Standarddokumentenvorlage für das LISA
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Arbeitsblatt 7b: Betonkorrosion im Abwasserkanal Aus: H. Knoblauch, U. Schneider, Bauchemie, Werner Verlag, Düsseldorf, 4. Aufl., 1995, S. 262-263. „Mikrobiologische Untersuchungen haben ergeben, dass säurebildende Bakterien (Thiobacillen) an den Innenwänden von Abwasserrohren und auch im Abwasser selbst vorkommen. Insbesondere lassen sich an Stellen starker Korrosion Zellzahlen bis zu 108 Zellen/mg Protein nachweisen, T. thiooxidans ist als acidophiles Bakterium bekannt, das in einem pH-Bereich zwischen 1,0 und 2,0 optimal wächst. Wie die Untersuchungen in Hamburger Abwassersammlern zeigten, ist es als Indikatorbakterium für starke Korrosion anzusehen. Während im Abwasser und in den Schlammablagerungen reduktive Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen für die Bildung von flüchtigen Schwefelverbindungen sorgen, werden diese Verbindungen oberhalb des Abwasserspiegels durch chemische Oxidation in molekularen Schwefel umgewandelt, der sich auf den Innenwänden der Rohre niederschlägt. Thiobazillen oxidieren den molekularen Schwefel zu Schwefelsäure, die die Korrosion auslöst. Reduktive Stoffwechselprozesse von Bakterien sorgen vornehmlich in langsam fließenden Abwässern für die Bildung von flüchtigen Schwefelverbindungen (H 2S). Auch die heterogen wachsenden, im Abwasser ständig vorkommenden Pseromonaden und Enterobakterien tragen zur Entstehung gasförmiger Schwefelverbindungen bei, indem sie beim Proteinabbau Schwefelwasserstoff freisetzen. In Gegenwart von Luftsauerstoff sind gasförmige Schwefelverbindungen wie Schwefelwasserstoff nicht beständig, so dass durch chemische Oxidation molekularer Schwefel entstehen kann, der wiederum nach Ablagerung auf den Innenwänden der Abwasserrohre von Thiohazillen zu Schwefelsäure oxidiert wird. Schwefelsäure greift die Bindemittel des Betons an. Es entsteht schwer lösliches Calciumsulfat, das an stark korrodierten Stellen als weiße Masse deutlich sichtbar aus der Wand herausquillt. “ Gipskristalle Übergang des H2S zur Kanalwand, mikrobiologische Oxidation zu H2SO4 Kanalwandung aus Beton Luft Ettringitbildung Kondenswasser (pH-Wert um 1) H2S H2S H2S Sulfatschäden Zone laminarer Strömung (Aufzehrung des Sauerstoffes) anaerobe Zone SO42- -Reduktion H2S-Bildung O2 gelöster Sauerstoff 0,1 mg/L Abwasser gelöste Sulfide O2 Sielhaut (1-2 mm) inerte anaerobe Zone 1 1.1 1.2 Schadwirkung Erläutere die ablaufenden Prozesse der Schadwirkung auf Beton im teilgefüllten Abwasserkanal. Beschreibe am Beispiel des Schwefelkreislaufs die unterschiedliche Wirkungsweise der Schwefelbakterien im Abwasser und an der Kanalwand. 2 Geruchsbelästigung Zur Vermeidung von Geruchsbelästigung (z. B. Schwefelwasserstoff) in häuslichen Kleinkläranlagen wird empfohlen, eine handvoll Kalk zu zusetzen. Begründe. 3 Mikrobiologische Kupfergewinnung Erläutere ein Verfahren zur mikrobiologischen Erzlaugung zur Kupfergewinnung.
