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TU Berlin

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Organische Analyse komplexer Abwässer - Reststoffe in Abwässern der Textilveredelungsindustrie Identifizierung polarer Abwasserinhaltsstoffe unter Einsatz der Massenspektrometrie

  • Finanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (Sfb 193, Teilprojekt A14; 2000-2001)
  • Projektleitung: Dr.-Ing. T. Reemtsma, Prof. Dr.-Ing. M. Jekel
  • Bearbeitung: Dipl.-Chem. Markus Stüber

Im Teilprojekt A14 des Sonderforschungsbereichs 193 werden Fragestellungen aus dem Bereich der Analytik hochpolarer aromatischer Organika in komplexen Abwassermatrizes bearbeitet. Schwerpunkte bilden hier die sulfonierten Aromaten und die komplexbildenden Phosphonate.

Den Sulfonaten kommt in Folge ihres breiten Einsatzes in vielen industriellen Prozessen eine besondere Relevanz für die Beurteilung von Abwasser und Abwasserbehandlung zu. Einsatzfelder sind die Textilindustrie, die Baustoffindustrie sowie die chemische Industrie. Die Methoden zur Analyse aromatischer Sulfonate in Abwassermatrizes durch Einsatz der Kopplung von Flüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie sind, auch durch eigene Arbeiten, gut entwickelt. Damit können weitere Fragestellungen zum Verhalten aromatischer Sulfonate in der biologischen und oxidativen Abwasserbehandlung angegangen werden.

Phosphonate stellen eine weitere, sehr polare Stoffgruppe dar, die in der Textilveredelung eingesetzt wird, aber auch in vielen anderen industriellen Produktionsprozessen als Antiscaling-Mittel, als Korrosionsinhibitor oder als Zusatz in Wasch- und Reinigungsmitteln. Der Einsatz der Phosphonate hatte nach der Diskussion um Gewässer-Eutrophierung durch Phosphate zugenommen und erschien insofern vorteilhaft, als aus ihnen kein Phosphat freigesetzt wird. Dies impliziert allerdings, daß die Phosphonate mikrobiell nicht oder nur sehr langsam abgebaut werden. Die Elimination in Kläranlagen liegt für die verschiedenen Vertreter der komplexierenden Phosphonate bei 50-80%. Sie scheint trotz der sehr hohen Polarität der Phosphonate auf Sorption zu beruhen, für die ionische Wechselwirkungen oder Kalziumkomplexierung ursächlich sein dürften.

Die Analytik der Phosphonate ist durch ihre Polarität und die fehlenden Chromophore stark erschwert. Ein geeigneter analytischer Ansatz sollte die Kopplung von Flüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie (LC-MS) sein. Die Analyse der Phosphonsäure-Komplexbildner erfordert vielfältige methodische Entwicklungen von der Extraktion über die Chromatographie bis hin zur massenspektrometrischen Detektion. Wegen der sehr hohen Polarität sind insbesondere die Aufkonzentrierung und die chromatographische Trennung erschwert.

Es sollen Untersuchungen zur aeroben Abbaubarkeit verschiedener Phosphonate durchgeführt werden. In Kooperation mit verschiedenen anderen Projekten des Sfb 193 wird auch die oxidative Entfernbarkeit der Phosphonate im Reinstoff-System untersucht und das Ausmaß und die Ursache der sorptiven Entfernung der verschiedenen Phosphonate in der biologischen Abwasserbehandlung mit Hilfe von Sorptionsversuchen untersucht.

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