Eisenmineralien und ihr Einfluss auf den Nährstoffkreislauf und die Dynamik von Kontaminanten

Eisenhaltige Mineralphasen sind in natürlichen Umgebungen allgegenwärtig, wo sie mehrere wichtige biogeochemische Prozesse stark beeinflussen. Durch ihre große Oberfläche und (Redox-)Reaktivität können eisenhaltige Minerale die Verfügbarkeit von Nährstoffen und die Mobilität von Schadstoffen durch Adsorption oder strukturelle Einbindung kontrollieren. Es ist daher wichtig zu verstehen, wie Fe-haltige Minerale mit Nährstoffen oder Schadstoffen interagieren, wenn sie sich in der Natur bilden oder umwandeln, und die wichtigsten geochemischen Parameter zu bestimmen, die diese Mineralreaktionen beeinflussen.

Unsere aktuelle Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf die Bildung und/oder Umwandlung von Fe-haltigen Mineralen (z.B. (Oxyhydr)oxide, Carbonate, Phosphate, Sulfate) in Gegenwart von koexistierenden Nährstoffen (z.B. Corg, P, Si) und Verunreinigungen (z.B. As, Cr, Pb, Se). Konkret synthetisieren wir Fe-Mineralanaloga und testen sie im Labor unter simulierten Umweltbedingungen. Wir sind daher in der Lage zu quantifizieren, wie diese Elemente die Struktur, Morphologie, Phasenstabilität und Reaktivität von Fe-Mineralphasen beeinflussen; und umgekehrt, wie Fe-Mineralphasen die Speziation und Verteilung dieser Elemente in der natürlichen Umgebung beeinflussen. Zusätzlich zu laborbasierten Studien untersuchen wir auch Fe-Mineralreaktionen in natürlichen Umgebungen wie in (sub)arktischen Böden, Feuchtgebieten und kontaminierten Böden und Grundwasser.

Aktuelle Veröffentlichungen

(Autoren aus der Gruppe in Fettdruck)

Perez, J.P.H., Schiefler, A.A., Navaz Rubio, S., Reischer, M., Overheu, N.D., Benning, L.G., Tobler, D.J. (2021): Arsenic removal from natural groundwater using ‘green rust’: Solid phase stability and contaminant fate. Journal of Hazardous Materials, 401, 123327. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.123327.

Perez, J.P.H., Freeman, H.M., Brown, A.P., van Genuchten, C.M., Dideriksen, K., Tobler, D.J., Benning, L.G. (2020): Direct visualization of arsenic binding on green rust sulfate. Environmental Science & Technology, 4, 6, 3297-3305. DOI: 10.1021/acs.est.9b07092.

Füllenbach, L.C., Perez, J.P.H., Freeman, H.M., Thomas, A.N., Mayanna, S., Parker, J.E., Göttlicher, J., Steininger, R., Radnik, J., Benning, L.G., Oelkers, E.H. (2020). Nanoanalytical identification of siderite dissolution coupled Pb removal mechanisms from oxic and anoxic aqueous solutions. ACS Earth and Space Chemistry, 4, 11, 1966-1977. DOI: 10.1021/acsearthspacechem.0c00180.

Wang, H., Byrne, J., Perez, J.P.H., Thomas, A., Göttlicher, J., Höfer, H., Mayanna, S., Kontny, A., Kappler, A., Guo, H., Benning, L.G., Norra, S. (2020): Arsenic sequestration in pyrite and greigite in the buried peat of As-contaminated aquifers. Geochimica et Cosmochimica Acta, 284, 107-119. DOI: 10.1016/j.gca.2020.06.021.

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