Mit Eisen gegen Antimon

TU-Promovend Dr. Reiner Enders erhält Promotionspreis der Fachgruppe Wasserchemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker

Zu hohe Konzentrationen von Schadstoffen, aber auch von Metallen in Gewässern gefährden die Umwelt und die Gesundheit. Ein weniger bekanntes Beispiel hierfür ist Antimon, ein seltenes halbmetallisches Element der Stickstoffgruppe. Bisher bestanden in der Forschung selbst in den Grundlagen der Antimonentfernung erhebliche Lücken. Der TU-Promovend Dr.-Ing. Reiner Enders hat sich diesem Problem in seiner Dissertation angenommen. Für seine bei Professor Martin Jekel vom Institut für Technischen Umweltschutz der TU Berlin entstandene Arbeit "Untersuchung und Modellierung der Antimonentfernung aus wäßrigen Lösungen durch Fällung, Mitfällung und Adsorption" wurde er mit dem Promotionspreis 1997 der Fachgruppe Wasserchemie in der Gesellschaft Deutscher Chemiker ausgezeichnet. Die jährlich vergebene Auszeichnung ist mit einem Preisgeld von 2.000 DM verbunden.

Antimon, auch stibium genannt, kommt in der Natur als Schwefelverbindung vor. Es war schon in der Antike bekannt und wurde zur Herstellung von Schminke verwendet. Anfang des 16. Jahrhunderts beschrieb Theophrastus von Hohenheim, besser bekannt als Paracelsus, die medizinische Wirkung von Antimonpräparaten. Heute wird Antimon als Härtungsmittel für Metalle, in der Halbleitertechnik, als Kautschukzusatz, in Feuerschutzüberzügen sowie in Farben und in Pigmenten verarbeitet. Durch die Verwendung bei der Herstellung gelangt Antimon in die Abwässer.

Die Konzentrationen überschreiten teilweise festgesetzte Grenzwerte. Antimon und seine Verbindungen sind jedoch ab einer bestimmten Menge gesundheitsschädlich: So gelten etwa Antimonstäube bei Werten über einem halben Milligramm pro Kubikmeter Luft laut der Regelung für maximale Arbeitsplatz-Konzentration (MAK) als gesundheitsgefährdend. Im Trinkwasser darf eine Konzentration von 10 millionstel Gramm pro Liter nicht überschritten werden. Daher, aber auch aus Gründen des vorsorgenden Umweltschutzes, ist die Entfernung des Antimons aus den Abwässern dringend notwendig.

Für Reiner Enders bestand das Ziel seiner Arbeit zunächst in der Aufklärung elementarer Zusammenhänge. Er orientierte sich bei seinen Untersuchungen an den in der Praxis etablierten Verfahren der Fällung, Mitfällung und Adsorption, wie sie zur Entfernung von Schwermetallen oder vergleichbaren Verbindungen wie Phosphat oder Arsen eingesetzt werden. Unter Fällung versteht man einen chemischen Prozeß, bei dem ein gelöster Stoff als unlöslicher Niederschlag durch Zugabe fester, flüssiger oder gasförmiger Fällungsmittel abgeschieden wird. Bei der Adsorption werden Gase oder gelöste Stoffe an der Oberfläche fester Körper angelagert.

In Wässern sind allerdings nur bestimmte Formen von Antimon von Bedeutung, nämlich die sogenannten Antimonoxidationsstufen III und V. Schwerpunkt der Arbeit von Enders war die Untersuchung des Mitfällungs- und Adsorptionsverhaltens in Zusammenhang mit Eisenoxidhydraten. Das schwerlösliche und damit gut aus Wasser abscheidbare Eisenhydroxid bildet sich, wenn man leicht lösliche Eisensalze, wie beispielsweise Eisenchlorid, in ein Wasser gibt. Dieser Vorgang wird sehr häufig in der Trink- und Abwasseraufbereitung genutzt, um Trübstoffe, aber auch eine Vielzahl von gelösten Stoffen aus dem Wasser durch die sogenannte Mitfällung zu entfernen. Insbesondere das Antimon III und unter bestimmten Bedingungen auch das Antimon V ließen sich auf diese Weise effektiv aus der wäßrigen Lösung abscheiden.

Reiner Enders, geboren am 16. März 1963, absolvierte von 1982 bis 1989 das Studium der Fachrichtung Umwelttechnik an der TU Berlin. Anschließend war er sieben Jahre als Wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Prof. Jekel im Fachgebiet Wasserreinhaltung an der TU Berlin tätig. In dieser Zeit nahm der verheiratete Vater von drei Kindern 15 Monate Erziehungsurlaub. Seine Promotion schloß er im November 1996 ab. Mittlerweile ist er als Wissenschaftlicher Angestellter im Umweltbundesamt, Fachgebiet Altstoffbewertung, beschäftigt.