Sowohl im Bereich energetischer als auch nicht-energetischer Rohstoffe stieg die Nachfrage in den vergangenen Jahrzehnten kontinuierlich an. Gerade in den letzten Jahren kam daher die Diskussion auf, ob nicht in absehbarer Zeit strukturelle Versorgungs- bzw. Verfügbarkeitsengpässe entstehen könnten. Dies wird sehr kontrovers diskutiert, wobei die Positionen vor allem im Bereich Erdöl sehr stark schwanken. Im folgenden Kapitel wird eine Analyse hinsichtlich der Versorgungssituation energetischer wie nicht-energetischer Rohstoffe vorgenommen. Diskutiert werden Erdöl, Erdgas, Kohle sowie Kernbrennstoffe einerseits und Eisen und Stahl, Chrom, Nickel, Kobalt, Aluminium, Magnesium, Kupfer, Platin und Platinmetalle, Industrieminerale, Borsalze, Phosphat sowie Zirkonium und Zirkoniumoixd andererseits. Veröffentlicht in Texte | 22/2011.
Der Kartendienst stellt die folgenden Informationen zur Verfügung. Allgemeine Daten: Untere Wasserbehörden NLWKN Betriebsstätten Schutzgebiete Grundwasser (SGGW): Trinkwasserschutzgebiete (WSG) nach Zustand Trinkwasserschutzgebiete (WSG) nach Schutzzone Heilquellenschutzgebiete (HQSG) nach Zustand Heilquellenschutzgebiete (HQSG) nach Schutzzone Trinkwassergewinnungsgebiete (TGG) nach Zustand Trinkwassergewinnungsgebiete (TGG) nach Schutzzone Trinkwasser-Prioritätenprogramm Hydrographische Karte: Gebietsverzeichnis Basiseinzugsgebiete Einzugsgebiete 4. Unterteilung Einzugsgebiete 3. Unterteilung Einzugsgebiete 2. Unterteilung Einzugsgebiete 1. Unterteilung Stromgebiete Gräben Gewässernetz Wattflächen Gewässerflächen Trockenfallende Gewässer: Verzeichnis trockenfallende Gewässer Gewässernetz 1. Ordnung, Gewässernetz 2. Ordnung Gewässernetz 3. Ordnung WRRL-Gewässernetz Verzeichnis trockenfallende Gewässer – stehende Gewässer Stehende Gewässer WRRL-stehende Geässer Gewässerdichte auf Gemeindeebene BK50 – Auswertung Grundwasserstufe BK50 – Auswertung Bodenkundliche Feuchtestufe Pegelmessnetz: Pegelmessnetz GÜN Hydrologische Landschaften Pegel Hydrologische Landschaften Querbauwerke und Durchgängigkeit: Querbauwerke Bauwerksart Querbauwerke Künstliche Objekte Querbauwerke Dämme und Wehre Querbauwerke Siele und Schöpfwerke Querbauwerke Schleusen Querbauwerke Durchgängigkeitsbauwerke Querbauwerke Kreuzungsbauwerke Gewässerstruktur: Detailkartierung Foto Detailkartierung Übersicht Bewertung Gesamt Bewertung Umland Bewertung Ufer Bewertung Sohle Grundwasserbericht Menge: Grundwasserstandsmessstellen Grundwasserbericht Güte: Adsorption von sichtbarem Licht (SAK 436) Aluminium Ammonium AOX Arsen Basenkapazität (pH 8,2) Blei Bor Cadmium Calcium Chlorid Chrom Eisen elektrische Leitfähigkeit Fluorid Gelöster organischer Kohlenstoff (DOC) Kalium Kupfer Mangan Magnesium Natrium Nickel Nitrat Nitrit Phosphat pH-Wert Quecksilber Sauerstoff Säurekapazität (pH 4,3) Sulfat UV-Adsorption (SAK 254) Zink Maßstab: 1:10000, 1:50000; Bodenauflösung: nullm, nullm; Scanauflösung (DPI): null, null; Systemumgebung: ArcGis-Server; Erläuterung zum Fachbezug: Grenzen der Wasserschutzgebiete werden von den Unteren Wasserbehörden (UWB) vorgehalten. Für diese Grenzen liegt ein vom Nds. Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz harmonisierter landesweiter Datenbestand zugrunde, der auf den Zulieferungen der UWB basiert. Grenzen der Überschwemmungsgebiete werden von den Unteren Wasserbehörden (UWB) vorgehalten. Für diese Grenzen liegt ein vom Nds. Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz harmonisierter landesweiter Datenbestand zugrunde, der auf den Zulieferungen der UWB basiert. Die Grenzen der vorläufig gesicherten Überschwemmungsgebiete basieren auf Daten des Landes.
Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg Freisetzung von Phosphorwasserstoff bei der Oberflächenreinigung von Aluminiumteilen Dipl.-Chem. Hubert Faller Dipl.-Ing. (FH) Gerhard Ott OChR Ulrich Wurster* *Korrespondenzadresse: Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg Referat Arbeitsschutz/Chemikalien Postfach 210752 76157 Karlsruhe Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg Referat Arbeitsschutz/Chemikalien Postfach 210752 76157 Karlsruhe 2 Freisetzung von Phosphorwasserstoff bei der Oberflächenreinigung von Aluminiumteilen Zusammenfassung Die Entstehung von Phosphorwasserstoff (Phosphin , PH3) in relevanten Konzentrationen aus phosphathaltiger alka- lischer Reinigungslösung bei der Reinigung von Alumini- umteilen in einer handelsüblichen Industriespülmaschine unter üblichen Betriebsbedingungen konnte nachgewie- sen werden. Im stark alkalischen Milieu wird offenbar Phosphat des Reinigers im Kontakt mit Aluminium reduziert. Die für Phosphorwasserstoff existierende Maximale Ar- beitsplatz Konzentration (MAK-Wert) von 0,15 mg/m³ (0,1 ppm) kann hierbei zeitweise überschritten werden – ent- sprechende Arbeitsschutzmaßnahmen sind deshalb zu beachten. 1 Einleitung Beim Entladen einer Spülmaschine, die zur Reinigung von Aluminiumblechen eingesetzt wurde, klagte der Maschi- nenbediener über starkes Unwohlsein mit Schwindelgefühl und Atembeschwerden. Es wurde eine intensivmedizini- sche Behandlung nötig und ein ”Reizgasinhalationstrau- ma” diagnostiziert. Mitarbeiter hatten schon vor diesem Unfallereignis mehr- fach über einen carbidähnlichen Geruch (nach Knoblauch) beim Betrieb der Spülmaschine berichtet - ein Zusammen- hang mit einer möglichen Entwicklung von Phosphorwas- serstoff während des Reinigungsvorganges wurde jedoch zunächst nicht in Betracht gezogen. Aufgrund des auch bei dem Arbeitsunfall deutlich wahr- nehmbaren Geruches sollte auf Anforderung des zu- ständigen Staatlichen Gewerbeaufsichtsamtes durch Untersuchungen der Landesanstalt für Umweltschutz Ba- den-Württemberg (LfU) geklärt werden, ob bei dem ange- wendeten Oberflächenreinigungsprozess unter den übli- chen Betriebsbedingungen (Aluminiumbleche, alkalischer Phosphatreiniger, Temperatur ca. 60 °C) möglicherweise eine Freisetzung von PH3 (oder anderer Gefahrstoffe) statt- gefunden haben könnte. 2 Toxikologie von Phosphorwasserstoff Phosphorwasserstoff ist in die Kategorie I der lokal rei- zenden Stoffe eingeteilt, so dass der MAK-Wert von 0,1 ppm zu keinem Zeitpunkt überschritten werden soll (Über- schreitungsfaktor =1=) [1]. Phosphorwasserstoff ist ein hochgiftiges Gas mit Wir- kung auf wichtige Zellenzyme („Stoffwechselgift“), das bei akuter Vergiftung unter den Anzeichen der inneren Ersti- ckung zum Tode führen kann. Nach Inhalation ist ein to- xisches Lungenödem möglich. Dabei treten bei mittle- ren Konzentrationen (10 bis 100 ppm; Expositionszeit 0,5 bis 1 h) meist erst nach Stunden Vergiftungserschei- nungen auf. Bei Expositionszeiten von sechs Stunden sind schon 7 ppm wirksam. LfU Eine chronische Vergiftung ist nicht möglich, da im Orga- nismus üblicherweise eine Entgiftung kleiner Konzentrati- onen bis 2,5 ppm erfolgt [2]. Die Geruchsschwelle für die Phosphorwasserstoffwahr- nehmung liegt mit ca. 0,02 ppm [4] unter dem derzeit gülti- gen MAK-Wert von 0,1 ppm. 3 Beschreibung des Reinigungsverfahren Die Reinigung von Aluminiumblechen erfolgt im vorlie- genden Fall in einer handelsüblichen Industriespülma- schine. Die Reinigungslösung wird aus einem Spültank bei einer Solltemperatur von 55 bis 60 °C über 18 Düsen von unten auf die zu reinigendem Teile sprüht. Das Reini- gungsprogramm dauert fünf Minuten, wobei in der letzten Minute das Spülgut mit demineralisiertem Wasser nach- gespült wird. Ein Nachdosieren des Reinigerkonzentrates ist nach jedem Spülprozess erforderlich, da ein Teil des Spültankinhaltes während der Nachspülphase durch das demineralisierte Wasser ersetzt wird. Eine Dosiereinrich- tung soll gewährleisten, dass die empfohlene Konzentra- tion des Reinigerkonzentrates von ca. 4 g/l bei allen Spül- vorgängen in der Reinigungslösung konstant bleibt. Damit wird ein mittlerer pH-Wert von 10,8 erreicht (Mittelwert der Messwerte aus neun Spülvorgängen). Die Zusammensetzung des unverdünnten Reinigerkon- zentrats laut Sicherheitsdatenblatt ist in Tabelle 1 wieder- gegeben. Tabelle 1: Zusammensetzung eines Reinigerkonzentrats Stoff Anteil in Gew.-% Kaliumhydroxid1–5 Phosphate15 – 30 Alkalisilikate> 10 Amphotere Tenside<5 pH-Wert14 Die zu reinigenden Aluminiumbleche bestehen aus den Legierungen AlMg1 und AlMg3 eingesetzt, die sich im we- sentlichen durch ihren Anteil von ca. 1 bzw. 3 Gew.-% Ma- gnesium unterscheiden. Der Summenanteil anderer Ele- mente (somit auch der Gehalt an Phosphor) ist mit < 0,05 Gew.-% spezifiziert. 4 Phosphorwasserstoff- Entstehung 4.1 Phosphorquelle Für eine potenzielle Phosphorwasserstoff-Freisetzung in der Industriespülmaschine war zunächst die Herkunft des Phosphors zu klären. Bei einer typischen Beladung der Spülmaschine mit 30 Aluminiumblechen (Masse ca. 230 g; Oberfläche ca. 80 cm²) ergibt sich eine Gesamtmasse von LfU Freisetzung von Phosphorwasserstoff bei der Oberflächenreinigung von Aluminiumteilen ca. 6,9 kg. Darin können entsprechend der Spezifikation max. 3,5 g Phosphor enthalten sein, die jedoch nur zu ei- nem kleinen Teil (an der Blechoberfläche) für eine Reakti- on zur Verfügung stehen können. Bei einer gemessenen Aluminiumkonzentration von max. 10 mg/l in der Reinigungslösung (ca. 80 l) dürf- ten insgesamt nur ca. 0,4 mg Phosphor aus den Aluminiumblechen gelöst worden sein. Bei einer Reinigerkonzentration von ca. 4 g/l in der Rei- nigungslösung ergibt sich aus dem Gehalt an Phospha- ten eine Sollkonzentration von ca. 0,2 g/l Phosphor in der Reinigungslösung. In einer Maschinenfüllung dieser Rei- nigungslösung liegt somit eine Phosphormenge von 16 g vor. Dieser Phosphor steht für Reaktionen zur Verfügung und wird ständig nachdosiert – die dominierende Phos- phorquelle während des Spülprozesses ist demnach das Phosphat aus dem Reiniger. 4.2 Redoxreaktion Als starkes Reduktionsmittel für die Reduktion von Phos- phat zu Phosphorwasserstoff kommt Wasserstoff (”in sta- tu nascendi”) in Frage, der aus der Reaktion von Alumini- um mit der Reinigungslösung bei hohem pH-Wert stammt. Da bei kleinen wie bei hohen pH-Werten die Oxidschutz- schicht des Aluminiums nicht beständig ist, wird Alumini- um bei alkalischen Bedingungen unter Wasserstoffent- wicklung als Aluminat gelöst [1; 4; 5]. Nur im Bereich von 3 4,5 < pH < 8,5 ist die schützende Schutzschicht weitge- hend unlöslich (sieheBild 1). Wesentliche Faktoren für die Reaktion dürften aber, neben Reaktionszeit, pH-Wert und Konzentration von Fremdio- nen [6], die Reaktionstemperatur sein, da Phosphorwas- serstoff in einer endothermen Reaktion gebildet wird [4]. Bei pH-Werten im alkalischen Bereich kann durch Zusatz von Inhibitoren (z.B.: Alkalisilikate) der Angriff gehemmt werden [7]. In Bild 1 ist für die üblichen Betriebsbedingungen (pH ? 11; Temperatur ca. 60 °C; Aluminiumkonzentration in der Reinigungslösung von ca. 3,5 mg/l) die überschlägig er- mittelte flächenbezogene Massenverlustrate des Reini- gungsprozesses aufgetragen. Der Punkt liegt oberhalb des eingezeichneten Kurvenastes, da bei erhöhter Tem- peratur gearbeitet wird. 4.3 MAK-Wert-Überschreitung: Zum Erreichen des für Phosphorwasserstoff festgeleg- ten MAK-Wertes von 0,1 ppm im nur ca. 0,4 m³ großen Spülraum der Maschine sind nur 0,06 mg PH3 erforder- lich. Ein Vergleich mit der tatsächlichen in der Reinigungs- lösung vorhandenen Phosphormasse zeigt, dass ein mehr als 105-facher Überschuss an verfügbarem Phosphor bei Solldosierung des Reinigerkonzentrates vorhanden ist. Ein nur geringfügiges Ausmaß der o.g. Redoxreaktion dürfte demnach ausreichen, um relevante PH3-Konzentrationen im Bereich des MAK-Wertes im Spülraum zu erreichen. flächenbezogene Massenverlustrate [g°m-2°h-1] 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 2 4 6 8 10 12 pH-Wert Abbildung 1: Einfluss des pH-Wertes auf die flächenbezogene Massenverlustrate für die Aluminiumoxidschutzschicht (Daten aus [5]). Der eingetra- gene Punkt zeigt die überschlägig ermittelte Massenverlustrate im Reinigungsprozess bei den üblichen Betriebsbedingungen.
Im Wasserlabor werden vor allem Oberflächen- und Grundwasserproben aus den Messnetzen der LUBW analysiert. Es wird ein breites Spektrum von Parametern untersucht. Die Palette umfasst Basisparameter wie Nährstoffe (Nitrat, Ammonium , Phosphat), eine Reihe von Metallen und Elementen (z. B. Bor, Aluminium, Chrom, Kupfer, Nickel, Blei, usw. ), diverse Summenparameter, Lösungsmittel (z. B. 1,4-Dioxan) , Pflanzenschutzmittel (z. B. Mecoprop), Herbizide (z. B. Glyphosat) oder Arzneimittel (z. B. Diclofenac). Im Bereich der anorganischen Analytik werden ca. 50 Einzelparameter, im Bereich der organischen Analytik ca. 350 Einzelparameter bestimmt. Die gemessenen Konzentrationen reichen bis in den unteren Spurenbereich. Es werden moderne Verfahren und überwiegend automatisierte Analysenmethoden eingesetzt. Neben Wasserproben werden auch Schwebstoffe und Sedimente untersucht. Ein Schwerpunkt im Labor ist die tägliche Untersuchung von Proben der Rheinmessstation Karlsruhe, das sogenannte Rhein-Screening, mit dem Verunreinigungen und Gefahrensituationen frühzeitig erkannt werden. Die Proben werden mit verschiedenen Messverfahren (Gaschromatographie und Flüssigchromatographie) auf eine Reihe von bekannten Substanzen (Target-Screening) als auch auf unbekannte Substanzen (Non-Target-Screening) untersucht.
Das Projekt "Gluehaufschluss von Phosphaten, insbesondere einem Calcium-Aluminium-Phosphat in einem Drehrohrofen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsgemeinschaft Eisenhüttenschlacken e.V. durchgeführt. Es war die Frage zu klaeren, wie ein Calcium-Aluminium-Phosphat bzw. eine Klaerschlammasche mit Hilfe eines huettenspezifischen Verfahrens aufgeschlossen werden koennen. In halbtechnischen Versuchen wurden Pellets und Briketts des Calcium-Aluminium-Phosphats sowie Briketts aus Klaerschlammasche unter Verwendung von Soda bzw. Soda/CaO-Zusaetzen bei Temperaturen von etwa 1100 Grad C. zu mehr als 95 Prozent aufgeschlossen. Die Vegetationswirkung der aufgeschlossenen Produkte entspricht der des Thomasphosphats. Die Kosten fuer diese aufgeschlossenen Phosphate liegen gegenwaertig ueber denen fuer vergleichbare Phosphate.
Das Projekt "Vermeiden von Fluorwasserstoff, Chrom, Salpeter- sowie Phosphor- und Schwefelsaeure im Abwasser bei der Oberflaechenbehandlung von Aluminium" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Seidel GmbH & Co. durchgeführt. Recycling der Schwefel- und Phosphorsaeure der elektrolytischen Aluminium-Glaenzbaeder unter Benutzung der Prozesswaerme; Ausfaellen von Aluminiumsulfat und Aluminiumphosphat aus komplexen Schwefel- und Phosphorsaeureverbindungen; Vermeiden von Fluorwasserstoff, Chrom und Salpetersaeure beim Glanzeloxieren; Aufarbeiten von Al-Sulfat und Al-Phosphat zur Verwertung in der Papierindustrie und in Abwasseraufbereitungsanlegen.
Das Projekt "Ersatzstoffe fuer gefaehrliche Arbeitsstoffe Chromatpigmente" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Angewandten Korrosionsschutz durchgeführt. In der Verordnung ueber gefaehrliche Arbeitsstoffe vom 29.07.1980 wird im Anhang II (Besondere Vorschriften fuer den Umgang mit bestimmten gefaehrlichen Arbeitsstoffen) unter Nr. 1 krebserzeugende Arbeitsstoffe, eine Reihe von Chromaten in der Gruppe II (stark gefaehrdend) bzw. in der Gruppe III (gefaehrdend) aufgefuehrt. Bei Verwendung der dort genannten Chromate sind gemaess der Arbeitsstoff-Verordnung nach 1.2. eine Ermittlungspflicht nach 1.3 Anzeigen und Beschraenkungen sowie nach 1.4 Vorsorgemassnahmen festgelegt. Fuer Bleichromat, das nicht aufgefuehrt ist, bestehen ernsthafte Bedenken. Hiernach sind Chromatpigmente zwar nicht verboten, jedoch wird ihre Anwendung in Beschichtungsstoffen in der Praxis stark eingegrenzt werden. Anlass fuer die vorliegende Dokumentation war die Frage, wie ein Ersatz der Chromatpigmente moeglich ist und fuer welche Anwendungsfaelle sie unentbehrlich sind. Als Ersatzstoffe fuer Chromatpigmente wurden vorgeschlagen: bekannte Pigmente (Bleimennige, Bleicyanamid, Bleiphosphat, Bleistaub, Sulfo-Bleiweiss, Zinkstaub, Eisenoxid, Eisenglimmer, Talkum, Zinkoxid bzw. Farbenzinkoxid), spezielle Pigmente (Aluminiumphosphat, Bariumsulfat, Calcit), neuere Pigmente (u.a.Bleiphosphit, Manganphosphit, Bariummetaborat, Caliumferrit, Zinkferrit, Calcium-Zinkmolybdat, metallorganische Nitroverbindungen), neuere Pigmente in Kombination mit anderen Bindemitteln. In manchen Faellen wird auch ein Ersatz mit der Folge einer Reduzierung der Anforderungen an den Korrosionsschutzwert zu ueberlegen sein.
Das Projekt "Stoffmengenflüsse und Energiebedarf bei der Gewinnung ausgewählter mineralischer Rohstoffe, Massnahmenempfehlungen für eine umweltschonende nachhaltige Entwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe durchgeführt. Von acht wichtigen mineralischen Rohstoffen (Aluminium, Chrom, Eisen, Kupfer, Mangan, Nickel, Phosphat und Steinkohle) sollen anhand der derzeit angewandten Gewinnungs- und Produktionsmethoden weltweit Stoffmengenflüsse und Energieverbrauch sowie Umweltbelastungen und Möglichkeiten ihrer Vermeidung ermittelt werden. Dieser Projektteil soll von der antragstellenden Bundesanstalt durchgeführt werden. Soweit der Antrag Metalle betrifft, sollen die Untersuchungen zu Stoffmengen und Energiebedarf über einen Unterauftrag von Professor Paschen, Institut für Technologie und Hüttenkunde der Nichteisenmetalle in Leoben/Österreich durchgeführt werden. Ergänzend wird beim Umweltbundesamt ein wissenschaftlicher Beirat eingerichtet, der die Ergebnisse der quantitativen Erhebungen unter Berücksichtigung technischer Möglichkeiten der Rückstandsvermeidung in die internationalen Zusammenhänge und die globalen Umweltprobleme einordnet und Maßnahmenempfehlungen erarbeitet, wie über eine Veränderung von Produktionstechniken, Verhaltensweisen und Export-Import-Relationen die Aufnahmeknappheit der Umwelt berücksichtigt und den Rohstoffexportländern eine umweltschonende nachhaltige Entwicklung ermöglicht werden kann. Ein umfangreicher Schlussbericht und zahlreiche Publikationen liegen vor.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 5 |
| Land | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 4 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
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| Language | Count |
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| Deutsch | 8 |
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