Transport and retention of stabilized silver nanoparticles in porous media

Aufgrund der weit verbreiteten Verwendung von Silbernanopartikeln (AgNPs) besteht das Potential des Eintrags in die Umwelt. Daher sind Informationen über deren Transport und Verbleib in der Umwelt für die Risikoabschätzung unerlässlich. Häufig werden AgNPs durch funktionelle Gruppen, Tenside oder Polymere modifiziert um die Stabilität in Flüssigkeiten zu erhöhen. Diese Oberflächenmodifizierung beeinflusst das Umweltverhalten der AgNPs. Das Ziel dieser Studie ist es daher den Transport und die Retention tensidstabilisierter AgNPs unter umweltrelevanten Bedingungen zu untersuchen. Dazu wurden Experimente mit wassergesättigten Quarzsand-Säulen, zu 90% wassergesättigten Bodensäulen und einem Lysimeter durchgeführt. Die Konzentrationen von AgNPs, Ca2+, K+, Fe und Al wurden mittels induktiv gekoppeltem Plasma-Massenspektroskop bzw. -optischem Emissionsspektrometer (ICP-MS/OES) bestimmt. Die experimentellen Durchbruchskurven (BTCs) und Tiefenprofile (RPs) aus den Säulenversuchen wurden mittels eines Models beschrieben, dass zeit- und tiefenabhängige Retention annimmt. Säulenversuche mit Quarzsand wurden außerdem in Gegenwart von Tensiden durchgeführt um deren Einfluss auf den Transport von AgNPs zu ermitteln. Dabei spielt insbesondere die räumliche Verteilung der AgNPs in der Säule eine Rolle. Außerdem wurde die Remobilisierung retardierter AgNPs in ungestörtem Boden untersucht um die Wechselwirkungen zwischen AgNPs und der Umweltmatrix besser zu verstehen. Hierzu wurde die chemische Zusammensetzung der Lösung (z. B. unterschiedliche Kationen, Ionenstärke) variiert.