Abbau von halogenierten Kohlenwasserstoffen durch UV-Licht - Jugend forscht


Kurzfassung der Arbeit:
Halogenierte Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen aus Kohlenwasserstoffen und Halogenen (Chlor, Fluor, Brom und Jod). Sie kommen in Industrieabwässern oder in Böden vor, auf denen Chemiewerke standen. Diese Böden sind verseucht und für den Menschen nicht mehr nutzbar, z. B. zum Anbau von Pflanzen. Wir haben uns mit dem Problem auseinandergesetzt, wie man diese Böden wieder nutzbar machen kann und wie man die giftigen halogenierten Kohlenwasserstoffe so abbaut, dass für Mensch und Umwelt ungefährliche Stoffe als Reaktionsprodukt entstehen. Die die Ozonschicht zerstörenden FCKW (Fluorchlorkohlenwasserstoffe), die früher als Treibgas in Spraydosen oder als Kühlmittel in Kühlschränken benutzt wurden, sind heute in Deutschland und vielen anderen Ländern verboten. Darüber hinaus sind einige Böden und Gewässer mit halogenierten Kohlenwasserstoffen verseucht, wir wollen durch unser Forschungsprojekt versuchen, eine Lösung für dieses Problem zu finden.

Für unsere Arbeit haben wir Tetrachlorethylen (C2Cl4), Dichlormethan(CH2Cl2) und Trichlorflourmethan (CCl3F, ein FCKW) benutzt. Diese drei halogenierten Kohlenwasserstoffe werden hauptsächlich in der chemischen Reinigung (wegen ihrer hohen Fettlöslichkeit) und als Füllung von Schaumstoffen oder als Kühlmittel in Kühlschränken benutzt (wegen ihrer schlechten Wärmeleitfähigkeit). Viele dieser Stoffe wurden aufgrund ihrer schlechten Brennbarkeit früher auch als Löschmittel verwendet. Die ersten beiden Stoffe sind gesundheitsschädlich. Bei unseren Versuchen haben wir stets nur Stoffe verwendet, die nicht giftig sind. Halogenierte Kohlenwasserstoffe werden in der Regel mit Chlor, Ozon, Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid abgebaut. Bei dieser Art der Reinigung werden die enthaltenen organischen Chlorverbindungen aber nur unvollständig abgebaut. Wir wollen untersuchen, ob man einen vollständigen Abbau durch Bestrahlung einer Lösung von halogenierten Kohlenwasserstoffen mit ultravioletter Strahlung und Begasung der Lösung mit Sauerstoff erreichen kann.

Um den Abbau dieser Stoffe nachweisen zu können, haben wir mehrere Verfahren getestet, wobei sich ein Nachweis als vorteilhaft erwiesen hat: In die Lösung wurde eine pH-Elektrode getaucht, durch diesen Nachweis kann außerdem berechnet werden, wie viel des Stoffes abgebaut wurde.

Wir kamen zu diesem Thema, da wir wissen wollten, wie man verseuchte bzw. verunreinigte Böden und Gewässer reinigen kann, um die Gesundheitsrisiken des Menschen zu minimieren. Bevor wir auf dieses Thema gekommen sind, wollte einer der Teilnehmer Bodenproben vom Schulgelände auf Verunreinigungen untersuchen; der AG-Leiter, Herr Roloff, hat uns auf die Idee gebracht, dort mögliche Verunreinigungen zu beseitigen.

Wettbewerbe und Preise:
Diese Arbeit wurde bei „Jugend forscht“ 2003 eingereicht. Bei dem Regionalwettbewerb Berlin Nord wurde sie prämiert. Zusätzlich erreichte sie die nächste Runde, die Teilnahme am Landeswettbewerb Berlin. Dort wurde sie mit dem 3. Preis ausgezeichnet.

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