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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-68797
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2014/6879/


Zur Reduzierung der Biozidkonzentration auf Holzoberflächen durch Photokatalyse am Beispiel cypermethrinhaltiger Holzschutzmittel

Ahl, Heinrich Hermann

pdf-Format:
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Titandioxid , Photokatalysator , Holzschutzmittel , Cypermethrin , Bekämpfungsmaßnahme
Freie Schlagwörter (Englisch): titanium dioxide , photocatalysis , cypermethrin , wood preservative , curative treatment
Basisklassifikation: 30.30
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Naturwissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Fromm, Jörg (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 20.06.2014
Erstellungsjahr: 2014
Publikationsdatum: 25.07.2014
Kurzfassung auf Deutsch: Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Titandioxide von unterschiedlichen Herstellern nach einer Reihe von Voruntersuchungen unter optimierten Bedingungen hinsichtlich der Abbaufähigkeit von Cypermethrinrückständen auf Holzoberflächen nach einer insektenbekämpfenden Behandlung untersucht. Die Bedingungen wurden so gewählt, dass sie möglichst gut übertragbar auf eine praxisrelevante Anwendung sind.
Es wurden zwei Holzschutzmittel (HSM) als Testsysteme genutzt, wovon eines auf wässriger Basis und eines auf Basis eines organischen Lösemittels (Rapsölmethylester, RME) hergestellt wurden. Besonderes Augenmerk wurde auf eine umfassende Überprüfung des Abbauerfolgs durch biologische Tests und chemische Analytik gelegt. So sollte für jedes letztlich überprüfte Titandioxid eine Konzentration für diesen speziellen Anwendungsbereich gefunden werden, bei dem unter einer bestimmten Lichteinstrahlung ein Abbau von an der Holzoberfläche befindlichem Cypermethrin gewährleistet werden kann.
Für das wässrige HSM-System wurde schnell und einfach eine solche gefunden, wohingegen sich für das RME-System zunächst Probleme beim Abbau ergaben. Diese scheinen sowohl auf die chemische Struktur von RME zurückgeführt werden zu können, als auch auf weitere Umstände, die im Verlauf der Arbeit geklärt oder angeführt wurden. Letztlich konnte auch für das RME-System ein Verhältnis Titandioxid zu Cypermethrin gefunden werden, bei dem ein Abbau von Cypermethrin bei der gewählten Bestrahlungsstärkeerfolgt.
Die in dieser Arbeit dargestellte Möglichkeit der Reinigung von Holzoberflächen stellt ein Novum auf dem Gebiet der (bekämpfenden) Holzschutzmittel dar.
Kurzfassung auf Englisch: The usability of some titanium dioxide products were tested for a surface cleaning of wood after a remedial treatment by photocatalysis. The test surroundings were chosen in a way that would make it easy to transfer the results of this work to a practical level. Two different treatment products were used whereby one was produced on the basis of water and one consisted of an organic solvent, namely rapeseed oil methyl ester (RME). The biocide used was cypermethrin. To check a possible degradation of cypermethrin on the surface the results of biological testing with insects and their survival rate on treated wooden specimen surface and chemical analysis of the cypermethrin concentration performed by HPLC were compared on treated wood. From these results a ratio of titanium dioxide to cypermethrin at which a safe degradation of cypermethrin is possible was obtained.
It turned out that in the case of the waterborne treatment product a ratio was easy to obtain. In contrast the ratio in case of the organic solvent based product was difficult to achieve. It was assumed that the problems occurring during the degradation process might be the result of the chemical structure of RME which has a multitude of double bonds at which a radical reaction can take place and therefore, RME could act as a scavenger.
From the results of this work it can be derived that surface cleaning with titanium dioxide is transferable from the wastewater cleaning application or from floor tiles to wooden surfaces. It appears that TiO2 is able to entirely eliminate any remaining cypermethrin when the ratio is chosen high enough and the lighting condition is chosen appropriate.
To verify these findings, future investigations have to be carried out using other biocide/ solvent combinations and further wood species. A wider field of usable photocatalysts may be helpful, too.
Nonetheless, the results of this work reveal new options for indoors remedial treatment through a combination of treatment and cleaning purposes in one step.

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