Auswirkung von Luftschadstoffen
Mein Thema (Auswirkung von Luftschadstoffen: Vergleich von schwarzen Krusten auf Kalkstein aus verschiedenen industriellen, städtischen und ländlichen Umgebungen Mitteleuropas) behandelt ein Phänomen, welches vielerorts zu beobachten ist. An den europaweit unterschiedlichsten Stellen kann eine schwarze Verfärbung von Gesteinsoberflächen wahrgenommen werden.
Mit den Schadensformen auf Grund von Luftverschmutzung und den physikalisch-chemischen Veränderungen wurde sich bereits in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts befasst. Nach Fitzner et al. 1996, gliedern sich die visuell zu beobachtenden Schadensformen in 7 Gruppen. Die Krusten gehören neben Verfärbungen, Verschmutzungen, Effloreszenz und biologischer Besiedlung zur Gruppe der sogenannten Farbänderungen/Ablagerungen. Die häufigste Zerstörungsart von Kalksteinen ist die Bildung schwarzer Krusten, die in Trocken- und Feuchtkruste unterschieden werden kann. Während die Trockenkruste aus Gips (Del Monte et al. 1981) besteht, enthält die Feuchtkruste einen hohen Anteil an biologischer Substanz (Snethlage 2008). Bei der Trockenkrustenbildung entsteht aus der Reaktion von CaCO3 (Calcit) mit SO2 (Schwefeldioxid) auf den Gebäudeoberflächen CaSO4*H2O (Gips).
Zur Ergänzung dieses Themas, überprüfte ich die durch Luftverschmutzung verursachten Beschädigungen von Oberflächen aus Kalkstein. Hierzu habe ich zahlreiche Proben aus verschiedenen industriellen, städtischen und ländlichen Umgebungen Mitteleuropas entnommen. Sie entstammen von Denkmälern, Stadtmauern und Einfassungen aus Kalkstein, an deren Oberfläche gipshaltige, schwarze Krusten vorliegen. Ich habe insgesamt 157 Proben aus 5 europäischen Ländern (Deutschland, Ungarn, Belgien, Polen, Tschechien), aus 20 Städte und 15 Steinbrüchen gesammelt und zudem 5 Proben aus Italien und Frankreich bekommen, aus welchen 55 repräsentative ausgewählt wurden. Die Probenpräparation erfolgte dergleichen, dass zu den meisten Proben sowohl eine Untersuchung der Kruste, als auch der darunterliegenden Gesteinsschicht möglich war.
Die Proben wurden im Hinblick auf ihre chemische und mineralogische Zusammensetzung, sowie der Gehalte an polyzyklisch aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) und Schwermetallen untersucht und hinsichtlich ihrer unterschiedlichen Ursprungsgebiete verglichen. Zur Untersuchung des Gefüges der Proben werden 3 verschiedene Methoden der Mikroskopie (POL, KL, REM) verwendet. Die mineralogische und chemische Zusammensetzung wurde anhand von 4 analytischen Techniken (XRD, LA-ICP-MS, IC, GC-MS) bestimmt.
Ziel meiner Arbeit war es, die Wechselwirkung zwischen Schadstoffen aus der Luft und der Gesteinsoberfläche zu analysieren und hinsichtlich ihrer tatsächlichen Wirkungsmechanismen zu ergänzen und zu präzisieren.