Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Anorganische Chemie.

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mgritsch
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von mgritsch »

Glaskocher hat geschrieben:
Mittwoch 14. April 2021, 20:32
Du könntest zusätzlich mal von den "vergilbten" Verkehrszeichen eine Wischprobe nehmen und diese auch auf Eisen testen. Das müßte ja ein "Konzentrat" sein von dem, was darauf vertrocknet ist.
in Kenntnis dessen wie anhaftend Rostflecke sein können - davon erwarte ich mir ziemlich gar nix. Rostflecken auf Fliesen habe ich zB nur mit längerer Einwirkung von konz. Zitronensäure wegbekommen (Komplexbildung). Sind die Eisenoxid-Hydrate erst mal ausgeschieden und "gealtert" sind die mit einfachen Mitteln kaum noch in Lösung zu bringen. Schmelz-Aufschluss mit NaHSO4 wäre noch eine Alternative, aber das kommt nicht so gut am Schild... :mrgreen:

Glaskocher
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von Glaskocher »

Kleiner Exkurs zur "Herkunft" von gelöstem Eisen:
In Braunkohlerevieren gibt es oft auch große Vorkommen von rein weißem Quarzsand und -Kies. Diese Vorkommen liegen meistens (direkt) unterhalb der Kohleflöze. Der Grund dafür hat mit den Eigenschaften der Kohle zu Tun. Da ergänzen sich drei Effekte, die zum Auswaschen des Eisens aus den vom Grundwasser durchflossenen Bodenschichten führen. Die Kohle und ihre Nebenbestandteile lassen sich oxidieren. Das führt dazu, daß das Wasser so reduzierrend wird, daß es Eisen zu Eisen(II)-ionen reduziert. Diese sind deutlich leichter löslich als Eisen(III)-ionen. Zusätzlich lösen sich einige der Oxidationsprodukte der Kohle, die das Wasser saurer machen und zum Teil komplexierende Eigenschaften haben. In Braunkohleflözen wurden Oxalate nachgewiesen, die für Eisen gute Komplexbildner sind. Außerdem lassen sich Oxalate recht leicht oxidieren, was die Argumentation "abrundet".

An Stellen, wo solche Wässer zu Tage treten verändert sich die Chemie, weil Luft Zutritt hat. Das Eisen oxidiert und die organischen Komplexbildner zum Teil ebenfalls. Das Eisen fällt als Hydroxid aus und bildet rostbraune Ablagerungen. Wenn die Bedingungen stimmen (pH-Wert, Temperatur, Konzentration, Impfkristalle), dann kann sich die Ablagerung auch in lehmgelben Goethit umwandeln (FeO(OH)).

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immi07
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von immi07 »

Hallo,

hier gibt es eine Karte zum Eisengehalt des Grundwassers im Oderbruch
Wir liegen in einem 10-20 mg/l Bereich.

Gruß Thomas
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von Glaskocher »

Das ist eine sehr interessante Karte. Ich vermute mal, daß die Eisengehalte mit der Bodenvernässung korellieren. Das heißt, wo das Grundwaser rascher aufsteigt müßte auch der Eisengehalt größer sein.

Jetzt mal eine bodenkundliche Spezialfrage:
Gibt es im Oderbruch Böden mit Ortstein-Schichten? Das würde ich vermuten, da die hydrographischen und chemischen Bedingungen dafür erfüllt zu sein scheinen. Die Ortsteinbildung findet genau dort statt, wo sich die Sauerstoffverhältnisse im Boden stark ändern. Sobald das Wasser oxidiert wird verliert das Eisen(II) seine Löslichkeit und fällt als Eisen(III) aus. Gleichzeitig steigt der pH-Wert, da der Sauerstoff in Hydroxid-Ionen verwandelt wird (O2 + 2 H2O + 4 e- ---> 4 OH-). Wenn dann das Eisen als Hydroxid ausfällt bleiben die bisherigen Anionen (z.B. Sulfat) in der Bodenlösung, was den Oberboden dann doch wieder saurer macht (argumentativer Slalom). Wenn das immer in der selben Bodentiefe stattfindet, dann kann sich dort eine undurchlässige Schicht bilden, die für Wurzeln nahezu undurchdringlich und mit dem Spaten nur schwer zu durchstechen ist.


Der wichtigste andere Schadstoff, der im verlinkten Bericht nicht genannt wurde, könnte Arsen sein. Das ist in Gegenden mit großer oberflächennaher Grundwasserentnahme ein zugehmendes Problem, da es das geförderte Wasser, und die damit bewässerten Böden, zunehmend vergiftet. Das ist der Grund, warum der Arsengehalt im Reis auch bedenkliche Konzentrationen annehmen kann. Dieses Problem tritt verstärkt in sub- und tropischen Gebieten auf. Warum das Arsen dort im Unterboden mobilisiert und extrahiert wird weiß ich jetzt nicht.

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immi07
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von immi07 »

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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von Glaskocher »

Das ist ein sehr interessanter Artikel zum Wasserhaushalt und den "Ewigkeitskosten" des Projektes "Oderkanal und -Polder". Die Grundidee, mit möglichst wenig Pumparbeit das Grundwasser im Gleichgewicht zu halten, ist sehr gut. Seit dem großen Somerhochwasser hat sich ja schon einiges verändert, meist im Sinne des Planes.

Das "elektroanaloge Widerstands-Netzwerkmodell" ist eigentlich zu schade, um im Archiv zu verstauben. Es stellt eine sehr kreative Art der Analogrechnung dar und sollte, egal ob mit originalgetreuen oder rekonstruierten Teilen, wieder restauriert werden. Zur Not müßte man es mit handelsüblichen Teilen rekonstruieren, um seine Funktion wieder demonstrieren zu können. Zusätzlich wäre es interessant, ein ähnliches Modell zu bauen, das die Verhältnisse in der finalen Umsetzung des "Plan 2010" verdeutlicht. Eventuell kann man ja sogar die Simulation von Hochwasser und/oder Starkregen mit einbeziehen...


Aber das ist auch hier mal wieder OT... ;--)

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immi07
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von immi07 »

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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von immi07 »

Hallo,

im Brunnenwasser setzt sich innerhalb 2 Tagen ein orangener Niederschlag ab.

P1170943.JPG
Wassermenge ca. 250 ml

P1170960.JPG
vermutlich Eisen(III)-hydroxid Fe2O3·3H2O oder Fe(OH)3 Was ist eigentlich richtig, oder ist das egal oder ist es die Hälfte in anderer Schreibweise...?

P1170959.JPG
1. Probe 17.4.
2. Probe 16.4. dekantiert auf ca. 25 ml Restwasser mit Niederschlag
3. Probe 15.4. dekantiert auf ca. 25 ml Restwasser mit Niederschlag und je 5 Tropfen 5% HCl und 5g/100ml Kaliumhexazyanidoferrat(II)
4. Probe 16.4. ca. 25 ml des dekantierten Wassers mit je 5 Tropfen 5% HCl und 5g/100ml Kaliumhexazyanidoferrat(II) Färbung innerhalb 10 Minuten. ohne HCl keine Färbung
5. Leitungwasser ca. 25 ml mit je 5 Tropfen 5% HCl und 5g/100ml Kaliumhexazyanidoferrat(II)
Leitung in der Straße ist 200 mm PE, Hausanschluß ist 32 mm PE, Hausinstallation Kaltwasser ist in PE
6. demin. Wasser ca. 25 ml mit je 5 Tropfen 5% HCl und 5g/100ml Kaliumhexazyanidoferrat(II)

Schlußfolgerung: Nach Entfernen des Niederschlags hab ich im Brunnenwasser deutlich weniger Eisen, als im Leitungswasser.
Ein Kaffeefilter hält nur ca. 50% des Niederschlags zurück. Und ehe 8 m3 durch den Kaffeefilter sind, ist der Sommer vorbei.

Hat jemand Erfahrung mit solchen Filtern ?

Gruß Thomas
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von Glaskocher »

immi07 hat geschrieben:
Dienstag 20. April 2021, 21:51
... vermutlich Eisen(III)-hydroxid Fe2O3·3H2O oder Fe(OH)3 Was ist eigentlich richtig, oder ist das egal oder ist es die Hälfte in anderer Schreibweise...? ...
Die Wahrheit liegt beim Eisen(III)hydroxid irgendwo in der Mitte. Auch FeO(OH) ist legitim. Es kommt immer auf den Entwässerungsgrad der Fällung an, was da nun wirklich passiert ist. Da kommt es auf Konzentration (auch von anderen Ionen), pH-Wert und Temperatur an und die Bewegung kann auch noch eine Rolle spielen. Je länger das Hydroxid altert, desto stärker koaguliert es durch Wasserabgabe. Dabei werden die Flocken gröber und besser filtrierbar (theoretisch).


Wenn ich den Rest vom Shop betrachte, dann traue ich dem Verkäufer nicht. Sein "Eisenfilter" mag ja funktionieren, aber nach (spätestens) 2000 Litern ist er "dicht", bei maximal 5L/min. Das dauert dann ca. sieben Stunden und der Einsatz ist Müll. Dann doch lieber täglich einige 200-Liter-Fässer füllen, dann etwas Soda und Wasserstoffperoxid (oder großzügig Blubberluft) dazu und am nächsten Tag dekantieren. Im Pool muß der pH-Wert sowiso niedriger eingestellt werden.


PS: Das könnte tatsächlich ein Rostfilm auf den Straßenschildern sein, wenn ich mir den Bodensatz ansehe...

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immi07
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von immi07 »

Hallo Glaskocher,

dann gleich richtig.

A11B14E0-7BAC-48DF-B67E-8D828F6761DD.jpeg
A11B14E0-7BAC-48DF-B67E-8D828F6761DD.jpeg (66.24 KiB) 126 mal betrachtet

ist noch die Frage wieviel Soda für 1000 Liter Brunnenwasser?

Gruß Thomas
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mgritsch
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von mgritsch »

immi07 hat geschrieben:
Dienstag 20. April 2021, 21:51
im Brunnenwasser setzt sich innerhalb 2 Tagen ein orangener Niederschlag ab.
Bemerkenswerte Menge! - Das rasche Absetzen spricht tendenziell dafür dass es bereits als Aufschlämmung aus dem Boden gefördert wird und nicht gelöst vorliegt.
Hat jemand Erfahrung mit solchen Filtern ?
nicht der konkret aber etwas ganz bauart-ähnliches haben zB meine Eltern seit Ewigkeiten beim Hauswasseranschluss.
Es gibt dort allerdings kein massives Eisen-Problem sondern das soll lediglich die "übliche" Sandfracht raus nehmen.

Grundsätzlich war so ein System auch einer meiner ersten Gedanken, allerdings:
- Eisenhydroxid neigt dazu eine recht feine, schleimige Konsistenz zu haben und würde rasch den Filter blockieren (kannst du aufgrund deiner Sedimentations-Versuche sicher besser einschätzen... verklebt das einen Kaffeefilter?)
- bei den Mengen um die es da geht wird der Filter so oder so rasch voll sein
--> wenn dann das größtmögliche Modell nehmen damit es etwas "Atem" hat, regelmäßiges Rückspülen.

Die nächste und eigentlich naheliegendste Lösung ist das für den Pool ohnehin erforderliche Sandfilter-System. Pool befüllen am besten gleich durch den Sandfilter mittels der entsprechenden Filterpumpe. Ggfs eine Initiale Sand-Befüllung mit einem etwas feineren Filtersand, wenn man fertig ist die Sandfüllung mitsamt Rost tauschen, fertig.

Das ist mal garantiert die technisch und kostenmäßig am wenigsten aufwändige Lösung, ein Sack Filtersand ist nicht teuer und die Pumpe/Filter brauchst du ohnehin im Betrieb. Offene Fragen:
- kann deine Brunnenpumpe genug Wasser liefern um den Durchsatz der Pool-Pumpe zu bedienen? (die machen doch einige m³/h...) Sonst puffern über den Container...
- ist sichergestelllt dass das Fe wirklich vorher schon als filtierbarer Niederschlag vorliegt oder ist die Übung umsonst weil es erst ein paar Tage später flockt? Filter doch mal eine Probe und checke ob sich da nachträglich noch was absetzt...
- wird der Sand durch den feinen Niederschlag ggfs. blockiert?

Nochmal weiter und einfacher gedacht: der NS scheint sich ja recht harmlos abzusetzen und nicht festzukleben (kein Rostbelag). Also munter den Pool befüllen, in Ruhe absetzen lassen und dann mit dem Bodensauger (via Schlauch durch Sandfilter) die braune Brühe unten weg saugen und dann den Sand tauschen. Oder gleich ohne Filter (Stellung "Waste") und dafür "nachtoppen".

Angesichts der guten freiwilligen Absetz-Eigenschaften denke ich man braucht da weder Soda noch Peroxid. Wozu sollte das gut sein? Peroxid: bei einem Pool an der Luft+UV tut O2 den Job selbst höchstpersönlich in null Komma nix - Peroxid ist absolut unnötig (und teuer). Und nachdem das Wasser auf Basis des Rotkohl-Tests wohl selbst schon pH ca >8 hat ist auch kein Soda nötig um was unlösliches zu schaffen. Rechne mal das KL von Fe(OH)3 :)

wie viel m³ hat das Ding eigentlich?

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immi07
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von immi07 »

Hallo mgritsch,
wie viel m³ hat das Ding eigentlich?
7m3 bei 70 cm Füllhöhe und 8 bei 80
Rechne mal das KL von Fe(OH)3
wie geht das?
die braune Brühe unten weg saugen und dann
wenn das schief geht, und der Pool braun wird, dann haben wir beide Johannas Zorn an der Backe
sich ja recht harmlos abzusetzen und nicht festzukleben
jetzt nach 4 Tagen (vorher nie probiert) läßt sich das gesamte Wasser aus der Flasche abgießen. Es kommen 2 oder 3 orange Krümel mit. Der Rest NS klebt am Flaschenboden. Der NS läßt sich dann aber mit 2 ml Wasser wieder aufschütteln und ausgießen.
verklebt das einen Kaffeefilter?
geht zu geschätzt 50% durch den Filter
ist sichergestelllt dass das Fe wirklich vorher schon als filtierbarer Niederschlag vorliegt
ziemlich, sobald die Probe ruhig steht gibt es die ersten orange Punkte auf dem Flaschenboden
Filter doch mal eine Probe und checke ob sich da nachträglich noch was absetzt...
mach ich nachher
wird der Sand durch den feinen Niederschlag ggfs. blockiert?
ist nicht wichtig, der Sand würde verworfen werden und Eisen in die Rhododendren bringen
kann deine Brunnenpumpe genug Wasser liefern
ich denke schon meine Filterpumpe hat glaub ich ca. 500 W und die Brunnenpumpe 3,5 KW

A11B14E0-7BAC-48DF-B67E-8D828F6761DD.jpeg
A11B14E0-7BAC-48DF-B67E-8D828F6761DD.jpeg (25.72 KiB) 111 mal betrachtet
Das wäre jetzt der neue Aufbau. Da kommt ein Großteil Eisen erst garnicht ins System.


Gruß Thomas
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von mgritsch »

immi07 hat geschrieben:
Mittwoch 21. April 2021, 01:22
7m³ bei 70 cm Füllhöhe und 8 bei 80
okay, da tut es eine recht kleine Pumpe. Faustregel: der Beckeninhalt sollte min. 2 x pro Tag umgewälzt werden, wenn du 12 Betriebsstunden Pumpe ansetzt (ich schalte gerne über Nacht ab, spart Strom und bleibt wärmer) sollte sie (inkl Filterwiderstand) zumindest 1,5 m³/h leisten.
Rechne mal das KL von Fe(OH)3
wie geht das?
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/ ... t.vlu.html
https://www.formel-sammlung.de/formel-L ... 7-207.html
wenn das schief geht, und der Pool braun wird, dann haben wir beide Johannas Zorn an der Backe
deiner Beschreibung nach gibt es dafür dzt keine Anhaltspunkte... der Niederschlag ist zumindest leicht abwischbar = mit dem Sauger jederzeit entfernbar. Kannst ja nochmal den Tets mit dem weißen 10 l Eimer machen :) Man beachte: auch wenn du den ersten NS jetzt abfiltrierst sagt das nichts darüber aus was in den Wochen und Monaten danach noch kommen kann - evtl gar nicht als NS sondern gleich direkt als Belag! Auch die Verdunstung wird das ihre beitragen... Solange du noch Zeit hast mach also wirklich den etwas längeren Test im Eimer. Evtl hast du im Glas nur die Spitze des Eisbergs gesehen...
geht zu geschätzt 50% durch den Filter
okay, Kaffeefilter sind tatsächlich nicht das wahre, die sind auf grobkörniges Kaffeepulver hin optimiert. Für einen Test daher eher ein anständiges Labor-Filterpapier nehmen.
Wie andere Filter das schaffen (Sand) und ob sie alles aufhalten wird man sehen - schlimmstenfalls brauchst du ein Flockungshilfsmittel (gibt's alles in der Poolabteilung :) )
ist nicht wichtig, der Sand würde verworfen werden und Eisen in die Rhododendren bringen
ich mache mir keine Sorgen um den Sand sondern um die Durchgängigkeit des Filters :) wenn der mal mit einem feinen Schleim-Sand zugesetzt ist und es tröpfelt nur noch raus dann wirst du ziemlich zu fluchen beginnen bzw ziemlich oft rückspülen...
ich denke schon meine Filterpumpe hat glaub ich ca. 500 W und die Brunnenpumpe 3,5 KW
das sagt nur bedingt etwas aus. Entscheidend ist die Pumpenkennlinie (Durchsatzmenge vs Förderhöhe / Staudruck; gibt's ggfs als Datenblatt beim Hersteller). Musst du dein Brunnenwasser aus 5-10 m Tiefe durch ein 1" Rohr fördern ist das ganz etwas anderes als wenn du nur über ein par cm oder zumindest <1 m Wasser über ein 3" Schlauch im Kreis schiebst. Übliche Poolpumpen leisten so 3 - 12 m³ / h effektiv, das sieht schon wie aus dem Feuerwehrschlauch aus :)
Das wäre jetzt der neue Aufbau. Da kommt ein Großteil Eisen erst garnicht ins System.
kann man durchaus machen, ist aber ein Geduldsspiel. 1 Zyklus mit Wartezeit zum Absetzen wird ca 2-3 Tage sein, du brauchst also fast 1 Monat bis der Pool voll ist. Saugen können die Poolpumpen auch eher nicht, du musst also jedenfalls unten anschließen wo auch die Rostbrühe weg soll.

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immi07
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von immi07 »

Hallo mgritsch,

hier die Bilder vom Großversuch.

P1170963.JPG
60 l Mörtelkübel in weiß

P1170964.JPG
"Mittelstrahl"Brunnenwasser

P1170965.JPG
Farbe des Wassers beim Einfüllen
Start Großversuch 21.04. 09:00 mit 50 l

P1170974.JPG
P1170974.JPG (67.53 KiB) 98 mal betrachtet
10:15

P1170972.JPG
Rundfilter/Kaffeefilter/unbehandelt 21.4. 9:42 Uhr


Gruß Thomas
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Re: Nachweisgrenze von Eisen als Berlinerblau

Beitrag von mgritsch »

Alles klar, dann sehen wir mal was sich über die nächsten Wochen so tut, biologisch und chemisch. Ich überlege schon ob es evtl Sinn macht etwas Chlor zu dosieren um reale Poolbedingungen zu simulieren - Algenwuchs etc wäre ja nicht Schuld des Eisengehalts.

Wirklich ganz anständig gelb diese Brühe. Dementsprechend klar positiv fällt der Berlinerblau-Test aus. Ferndiagnose: An Anämie leidet ihr wohl kaum und Eisentabletten müsst ihr eher keine einnehmen :)
Die Mikrobiologie ist okay? Hast du auf andere potenzielle Schadstoffe (Schwermetalle, Nitrat, Nitrit, Pestizide) schon mal getestet? Für Nitrat, Nitrit gibt es Teststreifchen. Ein Chemiker kann aber dazu auch seine eigenen colorimetrischen Tests machen :yeah:
mgritsch hat geschrieben:
Mittwoch 21. April 2021, 08:34
kann man durchaus machen, ist aber ein Geduldsspiel. 1 Zyklus mit Wartezeit zum Absetzen wird ca 2-3 Tage sein, du brauchst also fast 1 Monat bis der Pool voll ist.
Nachtrag dazu: abgesehen von "Geduld" die man ggfs sogar hat, wirst du bei der Methode auch ein technisches Problem bekommen. Solange der soll-Füllstand nicht erreicht ist, kannst du Filter/Pumpe nicht betreiben. Das Wasser steht also ein paar Wochen und wenn es demnächst ein bisschen wärmer und sonnig wird, dann kippt es dir und du hast erst recht eine (diesmal grüne) Brühe.

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