DIN 19528 Filtrationsverfahren zur kombinierten Untersuchung des Filtrationsverhaltens anorganischer und organischer Stoffe

Die vom Deutschen Institut für Normung (DIN) herausgegebene Norm „DIN 19528 Filtration von Feststoffen – Filtrationsverfahren zur kombinierten Untersuchung des Filtrationsverhaltens anorganischer und organischer Stoffe“ beschreibt ein Säulenfiltrationsprüfverfahren (Aufwärtssäulenfiltrationsprüfung), mit dem ermittelt werden kann, wie anorganische (z. B. Schwermetalle, Salze) und organische Stoffe (z. B. PAK, andere persistente Schadstoffe) aus Feststoffen ausgelaugt werden, wenn diese unter kontrollierten und dynamischen Strömungsbedingungen Wasser ausgesetzt sind.

Dieser Test simuliert langfristige Gleitprozesse in Szenarien wie den folgenden:

• Kontaminierter Boden und Aushubmaterialien
• Abfallstoffe (z. B. Verbrennungsasche, Schlacke, Bau- und Abbruchabfälle)
• recycelte mineralische Materialien
• Erdähnliche Materialien, die im Erdbau, im Landschaftsbau oder als Füllmaterial verwendet werden.

Diese Methode ermöglicht eine realistischere Simulation der Feldbedingungen im Vergleich zu einfachen Schüttelversuchen (DIN 19529), da sie eine kontinuierliche Aufwärtsfiltration durch eine gepackte Säule nutzt, wodurch eine bessere Darstellung der zeitabhängigen Schwingungskurven, der Erschöpfungseffekte und der Transportprozesse in porösen Medien ermöglicht wird.

Diese Methode ist insbesondere für Folgendes wertvoll:

• Konformitätsprüfungen mit den deutschen Abfall-, Bodenschutz- und Recyclingvorschriften.
• Risikobewertung der Schadstofffreisetzung in Grundwasser oder Oberflächengewässer.
• Charakterisierung von Materialien zur Wiederverwendung oder Entsorgung.

Die grundlegenden Testprinzipien sind wie folgt:

• Vorwärtsfiltration: Das Wasser fließt durch eine vertikale Säule, die mit Feststoffen gefüllt ist, nach oben, um bevorzugte Strömungen und Lufteinschlüsse zu minimieren.
• Partikelgröße: Typischerweise angewendet auf körnige Materialien mit einer maximalen Korngröße von bis zu 22,4 mm. In der Praxis/bei relevanten internationalen Anpassungen beträgt sie üblicherweise maximal 10 mm oder 2 mm.
• Eluent: Typischerweise demineralisiertes Wasser oder synthetische Filtrationsflüssigkeit; der Test wird bei einer kontrollierten Temperatur (üblicherweise um die 20 Grad) durchgeführt.
• Flüssig-Feststoff-Verhältnisse: Eluatfraktionen werden bei kumulativen Flüssig-Feststoff-Verhältnissen wie 0,3, 1,0, 2,0 und 4,0 L/kg gesammelt (manchmal bis zu 10 L/kg für längerfristige Untersuchungen).
• Durchflussrate: Wird so gesteuert, dass realistische Kontaktzeiten erreicht werden (z. B. äquivalente Porenwassergeschwindigkeiten im Bereich cm/Tag).
• Probenvorbereitung: Das Material wird in Schichten unter leichter Verdichtung in die Säule gefüllt, einschließlich der anfänglichen Sättigungsphase.
• Analyse: Die Eluate werden filtriert/zentrifugiert, konserviert und auf Zielsubstanzen analysiert. Kumulative Oszillationskurven können erstellt werden.

Dieses Verfahren wurde insbesondere durch die Norm „ISO 21268-3 Bodenbeschaffenheit – Filtrationsverfahren für nachfolgende chemische und ökotoxikologische Prüfungen von Böden und Bodenmaterialien – Teil 3: Vorfiltrationsprüfung“ beeinflusst und mit dieser validiert. Die DIN-Norm 19528 bezieht sich auf die Verifizierungsergebnisse.

Forscher nutzen die Norm DIN 19528 für folgende Zwecke:

• Ziel der Studie war es, die langfristige Auswaschung von Schwermetallen, Salzen und organischen Stoffen aus verarbeiteten Abfallmaterialien zu untersuchen.
• Vergleich von Batch- und Säulentests für PFAS und andere neuartige Schadstoffe.
• Optimierung der Testzeit für schnellere Konformitätsprüfungen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit.
• Zur Bewertung der Auswirkungen ungleichmäßiger Strömungen und der Robustheit.

Dieser Standard wird in Deutschland und den Nachbarländern häufig im Zusammenhang mit Umwelttechnik, Abfallwirtschaft und Boden-/Grundwasserschutz herangezogen.

Kurz gesagt, definiert die DIN 19528 ein Säulenpermeationsprüfverfahren zur Beurteilung des Auslaugungsverhaltens anorganischer Stoffe aus körnigen Abfällen und Baustoffen. Diese Norm findet breite Anwendung in der Umweltanalytik, um zu beurteilen, wie potenziell gefährliche Elemente bei Kontakt mit Wasser unter kontrollierten Laborbedingungen freigesetzt werden könnten.

Dieses Testverfahren spielt eine entscheidende Rolle bei der Abfallklassifizierung, den Annahmekriterien für Deponien und der Umweltbewertung von recycelten Baustoffen.

Die Norm DIN 19528 gilt vor allem für Folgendes:

• Granulierte Abfallstoffe
• recycelte Baumaterialien
• Industrielle Nebenprodukte (z. B. Schlacke, Asche)
• Kontaminierte Böden
• Mineralische Bauprodukte

Diese Norm konzentriert sich auf das Langzeit-Sickerverhalten unter Sickerbedingungen, die natürliche Sickervorgänge simulieren (z. B. Regenwasser, das durch Material in einem Lagerbereich oder einer Füllung sickert). Im Gegensatz zu einfachen Batch-Tests verwendet diese Norm ein dynamisches Säulen-Sickerverfahren.

Diese Methode folgt im Allgemeinen diesen Schritten:

• Probenvorbereitung: Das Material wird (falls erforderlich) zerkleinert und auf die gewünschte Partikelgröße gesiebt. Die Probe wird in eine vertikale Säule gefüllt.
• Filtrationsprozess: Deionisiertes Wasser wird entweder von oben oder von unten durch die Säule geleitet. Die Durchflussrate wird präzise gesteuert. Die Eluatfraktionen werden bei definierten Flüssig-Feststoff-Verhältnissen aufgefangen.
• Fraktionssammlung: Es werden mehrere Eluatfraktionen gesammelt. Jede Fraktion wird separat analysiert.
• Chemische Analyse: Zu den Parametern können gehören:
• Schwermetalle (z. B. Blei, Cadmium, Chrom, Nickel, Zink)
• Hauptionen (Chlorid, Sulfat)
• pH-Wert
• Elektrische Leitfähigkeit

Die Norm DIN 19528 gilt aus folgenden Gründen als wichtig:

• Realistische Umweltsimulation: Im Gegensatz zu Batch-Filtrationstests simuliert dieser Standard die kontinuierliche Wasserinfiltration und bildet damit natürliche Bedingungen wie Regenfälle genauer ab.
• Die zeitabhängige Emissionsbewertung liefert Informationen über: anfängliche Auswascheffekte, langfristige Emissionsmuster und Schadstoffmobilität.
• Einhaltung gesetzlicher Bestimmungen: DIN 19528-Daten werden im Allgemeinen in folgenden Bereichen verwendet:
• Deponieklassifizierung
• Umweltrisikobewertung
• Deutsche und europäische Abfallgesetzgebung
• Genehmigungsverfahren für Baumaterialien

Typische Anwendungsgebiete dieser Norm sind:

• Verwendung von recycelten Betonzuschlagstoffen.
• Nutzung von Hochofenschlacke.
• Prüfung von Verbrennungsasche.
• Umweltgenehmigung für Baufüllmaterialien.
• Risikobewertung der Wiederverwendung kontaminierter Böden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die DIN 19528 eine wissenschaftlich fundierte und umweltrelevante Norm zur Bewertung des Auslaugungsverhaltens körniger mineralischer Werkstoffe darstellt. Durch die Simulation realistischer Auslaugungsbedingungen liefert sie wichtige Daten für Umweltschutz, Abfallwirtschaft und nachhaltige Baupraktiken. Für Branchen, die mit Baustoffen, Recyclingzuschlagstoffen oder industriellen Nebenprodukten arbeiten, ist diese Norm ein unverzichtbares Instrument zur Sicherstellung der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und der Umweltsicherheit.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm DIN 19528 an.