Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bauabf\u00e4lle entstehen bei Bau- und Abrissma\u00dfnahmen im Hoch- und Tiefbau. Nahezu die H\u00e4lfte der Abfallgesamtmenge, die in der Bundesrepublik allj\u00e4hrlich anf\u00e4llt entstammt dem Bereich der Bauabf\u00e4lle. Diese Bauabf\u00e4lle sollen im Sinne des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes nicht deponiert, sondern als Recyclingbaustoffe wiederverwendet werden. Dabei bestehen f\u00fcr diese Stoffe die gleichen bautechnischen Anforderungen wie f\u00fcr Prim\u00e4rbaustoffe. Zus\u00e4tzlich ist die Umweltvertr\u00e4glichkeit nachzuweisen. In diesem Zusammenhang ist es Ziel dieses Vorhabens, eine Schnellanalytik zu entwickeln, mit deren Hilfe bereits vor Ort entschieden werden kann, in welchem Ma\u00dfe ein Sekund\u00e4rbaustoff kontaminiert ist. Dabei ist eine Einteilung in die Zuordnungswerte der Technischen Regeln Bauschutt nach LAGA bereits vor Ort angestrebt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Durchf\u00fchrung der Untersuchungen erfolgte in zwei Phasen. In der ersten Phase wurden, nach einer Literaturrecherche, Methoden ausgew\u00e4hlt, die den Kriterien einer Schnellanalytik entsprechen und bereits Anwendung in anderen Bereichen der Analytik finden. Im Labor wurden diese Methoden auf Ihre Anwendbarkeit auf Bauabf\u00e4lle, insbesondere Bauschutt, untersucht. Der Parametersatz ergab sich dabei aus den in den LAGA – Technischen Regeln Bauschutt – geforderten Analysen f\u00fcr nicht aufbereiteten Bauschutt aus Eluaten und Feststoffen. Erprobt wurde die Schnellelution mittels Ultraschallbad im Vergleich zum DEV-S4 Verfahren. Aus diesen Eluaten wurden die Parameter, pH-Wert, Leitf\u00e4higkeit, Chlorid, Sulfat, Phenolindex und Kupfer mittels K\u00fcvettenschnelltests und zum Vergleich mit DIN-Methoden, bestimmt. F\u00fcr den Parameter PAK wurde die Methode der Schnellextraktion im Ultraschallbad erprobt und optimiert. Zur Schnellanalyse der PAKs sind immunochemische Schnelltests und die Methode der D\u00fcnnschichtchromatographie, wie sie zur Bestimmung der PAKs aus Trinkwasser nach TVO bekannt ist, untersucht worden. Als Referenzmethode diente die HPLC mit vorgeschalteter Soxhlet-Extraktion. Nach Pr\u00fcfung der Anwendbarkeit dieser Methoden auf die Untersuchung von Bauschutt, wurden die Methoden optimiert. In der zweiten Phase fanden die Schnellmethoden erste Anwendung vor Ort, auf mehreren Baustellen und einer Recyclinganlage. Zu diesem Zweck wurde ein Laborcontainer mit den zur Durchf\u00fchrung der Vor-Ort-Analytik ben\u00f6tigten Materialien ausgestattet und jeweils per Tieflader versetzt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die erste Phase der Untersuchungen fand im Laborma\u00dfstab statt. Zun\u00e4chst fand ein Vergleich zwischen dem standardisierten DEV-S4 Verfahren und der Elution im Ultraschallbad statt. Hierbei fand die st\u00e4rkere Zerkleinerung des Probematerials im Ultraschallbad ebenso Ber\u00fccksichtigung, wie auch der Einfluss unterschiedlicher Korngr\u00f6\u00dfen auf das Ergebnis der Elution. Beim Verfahren der Schnellelution war die Behandlungsdauer ein entscheidender Faktor. Eine Behandlungsdauer von 20 Minuten erwies sich als optimal. Gegen\u00fcber dem DEV-S4 Elutionsverfahren zeigten die aus den Schnelleluaten bestimmten Parameter leichte Minderbefunde. Die bis hierher mittels DIN-Analytik bestimmten Parameter sollten im fol-genden durch leichter, auch von angelerntem Personal, durchf\u00fchrbare Analysenmethoden ersetzt wer-den. Hierzu wurden die bereits aus der Wasser- und Abwasseranalytik bekannten K\u00fcvettenschnelltests f\u00fcr die Parameter Chlorid, Sulfat, Phenol und Kupfer eingesetzt. Im Vergleich zur DIN-Analytik zeigten die aus den Schnelleluaten mittels K\u00fcvettenschnelltest bestimmten Parameter leichte Minderbefunde. F\u00fcr die Parameter Chlorid und Sulfat k\u00f6nnen die Ergebnisse dieser Untersuchungen als vertretbar angesehen werden, da es sich bei der Schnellbestimmung von Bauabf\u00e4llen um ein Verfahren mit Anspruch auf semiquantitative Ergebnisse handelt. In der zweiten Phase, den Vor-Ort-Untersuchungen, best\u00e4tigte sich das Ergebnis. Ungeeignet scheint die Methode zur Zeit noch f\u00fcr die Parameter Kupfer und Phenol, bestimmt als Phenolindex. Die Ergebnisse wiesen in bezug auf diese Parameter starke Minder- bzw. Mehrbefunde im Vergleich zur DIN-Analytik auf. Die ultraschallunterst\u00fctzte Schnellelution und die Schnellanalytik mittels K\u00fcvettentests kann jedoch generell als praktikabel f\u00fcr den Vor-Ort-Einsatz angesehen werden, auch wenn noch weiterer Optimierungsbedarf bis zur Erzielung der Marktreife besteht.<\/p>\n
Ein weiterer wichtiger Parameter zur Beurteilung der Wiederverwertbarkeit von Bauabf\u00e4llen ist der Parameter PAKs. Auch hier galt es geeignete Methoden zur Vor-Ort-Anwendung zu untersuchen. Als Referenzverfahren diente die HPLC mit vorgeschalteter Soxhlet-Extraktion. Auf bestehende Verfahren konnte nach eingehender Literaturrecherche nicht oder nur bedingt zur\u00fcckgegriffen werden, da die Verfahren hinsichtlich der Genauigkeit, der einfachen Handhabung, des Zeitaufwandes und der Kosten den Anfor-derungen einer Schnellanalytik nicht gen\u00fcgten. Die d\u00fcnnschichtchromatographische Bestimmung der PAKs entsprechend der TVO erwies sich nach Adaption als geeignete Methode. Mittels realer und so-genannter synthetischer Proben mit teilweise problematischer Matrix wurde das Verfahren untersucht. Zur Unterdr\u00fcckung der Matrixeffekte wurden die Ergebnisse verschiedener Extraktionsmittel (n-Hexan, Toluol, Acetonitril, Aceton und Methanol) miteinander verglichen. Die Verwendung von Aceton erm\u00f6g-lichte eine geringf\u00fcgig h\u00f6here Extraktionsausbeute, jedoch lie\u00dfen sich bei der Vor- Ort- Anwendung In-terferenzen der Signale nicht ausschlie\u00dfen. Zur Schnellextraktion der PAKs aus Bauabfallproben konnte auf ein Ultraschallbad nicht verzichtet werden. Dies ergab eine Untersuchung unterschiedlicher Extrakti-onszeiten sowohl im Ultraschallbad, als auch durch Sch\u00fctteln per Hand. Zur chromatographischen Trennung eigneten sich Aluminiumoxid beschichtete DC-Platten mit einem Laufmittelgemisch aus n-Hexan\/Toluol (9+1). HPTLC-Fertigplatten, deren chromatographisches Trennprinzip auf der Bildung von Charge-Transfer-Komplexen beruht, erwiesen sich f\u00fcr diese Anwendung als ungeeignet. Anhand realer Extrakte wurde im Labor somit ein Verfahren erarbeitet, welches einerseits eine Trennung von PAKs von zum Teil stark st\u00f6renden Begleitsubstande erm\u00f6glichte und andererseits mit einem Zeitaufwand von ca. 30 Minuten die an ein Schnellverfahren gestellten Anforderungen weitgehend erf\u00fcllt. Es besteht jedoch nach wie vor noch erheblicher Forschungsbedarf hinsichtlich der Chromatographie wie auch der Entfernung von St\u00f6rstoffen, die die semiquantitative Auswertung der Chromatogramme behindern.
\nDas ebenfalls eingesetzte immunochemische Verfahren konnte nicht eindeutig auf seine Eignung f\u00fcr die Analyse von Bauabf\u00e4llen beurteilt werden. Die Absch\u00e4tzung der Kontaminationsbereiche erwies sich als schwierig. Hinsichtlich des Kosten- und Zeitaufwandes je durchzuf\u00fchrender Analyse erf\u00fcllte die Methode die gestellten Vorgaben.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vorstellung des Projektes als Poster und Informationsblatt auf der IFAT `99 in M\u00fcnchen<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die in diesem Projekt untersuchten schnellanalytischen Methoden zur Vor-Ort-Analytik von Bauschutt konnten noch nicht abschlie\u00dfend zur Marktreife gef\u00fchrt werden. Es besteht noch weiterer Forschungsbedarf, um mit den zum Teil hier bereits erfolgreich eingesetzten semiquantitativen Verfahren, reproduzierbare und validierbare Aussagen bez\u00fcglich einer Eingruppierung gem\u00e4ss den Zuordnungswerten Z0 bis Z5 nach LAGA treffen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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