Polycyclic aromatic hydrocarbons released from a coal tar-contaminated gravelly soil under laboratory and natural conditions

This study investigates the release mechanisms and kinetics of PAH, DOC, and colloids/particles from a NAPL-contaminated gravelly soil with dialysis experiments, column outflow experiments in the laboratory and with free-drainage lysimeters under natural conditions. Results showed low release rates, long times of equilibration and a rate-limited release of PAH (<0.7 µm) and DOC. Under natural conditions, extended no-flow periods and freezing events induced the export of PAH. The high mechanical strain within the PAH source materials followed by high intensity rain or snowmelt events resulted in high amounts of particle-associated PAH (>0.7 µm) released from the lysimeters. PAH export is coupled to the formation and mobility of colloids and (NAPL-) particles. The release and transport process of particle-associated PAH should be more thoroughly considered in risk assessment at contaminated sites.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Mechanismen und der Kinetik der Freisetzung von PAK, DOC und Kolloiden/Partikeln aus teerölkontaminiertem, kiesigem Substrat anhand von Dialyseexperimenten, gesättigten Säulenexperimenten im Labor und Lysimetern unter natürlichen Bedingungen. Die Ergebnisse zeigten niedrige Freisetzungsraten, hohe Equilibrierungszeiten für PAK und eine ratenlimitierte Freisetzung von PAK (<0,7 µm) und DOC. Im Feldversuch hatten lange Trockenperioden und Frostereignisse einen starken Einfluss auf den PAK-Austrag. Durch die mechanische Belastung des Quellmaterials und folgende Starkregenereignisse oder Schneeschmelzen wurden sehr hohe Mengen von partikelgebundenen PAK (>0,7 µm) ausgetragen. Der PAK-Austrag ist stark an die Bildung und Mobilität von Kolloiden und suspendierten (Teeröl-) Partikeln gebunden. Dieser Aspekt sollte daher bei der Bewertung des Stoffaustrages mit dem Sickerwasser innerhalb der Beurteilung kontaminierter Standorte in Betracht gezogen werden.