So entfernen Sie Vinylchlorid aus Wasser

Was ist Vinylchlorid?

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

Dieses wohlriechende Organochlorid ist bei Raumtemperatur ein brennbares farbloses Gas. Obwohl sein Siedepunkt bei -13,4 °C liegt, löst sich Vinylchlorid in Wasser leicht auf . Bis zu 1,1 g/L der Substanz sind bei 28 °C löslich. Vinylchlorid ist unter 3.900 ppm (10.000 mg/m3) geruchlos. Einige bemerken jedoch möglicherweise seinen süßen Geruch bei 200 bis 500 mg/m3.

Neben der Freisetzung chlorierter Chemikalien durch den industriellen Abbau kann es auch in der Umwelt entstehen, wenn Bodenmikroben chlorierte Lösungsmittel abbauen. Der giftige Stoff kann die Luft und das Trinkwasser verunreinigen. Am häufigsten kommt es in der Nähe von Mülldeponien vor.

Andere verschüttete Chemikalien, die Sie beunruhigen könnten

Isobutylen: Dieses leicht entzündliche Gas hat einen süßlichen, benzinähnlichen Geruch. Es wird zur Herstellung von Flugbenzin, Harzen, anderen Chemikalien und Antioxidantien für Lebensmittel, Verpackungen und Kunststoffe verwendet. Laut NJDOH kann die Exposition gegenüber Isobutylen Augen und Rachen reizen und Kopfschmerzen, Müdigkeit und Benommenheit verursachen. Höhere Expositionswerte können zu Koma und Tod führen.

Ethylhexylacrylat: Auch 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, während eine langfristige Exposition für Fische „akut giftig“ ist.

Butylacrylat: Hersteller verwenden diese fruchtig riechende Flüssigkeit zur Herstellung von Farben, Kunststoffen, Harzen und Autolacken. Nach Angaben der EPA wurde bei der Entgleisung ein Tankwagen mit der Substanz verschüttet oder fing Feuer. Nach Angaben des New Jersey Department of Health (NJDOH) kann die Exposition gegenüber Butylacrylat Augen, Nase, Rachen und Lunge reizen . Zu den Expositionssymptomen zählen Schwindel, Kopfschmerzen, Übelkeit und Erbrechen. Wiederholte Exposition kann Lungenschäden verursachen.

Benzolrückstände: Benzol ist eine organische chemische Verbindung und ein natürlicher Bestandteil von Erdöl. Benzol gilt als krebserregend, was das Risiko für Krebs und andere Krankheiten erhöht und außerdem eine berüchtigte Ursache für Knochenmarksversagen ist. Umfangreiche epidemiologische, klinische und Labordaten bringen Benzol mit aplastischer Anämie, akuter Leukämie, Knochenmarkanomalien und Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Verbindung.

Acrolein: Obwohl im EPA-Brief nicht erwähnt, entdeckten Wissenschaftler von Texas A&M und der Carnegie Mellon University große Mengen einer Chemikalie namens Acrolein. Acrolein wird zur Bekämpfung von Pflanzen, Algen, Nagetieren und Mikroorganismen eingesetzt. Bei Raumtemperatur ist es eine klare Flüssigkeit und giftig. Laut CDC kann die Exposition gegenüber 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, seine Toxizität führte jedoch zum Absetzen. Heutzutage ist die Chemikalie ein beliebter Vorläufer von PVC und Bestandteil zahlreicher Produkte wie:

• Kosmetika
• PVC-Rohre
• Vinyl-Böden
• Kabelbeschichtungen
• 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, entfernt von brennbaren Materialien und extremen Temperaturen, aufbewahrt werden . Obwohl es bei Raumtemperatur stabil ist, zerfällt es bei Temperaturen über 400 °C zu Acetylen und Chlorwasserstoff.

Der genehmigte Höchstgrenzwert für die gesundheitliche Unbedenklichkeit liegt bei 500 ppm. Bei Vinylchlorid-Lagerbehältern handelt es sich häufig um Kugeln mit hohem Fassungsvermögen. Man sollte es nicht in geschlossenen Räumen verwenden, da das Einatmen gefährlich ist.

Woher kommt das Vinylchlorid?

Die Herstellung von Vinylchlorid beginnt mit Chlor und Ethylen , die beide Kohlenwasserstoff-Nebenprodukte sind. Chlor stammt aus der Salzwasserelektrolyse, während Ethylen aus der thermischen Spaltung von Erdöl stammt.

Diese beiden Chemikalien verbinden sich in einem Reaktionsgefäß, wo durch Hochtemperatur- und Druckbehandlungen Vinylchlorid entsteht.

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

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

Welche Auswirkungen kann Vinylchlorid haben?

Dieses Karzinogen kann zu verschiedenen Krebsarten und anderen Gesundheitszuständen führen.

Krebs

Eine langfristige Exposition kann zu Leberkrebs wie hepatischem Angiosarkom und hepatozellulärem Karzinom, Leukämie, Hirntumoren, Lungenkrebs und Lymphomen führen.

Neurologische Auswirkungen

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

Zu den kurzfristigen Auswirkungen einer Exposition zählen Schwindel, Kopfschmerzen und Übelkeit. Zu den langfristigen Auswirkungen der Exposition zählen trigeminale sensorische Neuropathie, sensomotorische Polyneuropathie, leichte Pyramidenzeichen und Kleinhirnstörungen sowie extrapyramidale motorische Störungen.

Die Chemikalie wird auch mit Schlafstörungen und sexuellen Funktionsstörungen in Verbindung gebracht.

Leberschaden

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

Andere gesundheitliche Auswirkungen

Chlorethen kann die Atemwege reizen und zu pfeifenden Atemgeräuschen, Husten und Atemnot führen. Eine hohe Exposition kann zu Entwicklungsstörungen bei den Nachkommen führen und die reproduktive Gesundheit beeinträchtigen.

Woher weiß ich, ob mein Wasser Vinylchlorid enthält?

Billige DIY-Testkits helfen nicht dabei, das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Vinylchlorid in Ihrem Wasser festzustellen. Sie können ein spezielles Feldtestkit erwerben, Ihre Proben an ein Labor schicken oder elektronische Sensoren verwenden, um das Vorhandensein von Chlorethen zu bestimmen.

Laboranalyse

Diese Testmethode ist die genaueste. Basierend auf den CDC-Empfehlungen schicke ich meine Wasserproben jährlich an ein staatliches Labor. Sie können jedoch bei jedem Verdacht auf Wasserverschmutzung eine Analyse durchführen lassen. Finden Sie ein zertifiziertes Labor, das Tests auf VOCs , einschließlich Vinylchlorid, durchführt, oder eines, das speziell Tests auf Vinylchlorid durchführt.

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

Das Labor bewertet das Modell mit Methoden wie Massenspektrometrie und Gaschromatographie. Es dauert etwa zwei Wochen, bis die Ergebnisse vorliegen . Streben Sie ein Labor an, das die genauen Kontaminationswerte und gesundheitlichen Auswirkungen bei dem festgestellten Toxizitätsgrad liefert.

Feldtest-Kits

Für die sofortige Untersuchung von Wasserproben stehen tragbare Testkits zur Verfügung. Sie verwenden häufig kolorimetrische Techniken, wie das Hinzufügen eines Reagenzes zu einer Wasserprobe und den Vergleich der Farbänderung mit einer mitgelieferten Bestimmungsanleitung.

Ich habe Testkits verwendet, die 80 $ oder weniger kosteten. Allerdings sind tragbare Kits in der Regel weniger reaktionsschnell und präzise als Laboranalysen.

Elektronische Sensoren

Diese Sensoren bewerten Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers oder anderer Eigenschaften, die auf das Vorhandensein von Vinylchlorid hinweisen. Obwohl sie für Tests hilfreich sein können, sind sie nicht so zuverlässig wie Laboranalysen.

Gängige Methoden zur Entfernung von Vinylchlorid aus Wasser

Nachdem Sie nun die Grundlagen der Entfernung von Vinylchlorid kennen, welche Option sollten Sie wählen? Erfahren Sie mehr über die verschiedenen Methoden.

Aktivkohlefilter

Eine beliebte Methode zur Entfernung von Chlorethen aus Wasser ist der Einsatz von Aktivkohlefiltern . Die Filter sind mit Aktivkohle/Holzkohlekörnchen gefüllt, die winzige Poren bilden, die Schadstoffe einfangen.

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

Aktivkohlefilter sind die beliebteste Option, da sie unkompliziert und kostengünstig sind. Die Methode ist günstiger als die teuren Umkehrosmose- und Destillationsmethoden. Für einen Kohlefilter mit hervorragenden Vinylchlorid-Entfernungseigenschaften benötigen Sie etwa 35–50 US-Dollar. Stellen Sie sicher, dass Sie Ihre Filter wie empfohlen warten und austauschen, um ihre Wirksamkeit zu gewährleisten.

Umkehrosmose (RO)

Ich habe festgestellt, dass die Umkehrosmose-Methode wirksam gegen Vinylchlorid und anderen in meinem Wasser lauernden Mist ist. Durch diesen Prozess können Sie zwischen 95 und 99 % der Verunreinigungen beseitigen . Laut einer Studie aus dem Jahr 2017 eliminiert RO Chloride, Alkalität, Sulfate und Farbstoffe mit einer Effizienz von über 95 %.

RO ist ein Prozess, der Wassermoleküle von suspendierten Feststoffen wie Salz trennt, indem Wasser durch eine semipermeable Membran gedrückt wird.

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

Obwohl Sie eine Umkehrosmoseanlage selbst bauen können, ist der Kauf einer gebrauchsfertigen Option aus Gründen der Einfachheit und Genauigkeit besser. Eine Umkehrosmoseanlage für Ihr ganzes Haus kann zwischen 750 und 7.500 US-Dollar kosten . Wenn Sie einen für Ihre Küche benötigen, werden Sie etwa 150–1500 US-Dollar ausgeben.

Destillation

Obwohl sie kostspielig und energieintensiv ist, ist die Destillation eine hervorragende Technik zur Entfernung vieler Verunreinigungen aus Wasser. Es ist wirksam, weil Wasser einen niedrigeren Siedepunkt hat als die meisten Verunreinigungen.

Beim Kochen verdampft das kontaminierte Wasser und hinterlässt die Schadstoffe . Wasserdampf kondensiert beim Aufsteigen und sammelt sich in einem anderen Behälter. Der Vorgang wiederholt sich, bis das gesamte Wasser klar ist und feste Rückstände zurückbleiben.

Während Vinylchlorid verdunstet, löst es sich nicht sehr gut wieder im Wasser auf. Dennoch kommt ein Teil davon zurück, und Sie können mit einem GAC-Filter dagegen vorgehen.

Die meisten Wasserdestilliergeräte für den Hausgebrauch kosten zwischen 70 und 300 US-Dollar, Sie können jedoch auch Einheiten für bis zu 1.800 US-Dollar erwerben.

Sieden

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

Allerdings werden dabei im Gegensatz zur Destillation keine Rückstände und Salze entfernt, die nicht verdunsten. Außerdem ist Kochen für die VOC-Beseitigung ungeeignet, da es zu einer Luftexposition führt und die Wahrscheinlichkeit einer Inhalation erhöht.

Sie können neben dem Kochen von Wasser auch GAC-Filter verwenden, um die Wirksamkeit der beiden Methoden zur Entfernung von Vinylchlorid zu verbessern.

Vergleich der verschiedenen Methoden zur Entfernung von Vinylchlorid aus Wasser

Hier finden Sie eine Übersichtstabelle zum Vergleich dieser Methoden.

Faktoren, die die Entfernung von Vinylchlorid beeinflussen

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

Konzentrationswerte von Vinylchlorid

Die Konzentration von Vinylchlorid wirkt sich hauptsächlich auf Aktivkohlefilter aus, die die Chemikalie einfangen. Mit zunehmender Vinylchloridkonzentration im Wasser wird es für den Filter schwieriger, das Wasser zu reinigen, da die meisten Poren verstopfen.

Mit der Zeit sättigen sich die Poren und der Filter verliert seine Fähigkeit, mehr Vinylchlorid zu absorbieren, sodass ein Austausch erforderlich ist.

pH-Wert des Wassers

Basierend auf dem pH-Wert des Wassers kann Chlorethen in verschiedenen Formen mit jeweils eigenen chemischen Eigenschaften und Reaktivität vorliegen. Es ist ein relativ unreaktives, neutrales Molekül in Wasser mit einem pH-Wert von 7 (neutral), was die Dekontamination schwierig macht.

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

Wassertemperatur

Vinylchlorid ist ziemlich stabil, geschützt vor Sonnenlicht und hohem Sauerstoffgehalt . Bei höheren Temperaturen erhöht sich seine Reaktivität, 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 im Katastrophenfall von entscheidender Bedeutung. Hier sind einige Richtlinien, um Ihre Sicherheit zu gewährleisten, wenn natürliche Quellen kontaminiert werden.

• Wasser in Flaschen: Wenn möglich, verwenden Sie ordnungsgemäß verschlossenes, handelsübliches Wasser in Flaschen. Suchen Sie nach mit Chlor oder anderen Chemikalien desinfiziertem 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, Ihnen fehlen Alternativen. Neben der Verschmutzung können offene Wasserquellen auch schädliche Mikroorganismen beherbergen.
• Reinigen Sie die Hände regelmäßig mit Seife. Wenn Ihnen sauberes Wasser fehlt, verwenden Sie alkoholhaltige Desinfektionsmittel.
• Achten Sie auf wasserbedingte Krankheiten: Suchen Sie medizinische Hilfe auf, wenn Sie unter Magen-Darm-Problemen, Fieber oder anderen wasserbedingten Beschwerden leiden.
• Befolgen Sie die Richtlinien und Empfehlungen der Gesundheitsämter der Regierung oder des Stammes zum Kochen und Aufbereiten von Wasser je nach Standort.

FAQs

Wie verhindern Sie die Exposition gegenüber Vinylchlorid?

Obwohl Wasser eine erhebliche Gefahr darstellt, ist es nicht die Hauptquelle für die Exposition gegenüber Vinylchlorid. Es ist wahrscheinlich, dass Sie durch dieses Karzinogen in Kontakt kommen

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

Die beste Vorgehensweise besteht also darin, Tabakrauch zu vermeiden, den Einsatz von PVC-Produkten zu reduzieren und an exponierten Stellen Schutzmasken zu tragen.

Löst sich Vinylchlorid in Wasser auf?

Obwohl sein Siedepunkt bei -13,4 °C liegt, löst sich Vinylchlorid in Wasser leicht auf. Bis zu 1,1 g/L der Substanz sind bei 28 °C löslich.

Abschluss

Die Gefahren von Vinylchlorid sind extrem und erfordern schnelle Maßnahmen 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 verwendet, um Chemikalien aus meinem Wasser zu entfernen, und ich kann ihn nur wärmstens empfehlen. Diese Methode ist kostengünstig und unkompliziert zur Wasserreinigung und Geruchsbeseitigung. Andere Methoden wie Umkehrosmose, Destillation und Kochen sind immer noch wirksam, aber ich fand sie entweder teurer oder zeitaufwändiger.