Polystyrol-Wärmedämmputz

Der P. (EPS) ist meist ein Werkstrockenmörtel mit den Bindemitteln wie Kalk und Zement, mit den Zuschlägen wie expandierte Polystyrolkügelchen und Sand sowie ggf. weiteren Zuschlägen auf Kunstharzbasis.

Der P. wird als Außenputz auf massive Wände bei Schichtdichten bis zu 10 cm aufgetragen. Die dem Putz beigemischten expandierten Polystyrolkügelchen verleihen ihm eine mittlere Wärmedämmfähigkeit, die aber oft überschätzt wird. Die expandierten Polystyrolkügelchen im Putz schränken auch die Nachnutzung des Bauschuttes und Entsorgung ein.

siehe auch: Putze, Polystyrol

Autor: KATALYSE Institut

Zellstoffbleiche

Um das in Holz vorkommende Lignin zu entfernen und so einen höheren Weißgrad zu erreichen, wird die Z. eingesetzt, die meist in Form einer Vor- und einer Nachbleiche erfolgt.

Zum Auswaschen des Lignins liegen zwischen den einzelnen Bleichstufen die Extraktionsstufen. Man unterteilt in die ligninentfernende Bleiche (Lignin), die mit oxidierenden Substanzen arbeitet (z.B. Elementarchlor (Chlor), Hypochlorit, Chlordioxid, Peroxid, Sauerstoff) und die ligninverändernde Bleiche, bei der sowohl oxidierende als auch reduzierende Substanzen eingesetzt werden (z.B. Dithionit, Wasserstoffperoxid, Sauerstoff). Es gibt sehr unterschiedliche Z.-Verfahren, die eingesetzt werden können.

  • 1. Chlorbleiche: Sie erfolgt in fünf Bleichstufen, die Vorbleiche geschieht mit Elementarchlor oder Chlordioxid, die Nachbleiche meist mit Chlordioxid.
    Das aus der Chlorbleiche stammende Chlor stellt einen Großteil der weltweiten Gewässer- und Nahrungsbelastung dar ( Gewässerbelastung ). Im sog. Bleichturm verbindet es sich mit Holzbestandteilen zu chlorierten Kohlenwasserstoffen (CKW) oder Dioxinen (Dioxine und Furane). Weder chemische noch biologische Reinigungsstufen ( Abwasserreinigung ) können die giftigen CKW abbauen, im geschlossenen Kreislauf reichern sie sich an und belasten so das System und den produzierten Zellstoff immer stärker. Ist kein geschlossener Kreislauf vorhanden, gelangen 80% der entstehenden Dioxine und
    Furane über Abwässer und Schlämme in die Umwelt.
    Die entstehenden AOX-Belastungen liegen bei fehlender Abwasserreinigung bei 8-10 kg/t Zellstoff. In der Werbung werden Papiere z.T. als "elementarchlorfrei gebleicht" angepriesen. Diese irreführende Bezeichnung besagt aber nur, daß das Papier mit Chlordioxid statt mit elementarem Chlor gebleicht ist. Es handelt sich also doch um eine
    Chlorbleiche.
  • 2. Sauerstoffbleiche oder chlorarme Bleiche: Werden in 3 statt 5 Bleichstufen vollzogen, es gibt 2 Extraktionsstufen, davon eine mit Sauerstoff, die Vorbleiche geschieht mit Sauerstoff, die Nachbleiche aus Qualitäts- und Kostengründen unter Einsatz von Chlordioxid oder Hypochlorit.
    Bei der Sauerstoffbleiche oder chlorarmen Bleiche liegen die AOX-Belastungen der Abwässer bei 1,5-4 kg/t Zellstoff. Da die gesetzlichen Anforderungen entsprechend hoch angesetzt sind, müssen alle westdeutschen Zellstoffwerke mittlerweile auf diese Art der Bleiche umstellen.
  • 3. Chlorfreie Bleiche: Die Vorbleiche ist sauerstoffverstärkt, die Nachbleiche wird mit Peroxid vollzogen.
    Einige der in Deutschland angesiedelten Zellstoffwerke bleichen Zellstoff mit diesem Verfahren bereits absolut chlorfrei. Dabei darf man aber nicht vergessen, daß die chlorfrei gebleichten Papiere ebensoviel Energie benötigen wie chlorgebleichtes Papier. Auch der Wasserverbrauch ist etwa identisch und somit doppelt so hoch wie beim Recyclingpapier.

Siehe auch: Holz, Lignin, Papier

Autor: KATALYSE Institut

Wirbelschichtfeuerung

W. ist eine Feuerungstechnik zur Strom- und Wärmegewinnung, bei der fein gemahlene Kohle in einem Wirbelbett schwebend verbrannt wird.

Stationäre atmosphärische W.: Durch eingeblasene Luft wird eine Wirbelschicht aus Kohle, Asche und Kalk erzeugt. Das bei der Verbrennung entstehende Schwefeldioxid wird durch die basischen Bestandteile der Asche und den Kalk zu unschädlichem Gips umgesetzt.
Hierdurch wird eine kostengünstige Schwefeldioxidrückhaltung von über 90% erzielt, wodurch gerade bei kleinen Anlagen auf eine aufwendige und teure Rauchgasentschwefelungsanlage verzichtet werden kann.
Die W. ermöglicht ferner niedrige Feuerraumtemperaturen von 750-900 Grad C (normales Kraftwerk: 1.100-1.200 Grad C) und eine gestufte Verbrennungsführung, so daß bei der Verbrennung vergleichsweise wenig Stickoxide entstehen (Stickoxidminderung).

Die zirkulierende W. unterscheidet sich von der stationären W. durch die höhere Geschwindigkeit der eingeblasenen Verbrennungsluft. Die Kohle-, Asche- und Kalkteilchen schweben hier nicht mehr in einer begrenzten Schicht, sondern werden über den gesamten Feuerraum verteilt. Die längere Verweilzeit führt zu einem besseren Ausbrand der Kohle.

Die Schwefeldioxidrückhaltung liegt hier sogar bei 95%, und die Stickoxidemissionen können ohne Rauchgasentstickungsanlage auf unter 200 mg/m3 gesenkt werden.
Die modernste Technik stellt die druckbetriebene W. dar. Sie entspricht der stationären W., allerdings findet die Verbrennung mit einem Überdruck von ca. 10 bar statt, wodurch die Schwefeldioxideinbindung erhöht und die Stickoxidemissionen weiter vermindert werden sollen. Die druckbetriebene W. soll auch in sog. Kombikraftwerken zum Einsatz kommen.

Durch die hohe Abscheidung des Schwefeldioxids im Brennraum können in W.-Anlagen auch schwefelhaltige, minderwertige Kohlen verbrannt werden. W. ist bei kleinen bis mittelgroßen Anlagen mit einer elektrischen Leistung von bis zu 100 MW eine preiswerte und relativ umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Feuerungstechniken, die ohne Abgasbehandlungsanlagen nicht auskommen.

Aufgrund geringen Schadstoffausstoßes und kompakter Bauweise eignet sich W. insb. zur Erzeugung von Strom und Fernwärme in Kraft-Wärme-Kopplung in Ballungsgebieten.
Die aus Kessel und Gewebefilter anfallenden Rückstände der W. sind nur schwer verwertbar und müssen deponiert werden (Deponie). Bei Neuanlagen unter 100 MW ist die W. heute in Deutschland quasi zum Standard geworden.
Emissionen von W. im Vergleich: Kraftwerk, Heizung

Siehe auch: Strom, Kohle

Autor: KATALYSE Institut

Wassergefaehrdungsklassen

Zum Schutz von Umwelt und Gesundheit werden Chemikalien auf ihre Gefährlichkeit hin untersucht und eingestuft. Die Einteilung der Stoffe in Wassergefährdungsklassen liefert Anhaltspunkte für Maßnahmen nach Schadensfällen und beschreibt Sicherheitsvorkehrungen zum Schutz der Gewässer beim Lagern, Abfüllen, Umschlagen und Befördern wassergefährdender Stoffe.

Ein wichtiges Kriterium ist die Einstufung nach ihrer Wassergefährdung; unterschieden werden die Wassergefährdungsklassen (WGK):

  • WGK 0: Im allgemeinen nicht wassergefährdend, z.B. Aceton, Ethanol, NaCl
  • WGK 1: schwach wassergefährdend, WGK 0: Im allg. nicht wassergefährdend, z.B. Aceton, Ethanol, NaCl
  • WGK 2: wassergefährdend, z.B. Ammoniak, Chlor, Dieselöl, Oleum, Phenol
  • WGK 3: stark wassergefährdend, z.B. Benzol, Altöle, Hydrazin, Blausäure, Mercaptane, Chromschwefelsäure

Ist ein Stoff nicht in den Anhängen 1 und 2 der Einstufung aufgrund der Verwaltungsvorschrift wassergefährdender Stoffe (VwVwS) genannt, so ist die Einstufung von der Wirtschaft eigenverantwortlich nach den Vorgaben in Anhang 3 der VwVwS vorzunehmen.

Diese Einstufung ist zu dokumentieren und der Dokumentations- und Auskunftsstelle wassergefährdende Stoffe im Umweltbundesamt in Berlin zur Sammlung und Veröffentlichung zu übersenden. Änderungen der dokumentierten Angaben der Dokumentations- und Auskunftsstelle müssen unverzüglich mitgeteilt werden.

Auf der Homepage des Umweltbundesamtes finden Sie detaillierte Informationen zu den Wassergefährdungsklassen und eine aktuelle Gesamtliste der wassergefährdenden Stoffe nach VwVwS.

Autor: KATALYSE Institut

Waschmittel

Zur Säuberung von Textilien im wässrigen Medium bestimmte, komplex zusammengesetzte Wirkstoffgemische, die immer Tenside, meist auch Gerüststoffe, Bleichmittel etc. enthalten. Es werden W. für den Privathaushalt und das Gewerbe hergestellt.

Infolge der anderen Rahmenbedingungen bei letzterem, zum Beispiel Vorenthärtung des Waschwassers mit Ionenaustauschern (Wasserhärte), unterscheiden sich gewerbliche W. in ihrer Zusammensetzung zum Teil deutlich von den Haushaltsprodukten. Diese dominieren den gesamten Waschmittelverbrauch mit grossem Abstand entsprechend der Tatsache, dass die gewerbliche Wascherei in Deutschland für die Säuberung von Textilien des privaten Bedarfs keine Bedeutung mehr hat. Die vorherrschende Praxis ist die Wäsche in der privaten Trommelwaschmaschine. Auch die konkurrierenden Bottichgeräte sind, anders als in den angelsächsischen Ländern, in Deutschland verschwunden. Das hat insofern Konsequenzen für alle W., als in der Trommelwaschmaschine nur schaumarm eingestellte Rezepturen Verwendung finden können, da andernfalls der mechanische Wascheffekt gestört wird. Dazu werden meist spezielle Schauminhibitoren (langkettige Seifen, Silikonöle) eingesetzt. Einzig in den Wollwaschmitteln, die allein auch noch Bedeutung für die Handwäsche haben, kann darauf verzichtet werden, da bei Wolle und anderen sehr empfindlichen Textilien die Dämpfung der Waschmechanik durch den Schaum eher erwünscht ist.

Grundsätzlich werden W. in Universal- und Spezialwaschmittel unterschieden. Zu ersteren zählt man pulverförmige und flüssige Vollwaschmittel, wobei der Oberbegriff Universalwaschmittel verdeutlichen soll, dass diese W. für alle Textilien, Temperaturen und Waschverhalten geeignet seien. Entsprechend beherrschen auch diese Produkttypen den Waschmittelmarkt bei weitem. Der Anteil gewerblicher W. ist darunter vergleichsweise gering. Der Universalanspruch muss jedoch in Frage gestellt werden. So weist die Rahmenrezeptur die Vollwaschmittel als deutlich alkalische W. aus, die ihren Leistungsschwerpunkt bei stark verschmutzter Weisswäsche aus Baumwolle und Mischgeweben sowie Waschtemperaturen von 60-95 °C haben. Es wird deutlich, dass Vollwaschmittel noch zu einer Zeit konzipiert wurden, als wesentlich andere Rahmenbedingungen herrschten, nämlich stärkere Verschmutzung der Wäscheposten, hohe Anteile von Weisswäsche keine Synthesefasern und vorwiegend Kochwäsche. Dies ist heute eher die Ausnahme. Die Buntwäsche ist allein zwischen 1970 und 1980 von 54% auf 79& des privaten Textilbestandes gestiegen, und nicht einmal mehr jede fünfte Wäsche erfolgt heute noch bei Kochtemperaturen (1989: 19%).

Es gab verschiedene Ansätze, die klassischen Vollwaschmittel den sich verändernden Verbraucherbedürfnissen wieder anzupassen. Einmal wurde die Tensidkombination auf niedrigere Waschtemperaturen ausgerichtet. Inhaltsstoffe, die insbesondere bei niedrigen Temperaturen Wirkung erzielen, nämlich Enzyme und der Bleichaktivator TAED (Sauerstoffbleiche) finden verstärkten Einsatz in den neuen Kompaktwaschmitteln. Die Palette der verfügbaren Enzyme ist auch durch die Gentechnologie immer reichhaltiger geworden. Waren es früher nur die gegen Eiweissflecken wirksamen Proteasen, so werden heute zusätzlich Amylasen gegen kohlehydratige Anschmutzungen und, als jüngstes, Lipasen den Waschmitteln beigefügt. Letztere wirken gegen Fettrückstände in der Wäsche. All das kann aber nicht an der Grundtatsache rühren, dass das integrierte Bleichsystem und die optischen Aufheller das Vollwaschmittel als wenig geeignet für die heute vorherrschende Buntwäsche erscheinen lassen. Nachteilige Einwirkungen auf Farben und Fasern sind die unvermeidliche Konsequenz. Hinzu kommt, dass angesichts der meist nur gering verschmutzten Wäsche eine Bleiche völlig überflüssig ist oder mittels einer lokalen Fleckenvorbehandlung (zum Beispiel mit
Gallseife) Sauberkeit schonender und unter weit geringerem Chmeikalieneinsatz erzielt werden kann.

In diesem Sinne günstiger ist das Konzept der flüssigen Universalwaschmittel zu beurteilen. Diese sind ausnahmslos frei von Bleichmitteln, einfach weil zur Zeit keine geeignete in flüssiger Formulierung beständige Bleichsubstanz auf Basis von Aktivsauerstoff verfügbar ist. Die Rahmenrezepturen der Flüssigprodukte unterscheiden sich auch sonst deutlich von denen der pulverförmigen Universalwaschmittel. Es existieren dabei zwei verschiedene Lösungen für das Gerüststoffsystem: Zum einen wird wie bei den Pulvern mit Zeolith A gearbeitet. Die Schwierigkeit ist nur, dass dieser Builder wasserunlöslich istund daher mit weiteren Hilfsstoffen stabil dispergiert werden muss. In Deutschland hat sich deshalb überwiegend ein System ohne Zeolith A durchgesetzt, in dem hohe Seifenanteile als Gerüststoff wirken und die Wasserhärte binden.

Wird wie hier Seife als Enthärter eingesetzt, müssen als konsequenz zur Vermeidung von Kalkseifenablagerungen in Textilien und Maschine entsprechende Mengen nichtionischer Tenside als Kalkseifendispergatoren zugegeben werden. Es ist daher nicht überraschend, dass das Waschen mit diesem Flüssigwaschmitteltyp eine vielfach höhere Tensidbelastung des Abwassers zeitigt, als das mit Pulvern der Fall ist. Ein weiterer Kritikpunkt sind gewisse Leistungsschwächen, obwohl diese tensidreichen Formulierungen speziell gegen Fettflecken auch bei niedrigen Temperaturen gute Wirksamkeit zeigen. Insgesamt stellen die flüssigen Universalwaschmittel keine überzeugende Antwort auf heutige Waschanforderungen dar. Nach anfänglichen Erfolgen brach denn auch der Absatz dieser Flüssigprodukte in fast allen europäischen Staaten ein. In Deutschland ging ihr Anteil am Universalwaschmittelabsatz von fast 15% (Ende 1989) auf 12% (Ende 1990) zurück und nähert sich jetzt der 10%-Marke.

Sinnvoll erscheint dagegen die Einbindung von flüssigen Waschmittelkomponenten in ein Baukastenwaschmittel, da die Kombination mit einem Enthärterbaustein viele Vorteile verspricht, wie Tensideinsparungen und geringere organische Abwasserfracht.

Eine gleichfalls interessante Weiterentwicklung im Pulverbereich sind die Colorwaschmittel, welche kein Bleichsystem enthalten, dafür aber einen Zusatz von Polyvinylpyrolidon (PVP). Dieses Polymer unterdrückt das Verfärben der Wäsche bei Vorliegen ausblutender, nicht waschechter Farben. Damit ist der Übergang zum zweiten grossen Segment des Waschmittelmarktes erreicht, nämlich den Spezialwaschmitteln. Auch diese gibt es als Pulver oder als Flüssigprodukte. Hierunter fallen als mengenmässig bedeutendste Gruppe die Feinwaschmittel, welche in der Regel frei von Bleichmitteln sind. Weiteres Merkmal ist die Abwesenheit von optischen Aufhellern und eine insgesamt mildere Rezeptureinstellung zwecks Schonung empfindlicher Farben und Fasern.
Trotzdem steht die Waschkraft von Feinwaschmittelpulvern der vieler Universalwaschmittel, abgesehen von der naturgemäss fehlenden Bleichwirkung, nicht viel nach, verbunden aber mit grösserer Wäscheschonung. Dies veranlasste Umwelt- und Verbraucherberatung schon vor Jahren zu der Empfehlung, für die tägliche Wäsche keine Universal-, sondern Feinwaschmittel zu verwenden und im Bedarfsfall durch ein Fleckensalz zu verstärken bzw. gleich aufs Baukastensystem umzusteigen. Wermutstropfen war dabei früher der unverhältnismässig hohe Gehalt des Füllstoffs Natriumsulfat von bis zu 50%! Inzwischen werden auch hier Konzentrate und Kompaktpulver ohne diese Salzbelastung angeboten, so dass niedrigere Dosierungen möglich sind.

Unter Mengengesichtspunkten stellen die W. die mit Abstand grösste regelmässige Belastung des häuslichen Abwassers mit Chmiekalien dar, was einen sensiblen, verantwortungsbewusste Umgang mit diesen Produkten erfordert. Während in der Nachkriegszeit eine stürmische Absatzentwicklung einsetzte, stagniert der Verbrauch seit Ende der 70er Jahre, allerdings auf hohem Niveau.

Da bei den Produktionszahlen Im- und Exportströme das Bild verzerren können, ist für die tatsächliche Verbrauchsentwicklung in Deutschland der realisierte Absatz aussagekräftiger.
Bemerkenswert ist hierbei, dass der Deutsche Einbruch des Pro-Kopf-Verbrauchs 1991 weniger durch Waschmitteleinsparungen im Westen als mehr durch den traditionell sehr viel niedrigeren Verbrauch der Bürger der ehemaligen DDR verursacht wurde Es steht zu befürchten, dass hier eine Nivellierung auf höherem Niveau stattfinden wird.

Siehe auch: Waschmaschine

Autor: KATALYSE Institut

Vulkanisation

V. ist eine vom Amerikaner Goodyear 1940 entwickelte Methode zur dreidimensionalen Vernetzung von Kautschuk.

Der Kautschuk geht bei dieser Reaktion vom plastischen in einen elastischen Zustand über. Bei der V. müssen V.-Starter und -Beschleuniger eingesetzt werden, z.B. Schwefelspender und Thiocarbamate.

Bei der V. in Salzbädern entstehen Amine. Sekundäre Amine bilden krebserregende Nitrosamine und führen zu Belastungen der Arbeiter (erhöhtes Krebsrisiko, Berufskrankheiten). Es wird versucht, Vernetzungssysteme zu entwickeln, die keine oder ungefährlichere Nitrosamine bilden.

Siehe auch: Kautschuk

Autor: KATALYSE Institut

vPvB-Stoff

vPvB-Stoffe sind sehr persistente, sehr bioakkumulierbare Stoffe.

Erfüllt ein Stoff die im Folgenden aufgeführten Kriterien für hohe Persistenz und hohe Bioakkumulation, dann wird er gemäß REACH als vPvB-Stoff identifiziert:

Sehr persistent

  • Halbwertszeit in Meerwasser od. Süßwasser oder
  • Flussmündungen >60 Tage oder
  • Halbwertszeit in Meeressediment oder Süßwasser- oder
  • Flussmündungssediment >180Tage oder
  • Halbwertszeit im Boden >180 Tage

Sehr bioakkumulierbar

  • Biokonzentrationsfaktor >5000

Quellen:
REACH-Verordnung: Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 18. Dezember 2006 http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/de/oj/2006/l_396/l_39620061230de00010851.pdf
RIPs: http://ecb.jrc.it/reach/rip/
http://www.xfaweb.baden-wuerttemberg.de
http://www.gisbau.de
BRANDHOFER, P; HEITMANN, K.: REACH – Die neue Herausforderung für Ihr Unternehmen! 2007
AU, M.; RÜHL, R.: REACH-Verordnung. 2007

Autor: KATALYSE Institut

Thermostromgenerator

Ein T. besteht aus einer Reihe von Kohleplatten die mit zwei verschiedenen Metall-Legierungen (NiCu/NiCr) an den Enden der Platten beschichtet sind. Die beschichteten Flächen bilden ein grossflächiges Thermoelement.

Die Kohleplatten dienen als Elemententräger und sind gleich Stomleiter zwischen den Elementenfädchen. Mehrere Elemente in Reihe verbunden ergeben eine Thermosäule. Eine typische Eigenschaft des Thermoelementes ist die hohe Stromdichte definiert in Ampere/mm2. Eine Seite wird erhitzt, die andere gekühlt, so entsteht in Verbindung mit einem Verbraucher im Stromkreis ein sehr hoher elektrischer Strom mit niedriger Gleichspannung.

Die wirksame Stromdichte (ca. 1 Ampere/mm2) ist proportional der im Einschmelzprozess entstandenen Fläche der intrakristallinen Struktur
zwischen den zwei verschiedenen Legierungen, diese ist um ein Vielfaches grösser als die physikalische Fläche. Durch die wellenartig formierte
Oberfläche vergrössert sich die Kontaktfläche zwischen den beiden Metall-Legierungen zusätzlich.

Ein Thermoelement mit einer Kontaktflaeche von 500 cm2 und 8000 C ergibt 0,06 Volt(EMK) und hat bei einer Leistungsanpassung (Ri=Ra) in Verbindung mit einem Verbraucher (Widerstand) im Stromkreislauf: 25000 Ampere x 0,03 = 750 Watt.

Mehrere hunderte Thermoelemente in Reihe geschaltet ergeben eine hohe elektrische Leistung. Der geschätzte Wirkungsgrad liegt bei mehr als 10 Prozent und ist sehr abhängig von der
Temperaturdifferenz zwischen den gegenüber (oben-unten) plazierten Elementen, der Zusammensetzung der Legierungen und den Gesamtinnenwiderstand
der Thermosäule.

Für die Erwärmung des unteren Teils der Thermosäulen im Brennraum sind alle flüssigen und gasförmigen Brennstoffe geeignet,
insbesondere empfehlenswert ist die Verwendung von flüssigem Wasserstoff, der aus Sonnenenergie gewonnen werden kann. Durch das Kühlsystem des thermischen Generators fliesst der noch flüssige Wasserstoff im Wärmetauscher bis zum Brennraum, dadurch wird die Kühlung im oberen Teil des Generators effektiver genutzt.

Thermostromgeneratoren sind in jeder Grösse
herstellbar, sind lautlos, keinem Verschleiss ausgesetzt und haben keine nennenswerten beweglichen Teile. Die praktische Anwendung thermoelektrischer Generatoren als Elektroantrieb für Fahrzeuge aller Art ist mit dieser
innovativen Technologie überhaupt erst möglich.

Einen wichtigen Stellenwert hat ein neuartiger am Generator integrierter Niederspannung/
Hochstrom-Mehrphasen-Stromwandler (DC/AC) unkonventioneller Bauart (nicht zum Patent angemeldet), der den Gleichstrom, z.B. 100.000 Ampere bei 50 Volt, mit vernachlässigbar geringen Verlusten in Wechselstrom umwandelt. Der
Stromwandler unterbricht periodisch und umgepolt den Stromfluss mit konstanter oder variabler Frequenz in Intervallen von Millisekunden.

Der entstandene Wechselstrom steht in Verbindung mit der Primärwicklung eines Transformators. In der Sekundärspule erzeugt das wechselnde Magnetfeld
durch Induktion eine vorgegebene hohe Wechselspannung. Der Stromwandler, eine Neuentwicklung in der Elektrotechnik eignet sich hervorragend für den immens hohen Gleichstrom der Thermoelemente, aber auch für jede andere
Gleichstromquelle.

Als Miniaturkonstruktion für genormte Elektronik-Platinenraster ist der Anwendungsbereich sehr vielfältig. Gute Perspektiven haben Thermostromgeneratoren als stationäre Blockkraftwerke,insbesondere ist aber auch der umweltfreundliche Einsatz im Schiffbau möglich. Nahezu unbegrenzt ist die Funktionsdauer eines Thermostromgenerators wenn die vorgegebenen Temperaturgrenzwerte eingehalten werden.

Die Erforschung intermolekularer thermovoltaischer Prozesse mit geeigneten Legierungen und die Weiterentwicklung in Bezug auf grossdimensionierte
Elemente eröffnen neue Wege auf der Suche nach leistungsfähigeren Thermoelementen.

Autor: KATALYSE Institut

Tenside

Tenside sind grenzflächenaktive Stoffe, welche sich bevorzugt in der Berührungsfläche zweier Medien konzentrieren, z.B. in der Grenzfläche Wasser/Luft.

Durch Tenside wird die Oberflächenspannung des Wassers reduziert und Gegenstände können besser benetzt werden. Ähnlich können sich Tenside zwischen Schmutz und andere Materialien schieben, Verunreinigungen ablösen und schließlich in der Tenside-Lösung dispergieren. Dies macht Tenside als waschaktive Substanzen zur wichtigsten Wirkstoffgruppe in Wasch- und Reinigungsmitteln. Darüber hinaus finden Tenside vielfältigen Einsatz als Emulgatoren, Textilhilfsmittel, Antistatika, Flotationschemikalien etc. in zahlreichen Bereichen der Technik.

Grundsätzlich unterscheidet man je nach elektrischer Ladung die Tenside in 4 Klassen:

  • Anionische Tenside mit einer negativen Ladung stellen nach wie vor die bedeutendste Gruppe. Wichtige Vertreter sind die Seife, linearen Alkylbenzolsulfonate (LAS), Alkansulfonate (SAS), Fettalkoholethersulfate (FAES) und die Fettalkoholsulfate (FAS).
  • Nichtionische Tenside sind ungeladen und erobern sich aufgrund ihrer Toleranz gegen Wasserhärte, der guten Löslichkeit und Niedrigtemperatureigenschaften immer größere Marktanteile. Wichtigste Vertreter sind die Fettalkoholethoxlate (FAE). Interessante Neuentwicklungen stellen die vollständig auf Basis nachwachsender Rohstoffe erzeugten Zucker-Tenside vom Typ der Alkylpolyglucoside (APG) dar. Dagegen sinkt der Verbrauch der erheblich umweltbelastenden Alkylphenolethoxylate (APEO).
  • Kationische Tenside tragen eine positive Ladung und haben weltweit v.a. eine Aufgabe: Sie werden als sog. Avivagemittel und Antistatika in Weichspülern und kosmetischen Pflegepräparaten eingesetzt. Wichtigster Vertreter ist das Distearyldimethylammoniumchlorid (DSDMAC), dessen unzureichende Abbaubarkeit das Umweltbundesamt bei den Herstellern von Weichspülern vorstellig werden ließ. Auch wenn die Industrie weiterhin darauf beharrt, DSDMAC sei ein unweltverträgliches Tenside, erklärte sie sich doch bereit, bis Ende 1991 diesen Stoff in Weichspülern durch besser abbaubare Tenside zu ersetzen.
  • Amphotere Tenside haben zwitterionischen (Ionen) Charakter, tragen also in einem Molekül sowohl eine positive wie eine negative Ladung. Wichtigster Vertreter sind die Betaine. Amphotere Tenside haben insg. nur geringere Bedeutung und werden wegen ihrer Hautverträglichkeit v.a. bei Körperreinigungsmitteln und gelegentlich bei milden Haushalts- (Spülmitteln) und Desinfektionsreinigern (Desinfektion) eingesetzt.

Angesichts der Tensidmengen, die zu einem erheblichen Teil ins Abwasser gelangen, ist die aquatische Toxizität der Tenside von erheblicher Bedeutung. Sie liegt typischerweise mit LC50-Werten von 1-20 mg/Liter (für Fische) hoch, einzelne Tenside sind mit Werten von einigen Zehnteln Milligramm/Liter sogar ausgesprochen fischgiftig.

Noch wichtiger ist die biologische Abbaubarkeit (Abbau) dieser Massenchemikalien. Als nämlich nach dem Zweiten Weltkrieg die gut eliminierbare Seife teilweise durch das petrochemische Tenside Tetrapropylenbenzolsulfonat (TPS) ersetzt wurde, führten bald Schaumberge auf deutschen Oberflächengewässern nur zu deutlich vor Augen, was die schlechte Abbaubarkeit solcher Substanzen für Folgen hat.

Das daraufhin verabschiedete Detergentiengesetz (Detergentien) und sein Nachfolger, das Waschmittelgesetz forderten im Rahmen der Tensid-Verordnung eine Mindestabbaubarkeit von 80 Prozent für anionische und nichtanionische Tenside. Allerdings betrifft dies ausschließlich die Primärabbaubarkeit, welche den Verlust der Grenzflächenaktivität, also der Waschkraft, umfasst. Damit ist der Abbau aber noch nicht abgeschlossen. Erst nach völliger Umsetzung der Tenside in Kohlendioxid, Biomasse, Wasser und anorganische Salze ist der sogenannte Endabbau (Mineralisation) verwirklicht.

Während die heute eingesetzten Tenside den geforderten Primärabbaugrad leicht erfüllen, stellen sich beim Endabbau erhebliche Unterschiede heraus (s. Tab). Ein weiterer Aspekt ist, ob die Mineralisation tatsächlich 100 % erreicht und ob ein Abbau auch unter den anaeroben Bedingungen z.B. des Faulturms (Abwasserreinigung) erfolgt.

Was die Wirkung der Tenside auf den Menschen angeht, steht v.a. ihre Schadwirkung gegenüber der Haut im Vordergrund. Konzentrierte Tensid-Lösungen sind haut- und schleimhautreizend. Aber auch in anwendungsüblicher Verdünnung können sie, insb. bei beruflicher Exposition (Hausfrauen, Reinigungspersonal) zur chronischen Schädigung der Haut (irritative Kontaktdermatitis, Hausfrauenekzem) führen. Auslösend wirkt die massive Entfettung, verbunden mit nachfolgendem Austrocknen und Einreißen der Haut, die damit weiteren schädlichen Einflüssen durch Keime und Reizstoffe verstärkt ausgesetzt ist.

Autor: KATALYSE Institut

Teer

T. sind flüssige bis halbfeste Erzeugnisse, die durch Schwelen, Verkoken und Vergasen von Steinkohle, Braunkohle, Torf u.a. fossilen Rohstoffen, aber auch aus Holz entstehen können.

Die Verarbeitung von T. erfolgt insbesondere zu Chemiegrundstoffen für die Produktion von Rußen, Kunststoffen Farbstoffen, Pflanzenschutzmitteln und Pharmazeutika. und zu Graphitelektroden für die Aluminiumherstellung.
T. ist stark gesundheitsschädlich, insbesondere durch seine krebserzeugenden Inhaltsstoffe wie Benzol, Toluol, Naphtalin, Xylol und anderen polycylclischen, aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). Epidemologische Studien haben gezeigt, dass Beschäftigte, die mit T.-Produkten arbeiten ein erhöhtes Krebsrisiko tragen.
Bei den gesundheitlichen Wirkungen bildet
Holz-T. eine Ausnahme. Es wird bei Temperaturen unter 280 °C aus
Holz destilliert und weist nur geringe Mengen PAK auf
Im Baubereich ist heute T. vollständig durch Bitumen ersetzt worden.
Mit T. verwandte Produkte sind neben Pech, Ruß, Rohparaffin und Asphalt auch Bitumen zu nennen. Sogenannte Teersande wie sie beispielsweise in großen Lagerstätten in Kanada vorkommen, werden nach dem starken Anstieg des Weltölpreis 2000/2001 zunehmend als wirtschaftliche Rohölquelle genutzt. Mehrere Ölkonzerne haben bereits ihre milliardenschwere Investitionen in die Nutzung und Verarbeitung von Teersand angekündigt.

Autor: KATALYSE Institut

Substance Information Exchange Forum (SIEF)

 Substance Information Exchange Forum (Forum zum Austausch von Stoffinformationen; stoffspezifische Foren zum Austausch von Stoffinformationen, Art. 29); Foren, die nach der Vorregistrierung zu gründen sein werden.

Teilnehmer eines SIEFs sind alle Hersteller/Importeure eines identischen Stoffes.

Ein SIEF fasst alle potentiellen registrierten Unternehmen und weitere Interessierte an einem identischen Phase-in-Stoff zusammen und erleichtert ihnen die Suche nach weiteren Registranten, mit denen sie Daten gemeinsam nutzen und sich einen Überblick über verfügbare Studien verschaffen können.

Ziel der SIEFs ist es, Mehrfachdurchführungen von Studien zu verhindern und Einigkeit über die Einstufung und Kennzeichnung eines Stoffes herzustellen, wenn es dabei Unterschiede gibt.

Quellen:
REACH-Verordnung: Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 18. Dezember 2006 http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/de/oj/2006/l_396/l_39620061230de00010851.pdf
RIPs: http://ecb.jrc.it/reach/rip/
BRANDHOFER, P; HEITMANN, K.: REACH – Die neue Herausforderung für Ihr Unternehmen! 2007
AU, M.; RÜHL, R.: REACH-Verordnung. 2007 

 

Stand: 22. Februar 2012

Autor: KATALYSE Institut

Styrol

S. wird auch als Phenylether oder Vinylbenzol bezeichnet. S. ist eine farblose, stechend riechende Flüssigkeit (Siedepunkt 146°C), die mit Luft explosive Gemische bildet.

Bei S.-Konzentrationen von 50 ppm in der Luft beobachtet man Reizungen der Schleimhaut und der oberen Atemwege; bei S.-Konzentrationen von über 200 ppm Müdigkeit, Brechreiz, Gleichgewichtsstörungen und verlängerte Reaktionszeiten. S. wirkt als Nervengift und schädigend auf die Fortpflanzungsfunktion. Bei Konzentrationen oberhalb von 0,08 ppm kann es bereits am Geruch wahrgenommen werden, jedoch erfolgt bei längerer Exposition ein Gewöhnungsprozeß.

Die Aufnahme von S. erfolgt überwiegend über Inhalation; über die haut ist Aufnahme gering. S. wird im Organismus nahezu vollständig zu 7,8-S.-Oxid umgewandelt. Im Tierversuch stellte sich 7,8-S.-Oxid als eindeutig krebserregend heraus. 1987 wurde der MAK-Wert von 100 ppm auf 20 ppm gesenkt.

S. wird großtechnisch aus Benzol und Ethylen hergestellt. Bei diesem ersten Schritt wird Aluminiumtrichlorid in großen mengen als Katalysator zugesetzt. Zur Herstellung von Aluminiumtrichlorid werden Aluminium und Chlor benötigt, zwei Stoffe, deren Herstellung mit großen Umweltbelastungen verbunden sind. Als Zwischenprodukt erhält man Ethylbenzol, das durch Wasserstoffentzug (Dehydrierung) in S. umgewandelt wird. Dazu setzt man Chromtrioxid als Katalysator ein., Chromtrioxid ist, wie alle Chromverbindungen der Oxidationsstufe +6, ein Stoff, der in staubförmigen Zustand im Tierversuch als eindeutig krebserregend identifiziert wurde. Reste dieses Katalysators können im S. verbleiben.

S. wird als Lösemittel für ungesättigte Polyesterharze und in Elastormeren (z.B. Styrol-Butadien-Kautschuk), hauptsächlich aber zur Polystyrolherstellung verwendet.

Autor: KATALYSE Institut

Stoffsicherheitsbeurteilung (CSA)

Die Sicherheitsbeurteilung (Chemical Safety Assessment) bewertet das Risiko eines Stoffes.

Für alle Stoffe, die registrierungspflichtig sind, ist eine Stoffsicherheitsbeurteilung durchzuführen und ein Stoffsicherheitsbericht zu erstellen, wenn der Registrierungspflichtige diese Stoffe in Mengen von zehn Tonnen oder mehr pro Jahr herstellt oder einführt.
Die Stoffsicherheitsbeurteilung ist entweder für jeden Stoff als solchen oder in einer Zubereitung oder für eine Stoffgruppe durchzuführen.

Die Stoffsicherheitsbeurteilung besteht aus drei Elementen:

  1. Die Ermittlung schädlicher Wirkungen des Stoffes. Die Bewertung des Risikos wird auf Basis der geforderten und verfügbaren Stoffinformationen vorgenommen und die Einstufung und Kennzeichnung abgeleitet.
  2. Die Beschreibung von Expositionsszenarien inklusive einer Expositionsabschätzung für Stoffe, die für Mensch oder Umwelt gefährlich sind (DNELs und PNECs ableiten). Relevante Expositionsszenarien sind den Sicherheitsdatenblättern beizufügen, um eine sichere Handhabung zu gewährleisten.
  3. Charakterisierung des resultierenden Risikos.

Quellen:
REACH-Verordnung: {-Verordnung} (EG) Nr. 1907/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 18. Dezember 2006 http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/de/oj/2006/l_396/l_39620061230de00010851.pdf
RIPs: http://ecb.jrc.it/{-reach}/rip/ 

Autor: KATALYSE Institut

Stoffsicherheitsbericht (CSR)

Ein Stoffsicherheitsbericht (Chemical Safety Report) ist ab einer Jahresproduktion von mehr als zehn Tonnen im Jahr zu erstellen und dem Technischen Dossier beizufügen.

Im Stoffsicherheitsbericht müssen Hersteller und Importeure zusätzliche Informationen zu Wirkungen, Risiken, Umweltverhalten, Einordnung als gefährlicher Stoff (PBT-Stoff, vPvB-Stoff), Risikobeschreibung bei der Verwendung und Maßnahmen dokumentieren.

Quellen:
REACH-Verordnung: Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 18. Dezember 2006 http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/de/oj/2006/l_396/l_39620061230de00010851.pdf
RIPs: http://ecb.jrc.it/reach/rip/ 

Autor: KATALYSE Institut

Stoffregistrierung unter REACh

Die Stoffregistrierung unter REACh betrifft Stoffe, Stoffe in Zubereitungen, Zwischenprodukte und Stoffe in Erzeugnissen. Polymere sind unter REACh nicht registrierungspflichtig im Gegensatz zu den Monomeren, aus denen Polymere hergestellt werden.

Ein Stoff ist nach REACh Art. 3, Nr. 1 ein „Chemisches Element und seine Verbindungen in natürlicher Form oder gewonnen durch ein Herstellungsverfahren, einschließlich der zur Wahrung seiner Stabilität notwendigen Zusatzstoffe und der durch das angewandte Verfahren bedingten Verunreinigungen, aber mit Ausnahme von Lösungsmitteln, die von dem Stoff ohne Beeinträchtigung seiner Stabilität und ohne Änderung seiner Zusammensetzung abgetrennt werden können.“

Zubereitungen
Zubereitungen sind nach REACh Art. 3, Nr. 2 „Gemenge, Gemische oder Lösungen, die aus zwei oder mehr Stoffen bestehen.“

Hersteller und Importeure müssen ab dem 01.06.2008 jeden Stoff als solchen oder in einer oder mehreren Zubereitungen, der in Mengen von 1 Tonne oder mehr pro Jahr hergestellt oder eingeführt wird, bei der Europäischen Agentur für chemische Stoffe (ECHA) registrieren. Es werden also nur Einzelstoffe, aber keine Zubereitungen unter REACh registriert, sobald aber ein Stoff Bestandteil einer Zubereitung ist, muss er registriert werden.

Zwischenprodukt
Ein Zwischenprodukt nach REACh Art. 3, Nr. 15 ist ein „Stoff, der für die chemische Weiterverarbeitung hergestellt und hierbei verbraucht oder verwendet wird, um in einen anderen Stoff umgewandelt zu werden (nachstehend „Synthese" genannt).

a) Nicht-isoliertes Zwischenprodukt
Zwischenprodukt, das während der Synthese nicht vorsätzlich aus dem Gerät, in dem die Synthese stattfindet, entfernt wird (außer für Stichprobenzwecke). Derartiges Gerät umfasst Reaktionsbehälter und die dazugehörige Ausrüstung sowie jegliches Gerät, das der Stoff/die Stoffe in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Prozess durchläuft/durchlaufen, sowie Rohrleitungen zum Verbringen von einem Behälter in einen anderen für den nächsten Reaktionsschritt; nicht dazu gehören Tanks oder andere Behälter, in denen der Stoff/die Stoffe nach der Herstellung gelagert wird/werden;

b) Standortinternes isoliertes Zwischenprodukt:
Zwischenprodukt, das die Kriterien eines nicht-isolierten Zwischenprodukts nicht erfüllt, dessen Herstellung und die Synthese eines anderen Stoffes/anderer Stoffe aus ihm am selben, von einer oder mehreren Rechtspersonen betriebenen Standort durchgeführt wird;

c) Transportiertes isoliertes Zwischenprodukt:
Zwischenprodukt, das die Kriterien eines nicht-isolierten Zwischenprodukts nicht erfüllt und das an andere Standorte geliefert oder zwischen diesen transportiert wird.“

Für Zwischenprodukte gelten erleichterte Registrierungsanforderungen (verringerte Datenanforderungen). Nicht-isolierte Zwischenprodukte sind sogar von REACh ausgenommen.

Monomer
Ein Monomer ist nach REACh Art. 3, Nr. 6 „ein Stoff, der unter den Bedingungen der für den jeweiligen Prozess verwendeten relevanten polymerbildenden Reaktion imstande ist, kovalente Bindungen mit einer Sequenz weiterer ähnlicher oder unähnlicher Moleküle einzugehen.

Monomere oder andere Stoffe, die in monomeren Einheiten in gebundener Form vorhanden sind, müssen registriert werden, wenn das Polymer zu mindestens 2 Massenprozent aus einem solchen Stoff besteht und die Gesamtmenge 1Tonne oder mehr pro Jahr beträgt.

Polymer
Ein Polymer ist nach REACh Art. 3, Nr. 5 „Stoff, der aus Molekülen besteht, die durch eine Kette einer oder mehrerer Arten von Monomereinheiten gekennzeichnet sind. Diese Moleküle müssen innerhalb eines bestimmten Molekulargewichtsbereichs liegen, wobei die Unterschiede beim Molekulargewicht im Wesentlichen auf die Unterschiede in der Zahl der Monomereinheiten zurückzuführen sind. Ein Polymer enthält Folgendes:

a) eine einfache Gewichtsmehrheit von Molekülen mit mindestens drei Monomereinheiten, die zumindest mit einer weiteren Monomereinheit bzw. einem sonstigen Reaktanten eine kovalente Bindung eingegangen sind;

b) weniger als eine einfache Gewichtsmehrheit von Molekülen mit demselben Molekulargewicht. Im Rahmen dieser Definition ist unter einer "Monomereinheit" die gebundene Form eines Monomers in einem Polymer zu verstehen.“

Erzeugnis
Ein Erzeugnis wird nach REACh Art. 3, Nr. 3 als „Gegenstand, der bei der Herstellung eine spezifische Form, Oberfläche oder Gestalt erhält, die in größerem Maße als die chemische Zusammensetzung seine Funktion bestimmt“, definiert.

Für die Registrierung von Stoffen in Erzeugnissen gelten besondere Regelungen. REACh reglementiert aus Erzeugnissen unter normalen oder vernünftigerweise vorhersehbaren Verwendungsbedingungen freigesetzte Chemikalien. Stoffe, die absichtlich aus Erzeugnissen in Mengen von mehr als einer Tonne pro Jahr und pro Produzent oder Importeur freigesetzt werden, sind registrierungspflichtig. Ist hingegen keine Freisetzung beabsichtigt, ist lediglich eine vom Hersteller bzw. Importeur erforderliche Meldung an die Agentur zu machen, falls ein Stoff als besonders gefährlich eingestuft ist und eine Belastung von Mensch und Umwelt bei der Verwendung bis hin zur Entsorgung nicht sicher ausgeschlossen werden kann und der Stoff in Mengen von mehr als 0,1 Gewichtsprozent im Erzeugnis und insgesamt mehr als 1 Tonne pro Jahr in Verkehr gebracht wird. Anschließend entscheidet die Chemikalienagentur, ob eine Registrierung des Stoffes notwendig ist. Die Agentur kann jederzeit die Registrierung eines in Erzeugnissen enthaltenen Stoffes verlangen, wenn sie die Freisetzung dieses Stoffes als Risiko für die menschliche Gesundheit oder für die Umwelt erachtet.

Quellen:
REACH-Verordnung: Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 18. Dezember 2006; http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/de/oj/2006/l_396/l_39620061230de00010851.pdf
RIPs: http://ecb.jrc.it/reach/rip/

Autor: KATALYSE Institut

Seveso

Am 10.7.1976 kam es in der norditalienischen Stadt S. zu einer verheerenden Umweltkatastrophe.

Im ICMESA-Werk der Genfer Kosmetikfirma Givaudan, einem Tochterunternehmen des Schweizer Chemiekonzerns Hoffmann-LaRoche, kam es infolge menschlichen Versagens zur Überhitzung in einer Trichlorphenol-Kesselanlage. Die Chemikalie wurde zu Hexachlorophen in Deodorantien weiterverarbeitet.

Nach Bersten des Sicherheitsventils traten Trichlorphenol und über 2 kg TCDD (Dioxine und Furane) explosionsartig aus. Weißer Staub rieselte auf Häuser und Felder. Durch Verhüllungs- und Desinformationspolitik wurde erst am 17. Tag nach der Explosion mit der Evakuierung begonnen, nachdem bei 30 Personen schlimme Hautschäden aufgetreten waren.
Das Zentrum der Region von S. bleibt auf Jahre hinaus unbewohnbar. 75.000 vergiftete Tiere mußten getötet werden. 200 Personen erlitten schwere Hautschäden. Die Zahl der mißgebildet geborenen Kinder stieg von 4 (1976) auf 38 (1977) und 59 (1978). Die Zahl der Totgeburten stieg von 8 (1976) auf 12 (1977) und 14 (1978).  Die Langzeitfolgen wie Krebs und Erbgutschäden werden erst in Jahrzehnten offensichtlich und abschätzbar sein.
Eine positive Folge dieses tragischen Unglücks ist eine größere Sensibilität der Öffentlichkeit und die Einsicht in die Notwendigkeit der Kontrolle der chemischen Industrie durch die Behörden (Störfallverordnung).

Lit.: E.R.Koch, F.Vahrenholt: Seveso ist überall, Frankfurt 1980; Koch, Vahrenholt: Im Ernstfall hilflos? Köln 1980

Autor: KATALYSE Institut

Seife

Das anionische Tensid S. ist die mit Abstand älteste von Menschen heergestellte waschaktive Substanz. S. wird seit etwa 5.000 Jahren aus natürlichen Fetten und Ölen durch Sieden mit Alkalien, heutzutage meist Natron- und Kalilauge, hergestellt.

In grosstechnischen Anlagen werden allerdings statt dieser Neutralfettverseifung meist die freien Fettsäuren mit den Laugen umgesetzt. Seifen sind also Salze der Fettsäuren, wobei die Natriumseifen fest sind (Kernseife) und als Haushalts- und Feinseife sowie Seifenspäne oder -Flocken vielfältigen Einsatz finden. Die Kaliseifen sind pastös (Schmierseife) bis flüssig (Flüssigseife) und werden vor allem für Haushaltsreinigungsmittel und Rasierseife verwandt. Die Eigenschaften der S. hängen wie bei allen Tensiden sehr stark von der Länge ihres molekularen Kohlenstoffgerüstes und damit entscheidend von der Natur des Ausgangsfettes ab. Während die kurzkettigen Seifen vom Kokos- und Palmkerntyp hohe Waschkraft, Anschaumvermögen und Löslichkeit selbst in kaltem Salzwasser zeigen, allerdings auch relativ aggressiv gegenüber der Haut sind, lösen sich die gesättigten, langkettigen Talgseifen schnell erst beim Erwärmen, sind sehr empfindlich gegenüber der Wasserhärte, aber gut hautverträglich. Deshalb werden je nach Anwendungszweck die Seifeneigenschaften durch Verschneiden verschiedener Fettrohstoffe optimiert.

S. besitzt insbesondere gegenüber Textilien eine gute Reinigungskraft. Vor allem die langkettigen Seifen aber werden in hartem Wasser als nicht waschaktive Kalkseifen ausgefällt. In diesem Fall muss S. unbedingt mit einem Enthärter kombiniert werden, damit nicht unnötig viel S. verbraucht wird und das Abwasser belastet. Seifenwaschmittel werden daher bevorzugt als Baukastenwaschmittel angeboten.

Seifenanwendung erzeugt typischerweise einen feinen Film auf den benetzten Materialien. Dies ist unerwünscht auf glatten glänzenden Flächen (Kacheln, Fenster, Geschirr), durchaus vorteilhaft aber auf der Faser und für Böden. In ersterem Fall wird dem Textil ein angenehmer Griff verliehen, der Weichspüler überflüssig machen kann. Bei der Bodenreinigung ersetzt der Seifenfilm spezielle Bodenpflegemittel auf Kunstharz- und Wachsbasis (Bodenbehandlungsmittel). Seifenbehandelte Bodenbeläge sind trittsicher, antistatisch und lassen sich bei Anschmutzung leicht reinigen. Es ist darauf zu achten, dass der pH-wert im Seifenreiniger nicht zu hoch liegt (Abbau erfolgt schnell und vollständig, auch unter anaeroben Bedingungen wird S. metabolisiert). Diese Befunde sind nicht weiter überraschend, schliesslich gehören freie Fettsäuren, mit denen die S. im wässrigen Medium im Gleichgewicht stehen, zum natürlichen Inventar belebter Gewässer, ,wo sie als Stoffwechsel- und Zersetzungsprodukte, zum Beispiel von Algen, vorkommen. Die Toxizität der S. gegenüber Wasserorganismen liegt unter Laborbedingungen in weichem Wasser im typischen Bereich anionischer Tenside, sinkt aber unter realistischen Wasserhärteverhältnissen erheblich ab.

Die vorgenannten Eigenschaften, insbesondere die kurze Produktionslinie (ein Reaktionsschritt vom nachwachsenden Rohstoff zum fertigen Tensid), haben die S. zum bevorzugten Tensid von alternativen Herstellern im Rahmen des Sanfte-Chemie-Konzeptes werden lassen. Konsequenterweise werden jetzt die ersten Seifenprodukte angeboten, hergestellt aus mit Fetten und Ölen aus dem ökologischen Landbau.

Autor: KATALYSE Institut

Sedimentation

Absetzen von Feststoffteilchen aufgrund von Schwer- oder Zentrifugalkraft.

Natürliche S. findet in flüssigen Medien (z.B. Fluß- oder Bachsedimenten) statt. Technisch wird die Schwerkraft-S. z.B. für Ausfällungsprozesse in der Chemie und in Vorklärbecken der Abwasserreinigung zum Abscheiden von Schwebstoffen angewandt (Fällung).

Die S. durch Zentrifugalkraft wird zur Trennung von Teilchen unterschiedlicher Dichte, Größe oder Gewicht verwendet. Moderne Ultrazentrifugen finden v.a. in der Biotechnologie und in der Molekularbiologie Anwendung.

Autor: KATALYSE Institut

Schmelzfeuerung

Die S. ist eine Feuerungstechnik, die in Stein-Kohlekraftwerken zur Verbrennung von Kohle mit hohem Aschegehalt benutzt wird.

Bei Temperaturen von 1.500-1.600 Grad C schmilzt die Asche, kann flüssig abgezogen und granuliert werden. Entstehende Flugasche wird aus dem Abgas gefiltert und wieder dem Brennraum zugeführt. Vorteile der S. sind: gute Brennstoffausnutzung, einfache Lagerung des Aschegranulats.

Hauptnachteil der S. sind die hohen Stickoxidemissionen. Während die Großfeuerungsanlagenverordnung 1983 noch Ausnahmeregelungen für S. erließ und 1.800 mg/m3 Stickoxide in der Abluft erlaubte, dürfen heute auch Anlagen mit S. nur noch 200 mg/m3 emittieren.

Durch Nachrüstung mit Stufenbrennern und Abgasrezirkulation können die Stickoxidemissionen ohne großen Kostenaufwand auf 1.000 mg/m3 reduziert werden (Stickoxidminderung). Um jedoch den Grenzwert von 200 mg/m3 einzuhalten, sind aufwendige Rauchgasentstickungsanlagen mit Katalysator-Technik erforderlich.

Alternativen zur S., mit der knapp die Hälfte wetsdeutscher Steinkohlekraftwerke betrieben werden, sind der Einsatz der Wirbelschichtfeuerung bei stark aschehaltiger und der Trockenfeuerung bei hochwertiger Kohle.

Siehe auch: Kohlekraftwerk ,Verbrennung, Kohle

 

Autor: KATALYSE Institut

Sauerstoffbleiche

Chemischer Prozess der Entfärbung von Materialien wie Zellstoff und Textilien mittels aktiver Sauerstoffverbindungen als Bleichmittel, deren gemeinsames Merkmal eine direkte Sauerstoff-Sauerstoff-Verbindung ist (Perox oder Peroxyverbindungen), die stark oxidierend wirken und so Farbstoffe zerstören.

Diese hohe chemische Reaktivität macht man sich auch bei der Abtötung von Mikroorganismen aller Art zunutze. Per(oxy)verbindungen sind daher zugleich hochwirksame Desinfektionsmittel.
Die wichtigsten Vertreter sind:

  • Wasserstoffperoxid (H2O2), das u.a. zum Bleichen aller Arten von Naturfasern einschl. des menschlichen Haares verwandt wird.
  • Peressigsäure bleicht sehr wirksam auch bei niedrigen Temperaturen und wird intermediär im Waschprozeß aus perborat- oder percarbonathaltigen Flotten in Gegenwart eines Bleichaktivators (z.B. Tetraacetylethylendiamin [TAED]) gebildet. Peressigsäure ist ein sehr effektives Desinfektionsmittel, selbst in Konzentrationen von unter einem Promille, und wird als Alternative zur
    Chlorbleiche zur Desinfektion von Krankenhauswäsche eingesetzt. Nachteilig ist die Geruchsbelästigung und die Korrosivität. Peressigsäure ist stark hautreizend. Außerdem sind die Lösungen nicht stabil. Sie wird am besten „in situ“ aus H2O2 und Essigsäure hergestellt.
  • Kaliumpersulfat ist eine anorganische Peroxoverbindung (exakt: Kaliumperoxodisulfat), welche auch bei niedrigen Temperaturen wirkt und daher gerne in bleichenden Scheuermitteln (Pulvern) oder zur Desinfektion eingesetzt wird.
  • Natriumpercarbonat ist strenggenommen eine Anlagerung von H2O2 an gewöhnliche Soda und wird zunehmend als Bleichmittel für Textilien eingesetzt. Wegen der vergleichsweise lockeren Bindung des Wasserstoffperoxids verträgt es sich nicht mit bestimmten Waschmittelinhaltsstoffen und kann daher nicht in Vollwaschmitteln (Waschmittel) eingesetzt werden. Es ist aber das vorherrschende Bleichmittel in Fleckensalzen und Bleichkomponenten von Baukastenwaschmitteln.
  • Natriumperborat ist im Gegensatz zu Perkarbonat ein echtes Peroxoborat und keine bloße Anlagerung von H2O2. Es ist daher deutlich stabiler und entfaltet seine optimale Bleichwirkung erst bei ca. 80°C. Für die heute vorherrschenden Niedertemperaturwaschverfahren muss dieses Bleichmittel mit einem Bleichmittelaktivator umgesetzt werden. Dazu wird in Europa fast ausschließlich TAED verwandt, eine Verbindung, die leicht biologisch abbaubar ist. Gleiches gilt für ihr Folgeprodukt im Prozess der Bleichaktivierung, das DAED. TAED wirkt kaum giftig gegen Fische (LC50 > 1.600 mg/Liter) und ist damit einer der unproblematischsten Bestandteile in Waschmitteln.

Das gilt ganz und gar nicht für die dritte Komponente eines Sauerstoffbleichsystems, die Bleichstabilisatoren. Peroxoverbindungen sind mehr oder weniger instabil, insb. Spuren von Schwermetallen können den Zerfall dramatisch beschleunigen. Aus diesem Grund werden zur Stabilisierung der S. häufig Komplexbildner beigefügt, welche die störenden Schwermetalle binden sollen. Lange Zeit wurde dazu auch in Waschmitteln das umstrittene EDTA benutzt. Wegen ökologischer Bedenken ist inzwischen EDTA in deutschen Waschmitteln durch Phosphonate ersetzt worden, die aber ebenfalls nicht unproblematisch sind. Bleichstabilisatoren wären Magnesiumsilikat und bestimmte natürliche Eiweißstoffe.

Zusammenfassend lässt sich sagen, die S. ist ein hochwirksames und im Vergleich zur konkurrierenden
Chlorbleiche deutlich umweltverträglicheres Bleichsystem, von den (vermeidbaren) Stabilisatoren EDTA und Phosphonat einmal abgesehen. H2O2 zerfällt zu schlichtem Wasser, Peressigsäure zur unproblematischen Essigsäure und die Persalze zu Salzen, die nur eine geringe Abwasserbelastung darstellen. Einziger Streitfall ist das Perborat. Hierzu gibt es widersprüchliche Aussagen bezüglich der aquatischen Toxizität. Unbestritten ist, dass Borate, die nach dem Bleichprozess aus den Perboraten entstehen, von Kläranlagen überhaupt nicht zurückgehalten werden können, also vollständig im Vorfluter erscheinen. Dort behält das Borat seine hohe Mobilität. Die Borat-Gehalte werden geradezu als Indikator für das Ausmaß der Gewässerbelastung durch den Menschen angesehen.

Mit der Alternative Percarbonat liegt man in jedem Fall auf der sicheren Seite. Dabei ist sowohl in den deutschen Umweltzeichen-Kriterien für Baukastenwaschmittel als auch im österreichischen Entwurf das Perborat als nicht akzeptabler Inhaltsstoff ausgeschlossen. Siehe auch Zellstoffbleiche.

 

 

Autor: KATALYSE Institut

Polsterstoffe

Polsterstoffe sind Textilien die zur Herstellung von Möbeln und Einrichtungsgegenstände verwendet werden. Ökologische Polstermöbel sollten auf eine textile Ausrüstung weitgehend verzichten. Dadurch kommen heute nur wenige Materialien zur Herstellung von Polsterstoffen in Frage. Dies sind in erster Linie Naturfaserstoffe wie Baumwolle, Schurwolle oder Ramie (Chinagras), die zum Teil aber auch mit Imprägnierungen (z.B. Teflon, Scotchgard) zur Erhöhung der Pflegefreundlichkeit versehen werden. Verwendung finden auch Fasermischungen mit Viskose oder Nylon, da die Lebensdauer der Bezugsstoffe erheblich erhöht werden können.
Ökologische Vorteile lassen sich v.a. bei der Rohstoffeinsparung und Abfallvermeidung, bei der Produktion, guten Recyclebarkeit oder durch geeignete Rücknahmeangebote finden. Insgesamt zählt die Textilproduktion zu den aufwendigsten und somit unter ökologischen Gesichtspunkten beachtenswerten Industriebereichen. Die Hauptbelastung von Mensch und Umwelt stammt aus den zum Teil erheblichen Geruchsemissionen sowie den mit teilweise schwer abbaubaren Stoffen belasteten Abwässern. Da die Herstellung von Textilien aus ökonomischen Gründen überwiegend in Ländern der Dritten Welt stattfindet, treten gerade dort gravierende ökologische und soziale Probleme auf. Geringere Umweltstandards belasten die ohnehin gefährdeten Ökosysteme. Meist sind mangelnde Arbeitsschutzmassnahmen sowie Kinderarbeit bei der Herstellung die Regel.
Für den Verbraucher ist häufig nicht erkennbar welche Chemikalien zur Behandlung der Textilien verwendet oder bereits über die Rohstoffe eingeschleppt werden. Der Einsatz von Pestiziden bei der Rohstoffgewinnung natürlicher Fasern oder bei deren Transport, wird häufig erst bei Stichprobenkontrollen der Fertigtextilien festgestellt.
Der Einsatz von Azofarbstoffen, die krebserregende Spaltprodukte bilden können, sind nach dem Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG) für Polsterstoffe erlaubt, da sie „nur vorübergehend mit der Haut in Kontakt kommen“. Der Einsatz von Formaldehyd zur knitterfreien Ausrüstung und zur Verfestigung von Zellulose findet teilweise immer noch Anwendung.
Als Ersatzstoff für Formaldehyd kommt inzwischen auch das chemisch und strukturell ähnliche Glyoxal zum Einsatz. Für Glyoxal ist nach der Gefahrstoffverordnung der Gefahrenhinweis „reizt die Augen und die Haut“ vorgeschrieben. In der Literatur finden sich auch Hinweise auf ein mutagenes sowie allergieauslösendes Potential. Bisher sind jedoch noch keine Fälle von textilbedingten allergischen Reaktionen durch Glyoxal bekannt geworden, eine Unbedenklichkeit kann jedoch auf Grund des erst relativ kurzen Einsatzes als Ersatzstoff nicht vorausgesetzt werden.
Auch der Einsatz von Flammschutzmitteln ist problematisch, da sie zum Teil giftige Substanzen wie Antimon oder halogenierte Kohlenwasserstoffe enthalten. In Deutschland beschränkt sich die Verwendung von Flammschutzmitteln bisher auf Möbelstoffe, die zur Nutzung in öffentlichen Gebäuden eingesetzt werden.
Über importierte Möbel finden gesundheitsgefährdende Flammschutzmittel in private Wohnräume: in vielen Untersuchungen wurden beispielsweise Phosphorsäureester (u.a. das im Tierversuch krebserregende TCEP (Tris-(2-chlorethyl)-phosphat) nachgewiesen. Viele europäische Hersteller haben sich dem European Upholstered Furniture Action Council (EUFAC) angeschlossen, diese Hersteller setzen die Entflammbarkeit von Polsterstoffen durch die Verwendung bestimmter Materialien wie z.B. Wolle oder dicht gewebte Baumwolle herab.

Autor: KATALYSE Institut

Photovoltaik-Anlage

P.(PV-Anlagen) der Name kommt von dem photovoltaischem Effekt- erzeugen Strom mit Hilfe von Solarzellen aus Sonnenenergie (Globalstrahlung). Sie können vom kleinen Gartenhaus bis hin zu Solarkraftwerken eingesetzt werden.

Der Preis einer Komplettanlage für Netzeinspeisung liegt bei etwa bei 5,60 - 7,70 Euro/Wpeak, was einem Strompreis von 0,40 Euro/kWh-0,55 Euro/kWh entspricht (Standort Deutschland, gerechnet mit 20 Jahren Lebensdauer).
Seit dem 1. Januar 2004 sind die neuen Bedingungen für die Vergütung von Sonnenstrom in Kraft getreten. ("Photovoltaik-Vorschaltgesetz"). Erzeuger von Solarstrom erhalten zukünftig 45,7 Cent pro Kilowattstunde als Grundvergütung. Dies gilt auch für große Freiflächen-Anlagen, soweit sie sich im Bereich eines Bebauungsplans befinden. Für Solaranlagen auf Gebäuden erhöht sich die Vergütung: um 11,7 Cent pro Kilowattstunde bis 30 Kilowatt Leistung, fuer den darueber hinaus gehenden Anteil bis 100 kW um 8,9 Cent pro Kilowattstunde und fuer den 100 KW uebersteigenden Anteil um 8,3 Cent pro Kilowattstunde. Zusätzlich gibt es einen Bonus von 5 Cent pro Kilowattstunde bei fassadenintegrierten Anlagen.
Darüber hinaus bietet die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) nach dem Auslaufen des erfolgreichen 100.000 Dächer-Solarstrom-Programms im Rahmen des KfW-CO2-Minderungsprogramms für Privathaushalte und des KfW-Umweltprogramms für gewerbliche Unternehmen weiterhin attraktive Darlehen zur Finanzierung von Photovoltaik-Anlagen an.
Der weitere Ausbau der Photovoltaik wird außerdem durch die Förderung der Erforschung von neuen Technologien für die Photovoltaik unterstützt. Allein im Jahr 2003 hat das Bundesumweltministerium hierfür 27 Millionen Euro eingesetzt. Diese Förderung soll in den kommenden Jahren nach den Vorstellungen des Bundesumweltministeriums auf hohem Niveau weitergeführt werden.
Eine PV-Anlage benötigt heute ca. 10 Jahre, bis sie eine Energiemenge produziert hat, die der des energetischen Aufwandes zur Herstellung, Betrieb und Entsorgung entspricht. Bei einer Lebensdauer der Anlage von voraussichtlich 20-25 Jahren ergeben sich somit positive Energiebilanzen.
P. sind derzeit jedoch im Vergleich zur Solarthermie noch ziemlich teuer. Anlagen, mit denen etwa 1000 kWh Strom pro Jahr produziert werden können, kosten etwa 7.500 bis 10.000 Euro pro kW Leistung
Die deutliche Bevorzugung bei der Förderung von PV-Anlagen im Vergleich zu thermischen Anlagen könnte dazu führen, dass ein Hausbesitzer auf den Bau einer thermischen Anlage ganz verzichtet, um möglichst viel Dachfläche für eine PV-Anlage zu haben. Hier könnte sich also ein Konflikt auftun zwischen verschiedenen Formen der Sonnenenergienutzung.

Autor: KATALYSE Institut

Perlite- oder Vermiculitedämmputz

Die P. beinhalten die Bindemittel Wasserkalk (Kalk) und Zement, den Zuschlag Sand und die Leichtzuschläge Perlite oder Vermiculite.

Aufgrund der Leichtzuschläge ist P. ein Wärmedämmputz und wird als Außenputz von massiven einschaligen Wänden aufgebracht. Der P. ist heute noch nicht maschinell aufzutragen und muß daher herkömmlich manuell aufgebracht werden. Bei manchen P. sind Polystyrol-Beimischungen (Wärmedämmputz) vorhanden.

siehe ebenfalls: Putze, Bindemittel, Zement, Vermiculite

Autor: KATALYSE Institut

Perlite

Als Rohmaterial für P. dient vulkanisches, wasserhaltiges Gesteinsglas, z.B. des Rhydoliths und anderer Ergußgesteine mit feinkugeligem, tropfenartigem Innengefüge.

Setzt man es kurzfristig hohen Temperaturen (ca. 1.000 Grad C) aus, verwandelt sich das eingeschlossene Wasser in Dampf und das Material bläht sich um das 15 bis 20fache auf.
Das entstehende Material nennt man "Bläh-P.", ein weißes Granulat, in Korngrößen von 0 bis 6 mm Durchmesser. Es wird zur Wärmedämmung (z.B. Schüttung in kerngedämmtem Mauerwerk) und Trittschalldämmung bei Fußböden und zur Kamindämmschüttung eingesetzt, da es nicht brennbar und unverrottbar ist.
Um P. feuchteunempfindlich und druckfester zu machen, muß es einer besonderen Behandlung (z.B. mit Bitumen, Kunstharzen) unterzogen werden. Teilweise verursacht eine erhöhte Radioaktivität (Radioaktive Baustoffe) des Ursprungsgesteins eine Belastung. Zudem steht dem mäßigen Dämmwert ein relativ hoher Energieaufwand bei der Herstellung gegenüber.
Man sollte P. möglichst dort einsetzen, wo die Einwirkung von Feuchtigkeit nicht zu befürchten ist (Imprägnierung überflüssig) und als Ersatz für faserhaltige Materialien beim Brandschutz. P. ist wiederverwendbar und ohne Imprägniermittel problemlos zu deponieren.
Baustoffklasse (Brandschutz), Wärmeleitfähigkeit und Wärmespeicherzahl: k-Wert

Autor: KATALYSE Institut