Aerosol basierte Eliminierung von per- und polyfluorierten Tensiden aus wässrigen Lösungen

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Ina Ebersbach

Perfluorierte und polyfluorierte Tenside (PFT) sind in den letzten Jahren verstärkt in der Öffentlichkeit diskutiert worden und waren Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Untersuchungen. Diese Tenside werden während des Verchromungsprozesses als Netzmittel eingesetzt und verhindern die Freisetzung von giftigen Chrom(VI) Aerosolen. Seit einigen Jahren wird zu diesem Zweck das alternative Netzmittel 6:2 Fluortelomersulfonat (6:2 FTS) eingesetzt. Bisher ist jedoch nur wenig über das Umweltverhalten dieser Verbindung bekannt, sie trägt jedoch jetzt schon erheblich zur Fracht von PFT in industriellen Abwässern bei. Die betriebliche Abwasserreinigung in Galvaniken ist jedoch nicht für den Rückhalt dieser Verbindung ausgelegt, so dass die Einleitwerte sehr hoch sind. Zudem gibt es Hinweise, dass 6:2 FTS zu kürzerkettigen perfluorierten Verbindungen abgebaut wird, was im ersten Teil meiner Arbeit untersucht wurde.

Es wurde eine Methode zur Analytik von perfluorierten Carbonsäuren (PFCA) und Sulfonsäuren (PFSA) entwickelt und eine geeignete Aufarbeitung für chromathaltige wässrige Proben etabliert. Die Festphasenextraktion mit einer Mischphase (HLB- hydrophilic lipophilic balanced) als Phasenmaterial hat hierbei zu guten Wiederfindungsraten und Standardabweichungen geführt.

Mit Hilfe der entwickelten Methode wurden dann Spülwässer aus einem Galvanikunternehmen untersucht. Vermutlich unterliegt 6:2 FTS im Chromelektrolyten einem elektrochemischen Abbau und als Abbauprodukte werden kürzerkettige (bis C7) PFCA gebildet. Im Spülwasser der Galvanik wurden auch drei der vier untersuchten PFCA im Konzentrationsbereich von 40 - 770 ng/L quantitativ nachgewiesen.

Zur Bestätigung wurde im Labormaßstab 6:2 FTS einer Elektrolyse unterzogen und auf perfluorierte Carbonsäuren (PFBA: C4, PFPeA: C5, PFHxA: C6 und PFHpA: C7) untersucht. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Abbildung dargestellt.

 

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der 6:2 FTS-Abbau zwar stattfindet, die Menge der gebildeten Abbauprodukte bezogen auf die engesetzte Menge jedoch sehr gering sind (ca. 0,1 % nach 900 min. Elektrolyse). Trotzdem werden über das Abwasser der Galvaniken perfluorierte Tenside freigesetzt, auch wenn das eingesetzte Produkt polyfluoriert ist.

Förderzeitraum:
01.12.2011 - 30.11.2014

Institut:
Bergische Universität Wuppertal
Kommunikation und Management chemischer
Prozesse in der Industrie

Betreuer:
Prof. Dr. Hans-Willi Kling

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Publikationen:

Eliminierung von Fluortensiden und analytische Bestimmung
Eliminierung von Fluortensiden und analytische Bestimmung