Nitrit in Versatzprodukten

Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Identifikation des Ursprungs von erhöhten Nitritkonzentrationen in den Eluaten der Versatzprodukte des Bergwerks Webing und der Ableitung von Maßnahmen, die jene Nitritkonzentrationen reduzieren bzw. kontrollieren können zur Einhaltung des, mit der Montanbehörde, abgestimmten Richtwertes. Der im Bergwerk hergestellte Versatz besteht aus einer Mischung von Biomassefeuerungsaschen, Zement und Bergwasser. Durch die Beprobung und Analyse der eingesetzten Aschen konnte der Ursprung der Nitritkonzentrationen in den Aschen identifiziert werden, wobei eine große Schwankungsbreite der Konzentrationen vorliegt. Gesamtstickstoffanalysen im Eluat und Feststoff der Aschen zeigen, dass der Stickstoff nicht vollständig aus dem Feststoff ausgelaugt wird und der im Eluat enthaltene Stickstoff nicht ausschließlich in Form von Nitrit vorliegt. Glühverlustversuche an zwei Aschen deuten auf einen Zusammenhang zwischen unvollständiger Verbrennung und erhöhten Nitritgehalten. Im Rahmen von Versuchen zur Reduktion der Nitritkonzentration im Versatz wurde die, im Zement zur Anwendung kommende ¿Chromatbremse¿ (FeSO4*7H2O) verwendet, die gemäß der elektrochemischen Spannungsreihe in der Lage ist Nitrit zu reduzieren. Eine Erhöhung der Zementmenge im Versatz führte lediglich zu einer geringen Abnahme der Nitritkonzentration. Durch die gezielte Zugabe einer berechneten Menge FeSO4*7H2O direkt zu den Aschen vor der Elution konnte hingegen teilweise eine vollständige Reduktion des Nitrits erzielt werden. Die nur teilweise wirksame Reduktion wird auf, ebenfalls in Lösung befindlichen, konkurrierende Ionen zurückgeführt, da das Reduktionsmittel nicht selektiv reagiert. Zusätzlich wurde nullwertiges Eisen als alternatives Reduktionsmittel getestet. Dieses zeigte jedoch im vorliegenden Fall keine ausreichende Wirkung. Es wird vermutet, dass das nullwertige Eisen zumindest teilweise bereits Oxidationsreaktionen unterlag. In abschließenden Laborversuchen konnte die vollständige Wirkungsweise von FeSO4*7H2O als Reduktionsmittel für Nitrit im Eluat durch überstöchiometrische Zugabe (in Bezug auf den gelösten Nitritgehalt) eindeutig nachgewiesen werden.