Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 4 - Maschinenbau - Institut für Landmaschinen und Fluidtechnik
Langer Kamp 19a
38106 Braunschweig

22010297

01.01.1998

Im Projekt wurden das Ausbreitungsverhalten von Hydraulikölen und Rapsölmethylester (RME) sowie die Nachweismöglichkeiten dieser Stoffe im Boden untersucht. Zu diesem Zweck wurden folgende Messtechniken eingesetzt: Elektronische Permittivitätssonde (EP), Laserinduzierte Fluoreszenzmesstechnik (LIF), Infrarotspektroskopie (IR als FT-IR) und Gaschromatographie (GC). Mit Hilfe der erwähnten Messtechniken wurden das Ausbreitungsverhalten (Einfluss der Bodenarten, der Bodenfeuchte, der Viskosität der Öle) und ökologische Wirkungen (biologischer Abbau, Pflanzentoxizität) von Mineralölen und Bioölen untersucht. Im Projektablauf wurde gezeigt, dass das Eindringverhalten weniger von der Art des Öles, der Ölaustrittstemperatur oder von seinen sich ändernden Gebrauchseigenschaften abhängt als vielmehr von den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Bodenmatrix. Ausschlaggebend hierfür sind Parameter wie Bodenfeuchte und Porosität (Dichte). Im Vergleich wurde deutlich, dass kein nennenswerter Unterschied im Eindringverhalten der Öle, gleich ob biogenen oder fossilen Ursprungs, zu erkennen ist. Eine Ausnahme stellt der Kraftstoff RME dar, welcher auf Grund seiner wesentlich niedrigeren Viskosität eine höhere Eindringgeschwindigkeit und -tiefe aufweist. Auch im Hinblick auf die Toxizität der Öle konnten nur geringe Unterschiede zwischen dem Mineralöl und den biogenen Ölen festgestellt werden. In geringen Konzentrationen zeigen die Bioöle eine ähnlich hemmende Wirkung auf das Wachstum der Kressepflanzen wie das Mineralöl. Bei höheren Konzentrationen und längeren Zeiträumen ist aber die relative Vorzüglichkeit der Bioöle klar zu erkennen. Der eigentliche ökologische Vorteil liegt im veränderten Abbauverhalten. Die biologische Abbaubarkeit der biogenen Öle nach den CEC-Verfahren ist um 40 bis 50 % größer als die des Mineralöls.

Ziel des Verbundvorhabens ist es, das Ausbreitungsverhalten von RME und Hydraulikölen im Boden und Wasser zu untersuchen. Der Verbleib, der Transport durch Wasser und der Transfer durch die Bodenmatrix soll daher meßtechnisch ermittelt werden und modellhaft dargestellt werden. Schwerpunkt ist die Meßtechnik an verschiedenen Böden in einem naturnahen Modellökosystem am Institut für Biosystemtechnik. Neben Wind, Wasser (Regen), Beleuchtung, sind in dem Modellökosystem die Bodentemperatur regelbar, können Sickerwasser und Abluftproben gesammelt und Bodenproben aus verschiedenen Tiefen entnommen werden. Unter naturnahen Bedingungen kann so das Verhalten von Kraftstoffen oder Hydraulikölen untersucht werden. Bei den Untersuchungen soll eine neuartige in-situ Meßmethode, die Laser-Fluoreszenzspektroskopie, zum Einsatz kommen (Unterauftrag der Universität Erlangen). Die mit dieser Methode erzielten Ergebnisse bei der Ermittlung des Gesamtgehalts an Kohlenwasserstoffen und Inhaltsstoffen (Grundöle, Additive und Alterungsprodukte) werden mit den Werten, die mit traditionellen Methoden ( FTIR und GC ) bestimmt wurden, verglichen. Die neue Meßtechnik ermöglicht eine systematische Variation der Böden hinsichtlich Bodenarten, Porengrößen und Bodenfeuchten. Das Ausmaß der Kontamination wird abschließend unter Berücksichtigung eventueller Parameterunsicherheiten modellmäßig dargestellt. In die Untersuchung wird RME sowie frisches als auch definiert gealtertes Hydrauliköl eingesetzt (TU Braunschweig, Institut für Landmaschinen und Fluidtechnik). In dem Prüfstand des ILF werden ausgewählte Öle unter definierten Bedingungen belastet und die sich verändernden technischen und chemischen Eigenschaften im Labor ermittelt. Der Prüfstand ist mit verschiedenen hydraulischen Verbrauchern ausgerüstet und verfügt über Getriebekomponenten mit im Öl laufenden Reibsystemen. Nach der praxisnahen und reproduzierbaren Alterung der Öle in dem Prüfstand des ILF erfogt die Untersuchung des