14. B~.d. 1 403 15. Sol)tember 1907.J M. W e i b u 11, Manganhal~iges Wasser.

Ein manganhaltigcs Wasscr und eine Bildmlg von Braun- stein bei Bjiirnstorp in Schweden.

¥on

Dr. Mats Weibul l .

Mi~te i lung aus h lna rp ' s Chemischem Laboruto l" ium zu Akario.

Vor etwa 4 Jahren erhielt ich yon dem Besitzer des Gutes BjSrnstorp 2) in Schweden eine Anfrage fiber die Ursache yon Veriinderungen, die an der W/ische beobachtet wurden. Das Weif~zeug zeigte dort gleich nach der Wi~sche eine rein weif~e Farbe wurde aber dann allm~ihlich gebl[ch. Da der Grund dieser auffallenden Erscheinung nur im Waschwasser liegen konnte, ersuchte ich urn Ubersendung einer Probe des Wassers und es stellte sieh nun bei der Untersuchung heraus, daf~ das fragliche Wasser eine nieht unbetrgchtliche Menge yon Mangan enthielt. Nach einiger Zeit wurde ieh veranlaBt, mich mit dieser Frage noehmals zu besehi~ftigen, als ich die Nachrieht erhielt, dai3 in Bj6rns~orp die Drainr6hren fiberall naeh und nach voll- stiindig yon einer dunklen Masse verstopft wfirden. Ieh konnte dabei gleiehfalls feststellen, dal~ auch diese Erscheinung durch eine Ausscheidung yon Manganoxyden (Braunstein) verursacht war.

Bei einer an Ort und Stelie ausgeffihrten Untersuchung konnte ich feststellen, dab s[ch in den vier Monate im Boden befindlichen R6hren eine centinleterdicke Schicht befand, und dag die vier Jahre alten RShren vollstandig verstopft waren. Ich babe sp/iter Gelegenheit gehabt, sowohl alas frfiher erw~thnte Brunnenwasser, wie aueh Wasser aus B/ichen und Teichen bei Bj6rnstorp zu untersuchen; in allen babe ich die Gegenwart yon Mangan naehweisen k6nnen. Uberall, wo die Wtisser zutage traten, setzten sich Braunsteinmassen ab. Diese Ergebnisse haben m[eh veranla~t, mit diesen Erseheinungen reich n/ther zu beschaftigen, doch will ich bier nut fiber das Wasser nigher berichten und verweise im iibrigen auf den in schwedischer Sprache verfaf~ten Aufsatz fiber die n/theren geologischen Verh/tltnisse2).

Ich babe vier versehiedene Witsser untersueht: 1. ein Brunnenwasser, das zum Waschen benutzt wird; 2. das Wasser aus den Gartenteichen; 3. das Quellwasser, wdehes auf einem Felde sfidwestlich vom Hole zutage tritt, und 4. das yon demselben Felde stammende Drainwasser. Als genau kSnnen nur die Analysen Ia, b und d, be welchen eine hinreichende Wassermenge zur Verffigung" stand, angesehen werden, wiihrend die Analysenwerte der fibrigen WSsser, yon denen nur eine geringe Wasser- menge zur Verffigung stand, nur als ann~ihernde bezeichnet werden kSnnen. S/tmt- liche W/isser, die von den suspendierten Stoffen befreit waren, hMten sich eine Zeitlang klar.

Die Untersuchungsergebnisse (rag ft'tr 1 I) waren folgende:

1) Etwa 201/2 km yon Lurid gelegen. s) Lunds Universi~ets ~_rskrig 1908, 12, 132.

[Zeitsehr. f. Untersuchung 404 M. W e i b u l l , Manganhaltiges Wasser. [d. lqahr.-u. Oenu§mittel.

Bestandteile i'~OV. 1902

I. Brunnenwassor II. III. IV. Teleh- Quell- Drain-

b e d wassor waeser wasser Dez. 15, VI. 12, VIII. 1902 1905 1905 Entnommen am 15. VI. 1905

Abdampfrtickstand . . . . . Gltihrticks~and . . . . . . . Calciamsulfat (CaSO4) . . . . Calciumcarbonat (CaCO3) . Magnesiumcarbonat (MgCQ) Kieselsi~ure (Si02) . . . . . Manganoxydul (MnO) . . . . Eisenoxydul (FeO) . . . . . Chlorkalium (KC1) . . . . . Chlornatrimn (NaC1) . . . . Chlor (C1) . . . . . . . . Sehwefelsiiure (SOz) . . . .

275 207

90i)

26 17

Spur

34

156 132 375 120 95 226

69 ~) 40 1)

- - 28 Spur 4,4

0 0,1

19 21 - -

194 130 16

50,6 11 30 6,3 0,2 19 21 28 10

280 539 174 420

23 69 7 Spur

Aus dieser Tabelle geht hervor, dal~ das fragliche Wasser keinen besonders hohen Gehalt an anorganisehen Stoffen aufwies und dal3 es sich in seiner Zu- sammensetzung yon anderen Grundw~ssern im wesentlichen nur durch den hohen Gehalt von Mangan unterschied. Dieser Gehalt schwankte jedoch sowohl in den ver- sehiedenen Teilen des Grundwasserstromes als aueh an derselben Stelle zeitlich sehr betriichtlich.

Um die Umsti~nde nSher kennen zu lernen, welehe das Ausfallen des Mangans beeinflussen, liel~ ieh eine Flasche mit demselben Wasser, das f r fhera ls :No. I b analy- siert war, geffillt, zwei Jahre lang gesehlossen im Laboratorium stehen. Anfangs blieb dieses Wasser vollkommen klar und erst nach einigen Monaten (Friihjahr 1903) ent- stand ein deutlicher Bodensatz. Als die Flasche nach gerade 2 Jahren geSffnet wurde, waren nur etwa i/lo yon den festen Bestandteilen ausgeschieden. Die Analyse ergab ffir 1 Liter:

Nach 2 Jahren Ursprtingliches . . . . Wasser AusgefMlt In Lfsung "

Abdampfrticks~and . . . . . 194,0 mg 23,1 mg 170,9 mg Glfihrfickstand . . . . . . . 130,0 , 10,0 ,, 120,0 Calciumcarbonat~ (CaCO3), berechnet 62,6 ,, 0,8 ~ 61,8 ,, Magnesiumcarbonat (MgCOa) 10,9 ,, Spur 10,9 ,, Kieselsi~ure (Si02) . . . . . 30,0 , 4,0 ,, 26,0 ,, Manganoxydul (Mn0) . . . . 6,3 , 5,5 , 0,8 , Eisenoxydul (FeO) . . . . . 0,2 ,, 0,15 ,, 0,05 ,

Es hatten sich also innerhalb der 2 Jahre fast nur Mangan saint Kiesels~iure abgeschieden, w~ihrend die fibrigen anorganisehen Bestaadteile in LSsung gebliebea waren. Ganz ~ihnliche Vorg~inge spielen sich in der Natur ab, wenn manganhaltiges Grundwasser sich beim Austreten einer Quelle oder beim Abflu~ dureh DrainrShren teilweise oxydiert.

Ich untersuehte auch den Schlamm aus einem Drainrohre, sowie den schon er-

1) Als Calciumcarbona~ berechnet.

54. Band. ] 15. September 1907.J M. W e i b u I l, Manganhaltiges Wasser. 405

whhnten l~iederschlag aus der 2 Jahre lang aufbewahrten Flasche und land ffir die bet 100 o getrocknete Substanz folgende Ergebnisse:

J Drainr6hrenscblamm

Bestandteile

Manganoxydul (MnO) . . . . . . . . . . . Disponibler Sauerstoff (titrimetrisch bes~immt). Calciumoxyd (CaO) . . . . . . . . . . . . Magnesiumoxyd (MgO) . . . . . . . . . . Eisenoxydul (Fee) . . . . . . . . . . . . Glllhverlus~ (Wasser + organische Stoffe) . Sand, Kieselsaure u. s. w . . . . . . . . . .

~Iolekular- in °/o ¥erhiil tnis

37,82 5,2 6,4O 4,0 5,70 1,0 0,78 0,2 0,10 8,80 4,8

36,90

:Niederschlag in de rF la sehe

naeh 2 J a h r e n %

55

4,5 Spur

1,5

39,5

Zu der Analyse des Drainrohrschlammes set erwahnt, da~ sieh der Katk bier nicht als Carbonat, sondern in Verbindung mit Mangansuperoxyd (als Manganit) be- findet, und weiter~ da~ diese Manganverbindung star]; yon Sehlamm verunreinigt war. Wenn man diese Verunrelnigungen abrechnet und annimmt~ da~ der Glfihverlust in der Analyse hauptsfichlieh aus Wasser bestand - - jedenfalls dfirfte auch etwas orga- nisehe Substanz vorhanden sein - - so wird, wie obige Tabelle zeigt, das Molekular- verh~ltnis: MnO : O : CaO : II~O ~ 5 : 4 : 1 : 4, was der Formel CaO, MnO, 4 MnOe ~ - 4 I t20 entspricht. Also liegt ein kalkreiches Wad oder Psilomelan vor.

Die Analyse des Bodensatzes in der Flasche stimmt sehr nahe mit der des Drainrohrschlammes iiberein, was ja nichts Auffallendes bietet, da die beiden lqieder- schl~ige in derselben Weise gebildet sind. Ich konnte n~mlieh sowohl aus dem Brunnenwasser wie aus dam Drainrohrsehlamm die zuerst yon M o l i s c h 1) und spiiter yon J a c k s o n e) stadierten Manganbakterien C h r e n o t r i x m a n g a n i f e r a isolieren. In der Regel wird also hier das Mangan durch dlese Fadenbakterlen ausgef~illt; zu- erst bildet sieh dabei ein kalkreiches Wad oder Psilomelan, das dann allm~hlich in Braunstein fibergeht. We aber das Grundwasser unmittelbar zutage tritt, z. B. in den frfiher erw~hnten Teiehen und Quellen, land ieh keiae Fadenbakterien in den yon mir untersuchten Proben, wahrseheinlieh wegen des reiehlichen Luftzutrittes.

Zum Sehlusse seien noeh einige Bemerkungen fiber den Ursprung des unge- wShnlichen Mangangehalts im Wasser gemacht. Das herrschende Gestein ist hier Gneil~, tier, nach den reiehlichen BlScken im Geschiebesand zu beurteilen, yon Diorit- schiefer durchsetzt wird. :Die Analyse des Gnei~es zeigt niehts Auffallendes, aber die B15cke yon Dioritschiefer entbielten nicht weniger als 8,2°/o Manganoxydul. In diesem Gestein, das ich sowohl in gro~en B15cken als aueh in Gebirgsfragmenten im Aekerboden gefunden babe, suehe ich den Ursprung des Mangangehaltes im Grund- wasser.

1) Molisch, Die Pflanzen in Beziehung zum Eisem Jena 1902. ~) Diese Zeitschrift 1903, 6, 556.