Ziel der Maturaarbeit war, sich mit der Zusammensetzung von Hausstaub und den darin enthaltenen Gefahrenstoffen auseinanderzusetzen. Der Schwerpunkt wurde dabei auf Phthalate (Weichmacher) und Schwermetalle gesetzt. Im praktischen Teil der Arbeit wurde eine Hausstaubprobe auf ihre Phthalatbelastung untersucht. Konkret wurde mit einem Staubsauger Hausstaub gesammelt und dieser mit einer Soxhlet-Apparatur extrahiert. Das Extrakt wurde dann mithilfe einer Säulenchromatographie aufbereitet und schliesslich gaschromatographisch mit massenselektivem Detektor (GC/MS) analysiert. Neben den qualitativen Ergebnissen zur Phthalatbelastung liegen auch quantitative Ergebnisse zur Schwermetallbelastung vor. Diese lieferte das Analyselabor SGS.
Inhaltsverzeichnis
1 Abstract
2 Inhaltsverzeichnis
3 Einleitung
4 Theorie
4.1 Hausstaub
4.1.1 Zusammensetzung und Ursachen
4.1.2 Entstehung sekundärer und primärer Partikel
4.1.3 Gefahrenstoffe im Hausstaub
4.1.4 Aufnahme und Auswirkungen von Gefahrenstoffe
4.1.5 Massnahmen gegen die Belastung durch Gefahrenstoffe
4.1.6 Analyseergebnisse aus der Literatur
4.2 Phthalate
4.2.1 Funktionsweise der Weichmacher
4.2.2 Vorkommen
4.2.3 Exposition und Aufnahme
4.2.4 Toxikologie
4.2.5 Ersatzstoffe
4.2.6 Nachweis
4.2.7 Analyseergebnisse aus der Literatur
4.3 Schwermetalle
4.3.1 Vorkommen
4.3.2 Exposition und Aufnahme
4.3.3 Toxikologie
4.3.4 Analysemethoden
4.3.5 Analyseergebnisse aus der Literatur
5 Material und Methoden
5.1 Anmerkung zur Wahl der Methoden
5.2 Probenbeschaffung
5.2.1 Modellmatrix
5.2.2 Hausstaub
5.3 Soxhlet Extraktion
5.4 Rotationsverdampfung
5.5 Säulenchromatographie
5.6 Phenolphtalein-Synthese
5.7 UV-Vis Spektroskopie
5.8 GC/MS Untersuchung
5.9 Schwermetalluntersuchung
6 Resultate
6.1 Hausbeschreibung
6.2 Probenbeschaffung
6.2.1 Modellmatrix
6.2.2 Hausstaub
6.3 Soxhlet Extraktion
6.3.1 Allgemeines Vorgehen
6.3.2 Modellmatrix
6.3.3 Hausstaub
6.4 Rotationsverdampfung
6.4.1 Allgemeines Vorgehen
6.4.2 Modellmatrix
6.4.3 Hausstaub
6.5 Säulenchromatographie
6.5.1 Allgemeines Vorgehen
6.5.2 Vorexperiment
6.5.3 Hausstaub
6.6 Phenolphtalein-Synthese
6.6.1 Modellmatrix
6.6.2 Hausstaub
6.7 UV-Vis Spektroskopie
6.7.1 Modellmatrix
6.7.2 Hausstaub
6.8 GC/MS Untersuchung
6.9 Schwermetalluntersuchung
7 Diskussion
7.1 Phthalatuntersuchung
7.1.1 Auswertung der Absorptionsspektren
7.1.2 Auswertung der Massenspektren
7.2 Schwermetalluntersuchung
7.2.1 Auswertung der Untersuchungsergebnisse
7.3 Schlussfolgerung
Zielsetzung & Themen
Das Ziel der Arbeit ist die Untersuchung der Zusammensetzung von Hausstaub hinsichtlich potenzieller Gefahrenstoffe, insbesondere Phthalate und Schwermetalle. Die Forschungsfrage konzentriert sich darauf, inwieweit diese Substanzen in einer realen Wohnumgebung nachweisbar sind und welche gesundheitlichen Risiken davon ausgehen.
- Zusammensetzung und Entstehung von Hausstaub
- Toxikologie und Wirkungsweise von Phthalaten
- Schwermetallbelastung in Innenräumen
- Methodik zur Extraktion und Analyse von Schadstoffen
- Bewertung der gefundenen Konzentrationen anhand von Referenzwerten
Auszug aus dem Buch
Entstehung sekundärer und primärer Partikel
Sekundäre Partikel entstehen prinzipiell bei der Verbrennung. Die Ausgangsstoffe der Verbrennung werden nach ihrem Aggregatzustand unterschieden: Gasförmige Ausgangsstoffe können durch eine chemische Reaktion oder Kondensation zu einem Aerosol werden. Die chemische Reaktion findet meist in der Atmosphäre durch die in Reaktionsbereitschaft Höhenstrahlung statt. Dazu kommen noch alle weiteren erdenklichen, abgetrennten Teile oder Ausscheidungen von Lebewesen.
Bei der Verbrennung von Feststoffen ist die Russbildung durch die unregelmässige Flammenführung sogar noch grösser. So geben beispielsweise ein offener Kamin oder auch Zigaretten beachtliche Mengen an Russ ab. Beim Schweissen und Erhitzen von Metallen entstehen besonders feine Partikel. Und auch bei einem Vulkanausbruch kann es zu Partikeln unter einem Mikrometer kommen.
Primäre Partikel entsthen bei der Zerkleinerung von festen und flüssigen Ausgangsstoffen. Bei der Zerkleinerung werden vier Mechanismen unterschieden: Druck, Reibung, Schnitt und Prall. Druck wird beispielsweise durch Räder von Fahrzeugen auf den Strassenbelag verursacht. Aber auch unsere Schuhe üben wir Druck aus und lösen so beispielsweise Fasern aus Teppichböden oder zerdrücken Schmutzklümpchen. Reibung entsteht durch Druck und Schub. Reibung wird bspw. durch Schuhe und Fahrzeugreifen ausgeübt.
Zusammenfassung der Kapitel
4 Theorie: Dieses Kapitel erläutert die Grundlagen über Hausstaub, die chemische Beschaffenheit und Toxikologie von Phthalaten sowie die Gefahren und Analytik von Schwermetallen.
5 Material und Methoden: Hier werden die experimentellen Ansätze zur Probenahme sowie die physikalisch-chemischen Trenn- und Analyseverfahren detailliert beschrieben.
6 Resultate: Dieses Kapitel präsentiert die durchgeführten Analysen der Hausstaubprobe, einschließlich der chromatographischen und spektroskopischen Ergebnisse sowie der Schwermetallwerte.
7 Diskussion: Der letzte Hauptteil bewertet die analytischen Befunde kritisch, vergleicht sie mit Literaturwerten und zieht Schlussfolgerungen zur Belastungssituation.
Schlüsselwörter
Hausstaub, Phthalate, Schwermetalle, Soxhlet-Extraktion, Säulenchromatographie, Gaschromatographie, Massenspektrometrie, Weichmacher, Toxikologie, Schadstoffbelastung, Innenraumluft, Analysemethoden, Gefahrenstoffe, Umweltanalytik, Schwebstaub.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit untersucht das Vorkommen von verschiedenen Gefahrenstoffen, konkret Phthalaten und Schwermetallen, in einer alltäglichen Hausstaubprobe.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder sind die Herkunft von Hausstaub, die chemischen Eigenschaften und Risiken von Weichmachern (Phthalaten) sowie die Problematik und Nachweisverfahren von Schwermetallen in Innenräumen.
Was ist die Forschungsfrage?
Das primäre Ziel ist es, herauszufinden, ob und in welchem Maße gesundheitsschädliche Gefahrenstoffe im Hausstaub nachweisbar sind und ob diese Konzentrationen für die Bewohner ein Risiko darstellen.
Welche wissenschaftlichen Methoden kommen zum Einsatz?
Verwendet werden Methoden wie die Soxhlet-Extraktion zur Probenvorbereitung, die Säulenchromatographie zur Auftrennung, die UV-Vis-Spektroskopie sowie die Gaschromatographie mit Massenspektrometrie (GC/MS) zur Identifikation der Stoffe.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische Einführung in die Stoffklassen, die detaillierte Beschreibung der experimentellen Laborarbeit und die anschließende Auswertung und Diskussion der Messergebnisse.
Durch welche Schlüsselwörter lässt sich die Arbeit charakterisieren?
Schlüsselbegriffe sind Hausstaub, Phthalate, Schwermetallanalyse, Extraktion, Gaschromatographie und Toxikologie.
Warum wurden Phthalate als Untersuchungsschwerpunkt gewählt?
Phthalate wurden gewählt, da sie in modernen Alltagsprodukten weit verbreitet sind, ein relevantes gesundheitliches Gefährdungspotenzial aufweisen und die gewählte Nachweismethode im Schullabor durchführbar erschien.
Wie wurden die Schwermetalle analysiert?
Die Schwermetallanalyse wurde in Kooperation mit einem professionellen Labor (SGS) durchgeführt, wobei standardisierte analytische Verfahren wie die ICP-OES oder AAS zum Einsatz kamen.
Konnte die Arbeitshypothese bestätigt werden?
Ja, die Arbeitshypothese konnte bestätigt werden; die untersuchten Schwermetallwerte lagen in einem akzeptablen Bereich, und es konnten Rückschlüsse auf das Vorhandensein diverser Phthalate gezogen werden.
- Arbeit zitieren
- Noah Näf (Autor:in), 2017, Welche Gefahrenstoffe sind im Hausstaub nachweisbar?, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/458701
