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Neues aus der Forschung

Analytik


Entwicklung von Analyseverfahren für Plastikpartikel



Raman-Mikrospektroskopie

Ein Analyseverfahren zur Bestimmung von Mikroplastik in industriellen Abwässern mittels Raman Mikrospektroskopie entwickelt im Rahmen des Verbundprojekts „EmiStop“ das Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik (IUVT) der Hochschule RheinMain. Hierfür ist eine Abtrennung/Zerstörung von natürlichen organischen sowie von anorganischen Stoffen wie Sand und Algen Voraussetzung für eine zuverlässige Messung. Dies wird durch eine chemische und physikalische Behandlung der Proben gewährleistet. Aktuelle Versuche zeigen, dass aufgrund der hohen Partikelkonzentrationen nur sehr kleine Probenvolumina untersucht werden können. Für eine Untersuchung dieser kleinen Volumina wird ein aliquoter Teil aus einer suspendierten Probe entnommen.

Mithilfe von fluoreszierenden Kunststoffpartikeln werden aktuell die komplexen Fragestellungen der Homogenisierung der Probe sowie die Entnahme einer repräsentativen Teilmenge in aufwändigen Versuchsreihen untersucht. 

Mobirise
Nach der chemisch/physikalischen Probenbehandlung wird das Mikroplastik auf einer Fläche von 8 mm Durchmesser auf einem Siliziumfilter aufkonzentriert. Die Analyse mittels Ramanspektrometer ist sehr zeitaufwendig. Es können nur Teilflächen des beladenen Filters analysiert werden, die anschließend auf die gesamte Filterfläche hochgerechnet werden.

Für eine repräsentative Analyse wurde ein Schachbrettmuster entwickelt, welches die zu analysierende Fläche um 50 % reduziert.
Parallel wird an einer automatisierten Analysemethode mittels Partikelerkennung gearbeitet. Durch eine selektive Messung der Partikel könnte die Analysezeit signifikant reduziert werden.  

Mobirise

Dynamische Differenzkalorimetrie

Ein Analyseverfahren von schmelzfähigen Kunststoffen entwickelt die TU Darmstadt, Fachgebiet Abwasserwirtschaft. Gemeinsam mit den Projektpartnern HSRM und TU-AT wurden zwei Industriepartner auf Mikroplastikemissionen untersucht. Für die DSC-Analyse wurden die Proben im Labor chemisch und physikalisch aufbereitet. Darüber hinaus wurde am Ringversuch zu thermoanalytischen Messverfahren "Microplastics (< 500 µm) in Suspended Particulate Matter" teilgenommen.

Mittels DSC aufgenommene Schmelzpeaks verschiedener Kunststoffe. Schmelzpeaks sind stoffspezifisch, sodass durch Integration der Peakfläche auf die Masse des jeweiligen Kunststoffes in der Probe rückgeschlossen werden kann.

Mobirise

Identifikation industrieller Eintragspfade

Die TU Darmstadt, Fachgebiet Abwassertechnik hat zusammen mit weiteren Projektpartnern mehrere Unternehmen gewinnen können. Es wurden erste Betriebsbegehungen und Beprobungen bei einem Masterbatchhersteller, einem Industrieparkbetreiber und einer Silowaschanlage durchgeführt.

Durch Begehungen und Beprobungen eines Masterbatchherstellers haben sich Umschlagsflächen, Standflächen von Abfallmulden, Umfüll-, Abpack- und Transportprozesse von Materialien als relevante Eintragspfade, vor allem in Regenwassersysteme, herausgestellt. Die Emission von MP scheint bei vielen Quellen stark von der Durchführung der Betriebsmitarbeiter abzuhängen. Diese Tendenz zeigen auch erste Versuche zum Kunststoffeintrag von benutzten Absacktrichtern in Regenwassersysteme.
Durch intensiven Austausch mit dem Projekt RAU wurde ein Konzept zur Überprüfung der Durchführbarkeit von Flächenbeprobungen im Rahmen von EmiStop erarbeitet. Die Betriebsbegehung einer Silowaschanlage hat die Wichtigkeit von Bodenbeprobungen zur vollständigen Bewertung von allen Eintragspfaden bestätigt.
Für verschiedene Probenahmeorte wurden verschiedene Lösungsansätze getestet und die Notwendigkeit einer einheitlichen Probenahmestrategie erkannt. Hierzu fand ein erster Austausch mit den betroffenen Projektpartnern statt.

Stand: Januar 2019