Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verfahren zur Vermeidung von Schadstoffemissionen von PCP- und DDT-belastetem Holz durch plasmachemische Behandlung [PLASDECON]

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Verfahren zur Entfernung gesundheitsschädigender chlororganischer (PCP, DDT) Holzschutzmittel (HSM) aus oberflächennahen Bereichen verbauter Massivhölzer und zum nachträglichen Aufbau einer Emissionssperre zur Absenkung der HSM-Emissionen in die Innenraumluft auf Richtwerte I (Sanierungszielwerte). Dazu werden Plasmatechnologien zur oberflächennahen Entfernung der HSM ohne Holzschädigung (Verfärbung, Mazeration), ohne Neubildung kritischer Folgeprodukte (polychlorierte Dioxine und Furane) sowie gefährlicher Gase (z. B. Phosgen) untersucht. Plasmachemische Methoden zur vollständigen Mineralisierung von HSM sowie gut penetrierende Imprägniermittel auf wässriger sowie 100 %-Basis zur Ausbildung einer Emissionssperre durch Quellung der Holzzellwände und chemische Fixierung dieses Status unter Ausnutzung der durch Plasmabehandlung erzielten Offenporigkeit des Holzes werden entwickelt. Es wird Basiswissen zu Plasmazusammensetzung und den Plasmabedingungen, zu Charakterisierung plasmachemischer Abbauprodukte, zur Formulierung, Synthese und Applikation von Imprägniermitteln erarbeitet.

Die angestrebten Ergebnisse des Vorhabens –

a) Verfahren zur oberflächennahen Dekontamination mit gesundheitsschädlichen HSM belasteter Konstruktionshölzer,

b) Ausrüstung der dekontaminierten Konstruktionshölzer mit einer Emissionssperre auf Basis

c) neuartiger Formulierungen

– führen zu Lösungsansätzen für KMU in der chemischen Industrie, der Holzverarbeitung, dem Bauwesen, dem Denkmalschutz und dem Restaurierungshandwerk von Kunstwerken.

Erkenntnisse können auf andere mit chlororganischen HSM ausgerüstete Objekte aus dem Bereich Kunst- und Kulturgut (Kirchen, Museen, Archive) sowie öffentliche Bereiche allgemein übertragen werden.

Ergebniszusammenfassung:

Eine Labormethode zur Herstellung definiert mit DDT bzw. PCP beaufschlagter Prüfkörper wurde entwickelt. Hierfür kommt ein Vakuum-Druck-Zyklus zur Anwendung, nachdem verschiedene, drucklose Verfahrensansätze untersucht und letztlich für nicht tauglich befunden wurden. Mit Hilfe der so hergestellten Prüfkörper gestattet diese Methode darauffolgende systematische Arbeiten zur Dekontaminierung bzw. Emissionsreduzierung. Durch Anwendung des entwickelten Verfahrens zur Dekontaminierung mittels Atmosphärendruckplasma werden bis zu 95% von DDT und PCP aus der Oberflächen- / Randzone des Holzes entfernt. Anschließend applizierte Beschichtungs- / Vergütungssysteme weisen bei ihrer gegebenen chemischen Verschiedenartigkeit stets gute Anbindungen an die Holzoberflächen auf. Es resultieren initial Minderungen der Emissionsraten an DDT um 70 bis 80%, welche mit fortlaufender Lagerung weiter abnehmen. Die Kombination aus Oberflächenreinigung und Beschichtung / Vergütung ist aussichtsreich für eine Anwendung an kontaminierten Hölzern. Entsprechende Praxisversuche sind in Vorbereitung - es soll dazu ein weiterführendes Projekt mit einem der Projektpartner von Plasdecon durchgeführt werden. Objekt ist der Turm von Schloss Kuckuckstein in 01825 Liebstadt.

Bei der Dekontaminierung mittels Atmosphärendruckplasma wurden unterschiedliche Gase eingesetzt, während der Versuche der Abgasstrom beprobt und die darin enthaltenen Organochlorpestizide sowie Abbauprodukte erfasst. Die Untersuchungen ergaben Reduktionen an DDT und PCP um > 80 % bei Zusatz bestimmter reduzierender Chemikalien sowie gleichzeitig von Wasser. Die Abbauwege konnten nicht vollständig aufgeklärt werden, doch treten kaum messbare Mengen an den typischen Abbauprodukten sowie keinerlei polychlorierte Dioxine oder Furane auf. Der offenbar sehr weitgehende Abbau kann zur Reinigung von Innenraumluft genutzt werden, um die Konzentration der Schadstoffe dort gering zu halten, wenn z.B. kein Lüften möglich ist.