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Chemisch-analytische und olfaktorische Untersuchungen von Brandgeruch
Zur Bewertung von Brandschäden nach Gebäude- oder Wohnungsbränden werden derzeit lediglich einige wenige toxikologisch relevante bekannte Verbindungen herangezogen, die üblicherweise nach einem Brand auftreten. Nach dem Entfernen dieser Verbindungen und des sichtbaren Rußes wird eine Sanierung meist als erfolgreich gewertet, ohne ein weiteres typisches brandursächliches Phänomen zu berücksichtigen. Am und insbesondere auch in der Umgebung des Brandherdes, aber auch weit entfernt vom eigentlichen Feuer an unbetroffenen Regionen, ist in der Regel ein typischer Brandgeruch wahrnehmbar, zum Teil auch noch nach einer Sanierung. In dieser Arbeit wurden die Hauptverbindungen bestimmt, die den typischen Brandgeruch erzeugen. Dazu wurden 33 Probenmaterialien, die von 25 verschiedenen Bränden stammten, in die Untersuchungen einbezogen. Die Trennung und Detektion der volatilen Verbindungen erfolgte mittels GC/MS. Zur Anreicherung dieser wurden vier unterschiedliche Verfahren angewandt: Anreicherung auf Sorbentien, statische Headspace, Extraktion mit Lösungsmittel sowie SPME (solid phase microextraction). Bei SPME wurde das breiteste Substanzspektrum und die höchste Signalintensität erhalten. Eine 50/30 µm-DVB/CAR/PDMS-Faser erwies sich als am besten geeignet. Zu dem Stoffspektrum, das von allen Probenmaterialien freigesetzt wurde, zählen beispielsweise unpolare Substanzen, wie Alkane, Aromaten und PAK, aber auch polare, wie Phenole oder aromatische Carbonylverbindungen, die bereits als Brandfolgeprodukte verschiedener Brandlasten bekannt sind. Parallel dazu wurde ein olfaktorischer Detektor an einen Gaschromatographen angeschlossen, wobei die Detektion hierbei von der menschlichen Nase übernommen wurde. Elf Verbindungen wie Acetophenon, Benzylalkohol, 4-Ethyl-2-methoxyphenol etc. wurden in beinahe jeder der sieben Proben detektiert. Durch die Bestimmung der relativen Konzentrationsverhältnisse der Einzelverbindungen konnten Standardmischungen und ein 'Modell-Brandgeruch' hergestellt werden, die einen Geruch mit verbranntem Charakter aufwiesen. Außerdem konnten mit Hilfe des Geruchsstandards zwei Pobenahmearten zur Entwicklung alternativer Nachweismethoden erprobt werden. Zur Luftprobenentnahme wurde zum einen eine aktive Variante, die pumpengestützte Anreicherung auf den Adsorbentien Kieselgel und XAD 7 und zum anderen eine passive Variante mit der Anreicherung der Analyten mittels SPME-Feldprobenehmern durchgeführt. Die Probenahme mit XAD 7 zeigt im Gegensatz zu der mit Kieselgel keinen Durchbruch der Analyten auf die Kontrollphase sowie einen ähnlichen Konzentrationsbereich wie die DIN-Methode, die zu Referenzzwecken durchgeführt wurde. Bei der passiven Anreicherung der Analyten mittels SPME wurde die große Empfindlichkeit dieser Methode deutlich. Daher ist diese Methode besonders gut geeignet für den qualitativen Nachweis der geruchsaktiven Verbindungen bei vermeintlich sehr geringen Konzentrationen. Durch die hier dargestellten Ergebnisse wird es zukünftig möglich sein, insbesondere in strittigen Situationen einen örtlich differenzierten Nachweis über das Vorhandensein eines Brandgeruchs zu führen, um auf dessen Grundlage über Notwendigkeit und Ausmaß möglicher Sanierungsverfahren zu entscheiden. Des Weiteren wird es durch die Kenntnis der geruchsaktiven Verbindungen möglich, zukünftig zielgerichtete Sanierungsmethoden zu entwickeln.
Chemisch-analytische und olfaktorische Untersuchungen von Brandgeruch
Zur Bewertung von Brandschäden nach Gebäude- oder Wohnungsbränden werden derzeit lediglich einige wenige toxikologisch relevante bekannte Verbindungen herangezogen, die üblicherweise nach einem Brand auftreten. Nach dem Entfernen dieser Verbindungen und des sichtbaren Rußes wird eine Sanierung meist als erfolgreich gewertet, ohne ein weiteres typisches brandursächliches Phänomen zu berücksichtigen. Am und insbesondere auch in der Umgebung des Brandherdes, aber auch weit entfernt vom eigentlichen Feuer an unbetroffenen Regionen, ist in der Regel ein typischer Brandgeruch wahrnehmbar, zum Teil auch noch nach einer Sanierung. In dieser Arbeit wurden die Hauptverbindungen bestimmt, die den typischen Brandgeruch erzeugen. Dazu wurden 33 Probenmaterialien, die von 25 verschiedenen Bränden stammten, in die Untersuchungen einbezogen. Die Trennung und Detektion der volatilen Verbindungen erfolgte mittels GC/MS. Zur Anreicherung dieser wurden vier unterschiedliche Verfahren angewandt: Anreicherung auf Sorbentien, statische Headspace, Extraktion mit Lösungsmittel sowie SPME (solid phase microextraction). Bei SPME wurde das breiteste Substanzspektrum und die höchste Signalintensität erhalten. Eine 50/30 µm-DVB/CAR/PDMS-Faser erwies sich als am besten geeignet. Zu dem Stoffspektrum, das von allen Probenmaterialien freigesetzt wurde, zählen beispielsweise unpolare Substanzen, wie Alkane, Aromaten und PAK, aber auch polare, wie Phenole oder aromatische Carbonylverbindungen, die bereits als Brandfolgeprodukte verschiedener Brandlasten bekannt sind. Parallel dazu wurde ein olfaktorischer Detektor an einen Gaschromatographen angeschlossen, wobei die Detektion hierbei von der menschlichen Nase übernommen wurde. Elf Verbindungen wie Acetophenon, Benzylalkohol, 4-Ethyl-2-methoxyphenol etc. wurden in beinahe jeder der sieben Proben detektiert. Durch die Bestimmung der relativen Konzentrationsverhältnisse der Einzelverbindungen konnten Standardmischungen und ein 'Modell-Brandgeruch' hergestellt werden, die einen Geruch mit verbranntem Charakter aufwiesen. Außerdem konnten mit Hilfe des Geruchsstandards zwei Pobenahmearten zur Entwicklung alternativer Nachweismethoden erprobt werden. Zur Luftprobenentnahme wurde zum einen eine aktive Variante, die pumpengestützte Anreicherung auf den Adsorbentien Kieselgel und XAD 7 und zum anderen eine passive Variante mit der Anreicherung der Analyten mittels SPME-Feldprobenehmern durchgeführt. Die Probenahme mit XAD 7 zeigt im Gegensatz zu der mit Kieselgel keinen Durchbruch der Analyten auf die Kontrollphase sowie einen ähnlichen Konzentrationsbereich wie die DIN-Methode, die zu Referenzzwecken durchgeführt wurde. Bei der passiven Anreicherung der Analyten mittels SPME wurde die große Empfindlichkeit dieser Methode deutlich. Daher ist diese Methode besonders gut geeignet für den qualitativen Nachweis der geruchsaktiven Verbindungen bei vermeintlich sehr geringen Konzentrationen. Durch die hier dargestellten Ergebnisse wird es zukünftig möglich sein, insbesondere in strittigen Situationen einen örtlich differenzierten Nachweis über das Vorhandensein eines Brandgeruchs zu führen, um auf dessen Grundlage über Notwendigkeit und Ausmaß möglicher Sanierungsverfahren zu entscheiden. Des Weiteren wird es durch die Kenntnis der geruchsaktiven Verbindungen möglich, zukünftig zielgerichtete Sanierungsmethoden zu entwickeln.
Chemisch-analytische und olfaktorische Untersuchungen von Brandgeruch
Heitmann, Katharina (Autor:in)
2011
163 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Brand (Feuer) , Geruchsbestimmung , Probenahme , Probenanreicherung , GC/MS (Gaschromatographiemassenspektrometrie) , Sanierung , Benzylalkohol , Naphthalin , Geruchsschwellenwert , Kieselgel , Empfindlichkeit , PCB (polychloriertes Biphenyl) , Ruß , Extraktion , PAK (polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe) , Festphasenmikroextraktion
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