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Analyse, Verhalten und Entfernung von Mikro-Plastik in Kläranlagen
Art der Abschlussarbeit
Bachelor
Autoren
- Schnaut, Saphira
Betreuer
- Prof. Dr. André Lerch
- Dipl.-Ing. Gerold Bönisch
Abstract
Kunststoffpartikel mit einer Größe von unter 5 mm werden Mikroplastik genannt. Sie werden beispielsweise in Kosmetikprodukten oder zum industriellen Abstrahlen verwendet und entstehen zudem aus dem Zerfall größerer Plastikpartikel. In Kläranlagen wird die Mikroplastikfracht vor allem durch die mechanische Reinigung verringert, kann jedoch nicht vollständig entfernt werden, sodass Kläranlagen aus der Sicht der Gewässer als Punktquellen für Mikroplastik angesehen werden können. Die vorliegende Arbeit vergleicht im Rahmen einer Literaturstudie die bereits durchgeführten Untersuchungen zur Analytik von Mikroplastik in Kläranlagen, da bislang kein standardisiertes Probennahmen und –analytikverfahren existiert. Es ist sinnvoll, mindestens den Zulauf, den Ablauf sowie den Klärschlamm einer Kläranlage zu beproben, um eine Aussage über die Rückhalteeffizienz der Anlage machen zu können. Hierbei
ist zu beachten, dass durch die Wahl der Probennahmegeräte, etwa der verwendeten Filter,
bereits eine Eingrenzung der zu untersuchenden Partikel vorgenommen wird. Üblich ist eine Entfernung der in den Proben enthaltenen Organik durch Säuren, Laugen oder
Wasserstoffperoxid sowie eine Dichtetrennung mittels einer Salzlösung. Der Einfluss dieser Chemikalien auf Plastik scheint unter anderem von der Temperatur abhängig zu sein und wurde für Natronlauge und Salzsäure verschiedener Konzentrationen bei Raumtemperatur untersucht. Es konnte kein deutlicher Unterschied in der Oberflächenstruktur oder im Gewicht der Partikel
festgestellt werden. Partikel können unter dem Mikroskop oder durch eine chemische Analyse, beispielsweise mit der Fourier- Transform- Infrarotspektrometrie (FT- IR) oder mit der Ramanspektroskopie bestimmt werden. Die chemische Analyse ist zu bevorzugen, da die Identifikation der Plastikpartikel damit zuverlässiger ist. Zudem sind Aussagen über die Polymersorte, aus der das Plastik besteht, über den Grad der Verwitterung und teilweise auch
über verwendete Additive möglich. Von den untersuchten weitergehenden Reinigungsstufen scheinen vor allem
Membranbioreaktoren und Scheibenfilter die Mikroplastikfracht im Abwasser verringern zu können.
ist zu beachten, dass durch die Wahl der Probennahmegeräte, etwa der verwendeten Filter,
bereits eine Eingrenzung der zu untersuchenden Partikel vorgenommen wird. Üblich ist eine Entfernung der in den Proben enthaltenen Organik durch Säuren, Laugen oder
Wasserstoffperoxid sowie eine Dichtetrennung mittels einer Salzlösung. Der Einfluss dieser Chemikalien auf Plastik scheint unter anderem von der Temperatur abhängig zu sein und wurde für Natronlauge und Salzsäure verschiedener Konzentrationen bei Raumtemperatur untersucht. Es konnte kein deutlicher Unterschied in der Oberflächenstruktur oder im Gewicht der Partikel
festgestellt werden. Partikel können unter dem Mikroskop oder durch eine chemische Analyse, beispielsweise mit der Fourier- Transform- Infrarotspektrometrie (FT- IR) oder mit der Ramanspektroskopie bestimmt werden. Die chemische Analyse ist zu bevorzugen, da die Identifikation der Plastikpartikel damit zuverlässiger ist. Zudem sind Aussagen über die Polymersorte, aus der das Plastik besteht, über den Grad der Verwitterung und teilweise auch
über verwendete Additive möglich. Von den untersuchten weitergehenden Reinigungsstufen scheinen vor allem
Membranbioreaktoren und Scheibenfilter die Mikroplastikfracht im Abwasser verringern zu können.
Schlagwörter
Mikroplastik, Kläranlagen, Analytik, FT-IR, Raman, weitergehende Reinigungsstufe
Berichtsjahr
2015