n MILJØ fekt, som DOC har på Phoslock®’s evne til at binde fosfat, bliver ophævet med tiden, hvilket indikerer, at effekten er kinetisk betinget. Man får dog ingen information om, hvordan og hvor fosfat er bundet ved udelukkende at anvende adsorptionsstudier. De molekylære studier af resultaterne fra adsorptionsstudierne bekræfter, at uanset DOC koncentration og alkalinitet fældes fosfat som rhabdophan, der formentlig omdannes til monazit over tid. Desuden bliver den kinetiske effekt på lanthanfosfatbindingen understøttet ud fra EXAFS-analysen, der viser, at en stor del af lanthan ikke har reageret med fosfat, især ved høje DOC-koncentrationer. Konklusion Vores undersøgelser viser, at størsteparten af fosfor formentlig er permanent bundet til Phoslock i sedimentet og dermed ikke længere er tilgængeligt for planter og dyr. Avancerede måleteknikker, som faststof NMR-spektroskopi og EXAFS, har i kombination med adsorptionsstudier givet et detaljeret indblik i, hvordan fosfor fjernes ved det modificerede ler-produkt Phoslock® og langtidsvirkningen af produktet. Der er dog stadig nogle problemer forbundet med brugen af både aluminiumsprodukter og Phoslock®. Derfor er det vigtigt, at der fortsat udvikles metoder til kemisk sørestaurering og i den forbindelse vil de anvendte analyseteknikker være yderst relevante for at kunne bestemme, hvordan og hvor fosfor bliver bundet, også i nye produkter. Tak Projektet har modtaget økonomisk støtte fra Villumfonden i form af et Villum Young Investigator Fellowship (UGN, LD) og Villum Kann Rasmussens Center for sørestaurering (CLEAR) (LD, KR). Højfelts NMR-studier er udført på Center for Environmental Molecular Science, Pacific Northwest National Laboratory, USA og EXAFS-måling på MAXLab, Lund Universitet, Sverige. E-mail: Ulla Gro Nielsen: ugn@sdu.dk Litteratur 1. Spears, B.M., Dudley, B., Reitzel, K. and Rydin, E. (2013) Geo-Engineering in Lakes-A Call for Consensus. Environmental Science & Technology 47(9), 3953-3954. 2. Lürling, M., Waajen, G. and van Oosterhout, F. (2014) Humic substances interfere with phosphate removal by lanthanum modified clay in controlling eutrophication. Water Research 54(0), 78-88. 3. Dithmer L., Lipton, A.S., Reitzel, K., Warner, T.E., Lundberg, D. and Nielsen, U.G. (2015) Charaterization of phosphate sequestration by lanthanum modified bentonite clay: A solid-state NMR, EXAFS and PXRD study. Environmental Science & Technology, 49, 4559-4566. 4. Dithmer, L.; Nielsen U.G.; Lundberg D.; and Reitzel, K, Influence of dissolved organic carbon on the efficiency of P sequestration by a lanthanum modified clay 2015 (Submitted). Figur 5. Faststof 31P MAS NMR-spektre af fire vandprøver med forskellig koncentration of humussyre (Ha), hvor en opslæmning af Phoslock® er tilsat fosfat i den anbefalede dosis (1:1). Til sammenligning er vist 31P MAS NMR-spektrene af rhabdophan (LaPO4 nH2O) og monazit (LaPO4). Der observeres i alle vandprøverne kun resonanser fra rhabdophan. Hvordan påvirker organisk materiale fosfatfjernelsen? Det er tidligere vist, at DOC opløst i vandet kan påvirke effektiviteten af Phoslock® [2,3]. DOC stammer fra f.eks. nedbrydning af planter og døde dyr og findes naturligt i alle søer, om end i varierende koncentration. Laboratorieforsøg med søvand fra Hostrup Sø, beriget med forskellige koncentrationer af DOC, har vist, at højere DOC-koncentrationer (> 5 mg L-1) nedsætter effektiviteten af Phoslock® betragteligt, figur 6, hvilket yderligere understøttes af andre undersøgelser [2]. Et komparativt studie med 16 danske søer [4] viste samme tendens, men dog også at andre af søens parametre, især en høj alkalinitet, måske kan modvirke den negative påvirkning fra DOC. Desuden viser adsorptionsstudierne også, at den negative ef- Figur 6. Adsorptionsstudier, der a) viser effekten af tilsætning af humus (HA), phtalat (DOC-modelforbindelse) og uden (No DOC) på effektiviteten af Phoslock. Der ses en tydelig effekt over ca. 20 mg DOC pr. liter og b) viser, hvor hurtigt fosfat fjernes af Phoslock i vand med og uden HA. Der er her anvendt en koncentration af HA på 51 mg L 1. Fosforkoncentrationen er bestemt UV-VIS spektrofotometri ved en kompleksreaktion mellem fosfat og molybdæn, der resulterer i et farvet kompleks. 24 dansk kemi, 96, nr. 6/7, 2015
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her