$D_{soil}$	$kg/m^3$	Dichte des Bodens
$\ensuremath{C_{Boden,gesamt}}$	$kg/m^3$	Konzentration im Boden

Die in CemoS bereitgestellte Abschätzung würde zusätzlich die in Tabelle 3.7 aufgelisteten Parameter erfordern und ist deshalb unnötig kompliziert.

PAKs und PCBs dissoziieren nicht, weshalb keine $K_d$-Standardkorrektur erforderlich ist und der $K_d$ nach seiner Definition folgendermaßen abgeschätzt wird:

$$K_d = K_{OC} \cdot OC$$ (3.2)

Für die Abschätzung der Bodenkonzentrationen wurde nur der organische Gehalt des Löß berücksichtigt, da dies den meisten Böden im Versuch entspricht. In Bezug auf Sandböden ergibt sich ein Unterschied von Faktor zwei. Eine weitere Variabilität ergibt sich aus der Bestimmung des $K_d$ aus dem $K_{OC}$. Im allgemeinen wird erst der $K_{OW}$ eines Stoffes experimentell bestimmt und daraus der $K_{OC}$ abgeschätzt. In Tabelle 3.8 sind die Ergebnisse für zwei Abschätzfunktionen angegeben. Verwendet wurden die Werte nach Karickhoff.

Tabelle 3.8: Konzentrationen im Bodenwasser. Formel 3.2; $K_d$ abgeschätzt nach Karickhoff (K) und Schwarzenbach und Westall (SW), siehe Trapp und Matthies (1998) ; $K_{OW}$ siehe Tab. 2.2 ; $OC$ siehe Tab. 3.2.

	$\ensuremath{C_{Boden,gesamt}}$	$K_{d} \ {\rm (K)}$	$\ensuremath{C_{Bodenwasser}}$ (K)	$K_d\ {\rm (SW) }$	$\ensuremath{C_{Bodenwasser}}$ (SW)
	$[\frac{\mu g}{kg_{Boden,trocken}}]$	-	$[\frac{\mu g}{L_{Bodenwasser}}]$	-	$[\frac{\mu g}{L_{Bodenwasser}}]$
BAP	1000	4642	0,215	662	1,51
FLT	1000	571	1,75	146	6,83
PHT	1000	122	8,19	48	20,7
PCB28	1000	2024	0,494	383	2,61
PCB52	2000	2433	0,822	437	4,58
PCB101	500	7872	0,0635	1019	0,491
PCB138	200	21189	0,00944	2079	0,0962
PCB153	100	24895	0,00402	2335	0,0428
PCB180	50	63990	0,00078	4608	0,0109

Eine Beispielrechnung mit $K_d=662,3$ und BAP $\ensuremath{C_{Bodenmatrix}}=5 \frac{mg}{kg}$ zeigt auch die Notwendigkeit einer Einheitenkorrektur:

$${5 \cdot 10^{-6} \frac{kg_{Stoff}}{kg_{Bodenmatrix}}\over ... ...ff}}{{m^3}_{Wasser}} =7,55 \frac{\mu g_{Stoff}}{{L}_{Wasser}}$$