Projekt 08156/03

Förderschwerpunkt Holz: Mobile Multidetektor-Schnellanalyse zur Sortierung von mit Holzschutzmitteln behandeltem Altholz

Projektdurchführung

MOBILAB Hamburg MM1 Umweltanalytik GmbH
Zum Fürstenmoor 11
21079 Hamburg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Ziele des Holzschutzmittelprojektes III ergeben sich in der Weiterentwicklung des Entwicklungsstandes der vorangegangenen Projekte. Dazu gehörte bei der handgehaltenen RFA:
Einholen der Genehmigungen, Inbetriebnahme und Kalibrierung , Umgang mit der Maschine.
Für das Ionenmobilitätsspektrometer ergaben sich folgende Fragestellungen
Optimierung der Langzeitstabilität, Verringerung des Memoryverhaltens, Mobilität des IMS (Akkubetrieb des IMS und Einbau in einen Transportkoffer).
Steigerung der Leistungsfähigkeit als PCP-Detektor.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenRFA NITON 700
Die Genehmigung kann einfacher eingeholt werden, da bereits grundlegende Erfahrungen durch das Einholen der Genehmigung für das Ionenmobilitätsspektrometer vorhanden ist.
Grundlegende Erfahrung im Umgang mit der energiedispersiven RFA (Spectrace 6000) sind vorhanden. Kalibrierproben sind im Rahmen eines UBA-Projektes hergestellt worden und können sofort benutzt werden.
Dadurch wurde nur eine kurze Einarbeitung benötigt, die sich hauptsächlich auf die Erlernung der Software beschränkte. Vergleichsmessungen konnten mit der Spectrace 6000 sofort durchgeführt werden.

Ionenmobilitätsspektrometer
Das heiße IMS hat eine eingeregelte Driftraumtemperatur von 100 °C, und einen beheizten Reaktionsraum von 150 °C. Die vorgeschaltete Thermodesorptionseinheit wird bei 200 °C betrieben. Um den benötigten hohen Stromverbrauch zu liefern, wurde das IMS mit zwei Netzgeräten betrieben. Das IMS wird zusammen mit Akkus (10 Ah) und den erforderlichen elektronischen Bauteilen zur Spannungsregelung sowie einem Sub-Notebook zur Steuerung in einen Koffer eingebaut. Dadurch ist das IMS kompakt, stoßgeschützt und kann einfach transportiert werden. Aufgeladen werden die Akkus an einem Netzgerät.
Die Messungen werden wie folgt durchgeführt:
Die Proben werden mit einem Forstnerbohrer gewonnen. Holzspäne werden entnommen, in ein Glasröhrchen überführt, im Thermodesorber erhitzt und das heiße Meßgas in das IMS gedrückt. PCP wird anhand seiner Drift-Zeit im IMS-Spektrum erkannt.


Ergebnisse und Diskussion

Die NITON RFA ist ein Handgerät. Das Gerät kann zur Meßprobe getragen werden. Durch Auflegen auf die Oberfläche wird die Messung gestartet. Nach drei Sekunden bei hoher Belastung oder 40s bei niedrigen Analytgehalten kann das Analysenergebnis abgelesen werden. Intern werden die Meßdaten in einem integrierten Datenlogger gespeichert. Dadurch ist dieses Gerät eine hervorragende Ergänzung zum IMS mit einem ausreichender Qualitätssicherung.

Das IMS hingegen kann durch den Umbau zum tragbaren Gerät direkt an die Proben gebracht werden. Die Proben müssen zwar nach wie vor gewonnen werden, jedoch kann ohne Vorlaufzeit vermessen werden, da durch die genügende Akkukapazität das Gerät im heißen Zustand in Einsatz gebracht werden kann. Speziell Pentachlorphenol kann durch die in die Software integrierte Datenbank innerhalb von wenigen Sekunden identifiziert und quantifiziert werden. Die Analysenläufe werden automatisch gespeichert und können nachträglich bearbeitet werden. Die Analysenergebnisse wurden durch den Multidetektor GC, bzw. durch Gaschromatographie/Massenspektroskopie überprüft und demonstrieren die Wirksamkeit der Methode.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Vorstellung der Kabeltrommelsortierung in Las Vegas. Demonstration von IMS und RFA im Umweltbundesamt (Berlin), Demonstration beim Bundesverband Altholzverwerter in Koblenz, Beitrag in Initiativen zum Umweltschutz Altholzverwertung Probleme und Lösungen


Fazit

Die Geräte haben sich im Feldtest bewährt. Mit dem IMS sind unter harten Bedingungen über 1000 Analysen durchgeführt worden. Der Nachweis von Pentachlorphenol (PCP) innerhalb von Sekunden durch die Ionenmobilitätsspektroskopie im Altholz stellt derzeit bei ausreichender Nachweisstärke die schnellste auf dem Mark befindliche Methode dar.