Retentionskoeffizienten

Der Retentionskoeffizient, auch Retardationsfaktor genannt, ist in der Hydrogeologie und Bodenwissenschaft ein dimensionsloser Parameter, der die Verzögerung des Transports eines gelösten Stoffs durch Sorption an Feststoffen relativ zur rein advektiven Strömung beschreibt.

Für ein lineares Sorptionsmodell, bei dem S = K_d C gilt, ergibt sich R = 1 + (ρ_b K_d)/n. Dabei ist ρ_b die mittlere Feststoffdichte des Bodens (kg/m^3), K_d der Verteilungskoeffizient (L/kg) und n die Porosität (dimensionslos). Der effektive Transportgeschwindigkeit des kontaminierten Lösungsmittels ist v_s = v / R, wobei v die Darauffolgegeschwindigkeit des Fließwassers ist. Damit verlangsamt Sorption den Vorstoß eines Contaminanten durch das Porensystem.

K_d hängt von Stoffeigenschaften, Bodentyp, Temperatur, pH-Wert und anderen Umweltbedingungen ab. Bei linearem Sorptionsverhalten ist R konstant; bei nichtlinearem Sorptionsverhalten (z. B. Freeman- oder Freundlich-Isothermen) kann R abhängig von der Konzentration C werden, wodurch sich Transportverhalten mit der Zeit ändert.

Anwendungen finden sich in Transportmodellen von Schadstoffen im Grundwasser, insbesondere in der Lösung der Advektion–Diffusion–Sorption-Gleichung, in der Praxis bei der Auslegung von Labor-Säulen-Experimenten und in Risikoabschätzungen. Die Genauigkeit von R hängt stark von der Annahme linearer Sorption, konstanter Porosität und stationärer Bedingungen ab; Abweichungen führen zu Abweichungen in der Vorhersage der Kontaminationsausbreitung.