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phil
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    7 Im Rahmen der Studienarbeit wurden verschiedene Tensidformulierungen auf ihre Eignung zur Solubilisierung eines potentiellen neuen Schadstoffs  untersucht.  
     7Im Rahmen der Studienarbeit wurden verschiedene Tensidformulierungen auf ihre Eignung zur  
     8Solubilisierung eines potentiellen neuen Schadstoffs  untersucht.  
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    9 Der hier betrachtete Schadstoff gehört zur Gruppe der DNAPLs (Dense Non-Aqueous Phase Liquids). Diese Stoffe zeichnen sich zum einen dadurch aus, dass sie schwerer als Wasser sind und daher unter den Grundwasserspiegel absinken und zum anderen sind sie nicht oder kaum mit Wasser mischbar. Häufig sammeln sich solche Schadstoffe in lokalen Pools. Durch herkömmliche Sanierungsverfahren, zum Beispiel Pump-and-Treat-Verfahren, lassen sich solche Kontaminationen aufgrund der schlechten Wasserlöslichkeit  kaum mit vertretbarem (Zeit-)Aufwand beseitigen und auch das Auskoffern des kontaminierten Bodens ist in der Regel keine Lösung, da die DNAPLs meist schnell in große Tiefen abwandern. Tensidspülungen sind eine von vielen Möglichkeiten, hier Abhilfe zu schaffen. Tenside können die Grenzflächenspannung zwischen Wasser und NAPL soweit reduzieren, dass eine Emulsion ensteht. Idealerweise entsteht eine stabile Mikroemulsion, welche wie eine einzelne Phase entfent werden kann. 
     10Der hier betrachtete Schadstoff gehört zur Gruppe der DNAPLs (Dense Non-Aqueous Phase Liquids).  
     11Diese Stoffe zeichnen sich zum einen dadurch aus, dass sie schwerer als Wasser sind und daher unter  
     12den Grundwasserspiegel absinken und zum anderen sind sie nicht oder kaum mit Wasser mischbar.  
     13Häufig sammeln sich solche Schadstoffe in lokalen Pools. Durch herkömmliche Sanierungsverfahren,  
     14zum Beispiel Pump-and-Treat-Verfahren, lassen sich solche Kontaminationen aufgrund der schlechten  
     15Wasserlöslichkeit  kaum mit vertretbarem (Zeit-)Aufwand beseitigen und auch das Auskoffern des  
     16kontaminierten Bodens ist in der Regel keine Lösung, da die DNAPLs meist schnell in große Tiefen  
     17abwandern. Tensidspülungen sind eine von vielen Möglichkeiten, hier Abhilfe zu schaffen. Tenside  
     18können die Grenzflächenspannung zwischen Wasser und NAPL soweit reduzieren, dass eine Emulsion  
     19ensteht. Idealerweise entsteht eine stabile Mikroemulsion, welche wie eine einzelne Phase entfent  
     20werden kann. 
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    11 Die Wirkung von Tensiden ist häufig sehr spezifisch. Sie wird zum Beispiel beeinflusst durch das Phasenverhalten des Tensids,  der Änderung von Grenzflächenspannung, Viskosität und Fließverhalten, der Anpassung an Grundwasser- und Bodenparameter (pH-Wert, Salinität, Bodenart) und den Sorptionseigenschaften. Das heißt also, dass eine bereits erfolgreich eingesetzte Tensidlösung zur Sanierung von Stoff A, nicht unbedingt erfolreich bei der Sanierung von Stoff B ist, oder dass bei einer Sanierung von Stoff A unter anderen Randbedingungen dieselbe Erfolgsrate zu erwarten ist. Die Waschlösung muss immer speziell auf den konkreten Einsatz zugeschnitten werden. Unabhängig von den Randbedingungen ist der erste Schritt immer, eine optimale Tensidlösung für einen bestimmten Schadstoff unter Idealbedingungen zu finden. Der erste Schritt hierzu sind Batchversuche, wie sie in dieser Arbeit beschrieben werden. 
     22Die Wirkung von Tensiden ist häufig sehr spezifisch. Sie wird zum Beispiel beeinflusst durch das  
     23Phasenverhalten des Tensids,  der Änderung von Grenzflächenspannung, Viskosität und Fließverhalten,  
     24der Anpassung an Grundwasser- und Bodenparameter (pH-Wert, Salinität, Bodenart) und den  
     25Sorptionseigenschaften. Das heißt also, dass eine bereits erfolgreich eingesetzte Tensidlösung zur  
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     27einer Sanierung von Stoff A unter anderen Randbedingungen dieselbe Erfolgsrate zu erwarten ist. Die  
     28Waschlösung muss immer speziell auf den konkreten Einsatz zugeschnitten werden. Unabhängig von den  
     29Randbedingungen ist der erste Schritt immer, eine optimale Tensidlösung für einen bestimmten  
     30Schadstoff unter Idealbedingungen zu finden. Der erste Schritt hierzu sind Batchversuche, wie sie  
     31in dieser Arbeit beschrieben werden. 
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    13 Urspünglich wurden die tensidbasierten Verfahren nicht in der Umwelttechnik, sondern in der Erdölindustrie entwickelt mit dem Ziel die Erdölförderung bei schwindenden Primärvorkommen zu optimieren. Die entwickelten Methoden wurden später auf die Sanierung von Boden- und Grundwsserverunreinigungen angepasst. Daher ist die Anwendung von Tensidspülungen im Umweltbereich noch ein relativ junges Verfahren. Praktische Erfahrungen gibt es bisher vor allem in den USA, in Europa wurden bisher nur wenige Feldversuche durchgeführt. \cite{Danzer}. Für Mischungen verschieder Schadstoffe ist es schwieriger als für Einzelstoffe ein geeignetes Tensidsytem zu entwickeln. Im Allgemeinen ist aber mit einer sehr hohen Reinigungsleistung zu rechnen. 
     33Urspünglich wurden die tensidbasierten Verfahren nicht in der Umwelttechnik, sondern in der  
     34Erdölindustrie entwickelt mit dem Ziel die Erdölförderung bei schwindenden Primärvorkommen zu  
     35optimieren. Die entwickelten Methoden wurden später auf die Sanierung von Boden- und  
     36Grundwsserverunreinigungen angepasst. Daher ist die Anwendung von Tensidspülungen im Umweltbereich  
     37noch ein relativ junges Verfahren. Praktische Erfahrungen gibt es bisher vor allem in den USA, in  
     38Europa wurden bisher nur wenige Feldversuche durchgeführt. \cite{Danzer}. Für Mischungen  
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     40entwickeln. Im Allgemeinen ist aber mit einer sehr hohen Reinigungsleistung zu rechnen. 
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    …… 
    1744\section{Zielsetzung der Arbeit} 
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    19 Ziel der durchgeführten Versuche war es, ein für die Solubilisierung von Schwefelkohlenstoff optimiertes Tensidsystem zu finden, unter Berücksichtigung des Einflusses von ein- und zweiwertigen Salzen. Das heißt ein System, das eine möglichst große Menge Schadstoff löst ohne ihn zu mobilisieren, bei gleichzeitig niedriger Viskosität und hoher Stabilität. Die hier erzielten Ergebnisse sollten als Grundlage für spätere Säulenversuche dienen. 
     46Ziel der durchgeführten Versuche war es, ein für die Solubilisierung von Schwefelkohlenstoff  
     47optimiertes Tensidsystem zu finden, unter Berücksichtigung des Einflusses von ein- und zweiwertigen  
     48Salzen. Das heißt ein System, das eine möglichst große Menge Schadstoff löst ohne ihn zu  
     49mobilisieren, bei gleichzeitig niedriger Viskosität und hoher Stabilität. Die hier erzielten  
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    21 Um das Ziel zu erreichen wurden drei aufeinander aufbauende Batchversuchsreihen durchgeführt. Dabei wurden zunächst aus 15 getesteten ionischen und nichtionischen Tensiden diejenigen ausgewählt, die bei festgelegtem Tensid- und Salzgehalt die höchste Solubilisierungsrate zeigten. Mit diesen wurde dann eine Verdünnungsreihe mit variablem Tensidgehalt erstellt um die optimale Tensidkonzentration zu finden. In einer dritten Versuchsreihe wurde die optimale Salzkonzentration von ein- und zweiwertigen Salzen bestimmt. Hierzu wurde die zuvor bestimmte optimale Tensidkonzentration konstant gehalten und die Salzkonzentration variiert. 
     52Um das Ziel zu erreichen wurden drei aufeinander aufbauende Batchversuchsreihen durchgeführt. Dabei  
     53wurden zunächst aus 15 getesteten ionischen und nichtionischen Tensiden diejenigen ausgewählt, die  
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     55dann eine Verdünnungsreihe mit variablem Tensidgehalt erstellt um die optimale Tensidkonzentration  
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    …… 
    2562\section{Vorgehensweise} 
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    27 %Um die Phasentrennung besser beobachten zu können und eine photometrische Bestimmung zu ermöglichen, wurde der Schwefelkohlenstoff mit dem roten Farbstoff Oilred angefärbt. 
    28 Aufgrund der Explosionsgefährlichkeit des untersuchten Schadstoffs Schwefelkohlenstoff wurden alle Versuche in einem Ex-Schutzlabor durchgeführt.  
     64%Um die Phasentrennung besser beobachten zu können und eine photometrische Bestimmung zu  
     65%ermöglichen, wurde der Schwefelkohlenstoff mit dem roten Farbstoff Oilred angefärbt. 
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    30 Die einzelnen Versuchsreihen wurden zunächst sorgfältig vorbereitet und weitgehend auch Formblätter erstellt, um die Arbeit im Labor übersichtlicher zu gestalten. Vorbereitend wurden zunächst Tensidlösungen und Salzlösungen in passender Konzentration bzw. als Stammlösung zur Weiterverdünnung hergestellt, da vor allem die Tenside Zeit brauchten um sich vollständig zu lösen. Aus den Tensid- und Salzlösungen,  bidestilliertem Wasser und dem angefärbten Schwefelkohlenstoff wurden dann die Batchansätze hergestellt. Aufgrund der hohen Flüchtigkeit von CS$_{2}$ erfolgte die Zugabe sowie später die Probenahme nur mit gasdichten Spritzen über gasdichte PTFE-Ventile (Mininert, Valco). 
     67Aufgrund der Explosionsgefährlichkeit des untersuchten Schadstoffs Schwefelkohlenstoff wurden alle  
     68Versuche in einem Ex-Schutzlabor durchgeführt.  
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    32 Die Messung von Dichte, Oberflächenspannung und Volumen der leichten Phase wurde ebenfalls im Exschutzlabor des VEGAS durchgeführt. Die HPLC-Messung zur Konzentrationsbestimmung wurde durch das Laborpersonal im VEGAS-Labor vorgenommen. 
     70Die einzelnen Versuchsreihen wurden zunächst sorgfältig vorbereitet und weitgehend auch Formblätter  
     71erstellt, um die Arbeit im Labor übersichtlicher zu gestalten. Vorbereitend wurden zunächst  
     72Tensidlösungen und Salzlösungen in passender Konzentration bzw. als Stammlösung zur  
     73Weiterverdünnung hergestellt, da vor allem die Tenside Zeit brauchten um sich vollständig zu lösen.  
     74Aus den Tensid- und Salzlösungen,  bidestilliertem Wasser und dem angefärbten Schwefelkohlenstoff  
     75wurden dann die Batchansätze hergestellt. Aufgrund der hohen Flüchtigkeit von CS$_{2}$ erfolgte die  
     76Zugabe sowie später die Probenahme nur mit gasdichten Spritzen über gasdichte PTFE-Ventile  
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     79Die Messung von Dichte, Oberflächenspannung und Volumen der leichten Phase wurde ebenfalls im  
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