PT Unknown
AU Jung, J
TI Etablierung und Anwendung  der dynamischen Bildanalyse zur Bestimmung von Fasern in Abwässern aus Textilwaschprozessen
PD 07
PY 2020
DI 10.17185/duepublico/71986
LA de
AB Die Analyse von Textilfasern in Abwässern ist eine Herausforderung der aktuellen Mikroplastikforschung. Nur über geeignete Messmethoden können das Ausmaß der Faserfreisetzung während der Textilwäsche bestimmt, Ursachen ermittelt und darauf aufbauend Gegenmaßnahmen entwickelt werden. Die vorliegende Arbeit knüpft an dieses Problem an. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Analysenverfahren auf Basis einer dynamischen Bildanalyse zu etablieren, um Fasern in Abwässern aus Textilwaschprozessen nachzuweisen. Zunächst wurde das dynamische Bildanalysesystem auf die Abwasserproben abgestimmt und der analytische Ansatz anhand von Modellabwässern validiert. Im Rahmen eines Methodenvergleichs wurden die Messergebnisse der morphologischen Eigenschaften von Referenzfasern, sowie der Faseranzahl im Abwasser mit bestehenden Messmethoden verglichen. Es konnten übereinstimmende Ergebnisse der dynamischen Bildanalysemessung, herkömmlicher mikroskopischer Methoden und den Herstellerangaben bestätigt werden. In den Validierungsexperimenten erwies sich die dynamische Bildanalyse als eine äußerst schnelle, präzise und reproduzierbare Analysenmethode. Wie sich zeigte, enthalten Abwässer ein komplexes Gemisch aus Fasern und Partikeln. Über die Anpassung der integrierten Bildanalysesoftware war es möglich, die Binärbilder der Fasern zu selektieren. Partikel konnten gezielt aus der Auswertung ausgeschlossen bzw. separat ausgewertet werden. Mit der dynamischen Bildanalyse wurde die Faserfreisetzung für Baumwoll- und Polyestergewebe untersucht. Mit einem Laborwaschverfahren wurden verschiedene Waschszenarien simuliert und das Abwasser hinsichtlich der Faseranzahl analysiert. Für beide Gewebe konnte bestätigt werden, dass die Anzahl an freigesetzten Fasern mit zunehmender Waschzyklenanzahl abnimmt. Zudem erwies sich die Mechanik des Waschprozesses als ein tragender Faktor, der die Faserfreisetzung beeinflusst. Wesentliche Unterschiede zwischen Polyester und Baumwolle zeigten sich in den ermittelten Faseranzahlen. Hierbei konnte durchschnittlich eine sechsfach höhere Emission für Baumwolle festgestellt werden.
Die dynamische Bildanalyse wurde mit einer schwefelsauren Hydrolyse des cellulosebasierten Faseranteils kombiniert, um die Faserfreisetzung von Mischgewebe aus Polyester/Baumwolle zu charakterisieren. Wie sich für zwei Mischgewebe aus 50/50 % und 65/35 % Polyester/Baumwolle zeigte, besteht das Abwasser überwiegend aus Baumwollfasern (ca. 90 %) und enthält nur einen geringen Anteil an Polyesterfasern (ca. 10 %).	
In einem letzten Schritt wurde die Anwendbarkeit der entwickelten Messmethode für reale Textilabwässer am Beispiel eines Textilservicebetriebes untersucht. Trotz der hohen Schmutzfracht war es möglich die Fasern in der Abwasserprobe zu quantifizieren und die Anteile an Polyester und Baumwollfasern im Fasergemisch zu ermitteln.
ER