Was ist Vinylchlorid?

Vinylchlorid ist eine flüchtige Substanz, die seit ihrer ersten Synthese im Jahr 1835 in Kühlmitteln, Aerosolen und Kosmetika beliebt ist . Andere Namen sind Chlorethen und Vinylchloridmonomer (VCM).

Dieses süßlich riechende Organochlorid ist bei Raumtemperatur ein brennbares, farbloses Gas. Obwohl sein Siedepunkt bei -13,4 °C liegt, löst sich Vinylchlorid kaum in Wasser . Bei 28 °C sind bis zu 1,1 g/l der Substanz löslich. Unter 3.900 ppm (10.000 mg/m3) ist Vinylchlorid geruchlos . Manche Menschen können jedoch bei 200 bis 500 mg/m3 seinen süßlichen Geruch wahrnehmen.

Neben der Freisetzung durch den industriellen Abbau chlorierter Chemikalien kann es auch in der Umwelt entstehen, wenn Bodenmikroben chlorierte Lösungsmittel abbauen. Die giftige Substanz kann Luft und Trinkwasser verschmutzen. Am häufigsten kommt sie in der Nähe von Mülldeponien vor.

Andere verschüttete Chemikalien, die Sie möglicherweise betreffen

Isobutylen: Dieses hochentzündliche Gas hat einen süßlichen, benzinartigen Geruch. Es wird zur Herstellung von Flugbenzin, Harzen, anderen Chemikalien und Antioxidantien für Lebensmittel, Verpackungen und Kunststoffe verwendet. Laut NJDOH kann der Kontakt mit Isobutylen Augen- und Rachenreizungen verursachen und Kopfschmerzen, Müdigkeit und Benommenheit hervorrufen. Höhere Dosen können zu Koma und Tod führen.

Ethylhexylacrylat: Besatzungsmitglieder setzten diese brennbare Chemikalie aus einem der Kesselwagen frei und verbrannten sie. Ethylhexylacrylat ist ein Bestandteil von Kunststoffen und Farben. Es kann beim Menschen Augen, Haut und Lunge reizen und ist bei längerer Exposition „akut giftig“ für Fische.

Butylacrylat: Hersteller verwenden diese fruchtig riechende Flüssigkeit zur Herstellung von Farben, Kunststoffen, Harzen und Autolacken. Laut EPA geriet ein mit der Substanz beladener Kesselwagen während der Entgleisung in Brand oder wurde verschüttet. Laut dem Gesundheitsministerium von New Jersey (NJDOH) kann der Kontakt mit Butylacrylat Augen, Nase, Rachen und Lunge reizen. Zu den Symptomen zählen Schwindel, Kopfschmerzen, Übelkeit und Erbrechen. Wiederholter Kontakt kann zu Lungenschäden führen.

Benzolrückstände: Benzol ist eine organische chemische Verbindung und ein natürlicher Bestandteil von Erdöl. Benzol gilt als krebserregend, erhöht das Risiko für Krebs und andere Erkrankungen und ist bekanntermaßen auch eine Ursache für Knochenmarkversagen. Zahlreiche epidemiologische, klinische und Labordaten belegen, dass Benzol mit aplastischer Anämie, akuter Leukämie, Knochenmarksanomalien und Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung gebracht wird.

Acrolein: Obwohl im EPA-Schreiben nicht erwähnt, entdeckten Wissenschaftler der Texas A&M University und der Carnegie Mellon University hohe Konzentrationen der Chemikalie Acrolein. Acrolein wird zur Bekämpfung von Pflanzen, Algen, Nagetieren und Mikroorganismen eingesetzt. Bei Raumtemperatur ist es eine klare Flüssigkeit und giftig. Laut CDC kann der Kontakt mit Acrolein Entzündungen und Reizungen der Haut, der Atemwege und der Schleimhäute verursachen.

Wofür wird Vinylchlorid verwendet und wie wird es gelagert?

Chlorethen war früher wie Ethylchlorid ein Inhalationsanästhetikum, wurde jedoch aufgrund seiner Toxizität nicht mehr hergestellt. Heute ist die Chemikalie ein beliebter Vorläufer von PVC und Bestandteil zahlreicher Produkte, wie z. B.:

• Kosmetika
• PVC-Rohre
• Vinylboden
• Kabelummantelungen
• Fahrzeugpolsterung
• Verpackungsmaterialien
• Küchenutensilien aus Kunststoff.

Hersteller lagern Vinylchlorid als Flüssigkeit in Druckflaschen bei 1.050 hPa und einer Temperatur von -10 bis -14 °C . Vinylchlorid ist hochreaktiv und erfordert daher eine sorgfältige Handhabung.

Die Chemikalie sollte in gut belüfteten Bereichen, fern von brennbaren Materialien und extremen Temperaturen aufbewahrt werden . Obwohl sie bei Raumtemperatur stabil ist, zerfällt sie bei über 400 °C in Acetylen und Chlorwasserstoff.

Der zulässige Höchstwert für gesundheitsgefährdende Stoffe liegt bei 500 ppm. Vinylchlorid-Lagerbehälter sind häufig Kugeln mit großem Fassungsvermögen. Man sollte es nicht in geschlossenen Räumen verwenden, da es beim Einatmen gefährlich ist.

Woher kommt das Vinylchlorid?

Die Herstellung von Vinylchlorid beginnt mit Chlor und Ethylen , die beide Kohlenwasserstoff-Nebenprodukte sind. Chlor entsteht durch Salzwasserelektrolyse, während Ethylen durch thermisches Cracken von Erdöl entsteht.

Diese beiden Chemikalien werden in einem Reaktionsgefäß kombiniert, wo durch Behandlungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck Vinylchlorid entsteht.

Eine weitere Quelle der Vinylchloridverschmutzung sind Leckagen und das Austreten von Chemikalien , wie im Fall des Unfalls in Ohio .

Darüber hinaus kann sich Vinylchlorid auf natürliche Weise in Gewässern bilden, nachdem Mikroorganismen chlorierte Produkte zersetzt haben.

Welche Auswirkungen kann Vinylchlorid haben?

Dieses Karzinogen kann zu verschiedenen Krebsarten und anderen Gesundheitsproblemen führen.

Krebs

Eine langfristige Exposition kann Leberkrebs wie Leberangiosarkom und Leberzellkarzinom, Leukämie, Hirnkrebs, Lungenkrebs und Lymphom verursachen.

Neurologische Auswirkungen

Chlorethen kann neurologische Probleme wie Gleichgewichts- und Koordinationsstörungen, Nervenschäden sowie Verhaltens- und Stimmungsänderungen verursachen.

Zu den kurzfristigen Auswirkungen einer Exposition zählen Schwindel, Kopfschmerzen und Übelkeit. Zu den langfristigen Auswirkungen einer Exposition zählen sensorische Trigeminusneuropathie, sensorisch-motorische Polyneuropathie, leichte Pyramidenbahnzeichen und Kleinhirnstörungen sowie extrapyramidalmotorische Fehlfunktionen.

Die Chemikalie wird auch mit Schlafstörungen und sexueller Dysfunktion in Verbindung gebracht.

Leberschäden

Vinylchlorid wird von der Leber verstoffwechselt und kann eine Leberzirrhose verursachen, die zum Zelltod und zu Entzündungen führt. Es kann auch zu Leberversagen führen.

Andere gesundheitliche Auswirkungen

Chlorethen kann die Atemwege reizen und zu Keuchen, Husten und Atemnot führen. Eine hohe Belastung kann zu Entwicklungsstörungen bei Nachkommen führen und die reproduktive Gesundheit beeinträchtigen.

Woher weiß ich, ob mein Wasser Vinylchlorid enthält?

Mit billigen Testkits für den Eigenbau lässt sich das Vorhandensein von Vinylchlorid in Ihrem Wasser nicht feststellen. Sie können ein spezielles Testkit für den Feldgebrauch erwerben, Ihre Proben an ein Labor schicken oder elektronische Sensoren verwenden, um das Vorhandensein von Chlorethen festzustellen.

Laboranalyse

Diese Testmethode ist die genaueste. Gemäß den Empfehlungen der CDC schicke ich meine Wasserproben jährlich an ein staatliches Labor. Sie können jedoch bei Verdacht auf Wasserverschmutzung eine Analyse anfordern. Suchen Sie ein zertifiziertes Labor, das auf flüchtige organische Verbindungen (VOCs) , einschließlich Vinylchlorid, testet, oder eines, das speziell auf Vinylchlorid testet.

Die Kosten variieren je nach Anzahl der zu testenden Elemente, dem Labor und dem Standort. Die durchschnittlichen Kosten liegen zwischen 60 und 250 US-Dollar.

Das Labor bewertet das Modell mit Methoden wie Massenspektrometrie und Gaschromatographie. Die Ergebnisse liegen nach etwa zwei Wochen vor . Wählen Sie ein Labor, das die genauen Kontaminationsgrade und gesundheitlichen Auswirkungen des festgestellten Toxizitätsgrades ermittelt.

Feldtest-Kits

Für die sofortige Untersuchung von Wasserproben sind tragbare Testkits erhältlich. Sie basieren häufig auf kolorimetrischen Techniken, beispielsweise der Zugabe eines Reagenzes zu einer Wasserprobe und dem Vergleich der Farbänderung mit einer mitgelieferten Bestimmungsanleitung.

Ich habe Testkits verwendet, die 80 US-Dollar oder weniger kosteten. Tragbare Kits sind jedoch in der Regel weniger reaktionsschnell und präzise als Laboranalysen.

Elektronische Sensoren

Diese Sensoren messen Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers oder andere Eigenschaften, die auf das Vorhandensein von Vinylchlorid hinweisen. Sie können zwar für Tests hilfreich sein, sind aber nicht so zuverlässig wie Laboranalysen.

Gängige Methoden zur Entfernung von Vinylchlorid aus Wasser

Nachdem Sie nun die Grundlagen der Vinylchloridentfernung kennen, stellt sich die Frage, welche Option Sie wählen sollten. Lassen Sie uns mehr über die verschiedenen Methoden erfahren.

Aktivkohlefilter

Eine beliebte Methode zur Entfernung von Chlorethen aus Wasser ist die Verwendung von Aktivkohlefiltern . Die Filter sind mit Aktivkohle-/Holzkohlekörnchen gefüllt, die winzige Poren bilden, in denen Schadstoffe eingeschlossen werden.

Wenn Sie Wasser durch den Filter pumpen, zieht die Kohle Chlorid an und bindet es an ihrer Oberfläche, sodass sauberes Wasser austritt. Der Absorptionsprozess ist einfach, da Kohle im Vergleich zu den Anziehungskräften, die Chlorethen im Wasser halten, viel stärker ist. Diese Filter zeichnen sich durch eine hohe Mikroporosität aus, wobei ein Gramm der Substanz eine innere Oberfläche von 3.000 m² hat. Ihre große Oberfläche garantiert eine hervorragende Vinylchlorid-Extraktion. Studien zeigen, dass die Kombination von Aktivkohlefiltration mit Belüftung die Wirksamkeit der Eliminierung flüchtiger organischer Verbindungen steigert.

Aktivkohlefilter sind die beliebteste Option , da sie unkompliziert und kostengünstig sind. Sie sind günstiger als die teuren Umkehrosmose- und Destillationsverfahren. Ein Aktivkohlefilter mit hervorragenden Vinylchlorid-Entfernungseigenschaften kostet etwa 35 bis 50 US-Dollar. Achten Sie darauf, Ihre Filter gemäß den Empfehlungen zu warten und auszutauschen, um eine optimale Wirksamkeit zu gewährleisten.

Umkehrosmose (RO)

Ich habe festgestellt, dass die Umkehrosmose-Methode gegen Vinylchlorid und andere Schadstoffe in meinem Wasser wirksam ist. Mit diesem Verfahren lassen sich 95–99 % der Verunreinigungen entfernen . Laut einer Studie aus dem Jahr 2017 beseitigt RO Chloride, Alkalinität, Sulfate und Farbstoffe mit einer Effizienz von über 95 %.

RO ist ein Verfahren, bei dem Wassermoleküle von Schwebstoffen wie Salz getrennt werden, indem Wasser durch eine halbdurchlässige Membran gepresst wird.

Der Prozess beginnt mit der Druckbeaufschlagung des Wassers, wodurch die Wassermoleküle durch die Membran gepresst werden . Die Barriere filtert größere Moleküle, wie z. B. Chloridsalze, während kleinere Wassermoleküle passieren. Das gefilterte Wasser wird in einem separaten Behälter gesammelt. Der Behälter mit den Verunreinigungen ist der Abfallstrom, den Sie als Abwasser einleiten.

Obwohl Sie eine Umkehrosmoseanlage selbst bauen können, ist der Kauf einer gebrauchsfertigen Variante aus Gründen der Einfachheit und Genauigkeit besser. Eine Umkehrosmoseanlage für Ihr ganzes Haus kann zwischen 750 und 7.500 US-Dollar kosten . Wenn Sie eine für Ihre Küche benötigen, geben Sie etwa 150 bis 1.500 US-Dollar aus.

Destillation

Obwohl die Destillation kostspielig und energieintensiv ist, eignet sie sich hervorragend zur Entfernung vieler Schadstoffe aus Wasser. Sie ist effektiv, da Wasser einen niedrigeren Siedepunkt hat als die meisten Schadstoffe.

Beim Kochen des kontaminierten Wassers verdunstet es und hinterlässt die Schadstoffe . Der aufsteigende Wasserdampf kondensiert und sammelt sich in einem anderen Behälter. Der Vorgang wiederholt sich, bis das gesamte Wasser klar ist und feste Rückstände zurückbleiben.

Vinylchlorid verdunstet zwar, löst sich aber nicht gut wieder im Wasser auf. Dennoch gelangt ein Teil davon zurück, und Sie können dies mit einem GAC-Filter beheben.

Die meisten Wasserdestilliergeräte für den Heimgebrauch kosten zwischen 70 und 300 US-Dollar, es gibt jedoch auch Geräte für bis zu 1.800 US-Dollar.

Kochen

Das Erhitzen von Wasser funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie die Destillation. Der einzige Unterschied besteht im Grad der Schadstoffentfernung. Durch das Kochen werden die meisten Krankheitserreger eliminiert oder inaktiviert .

Im Gegensatz zur Destillation werden dabei jedoch keine Rückstände und Salze entfernt, die nicht verdunsten. Außerdem Das Kochen ist für die VOC-Eliminierung ungeeignet , da es zu Luftbelastung führt und die Wahrscheinlichkeit einer Inhalation erhöht.

Sie können GAC-Filter zusammen mit dem Abkochen von Wasser verwenden, um die Wirksamkeit der beiden Methoden zur Entfernung von Vinylchlorid zu verbessern.

Vergleich der verschiedenen Methoden zur Entfernung von Vinylchlorid aus Wasser

Hier ist eine Übersichtstabelle, in der diese Methoden verglichen werden.

Faktoren, die die Vinylchloridentfernung beeinflussen

Wie gut Sie Chlorethen loswerden können, hängt von der Wassertemperatur, dem pH-Wert und der Konzentration ab.

Vinylchlorid-Konzentrationsniveaus

Die Vinylchloridkonzentration beeinflusst vor allem Aktivkohlefilter, die die Chemikalie einfangen. Mit steigender Vinylchloridkonzentration im Wasser wird es für den Filter schwieriger, das Wasser zu reinigen, da die meisten Poren verstopfen.

Schließlich sind die Poren gesättigt und der Filter verliert seine Fähigkeit, mehr Vinylchlorid zu adsorbieren, sodass er ausgetauscht werden muss.

pH-Wert des Wassers

Je nach pH-Wert des Wassers kann Chlorethen in verschiedenen Formen vorkommen, jede mit ihren eigenen chemischen Eigenschaften und ihrer Reaktivität. In Wasser mit einem pH-Wert von 7 (neutral) ist es ein relativ reaktionsträges, neutrales Molekül, was die Dekontamination erschwert.

Unter alkalischen Bedingungen (höherer pH-Wert) wechselt es jedoch in seine anionische Form, wodurch seine Reaktivität gegenüber bestimmten Chemikalien verbessert wird.

Wassertemperatur

Vinylchlorid ist vor Sonnenlicht und hohem Sauerstoffgehalt geschützt und daher recht stabil . Bei höheren Temperaturen nimmt seine Reaktivität zu, wodurch es instabiler wird und sich leichter aus dem Wasser entfernen lässt.

Eine Richtlinie zum Trinken von sauberem Wasser bei Katastrophen

Der Zugang zu sauberem Trinkwasser ist während einer Katastrophe von entscheidender Bedeutung. Hier finden Sie einige Richtlinien, um Ihre Sicherheit zu gewährleisten, wenn natürliche Quellen verunreinigt werden.

• Wasser in Flaschen: Verwenden Sie nach Möglichkeit gut verschlossenes, handelsübliches Wasser in Flaschen. Achten Sie auf mit Chlor oder anderen Chemikalien desinfiziertes Wasser.
• Verwenden Sie einen Wasserfilter: Besorgen Sie sich einen mit einer Porengröße von 0,1 Mikron oder kleiner, um die Wirksamkeit gegen die meisten Verunreinigungen zu gewährleisten.
• Vermeiden Sie unbehandeltes Wasser: Vermeiden Sie Bäche, Seen und andere unbehandelte Wasserquellen, es sei denn, Sie haben keine Alternativen. Neben der Verschmutzung können offene Wasserquellen schädliche Mikroorganismen beherbergen.
• Waschen Sie Ihre Hände regelmäßig mit Seife. Verwenden Sie alkoholhaltige Desinfektionsmittel, wenn Ihnen sauberes Wasser fehlt.
• Achten Sie auf wasserbedingte Krankheiten: Suchen Sie bei Magen-Darm-Problemen, Fieber und anderen wasserbedingten Beschwerden einen Arzt auf.
• Befolgen Sie die Richtlinien und Empfehlungen der Gesundheitsbehörden Ihrer Regierung oder Ihres Stammes zum Abkochen und Aufbereiten von Wasser in Ihrem Wohnort.

FAQs

Wie verhindern Sie eine Belastung mit Vinylchlorid?

Obwohl Wasser eine erhebliche Gefahr darstellt, ist es nicht der primäre Weg, Vinylchlorid zu binden. Sie werden diesem Karzinogen wahrscheinlich begegnen durch

• Zigarettenrauch
• PVC-Lebensmittelverpackungen und Kunststoffbehälter
• Arbeiten in Branchen, die mit Vinylchlorid oder Produkten, die es enthalten, arbeiten

Daher besteht die beste Vorgehensweise darin, Tabakrauch zu vermeiden, die Verwendung von PVC-Produkten zu reduzieren und in exponierten Bereichen Schutzmasken zu tragen.

Löst sich Vinylchlorid in Wasser auf?

Obwohl der Siedepunkt bei -13,4 °C liegt, ist Vinylchlorid in Wasser kaum löslich. Bei 28 °C sind bis zu 1,1 g/l der Substanz löslich.

Abschluss

Die Gefahren von Vinylchlorid sind extrem und erfordern schnelles Handeln zum Schutz des Wassers. Obwohl es viele Methoden zur Entfernung von Vinylchlorid aus Wasser gibt, sind nicht alle wirksam.

Ich habe den Aktivkohlefilter von Glacier Fresh erfolgreich eingesetzt, um Chemikalien aus meinem Wasser zu entfernen, und kann ihn wärmstens empfehlen. Diese Methode ist kostengünstig und unkompliziert, um Wasser zu reinigen und Gerüche zu entfernen. Andere Methoden wie Umkehrosmose, Destillation und Abkochen sind zwar ebenfalls effektiv, aber ich fand sie entweder teurer oder zeitaufwändiger.