Metode til analyse af reducerende stoffer i sedimenter

Sammenfatning og konklusioner

Indledende litteraturstudier identificerede kemisk oxidation som den bedst egnede metode ved bestemmelse af indholdet af reducerende forbindelser i sedimenter. Kemisk oxidation har tidligere været anvendt til bestemmelse af chemical oxygen demand (COD) i for eksempel spildevand og til bestemmelse af nitratreduktionskapacitet i sedimenter. Gennem litteraturen fremkom en række mulige oxidationsmidler og efter en yderligere vurdering af fordele og ulemper i forbindelse med brugen af disse oxidationsmidler, blev det besluttet at afprøve i alt tre, der alle forekom egnede for de påtænkte undersøgelser af danske sedimenter. Det drejede sig om kaliumdicromat (K2Cr2O7), kaliumpermanganat (KMnO4) og en cerium-forbindelse med Ce(IV).

Disse udvalgte oxidationsmidler blev herefter undersøgt i laboratoriet, hvor der for hver oxidationsmiddel blev udviklet en modificeret og reproducerbar metode, gennem en forsøgsrække hvor bl.a. temperatur, koncentration syre og reaktionstider blev optimeret. Disse modificerede metoder blev afprøvet på sedimentprøver fra forskellige danske lokaliteter, for at undersøge metodernes effektivitet på forskellige geologiske udgangsmaterialer, der ligeledes repræsenterede forskellige redoxforhold.

Undersøgelserne viste at alle tre metoder var i stand til at skelne mellem indholdet af reducerende forbindelser i oxiderede og reducerede sedimenter. Således viste alle 3 metoder et væsentligt højere forbrug af oxidationsmidlet i reducerede sedimentprøver end i oxiderede sedimentprøver. Desuden viste det sig muligt at skelne mellem reducerede lerede og sandede sedimenter, idet lerede sedimenter generelt havde et højere indhold af reducerede forbindelser end de sandede lokaliteter. Dog viste sandede sedimenter med et forholdsvis høje indhold af organisk stof et indhold af reducerende forbindelser på sammen niveau eller højere end for typiske reducerede lerholdige sedimenter.

En sammenligning af de tre oxidationsmidler viste store forskelle i forbruget af oxidationsmiddel beregnet i iltningsækvivalenter. Således er KMnO4 i neutral opløsning et væsentligt dårligere oxidationsmiddel end K2Cr2O7 og Ce(SO4)2, hvilket betyder at indholdet af reducerede forbindelser målt ved førstnævnte metode er langt mindre end for de to sidstnævnte. Sammenlignes resultaterne fremkommet ved den modificerede KMnO4-metode endvidere med en beregnet potentiel sumkapacitet, baseret på målte indhold af TOC, pyrit og ferrojern, er det tydeligt at KMnO4-metoden ikke kan præstere værdier der af samme størrelsesorden som den beregnede værdi, hvorfor metoden ikke vurderes egnet til analyse af reducerende forbindelser i sedimenter.

For de resterende to oxidationsmidler, K2Cr2O7 og Ce(SO4)2 gav den modificerede metode med Ce(SO4)2 generelt højere indhold af reducerende forbindelser i de undersøgte sedimenter end tilsvarende fremkommet ved den modificerede metode med K2Cr2O7. Mængden af reducerende forbindelser bestemt ved brug af K2Cr2O7 udgjorde mindre end den mængde der blev bestemt ved brug af Ce(SO4)2. Indholdet bestemt ved Ce(SO4)2-metoden viste sig ofte lavere end det beregnet ved den potentielle sumkapacitet men ofte i god overensstemmelse med den beregnede reducerede sumkapacitet, når der tages hensyn til den formodede tilgængelighed af reducerende forbindelser i sedimenterne.

En beskrivelse af metoden til bestemmelse af reducerede forbindelser under brug af cerium findes i afsnit 7 i nærværende rapport.

 



Version 1.0 Juli 2005, © Miljøstyrelsen.