Tetrachlorethylen ist eine leichtflüchtige Flüssigkeit und in die Gruppe der chlorierten Kohlenwasserstoffe einzuordnen. Tetrachlorethylen findet in verschiedenen Bereichen wie der metallverarbeitenden Industrie und anderen industriellen Bereichen als Lösungsmittel Anwendung. Die Untersuchungen für das Praktikum fanden in einem Tetrachlorethylen kontaminierten Bodenmodell statt. Die Ergebnisse wurden mit einer Headspace Gaschromatographie – Massenspektroskopie erzielt. Im Rahmen dieses Praktikums wurde die Wirkung des Tensids BioVersal UK + 10%ig Neodol auf Tetrachlorethylen untersucht.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Eigenschaften von Tetrachlorethylen
1.2 Mikrobiologischer Abbau von chlorierten Kohlenwasserstoffen
1.3 Sanierungsverfahren
1.4 Wirkung von Tensiden
1.5 Headspace Gaschromatographie- Massenspektroskopie
1.6 Ziel der Arbeit
2. Material und Methoden
2.1 Das Sediment für das Bodenmodell
2.2 Verwendete Chemikalien
2.3 Bodenmodell Beschreibung und Aufbau
2.4 Sauerstoffmessung
2.5 Probenentnahme und Vorbereitung
2.6 Gaschromatographie- Massenspektroskopie
2.7 TOC Test
2.8 Uranin Tracer Test
2.9 Mobilisierung mit Hilfe Interpolation
2.10 Berechnungen
3. Ergebnisse
3.1 Uranin Tracer Test
3.2 Gesamtmassenverlauf PCE, TCE und cis-DCE
3.3 Sauerstoffmesswerte
3.4 TOC Versuch
3.5 Mobilisierung im Bodenmodell
4. Diskussion
4.1 Einfluss des Tensids auf PCE in Bodenmodell
4.2 Fehlerbetrachtung
4.3 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die Effektivität des Tensids BioVersal UK + 10% Neodol bei der Remobilisierung von Tetrachlorethylen (PCE) in einem kontaminierten Bodenmodell, um dessen Bioverfügbarkeit und den anschließenden mikrobiologischen Abbau zu fördern.
- Wirkungsweise von Tensiden zur Schadstoffmobilisierung
- Analyse des mikrobiologischen Abbaus von PCE zu Metaboliten
- Anwendung von Headspace-Gaschromatographie-Massenspektrometrie zur Schadstoffquantifizierung
- Bodenmodellierung zur Simulation von Grundwasserkontaminationen
- Auswertung von Tracer-Tests zur Strömungsanalyse
Auszug aus dem Buch
1.1 Eigenschaften von Tetrachlorethylen
Tetrachlorethylen (PCE) ist eine farblose, etherisch riechende Flüssigkeit, die in der metallverarbeitenden Industrie und anderen industriellen Bereichen als Lösungsmittel verwendet wird. Das PCE wird in die Gruppe der chlorierten Kohlenwasserstoffe (CKW) eingeordnet, da es aus einem Kohlenstoffgerüst besteht und mehrere Wasserstoff Atome durch Chloratome ersetzt werden. PCE ist eine aliphatische, ungesättigte Chlorverbindung. Die Struktur sowie die Dichte und andere wichtige Information sind in Tab. 1 wiederzufinden. Die Gewinnung von PCE wurde erstmals 1821 durch Michael Faraday durchgeführt, der Hexachlorethen thermisch zersetzte. Heutzutage wird PCE durch die Hochtemperatur Chlorolyse leichter Kohlenwasserstoffe gewonnen, dabei bilden sich Nebenprodukte wie Tetrachlormethan, Chlorwasserstoff und Hexachlorbutadien. Unter den CKW weist PCE besondere Eigenschaften auf. Die Wasserlöslichkeit ist sehr schlecht und beträgt um die 160 mg/L bei 20°C. Die Mischbarkeit mit Wasser ist dementsprechend sehr gering, sie nimmt jedoch mit steigender Temperatur zu. Folgende Eigenschaften können dem PCE ebenfalls zugeschrieben werden: es ist nicht brennbar, leicht flüchtig, nicht oxidierbar und lichtempfindlich. Toxikologisch weist PCE eine Gesundheitsgefahr für Mensch und Tier dar. Besonders toxisch ist es jedoch für Wasserlebewesen, aus diesen Gründen wird es als stark wassergefährdend (WGK 3) eingestuft wird. Die Abbaurate von PCE beträgt 11% und der Abbau geschieht nach 28 Tagen [ROTH, 2017]. Der Abbau kann wesentlich in vier Abbauprozesse unterteilt werden. In den direkten aeroben Abbau, den indirekten aeroben Abbau sowie den direkten anaeroben Abbau und den indirekten anaeroben Abbau.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Beschreibt die chemischen Eigenschaften von PCE, die verschiedenen biologischen Abbauwege chlorierter Kohlenwasserstoffe und die theoretischen Grundlagen der verwendeten Analytik.
2. Material und Methoden: Detailliert den experimentellen Versuchsaufbau des Bodenmodells, die eingesetzten Chemikalien, Probenahmeverfahren sowie die analytischen Methoden zur Messung von Sauerstoff, TOC und PCE-Konzentrationen.
3. Ergebnisse: Präsentiert die gewonnenen Daten aus dem Tracer-Test, den Massenverläufen der Schadstoffe und dem TOC-Verlauf, visualisiert durch zahlreiche Abbildungen der Transekten.
4. Diskussion: Interpretiert die Ergebnisse hinsichtlich der Tensidwirkung auf die PCE-Mobilisierung, analysiert Fehlerquellen und gibt einen Ausblick auf potenzielle Verbesserungen des Versuchsmodells.
Schlüsselwörter
Tetrachlorethylen, PCE, Bodenmodell, Tenside, BioVersal, GC-MS, mikrobiologischer Abbau, Grundwasserkontamination, Mobilisierung, TOC, Tracer-Test, Sanierungsverfahren, Biofilm, Dechlorierung, Metaboliten.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Wirksamkeit eines neuartigen Tensids zur Verbesserung der Remobilisierung und Bioverfügbarkeit von PCE in kontaminierten Bodenproben.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind Umweltchemie, Altlastensanierung, Tensidchemie und instrumentelle Analytik mittels Gaschromatographie.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, die Wirkung des Tensids BioVersal UK auf PCE-Kontaminationen in einem Bodenmodell zu untersuchen und den Abbau graphisch darzustellen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine Headspace-Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung (GC-MS) eingesetzt, um Schadstoffkonzentrationen in verschiedenen Transekten des Bodenmodells zu bestimmen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst den Versuchsaufbau, die Durchführung von Tracer- und TOC-Tests, die Darstellung der Messergebnisse sowie die kritische Diskussion der Tensidwirkung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie PCE-Mobilisierung, Tensidanwendung, mikrobiologische Dechlorierung und analytische Umweltüberwachung charakterisiert.
Welche Rolle spielt das Tensid bei der Mobilisierung?
Das Tensid fungiert als Lösungsverteiler und Transportmittel, indem es durch Mizellenbildung PCE-Moleküle einschließt und so aus der Bodenmatrix löst.
Wie beeinflusste der "Reaktorunfall" die Versuchsdaten?
Durch die kurzzeitige Verwendung einer zu niedrig konzentrierten Tensidlösung wurde die Mobilisierungsrate reduziert, was als Referenzpunkt für die Notwendigkeit korrekter Dosierung diente.
Warum wurden keine signifikanten Mengen an TCE gefunden?
Das TCE lag in der Regel nahe am Nullpunkt, was auf eine sehr schnelle Dechlorierung zu cis-DCE hindeutet, sodass TCE kaum als Zwischenprodukt akkumuliert.
Welche Bedeutung hat der Sauerstoffgehalt?
Der Sauerstoffgehalt im Bodenmodell beeinflusst die anaeroben Abbauprozesse; ein leichter Anstieg korreliert mit der Bildung und dem Abbau von Metaboliten.
- Arbeit zitieren
- Nargiza Cakir (Autor:in), 2018, Abbau von chlorierten Kohlenwasserstoffen durch den Einsatz naturverwandter Tenside im Bodenmodell, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1163175
