Das Geländer der Brücke läßt eher auf ein blaues Wunder schließen.
Aber hier ist ein braunes Wunder zu beobachten! Der Bachlauf schillert in diesen ungewöhnlichen Farben:
Das Wasser im Mühlenbach hat besondere Eigenschaften. Die deutliche Ockerfärbung ist ein Hinweis auf seinen hohen Eisengehalt. Die Untersuchung eines autorisierten Labors ermittelte einen Gehalt von 0,531 mg/l. Die Trinkwasserverordnung sieht einen Grenzwert von 0,2 mg/l vor.
Wo und wie kommt Eisen vor?
Eisen ist ein silberweißes, weiches, reaktionsfähiges Metall mit dem Symbol Fe (lateinisch ferrum ‚Eisen‘). Es wird vor allem aus oxidischen (z. B. Magnetit, Fe3O4) und sulfidischen (z. B. Pyrit, FeS2) Erzen gewonnen. Es ist zusammen mit Nickel wahrscheinlich der Hauptbestandteil des Erdkerns.
Eisen ist weltweit in den meisten Böden und Gesteinen vorhanden. Verschiedene chemische Para-meter bestimmen im Zusammenhang mit dem Witterungsprozess, ob sich aus dem Eisen Eisensulfide (z.B. Pyrit), Eisenoxide (z.B. Hämatit) oder Eisenhydroxide (Eisenocker) bilden.
Eisen bildet mit Sauerstoff zweiwertige und dreiwertige Oxide: Eisen(III)-oxid (Fe2O3) ist eine braune Substanz. Es entsteht durch Oxidation von Eisen im Sauerstoffüberschuss. Eisen(II)-oxid (FeO) entsteht beim direkten Verbrennen von Eisen, z. B. mit dem Schneidbrenner. Eisen(II,III)-oxid (Fe3O4) entsteht durch Umwandlung von FeO.
Eisenhydroxide sind Eisen(III)-oxidhydrate. Kommt zweiwertiges Eisen mit Sauerstoff in Berührung, oxidiert es zu dreiwertigem Eisenhydroxid und fällt als sogenanntes Eisenocker aus.
Eisen bildet zweiwertige und dreiwertige Salze: Eisen(II)-chlorid (FeCl2), Eisen(II)-sulfat (FeSO4), Eisen(III)-chlorid (FeCl3).
Eisen ist Bestandteil vieler organischer und anorganischer Chelate (Komplexverbindungen), die in den meisten Fällen gut löslich sind.
Eisen ist ein essentielles Spurenelement für fast alle Lebewesen, vor allem für die Blutbildung.
Wie kommt Eisen ins Wasser?
Fällt das Wasser auf die Erde, versickert es ins Grundwasser oder fließt oberirdisch z.B. als Regen-wasser direkt in Gewässer. Über den Grundwasserfluss oder Quellen und Flüsse fließt es dann in die Meere. Auch Schmelzwasser von Gletschern und Schnee gelangt über Flüsse in die Ozeane.
Bei diesem Weg durch oder über die Erde werden dabei die verschiedenstens Substanzen trans-portiert, gelöst, abgelagert oder wieder ausgefällt.
Wie sich Metall löst und in das Grundwasser gelangt, hängt von den chemischen Para-metern des Bodens ab. Die Oxidationsverwitterung spielt dabei eine große Rolle. Viele Minerale der Gesteine enthalten Eisen in reduzierter Form (z. B. Fe2+-Ionen). Dieses reagiert zu wasserunlösliches Eisen(II)-carbonat FeCO3, welches in CO2-haltigem Wasser in wasserlösliches Eisenhydrogen-carbonat Fe(HCO3)2 übergeht.
Gelöstes Eisen kann wieder ausgefällt werden. Dieser Prozess findet auf natürlichem Wege z.B. im Bereich von Quellen statt. Die Umwandlung von zweiwertigem zu dreiwertigem Eisen ist von äußeren Faktoren abhängig. Den größten Einfluss haben dabei der Sauerstoffgehalt, die Alkalinität und der pH-Wert im Boden und im Gewässer. Je saurer das Grundwasser ist, desto schneller wird zweiwertiges Eisen mobilisiert und kann ausgeschwemmt werden. Ein niedriger Sauerstoffgehalt im Wasser begünstigt die Löslichkeit von zweiwertigem Eisen.
Hohe Sauerstoffgehalte und ein hoher pH-Wert fördern die Oxidation zu Ocker. Der Sauerstoffgehalt erhöht sich, wenn Quellwasser zu Tage tritt oder Wasserläufe durch Vergrößerung ihrer Wasser-obefläche mehr Sauerstoff aus der Luft aufnehmen.
Diese Ausfällungen/Ablagerungen in Gewässern werden wegen ihrer besonderen Farbe umgangs-sprachlich Eisenocker genannt.
Eisen und Wasser auf dem Mars
Rost entsteht an eisenhaltigen Materialien, nicht nur auf der Erde, auch auf dem Mars.
Das Gestein auf dem Mars ist sehr eisenhaltig. Damit aber Eisen rosten kann, muss auch die zweite Komponente auf dem Mars vorhanden sein oder zumindest irgendwann mal existiert haben: Wasser. Wenn Wasser und Eisen sich berühren, kommt es zur Oxidation. Es entsteht Eisen(III)-oxid (Fe2O3) mit der charakristischen braunen Farbe. Der Nachweis für flüssiges Wasser gelang der Raumsonde Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).
Das Wasser auf dem Mars ist extrem salzhaltig. MRO fand heraus, dass im Mars-Sommer gefrorenes Wasser schmilzt und die Berghänge hinabfließt.
Die Aufgaben, um diesen Earthcache loggen zu dürfen:
1. Beschreibe den Bachlauf! Mache Angaben für jeden Wegpunkt zur Breite, Sedimenten, Farbe und Pflanzenbewuchs.
2. Wie heißen die ockerfarbigen Ablagerungen?
3. Was glaubst du, warum sind unter der Brücke besonders viele ockerfarbige Sedimente?
4. Das Experiement:
Entnimm dem Bach an den Finalkoordinaten eine Wasserprobe.
Entnimm eine zweite Probe aus dem Trinkwassernetz. Jeweils 150 ml sollten ausreichend sein.
Füll diese in durchsichtige Gefäße.
a) Beschreibe das Wasser am Entnahmetag hinsichtlich Färbung/Trübung!
Lass die Gefäße ein paar Tage geöffnet stehen. Was passiert mit den Proben?
b) Was hat sich hinsichtlich Färbung/Trübung verändert.
5. Was hast du mit diesem Versuch nachgewiesen?
6. Wer mag, kann ein Foto mit Navi oder einem Schnappschuß vom Experiment in den Log stellen. Dies ist keine Logbedingung.
Deine Antworten schicke bitte ausschließlich über das Message Center an meinen Account. Du darfst nach dem Absenden der Antworten an mich direkt loggen. Ich melde mich auf jeden Fall bei dir.
Quellen:
wikepedia
www.krusta-wasserfilter.de
www.ahabc.de/bodenentwicklung
www.umweltdaten.landsh.de/public/natura/pdf/mplan_inet/1219-391/tgschafflundmuehle/1219-391Mplan_TGSchafflundMuehle_Ockerproblematik_Text.pdf
www.wwa-an.bayern.de/ueberleitung/fraenkische_seen/brombachsee/eisenocker/index.htm
www.spektrum.de/lexikon
Prübericht LUFA Rostock
www.clearskyblog.de/
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