Der Verbleib Quartärer Ammoniumverbindungen im Boden - Ergebnisse aus Studien mit Modellsubstanzen

Quartare Alkylammoniumverbindungen (QAAV) sind eine Gruppe amphiphiler organischer Verbindungen, welche weltweit als Tensid und zur Desinfektion, beispielsweise in der Tierhaltung eingesetzt werden. Aufgrund ihres Einsatzes in der Tierhaltung oder als Formulierung in Pflanzenschutzmittel gelangen diese Stoffe mit hoher Wahrscheinlichkeit in Boden. Bislang sind Daten zum Verbleib der QAAVs in Boden in der Literatur allerdings kaum dokumentiert. Aufgrund des positiv geladenen Stickstoffatoms in ihrer Struktur, sowie bekannter Anwendung der QAAVs in Organotonen, ist von einem Eindringen in die Zwischenschichten aufweitbarer Tonminerale im Boden auszugehen. Eine langsame Desorption aus den Zwischenschichten konnte zu sub-inhibitorischen QAAV-Konzentrationen in der Bodenlosung fuhren, die zu einer Resistenzgenentwickung und Co-Selektion fur Antibiotikaresistenzgene von Mikroorganismen beitragen. Eine hohere Affinitat der Schichtsilikate im Vergleich zu anderen Bodenbestandteilen wird fur die Sorption von QAAVs angenommen. Um zu prufen, in welchem Umfang und mit welcher Rate QAAVs in Zwischenschichten von Tonmineralen wandern, werden Experimente zur Sorptionskinetik in Gegenwart von Smektit (Wyoming-Bentonit) in 8 Stufen im Konzentrationsbereich 0 mmol*g-1 Ton bis 1.5 mmol*g-1 Ton durchgefuhrt. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde in Batch Sorptionsversuchen bei kontrolliertem pH die Affinitat der QAAVs zu den Modellsubstanzen Huminsaure(Aldrich), Smektit und Eisenoxid (Goethit) und der Einfluss variabler Ionenstarke auf das Adsorptionsverhalten untersucht. Anschliesend sind mit denselben Substanzen Desorptionsexperimente zur Ermittlung von Desorptionskinetiken durchgefuhrt worden. Das Eindringen von QAAVs in die Zwischenschichten aufweitbarer Tonminerale wurde mittels Rontgendiffraktometrie uberpruft. Die Ergebnisse der Desorptions- und Sorptionsstudien liefern eine Grundlage zum Verstandnis fur den Verbleib und Transport von QAAVs in Boden.