Regenwasseranalyse. Sommersemester Studienprojekt. Verfasst durch: Markus Siemssen. Lara Kreft. Betreuender Professor: Prof. Dr.

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1 Regenwasseranalyse Sommersemester 2014 Studienprojekt Verfasst durch: Markus Siemssen Lara Kreft Betreuender Professor: Prof. Dr. Elsholz Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg Campus Bergedorf Ulmenliet Hamburg

2 Hinweis: Dieser Bericht bezieht sich auf den Bericht unserer Vorgängergruppen, vor Allem der des WS 2013/2014 und dient als Ergänzung. 2

3 1 Projekt Regenwasseranalytik Dieser Bericht beschreibt die Probenahme und die Messergebnisse des Studienprojekts Regenwasseranalytik, durchgeführt vom bis zum und dient als Ergänzung der Vorgängerberichte. Details zur Versuchsvorbereitung, der Anordnung der Probenahmestellen am Campus Bergedorf sowie zu den Analyseverfahren ph-messung, Leitfähigkeitsmessung, Ionenchromatographie und Fließinjektionsanalyse sind den Berichten der Vorgängergruppen zu entnehmen. 1.1 Probenahme St. Pauli Zusätzlich zu den Probenahmestellen am Campus Bergedorf wurde bei diesem Versuch ein weiteres Messgefäß auf dem Dach des Wohnhauses der Projektgruppe aufgestellt. Dieses befindet sich auf St. Pauli, ca. 500 m entfernt von der Elbe und dem Fischmarkt, UTM Koordinaten (53 33'04.3"N 9 57'22.7"E). Die Proben sind gekennzeichnet durch die Bezeichnung SP zusätzlich zur Laufnummer. Abbildung 1 : Probenahmestelle St.Pauli 3

4 2 Messergebnisse Die Messung der Regenmenge, des ph-wertes und der Leitfähigkeit wurde jeweils am Tag der Probenahme durchgeführt. Außerdem wurde ein Nitrat-Schnelltest durchgeführt, dessen Ergebnis in der Tabelle 3 in der Zeile Nitrat1 zu finden ist. Alle anderen Ergebnisse stammen von der Ionenchromatographie und Fließinjektionsanalyse, welche am mit den filtrierten und im Kühlschrank gelagerten Proben, durchgeführt wurden. 4

5 Tabelle 1 : Regenmenge Datum Probenahme Tagebuchnummer Flasche +Wasser Flasche netto Probeflasche leer 1. Spülen tara 2. Spülen tara Probe + Flasche nach Spülen Regenmenge gesamt (Glasflasche) Test in [g] in [g] in [g] in [g] in [g] in [g] in [g] in [g] in [g] P ,6 657,02 26,72 34,97 27,78 34,76 27,37 127, P ,91 621,07 14,74 17,25 14,89 16,07 14,95 80, SP ,79 525,96 24,26 29,64 24,42 35,40 24,45 116, P ,68 657,22 32,95 45,36 33,13 46,58 33,09 212, P ,41 621,16 33,49 40,24 33,45 46,72 33,45 130, SP ,58 526,61 36,64 44,95 37,38 43,76 37,56 174, P ,83 656,45 19,69 20,71 19,96 21,89 20,03 55, P ,25 620,57 21,41 21,79 21,56 23,45 21,69 39, SP ,02 525,81 24,24 25,17 24,5 27,69 24,46 75, P ,06 656,38 24,75 31,66 25,35 30,6 25,39 133, P ,84 620,82 24,87 26,72 25,11 31,9 25,22 92, SP ,55 525,35 24,50 27,67 24,84 25,68 24,86 123,

6 Tabelle 2 : ph-wert und Leitfähigkeit der Regenwasserproben Probe Regenmenge Regenmenge ph Wert ph Wert Leitfähigkeit in g in mm ph Papier µs/cm P ,6 11,1 5,6 5,3 15 P ,8 9,1 5,2 5,1 16 SP ,8 8,2 4,9 5,3 195 P ,5 19,8 6,0 5,0 10 P ,3 15,5 6,0 5,0 10 SP ,0 11,4 5,3 5,3 80 P ,4 3,7 6,7 5,3 27 P ,7 2,6 6,9 5,3 25 SP ,2 4,2 6,3 5,8 145 P ,7 11,6 6,6 5,5 51 P ,0 10,1 7,4 5,3 48 SP ,2 7,7 6,0 5,3 110 Tabelle 3 : Messergebnis Ionenchromatographie Probe Nitrat 1 Flourid Chlorid Nitrit Nitrat2 Phosphat Sulfat in in mg/l in mg/l in mg/l in mg/l mg/l in mg/l in mg/l P n.n. 1,6 n.n. 2,1 n.n. 1,5 P n.n. 1,3 0,04 2,1 0,18 1,1 SP n.n. 63,7 0,04 1,8 n.n. 4,9 P n.n. 1,5 0,01 1,7 n.n. 1,2 P n.n. 1,0 0,02 1,7 n.n. 0,9 SP ,07 3,7 0,28 4,7 n.n. 7,4 P ,03 1,4 0,05 4,6 n.n. 3,0 P ,02 2,0 0,09 4,9 n.n. 2,3 SP ,07 1,7 0,78 5,4 n.n. 12,5 P ,04 4,2 0,05 10,7 n.n. 11,4 P ,03 4,1 0,05 11,9 n.n. 11,3 SP ,09 9,3 0,11 13,2 n.n. 19,7 n.n.: nicht nachweisbar Nitrat1 : gemessen am Tag der Probennahme Nitrat2 und andere Anionen gemessen am Auffälligkeit Messergebnis 6

7 Tabelle 4 : Messergebnis FIA Messergebnis FIA NH 4 (Ammonium) Mittelwert Probe Peak Konzentration nummer [mau] [mg/l] P ,2 P ,1 SP ,0 P ,8 P ,8 SP ,5 SP1402 1: ,7 7,5 delta [%] 21,1 P ,7 P :5 38 0,4 2,2 delta [%] 18,5 P ,5 P :5 39 0,4 2,2 delta [%] 12,0 SP ,6 SP1403 1: ,0 19,4 delta [%] 14,2 P ,8 P :5 61 0,7 3,5 delta [%] 27,1 P ,2 P :5 67 0,8 3,9 delta [%] 7,1 SP ,3 SP1404 1: ,9 8,7 delta [%] 15,5 Bei den farbig markierten Proben lag das Messergebnis oberhalb der Kalibrierung. Sie wurden im angegebenen Verhältnis verdünnt und nochmals gemessen. Die aus den Verdünnungen hochgerechneten Anfangskonzentrationen lagen zwischen 7,1 % und 27,1 % unterhalb der ursprünglichen Konzentrationen. 7

8 Tabelle 5 : Vergleich Regenmenge Datum Intervall St Pauli untere Probestelle obere Probestelle Mittelwert Wetterstation in Wochen in in [g] [mm] in [g] in [mm] in [g] in [mm] in [mm] in [mm] ,8 8,2 68,8 9,1 115,6 11,1 10,1 18, ,0 11,4 117,3 15,5 205,5 19,8 17,7 19, ,2 4,2 19,7 2,6 38,4 3,7 3,2 2, ,2 7,7 76,0 10,1 120,7 11,6 10,8 15,2 Abbildung 2 : Verlauf des Niederschlags bis , Messung Wetterstation 8

9 3 Fazit Bei den analysierten Proben ist in allen Bereichen ein zum Teil deutlicher Unterschied zwischen den Messergebnissen der am Campus Bergedorf genommenen zu den auf St. Pauli genommenen Proben zu erkennen. Die Leitfähigkeit und auch die Ionenkonzentrationen der St.Pauli-Proben liegen über denjenigen der Bergedorf-Proben. Die höheren Chlorid- Konzentrationen sind durch die Nähe der Probestelle auf St. Pauli zur Elbe zu erklären. Dies liegt an der Salzkonzentration des Brackwassers der Elbe, die in die Luft eingebracht wird und sich in Gischt und Regenwasser wiederfindet. Die zum Teil deutlich erhöhten Ammoniumwerte in den St.Pauli-Proben lässt dich wahrscheinlich durch die Probenahmestelle erklären. Womöglich gibt es in der Nähe eine Emissionsquelle. Eventuell ein Toiletten-Abluftrohr auf einem Dach in der Nähe. Dies sind allerdings nur Vermutungen. Um dies zu überprüfen, wurden eine weitere Probe von derselben Probenahmestelle analysiert. Zusätzlich zu dieser erneuten Regenwasserprobe wurde ein Probegefäß mit destilliertem Wasser mit Löchern versehen und über denselben Zeitraum neben dem Probegefäß für die Regenwasserprobe angeordnet. So lässt sich vergleichen, wieviel Ammonium aus der Gasphase ins analysierte Wasser eingebracht wurde und nicht durch im Regen gelöstes Ammonium. Die Messung dieser zusätzlichen Proben auf Ammonium ergab im Regen 5 mg/l und im Wasser zur Absorption: ca. 2 mg/l!!!. Es liegt wohl Ammoniak in der Luft von Sankt Pauli ;-). Beim Vergleich der Regenmengen mit den Daten der Wetterstation am Campus Bergedorf fallen geringe Unterschiede auf. Insgesamt hat es im Zeitraum der Probenahme vom bis zum sehr wenig geregnet. Abweichungen im gemessenen Probevolumen lassen sich durch Verdunstungseffekte bei Sonnenschein und durch starken Wind erklären. Die Abweichungen sind beim Probevolumen der oberen Probestelle, außer bei der ersten Probe, sehr gering. Die Probenahmestelle auf dem Dach ist derjenigen der Wetterstation am ähnlichsten und räumlich nächsten. 9

10 Abbildung 3 : Projektgruppe mit Herrn Prof. Elsholz 10