Analyse und Elimination von perfluorierten Tensiden in den Abw\u00e4ssern der GalvanikPerfluorierte Tenside zeigen durch ihre hohe Stabilit\u00e4t, die F\u00e4higkeit zur Bioakkumulation und ihre toxikologischen Eigenschaften ein problematisches Verhalten in der Umwelt. Einige Industriezweige, wie z.B. Galvaniken, k\u00f6nnen jedoch aus Mangel an alternativen Produkten nicht auf den Einsatz dieser Stoffe verzichten. Das f\u00fcr den Verchromungsprozess wichtigste perfluorierte Tensid ist das Perfluoroctansulfonat (PFOS), dessen technische Formulierungen meist zus\u00e4tzlich geringe Mengen an Perfluorbutansulfons\u00e4ure (PFBS) enthalten. Als Alternative zu den perfluorierten Netzmitteln wird derzeit das teilfluorierte 6:2 Fluortelomersulfonat (6:2 FTS) eingesetzt.F\u00fcr die weiteren Untersuchungen wurde zun\u00e4chst eine analytische Methode entwickelt, die eine selektive und sensitive Bestimmung von PFBS, PFOS und 6:2 FTS in den chromathaltigen Prozessw\u00e4ssern der Galvanik erlaubt. Die Tenside werden dabei zun\u00e4chst mit einer Fl\u00fcssig-Fl\u00fcssig-Extraktion unter Einsatz eines Ionenpaarreagenzes von der salzhaltigen Matrix abgetrennt und anschlie\u00dfend mit LC-MS erfasst. Diese Methode zeigt eine gute Reproduzierbarkeit und hohe Wiederfindungsraten von 82 \u0096 118 %.Ein Ziel der Arbeit bestand darin PFOS und 6:2 FTS aus den Prozessw\u00e4ssern der Galvanik im Teilstrom abzutrennen. Dazu wurde die Adsorption der Tenside auf Aktivkohle und Anionentauschern untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass PFOS und 6:2 FTS sowohl auf Aktivkohle als auch auf Ionentauschern bevorzugt an ionischen Funktionen adsorbieren und in geringem Umfang auch unpolare Wechselwirkungen eingehen. Der Einfluss der chromhaltigen Matrix auf die Adsorption wurde anhand von verschieden konzentrierten L\u00f6sungen untersucht. Erwartungsgem\u00e4\u00df verschlechtert sich die Adsorptionsrate der PFT bei hohen Chromatgehalten. Dieser Effekt ist bei den Tensiden PFBS und 6:2 FTS st\u00e4rker ausgepr\u00e4gt als bei PFOS. F\u00fcr die Entwicklung einer Methode zur Teilstrombehandlung wurde im Laborma\u00dfstab eine kontinuierliche Prozessstromreinigung unter verschiedenen Bedingungen simuliert. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Adsorption sehr geringer Tensidmengen auf Aktivkohle mit hoher Effizienz gelingt. Bei der Adsorption gr\u00f6\u00dferer Mengen an PFT hingegen l\u00e4sst sich aus den aufgenommenen Adsorptionsisothermen ableiten, dass die Ionentauscher im Vergleich mit der Aktivkohle h\u00f6here Kapazit\u00e4ten und Affinit\u00e4ten besitzen. Dies gilt insbesondere f\u00fcr die Adsorption von PFOS, das in einem Technikumsversuch auch aus chromathaltiger L\u00f6sung (bis 4,0 g\/l Chrom(VI)-oxid) mit vergleichsweise hoher Effizienz (95 %) auf Ionentauschern adsorbiert wurde. Da PFOS am besten an den Ionentauscher adsorbiert wird, ist dieses f\u00fcr ein Reinigungsverfahren besonders gut geeignet. In einigen Bereichen der Galvanik ist PFOS derzeit nicht zu ersetzten. Ein weiterer Einsatz w\u00e4re jedoch durch die Entwicklung eines funktionierenden Reinigungsverfahrens m\u00f6glich. Problematisch ist dabei die Anwesenheit des PFBS in den technischen PFOS-Formulierungen. PFBS wird von den Ionentauschern kaum adsorbiert und gelangt somit in den Abwasserstrom. Ein Reinigungsverfahren zur PFT-Elimination kann somit nur dann sinnvoll sein, wenn PFOS in reiner Form eingesetzt wird.F\u00fcr den weiteren Umgang mit den beladenen Ionentauschern stehen grunds\u00e4tzlich zwei M\u00f6glichkeiten zur Verf\u00fcgung. Einerseits kann eine Hochtemperaturverbrennung der Tenside erfolgen, so dass ein vollst\u00e4ndiger Abbau stattfindet. Andererseits k\u00f6nnen die Tenside zur\u00fcck gewonnen werden, so dass ein erneuter Einsatz im Prozess m\u00f6glich ist. Da die Elution von den Ionentauschern mit konventionellen w\u00e4ssrigen Systemen nicht gelingt, wurden andere Methoden zum Recycling untersucht. Neben dem Einsatz von ammoniakalischem Methanol stellt die Extraktion der Ionentauscher mit Ethylacetat und Tetrabutylammonium-bromid eine verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig einfache Methode zur R\u00fcckgewinnung der PFT dar. Die Methode erm\u00f6glicht es, sowohl die PFT als auch das zur Extraktion verwendete Ethylacetat zur erneuten Verwendung zu erhalten.W\u00e4hrend der vollst\u00e4ndige Abbau von perfluorierten Sulfons\u00e4uren nur mit einer aufw\u00e4ndigen Hochtemperaturverbrennung m\u00f6glich ist, wird ein Abbau von Perfluorcarbons\u00e4uren auch mit chemisch oxidativen Verfahren in der Literatur beschrieben. In dieser Arbeit wurde die Oxidation von 6:2 FTS mit Peroxodisulfat untersucht. Die dabei gefundenen Abbauprodukte legen nahe, dass der Abbau schrittweise an der Alkylkette erfolgt. Ein Vergleich mit den in der Literatur vorgeschlagenen Mechanismen zum Abbau der Perfluorcarbons\u00e4uren zeigt, dass dieser Mechanismus wahrscheinlich auch f\u00fcr das 6:2 FTS gilt. Bei der Elektrolyse von 6:2 FTS im Laborexperiment konnte ebenfalls ein teilweiser Abbau des Tensids erzielt werden. Die geringere Stabilit\u00e4t des 6:2 FTS im Vergleich mit PFOS f\u00fchrt somit vermutlich auch zu einer Zersetzung im Verchromungsprozess, durch den weitere fluorierte Produkte entstehen. Wegen des hohen Chemikalienbedarfs bei der Oxidation mit Peroxodisulfat bzw. dem nur langsam stattfindenden elektrolytischen Abbau sind beide Methoden nicht geeignet, um 6:2 FTS unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu entsorgen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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