Chemischer Nachweis von Pentachlorphenol im Holz

Pentachlorphenol zählt zu den organischen Wirkstoffen, welche sich im Allgemeinen nicht so leicht durch chemische Nachweisreaktionen wie anorganische Schutzmittelkomponenten erkennen lassen. Für das ehemals beliebteste Fungizid Pentachlorphenol existiert jedoch eine Reihe von Angaben, unter denen einige brauchbare Nachweisreaktionen zu finden sind.

Die bekannte Beilstein-Reaktion zum Nachweis von Halogenen in organischen Verbindungen bietet sich als einfache Probe auf mögliches Vorhandensein von PCP an. Sie reagiert jedoch nicht spezifisch auf PCP, sondern auch auf andere chlor- beziehungsweise halogenhaltigen Biozide (zum Beispiel Lindan, Jodcarbamate); zudem ist sie relativ unempfindlich. Sie führt daher zu keiner eindeutigen Aussage, man sollte sie nur als Vorprüfung auf die mögliche An- oder Abwesenheit von PCP/Halogenverbindungen ansehen. Auf ein ausgeglühtes, doppelt geknicktes Kupferblech wird die zu untersuchende Holzprobe (zum Beispiel kleiner Holzspan) gelegt und dessen freies Ende in einer entleuchteten Gasflamme (zum Beispiel Bunsenbrenner) erhitzt. Bei ausreichender PCP-Menge (oder anderer Halogenverbindungen) verfärbt sich die Flamme grün, da das PCP aus dem Holz herausdestilliert und zerstört wird, wobei sich am Kupferblech Kupferchlorid bildet und in der Flamme verdampft.[1] Der verbesserte Beilstein-Test, bei dem die Empfindlichkeit der Reaktion durch Bündelung der ausgasenden Halogene erhöht wird, erfolgt mit einem einseitig verschlossenen,ausgeglühten Kupferrohr von ca. 8 mm Innendurchmesser und 6 cm Länge. In das Rohr wird die Holzprobe gelegt und anschließend in die entleuchtete Flamme gehalten (hier eignen sich auch Campinggaskartuschen mit üblichem Vorsatz zum Kochen). Ein schwarzer Hintergrund (schwarzes Blech oder Pappe) erleichtert die Erkennbarkeit der Flammenfärbung.[2]

Zum Sichtbarmachen von PCP im Holz bietet sich eine weitere chemische Nachweisreaktion an, die ausreichend brauchbar, aber leider relativ unempfindlich ist, da sie kleine PCP-Mengen nicht erfasst. Sie ist nicht streng spezifisch. In einen geschlossenen Exsikkator (oder Einweckglas) wird ein Gemisch aus gleichen Teilen (zum Beispiel je 18 g) kristallisierter Oxalsäure (COOH)₂und Kaliumchlorat KClO₃ gegeben und mit wenig Wasser bespritzt. Dabei entwickelt sich Chlordioxid-Gas. Die Holzprobe bringt man in einem Glasgestell oder Netz so in dem Gefäß unter, dass das Gas auf die zu untersuchende Fläche frei einwirken kann. Das Gefäß stellt man für 2 bis 3 Stunden in einen Wärmeschrank mit 55 bis 60 ºC (nicht höher, Explosionsgefahr!). Dann wird die Holzprobe entnommen, kurz mit Wasser abgewaschen und nach Abtrocknen mit einer Lösung von Dimethylanilin in Benzin (circa 1:1) besprüht. Es erfolgt relativ rasch eine violette bis grünliche Blaufärbung des mit PCP behandelten Holzes.[3]

Ein weiteres Verfahren verdient Erwähnung, um PCP in Holz zu ermitteln. Es arbeitet mit 3 verschiedenen Teilreagenzien A, B und C, die nacheinander im Abstand von 3 Minuten auf das zu überprüfende Holz aufgetragen werden.
Lösung A: 7,0 g di-Natriumtetraborat-10-hydrat und 2,0 g Monokaliumphosphat in 250 ml abgekochtem Wasser;
Lösung B: 0,5 g l-Phenyl2,3-dimethyl-4-aminopyrazolon in 100 ml Wasser;
Lösung C: 8,0 g Kaliumhexacyanoferrat(III) in 100 ml Wasser. In PCP-haltigem Holz erfolgt ein sofortiger Farbumschlag von Gelb nach Blaugrün, der bei erhöhtem Tetra- und Trichlorphenolgehalt im PCP - ab etwa 40 bis 45 % - durch eine kräftige Rotreaktion überlagert wird.[4]

Genauere Aussagen zur Gegenwart von PCP in Holz - auch in Spuren - erlauben nur noch die relativ aufwendigen Verfahren der Chromatographie (zum Beispiel Gaschromatographie oder Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie), die gleichzeitig Aussagen über die Menge des PCP ermöglichen.

PCP wurde bis vor wenigen Jahren in Holzschutzmittel, Fungizide, Tapeten und Leime verwendet. Bei älteren Holzkonstruktionen können noch Ausgasungen vorliegen. Es verursacht Störungen des Nervensystems und der Bindehaut, Krämpfe, Erbrechen, Kopfschmerzen Leber- und Nierenschädigung.

Bindung der Holzschutzmitteln Lindan und Pentachlorphenol

Um 2000 gab es BASKO-Schadstoffmaskierung Nr. 740 und EX-Schadstoffvernichter. Das letzte Produkt hatte Baden Chemie hergestellt. Diese Beschichtungen reduzierte erfolgreich die PCP-Ausgasung, indem schwer lösliche Komplexverbindungen gebildet wurden.
Gegenwärtig befindet sich ein anderes Produkt vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) in der Entwicklung und wird im Labor getestet. Die Entgiftung des Holzes erfolgt durch ein Adsobergel, welches aus einer Cyclodextrinen-Mixtur besteht. Dieses Gel wird wie eine Lasur auf das belastete Holz aufgetragen. Dabei wird das PCP und Lindan von Ringstrukturen aus Zuckerketten umschlossen und so eingekapselt. [5]

Quelle:
[1] Theden. G.; Kottlors, Chr. 1965
[2] Illncr, H.M.; Willeitner. H. 1987. Willeitner. H.; Brandt, K.; Illner, H.M. 1988. Petrowitz, H.-J. 1989
[3] Sandermann, W.; Jonas, G.-Z. 1952. Theden. G.; Kottlors, Chr. 1965
[4] Nach Dahms, A., 1974: Privatmitteilung Desowag-Bayer Holzschutz GmbH (Modifiziertes Verfahren zum qualitativen Nachweis von PCP im Holz. Nach Gottlieb and Marsh, 1946: Industrial and Engineering Chemistry, Analytical Edition, Vol 18: 5. 16 - 19); zitiert in: Witleitner, H.; Illner, H.M.; Liese, W. 1986. Siehe auch Komora, F. 1973.
[5] Norbert Lossau; Hilfe gegen giftige Holzschutzmittel www.welt.de 9.1.2024