Projekt 08229/01

Förderschwerpunkt Holz: Analytische Begleitung und Qualitätskontrolle beim Methodenvergleich Schnellanalytik Altholz (Ergänzungsantrag: Altholzprobensammlung)

Projektdurchführung

Technische Universität BraunschweigInstitut für ökologische Chemie und Abfallanalytik
Hagenring 30
38106 Braunschweig

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Für das Verbundprojekt Schnellanalytik Altholz werden gut charakterisierte reale Althölzer benötigt, die in einer Probensammlung den Projektbeteiligten zur Verfügung gestellt werden. Ein bedeutender Schwerpunkt der 2. Projektphase soll der frühzeitige Übergang auf reale Altholzproben sein. Es ist vorgesehen, die Schnellmethoden einerseits direkt vor Ort einzusetzen. Andererseits ist es notwendig, analytisch charakterisierte reale Altholzproben allen Projektbeteiligten zur Verfügung zu stellen. Hierbei werden stückige Proben entsprechend ihrer Sortimentzugehörigkeit oder der Einbausituation (geordneter Rückbau), gesammelt und am Institut für Ökologische Chemie und Abfallanalytik der TU Braunschweig auf ihren möglichen Holzschutzmittelgehalt untersucht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen des Projektes sollen möglichst zügig die bereits einsatzfähigen Schnellmethoden in der Praxis getestet werden. In Abhängigkeit vom Entwicklungsstand der Geräte sollen diese möglichst direkt vor Ort, z.B. auf Altholzsammelplätzen (INFA) oder dem geordneten Rückbau (intecus) getestet werden. Bei beiden Fällen ist es notwendig, die in den zu untersuchenden Hölzern vorliegenden Rückstandsgehalte (organische und anorganische HSM) mit Hilfe der herkömmlichen evaluierten Laboranalytik zu bestimmen.
Durch eine kleine Arbeitsgruppe (INFA, BFH, TU-BS) erfolgt die praxisnahe Auswahl einer genügend großen Anzahl von Altholzproben, die für Untersuchungen mittels der Schnelltestverfahren zu Verfügung stehen sollen. Die gewonnenen Altholzproben werden in eine Altholzprobensammlung integriert, und nach repräsentativer Probenteilung erfolgt eine chemisch analytische Charakterisierung jeweils einer Teilprobe mit Hilfe der an der TUBS aufgebauten Laboranalytik. Die anderen Teilproben der Altholzproben werden den Schnellanalysen-Methodenentwicklern zur Verfügung gestellt.
Werden von den Anwendern der Schnelltestmethoden abweichende Untersuchungsergebnisse erzielt, können auf kurzem Wege mit Hilfe zusätzlicher Untersuchungen die Ursachen der Unterschiede aufgeklärt werden. Hilfreich kann hier die Bestimmung von möglichen Interferenzen oder der Eindringtiefen der HSM sein.


Ergebnisse und Diskussion

Am 01.07.97 erfolgte eine erste Auswahl realer Althölzer zur parallelen Analyse sowohl durch die Anbieter schnellanalytischer Systeme, als auch durch die Referenzanalytik. Die Auswahl der Proben erfolgte in Zusammenarbeit mit der BFH an der Altholzanlieferung der Mülldeponie der Stadt Münster nach den Erfordernissen einer parallelen Untersuchung durch mehrere Institute, d.h. Auswahl von Proben entsprechender Größe und (optisch) möglichst homogener Anstriche. Um die Anzahl der Negativbefunde bei diesen Proben möglichst gering zu halten, wurden zunächst gezielt Hölzer mit einer sichtbaren Behandlung (Anstrich) ausgewählt, um so eine möglichst große Zahl mit HSM-Wirkstoffen belasteter und charakterisierter Altholzproben zu erhalten. Insgesamt wurden hierbei 21 Althölzer ausgewählt, die von der TUBS sowohl auf organische als auch auf anorganische HSM-Wirkstoffe untersucht wurden. Den übrigen Projektteilnehmern standen die Proben zur Geräteoptimierung und Anpassung an die Matrix realer Althölzer zur Verfügung. Die Referenzanalysen erfolgten hierbei mit Hilfe der von der TUBS entwickelten und optimierten Methoden über GC/ECD, GC/MS und ICP/AES. Trotz der optischen Vorsortierung wurden lediglich in 3 der 21 untersuchten Proben organische Wirkstoffe oberhalb 5 mg/kg nachgewiesen. Im Einzelnen waren dies die organischen Wirkstoffe PCP, Lindan und Dichlofluanid. Die Konzentration einiger anorganischer Holzschutzmittelwirkstoffe (As, Cu, Cr, Hg) erwies sich in 4 der untersuchten Proben als höher als die in der Vorschlagsliste der LAGA (Länderarbeitsgemeinschaft Abfall) von 1996 festgesetzten Richtwerte. Der Großteil der hier untersuchten Altholzproben war demnach frei von einer Belastung mit den hier untersuchten Wirkstoffen.
Bei den ersten Praxisversuchen vom 27./28.05.98 wurden auf dem Gelände der Mülldeponie der Stadt Münster reale Althölzer unterschiedlicher Herkunft, Recyclinghof oder Baustellenabfall, von der INFA vorsortiert und den Projektteilnehmern zur Verfügung gestellt. Bei der Auswahl der Hölzer wurde wiederum darauf geachtet, dass diese nach optischen Gesichtspunkten einen möglichst homogenen Anstrich aufwiesen, um so allen Projektteilnehmer möglichst gleiche Proben zur Verfügung zu stellen. Dieser Feldversuch wurde von der TUBS als Referenzanalytik begleitet, indem aus diesen Altholzproben eine Teilmenge von 52 Proben ausgesucht wurde, die wiederum auf 14 organische sowie 8 anorganische Wirkstoffe untersucht wurde. Bei dieser Teilmenge handelte es sich hauptsächlich um diejenigen Althölzer, bei denen über schnellanalytische Verfahren eine HSM-Belastung festgestellt worden war. Die von der TUBS erhaltenen Messergebnisse konnten anschließend mit denen der schnellanalytischen Verfahren verglichen werden und wurden auf einer Projektsitzung in Hamburg am 19.10.98 diskutiert. Ein Großteil der untersuchten 52 Proben wies eine Belastung mit Pentachlorphenol auf. Die von der Referenzanalytik erhaltenen PCP-Messwerte stimmten dabei zum überwiegenden Teil mit denen des Projektpartners MOBILAB überein. Bei dem Ergebnisvergleich der Messergebnisse anorganischen HSM-Wirkstoffe wurden hingegen häufiger als bei den PCP-Messwerten erhebliche Abweichungen festgestellt. Diese Abweichungen zeigten sich sowohl im Vergleich der schnellanalytischen Systeme untereinander als auch im Vergleich mit den Messergebnissen der Referenzanalytik. Aufgrund der Vermutung, dass die Ursache hierfür hauptsächlich in der Inhomogenität der Proben zu suchen ist, wurde ein weiterer Ringversuch zur Altholzanalyse mit genau definiertem Ort der Beprobung auf der Oberfläche der Hölzer vereinbart. Darüber hinaus werden zur Zeit von der TUBS sowohl organische als auch zum Teil anorganischen Analysen von Spanproben als Mischfraktionen durchgeführt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Teile der Ergebnisse dieser Arbeit wurden im Sommer 1998 im Rahmen der GDCh-Tagung Umwelt und Chemie-Innovation und Produktdesign, 27/30 Sept. 1998 in Karlsruheveröffentlicht:
M. Bahadir, W. Lorenz, T. Stratesteffen: Methodenentwicklung zur simultanen chromatographischen Bestimmung organischer Holzschutzmittel für das Altholzrecycling, Jahrestagung der GDCh-FG Analytische Chemie, 30.09.-01.10.1998 Karlsruhe (Vortrag), Kurzreferat-Band, S.11 (1998)


Fazit

Die bei der Erstellung der Altholzprobensammlung ermittelten Messwerte der Projektteilnehmer wurden mit denen der Referenzanalytik verglichen und Abweichungen diskutiert. Diese Probensammlung steht nunmehr für den künftigen Zugriff durch Dritte in Ökochemie der TU Braunschweig zur Verfügung.