Lead
Tonmineralien sind ein Hauptbestandteil des Bodens. Dank einer schichtartigen Kristallstruktur weisen die Tonmineralien eine grosse spezifische Oberfläche auf, die je nach chemischer Bindung mehr oder weniger stark negativ geladen ist und die Kationen aus dem Porenwasser adsorbiert. Diese Sorptionseigenschaften der Tonmineralien können genutzt werden um die Umwelt vor Chemo- und Radio-toxischen Kontaminationen zu schützen. In diesem Projekt werden die Ausfällungs bzw. Auflösungs Prozesse auf Mineraloberflächen untersucht die zu eine strukturelle Einbau bzw. Freisetzung toxische Elemente in der Umwelt beschreiben.

Lay summary

Nur wenige Mineralien bestimmen das Aufnahmeverhalten verschiedener chemischer Elemente auf Erdoberfläche. Aufgrund seiner hoch spezifischen Oberfläche gelten Schichtsilicaten als wichtigstes Abfangbecken für Umweltverschmutzungen. Deren Fähigkeit die Verunreinigungen an der Oberfläche zu binden, bestimmt im Wesentlichen zahlreiche daran anknüpfende Reaktionen, die Reaktivität und letztendlich die Toxizität der kontaminierenden Elemente. Damit die Umweltverschmutzung durch Schwermetalle und radioaktive Elemente verringert werden kann, ist eine modellbasierte Beschreibung dieser Vorgänge vonnöten. Diese hilft außerdem bei der Sanierung von Altlasten.

Das Projekt an der Universität Bern nutzt verschiedene Methoden der Computersimulation um die Mechanismen der verschiedenen auf der Mineraloberfläche auftretenden Reaktionen zu untersuchen. Die Prozesse werden auf einer atomistischen Skala simuliert und die dabei erhaltenen Daten zur Erklärung der makroskopischen Vorgänge unter verschiedenen Umgebungsbedingungen verwendet. Ein so erhaltenes Modell ist essentiell zur Wiederherstellung kontaminierter Bereiche und dem Schutz vor Schwermetallschadstoffen.