Ergebnisse


Es wurde festgestellt, dass besonders Aggregate aus verwittertem, silikatischem Material, sehr wahrscheinlich Tonminerale, auf den Silberfiltern vorzufinden waren (Abb. 1a). Die EDX-Analysen zeigten, dass diese Silikate besonders magnesiumhaltig waren, nicht wie sonst üblich ausschließlich Kaliumsignale im EDX-Spektrum enthielten. Neben den magnesiumhaltigen Silikaten wurden nanokristalline Eisen- (Abb. 1b) und Aluminiumoxide (Abb. 1c) in geringerem Umfang auf den Filtern vorgefunden. Röntgenstrukturanalysen mittels Röntgenpulverdiffraktometrie sind aufgrund der insgesamt sehr geringen Probenmengen nicht möglich.

Figure1_EP5

Abb. 1: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen mit dazugehörigen EDX-Spektren von a) Silikaten/Tonmineralen, b) Eisenoxiden und c) Aluminiumoxiden, die als Rückstand nach der Filtration von Grundwasser eines Trochitenkalkaquifers auf einem Silberfilter vorlagen.


Die strukturelle Charakterisierung des unverwitterten Trochitenkalks (Fraktion 1) mittels XRD und FTIR-Spektroskopie ergab, dass Calcit der Hauptbestandteil des Trochitenkalks ist. Geringe Mengen an Quarz und Dolomit konnten durch beide Methoden ebenfalls nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse sind deckungsgleich mit den REM-EDX-Analysen dieses Materials, die fast ausschließlich auf die Anwesenheit von Calciumcarbonat hindeuten. Ein Rückschluss auf potentiell mobile Kolloide im unverwitterten Trochitenkalk konnte aufgrund des hohen Calcitanteils nicht gezogen werden. Um den resistenten Lösungsrückstand (Fraktion 2), der bei der Carbonatverwitterung/-lösung übrig bleibt, zu erhalten, wurde das Material mittels Säure behandelt, bis sämtliche Carbonate aufgelöst waren. Die strukturelle Charakterisierung ergab, dass Quarz, Albit und Illit die Hauptmineralphasen des Lösungsrückstandes sind. Die chemisch-morphologische Charakterisierung mittels REM-EDX-Analyse zeigte vor allem Partikel im Kolloidgrößenbereich, die in ihrer Form, Größe und chemischen Zusammensetzung den der silikatischen Partikeln auf den Silberfiltern sehr ähnlich waren. Sehr wahrscheinlich handelte es sich dabei um Tonminerale, die wiederum besonders hohe Magnesiumgehalte aufwiesen. Neben den Tonmineralen wurden vor allem idiomorpher Quarz und Albit, die vermutlich beide authigenen Ursprungs sind, mittels REM-EDX-Analyse nachgewiesen. Auch wenn die idiomorphen Quarzpartikel mit einer konstanten Größe von 3 x 7 µm laut Definition Crystal morphology of natural and synthetic colloids Trochitenkalk angenommen werden. Für die Charakterisierung der sekundären Minerale (Fraktion 3), die sich auf den offenen Kluftflächen angereichert haben, wurde das Material vorsichtig von den Kluftflächen abpräpariert und ohne weitere Behandlung mittels aller genannt Methoden charakterisiert. Alle gewonnenen Ergebnisse belegen, dass nanokristalline Eisenoxide, hauptsächlich Goethit, an den Kluftflächen vorliegen und diese mit dem Grundwasser in kolloidaler Form transportiert werden können, was auch die Anwesenheit der morphologisch ähnlichen Eisenoxide auf den Silberfiltern belegt.