{"id":389,"date":"2011-05-16T19:57:52","date_gmt":"2011-05-16T19:57:52","guid":{"rendered":"http:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/?page_id=389"},"modified":"2022-02-01T17:29:37","modified_gmt":"2022-02-01T17:29:37","slug":"masterarbeit","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/abschlussarbeiten\/masterarbeit\/","title":{"rendered":"Abschlussarbeit - Master of Science"},"content":{"rendered":"
Charakterisierung und Identifikation technogener Substrate mit Hilfe der FTIR-Spektroskopie<\/em><\/h6>\n

 <\/p>\n

Ein\u00adlei\u00adtung<\/span>:<\/strong><\/p>\n

B\u00f6den sind kei\u00adne abschlie\u00ad\u00dfend ent\u00adwi\u00adckel\u00adten Bestand\u00adtei\u00adle eines \u00d6ko\u00adsys\u00adtems. Sie ent\u00adwi\u00adckeln sich aus dem jeweils vor\u00adlie\u00adgen\u00adden Aus\u00adgangs\u00adge\u00adstein, wel\u00adches durch phy\u00adsi\u00adka\u00adli\u00adsche, bio\u00adlo\u00adgi\u00adsche und che\u00admi\u00adsche Ver\u00adwit\u00adte\u00adrungs\u00adpro\u00adzes\u00adse die Grund\u00adla\u00adge der Boden\u00adbil\u00addung, der soge\u00adnann\u00adten \u201ePedo\u00adge\u00adne\u00adse<\/em>\u201d, bil\u00addet. So wird das Umwelt\u00adme\u00addi\u00adum Boden im Lau\u00adfe sei\u00adner Ent\u00adwick\u00adlungs\u00adzeit durch zahl\u00adrei\u00adche boden\u00adbil\u00adden\u00aden\u00adde Pro\u00adzes\u00adse, soge\u00adnann\u00adte pedo\u00adge\u00adne\u00adti\u00adsche Pro\u00adzes\u00adse in sei\u00adner fort\u00adlau\u00adfen\u00adden Ent\u00adwick\u00adlung beein\u00adflusst. Neben den bereits erw\u00e4hn\u00adten pedo\u00adge\u00adne\u00adti\u00adschen Fak\u00adto\u00adren gewinnt die anthro\u00adpo\u00adge\u00adne (mensch\u00adli\u00adchen Ursprungs) Beein\u00adflus\u00adsung von B\u00f6den zuneh\u00admend an Bedeu\u00adtung. Die anthro\u00adpo\u00adge\u00adne Beein\u00adflus\u00adsung kann hier\u00adbei ver\u00adschie\u00adde\u00adne For\u00admen annehmen.<\/p>\n

Um die gestei\u00adger\u00adten Anfor\u00adde\u00adrun\u00adgen an B\u00f6den in st\u00e4d\u00adti\u00adschen bzw. dicht besie\u00addel\u00adten Gebie\u00adten erf\u00fcl\u00adlen zu k\u00f6n\u00adnen bedarf es dem mensch\u00adli\u00adchen Ein\u00adgriff. Neben den nat\u00fcr\u00adli\u00adchen Funk\u00adtio\u00adnen wie etwa der Fil\u00adte\u00adrung von Nie\u00adder\u00adschlags\u00adwas\u00adser von nat\u00fcr\u00adli\u00adchen und anthro\u00adpo\u00adge\u00adnen Schad\u00adstof\u00adfen m\u00fcs\u00adsen Boden in die\u00adsen Gebie\u00adten auch bau\u00adgrund\u00adtech\u00adni\u00adsche Anfor\u00adde\u00adrun\u00adgen erf\u00fcl\u00adlen. Um etwa die Bebau\u00adung von nat\u00fcr\u00adlich ent\u00adwi\u00adckel\u00adten B\u00f6den zu erm\u00f6g\u00adli\u00adchen und die erfor\u00adder\u00adli\u00adche Stand\u00adfes\u00adtig\u00adkeit zu gew\u00e4hr\u00adleis\u00adten wer\u00adden diver\u00adse mine\u00adra\u00adli\u00adsche Sub\u00adstra\u00adte in den Boden eingebaut.<\/p>\n

In der Ver\u00adgan\u00adgen\u00adheit bedie\u00adne\u00adte man sich mine\u00adra\u00adli\u00adscher Sub\u00adstra\u00adte, die nicht nat\u00fcr\u00adli\u00adchen Ursprungs son\u00addern anthro\u00adpo\u00adge\u00adnen Ursprungs sind. Abge\u00adlei\u00adtet vom grie\u00adchi\u00adschen Wort \u201etech\u00adni\u00adkos\u201d wel\u00adches \u00fcber\u00adsetzt soviel wie \u201ek\u00fcnst\u00adlich\u201d bedeu\u00adtet spricht bei die\u00adsen Sub\u00adstra\u00adten auch von tech\u00adno\u00adge\u00adnen Sub\u00adstra\u00adten. Tech\u00adno\u00adge\u00adne Sub\u00adstra\u00adte haben ihren Ursprung in zum Teil schwer\u00adindus\u00adtri\u00adel\u00adlen Pro\u00adzes\u00adsen, wie bei\u00adspiels\u00adwei\u00adse der Her\u00adstel\u00adlung von Stahl oder der Gewin\u00adnung von Schwer\u00adme\u00adtal\u00adlen wie bei\u00adspiels\u00adwei\u00adse Zink, Blei oder Chrom. Gene\u00adrell gilt fest\u00adzu\u00adhal\u00adten, dass tech\u00adno\u00adge\u00adne Sub\u00adstra\u00adte mit\u00adun\u00adter sehr hohe Schwer\u00adme\u00adtall\u00adge\u00adhal\u00adte auf\u00adwei\u00adsen. Die\u00adse Schwer\u00adme\u00adtall\u00adge\u00adhal\u00adte sind aller\u00addings in Abh\u00e4n\u00adgig\u00adkeit des jewei\u00adli\u00adgen Ent\u00adste\u00adhungs\u00adpro\u00adzes\u00adses zu betrach\u00adten und zu beurteilen.<\/p>\n

Im Rah\u00admen mei\u00adner Mas\u00adter\u00adar\u00adbeit habe ich mich mit der Fra\u00adge\u00adstel\u00adlung besch\u00e4f\u00adtigt, ob es m\u00f6g\u00adlich ist, tech\u00adno\u00adge\u00adne Sub\u00adstra\u00adte mit Hil\u00adfe der FTIR-Spek\u00adtro\u00adsko\u00adpie zu cha\u00adrak\u00adte\u00adri\u00adsie\u00adren und zu iden\u00adti\u00adfi\u00adzie\u00adren. Betrach\u00adtet wur\u00adden im Rah\u00admen der Mas\u00adter\u00adar\u00adbeit ins\u00adge\u00adsamt 10 Gie\u00ad\u00dfe\u00adrei\u00adschla\u00adcken (GS<\/span>), 5 M\u00fcll\u00adver\u00adbren\u00adnungs\u00ada\u00adschen (MVA<\/span>), 10 W\u00e4lz\u00adofen\u00adschla\u00adcken (WOS<\/span>) sowie 14 Hoch\u00adofen\u00adschla\u00adcken (HOS<\/span>) und 6 Stahl\u00adwerk\u00adschla\u00adcken (SWS<\/span>). Die letz\u00adten bei\u00adden Sub\u00adstra\u00adte wur\u00adden zur Ober\u00adgrup\u00adpe der Eisen\u00adh\u00fct\u00adten\u00adschla\u00adcken (EHS<\/span>) zusammengefasst.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Struktur der Abschlussarbeit:<\/h3>\n

1. Ein\u00adlei\u00adtung<\/strong><\/p>\n

 <\/p>\n

2. Grund\u00adla\u00adgen der FTIR-Spektroskopie<\/strong><\/p>\n

2.1. Wich\u00adti\u00adge Begrif\u00adfe inner\u00adhalb der FTIR-Spektroskopie<\/p>\n

2.1.1. Destruk\u00adti\u00adve Interferenz<\/p>\n

2.1.2. Dif\u00adfu\u00adse Refle\u00adxi\u00adon (DRIFT<\/span>)<\/p>\n

2.1.3. fin\u00adger\u00adprint-Bereich<\/p>\n

2.1.4. Infra\u00adrot - Spektrum<\/p>\n

2.1.5. Inter\u00adfe\u00adrenz<\/p>\n

2.1.6. Kon\u00adstruk\u00adti\u00adve Interferenz<\/p>\n

2.1.7. Mir\u00adror Dis\u00adpla\u00adce\u00adment (MD<\/span>)<\/p>\n

2.1.8. Opti\u00adcal Path Difference<\/p>\n

2.1.9. Reso\u00adnanz\u00adbe\u00addin\u00adgung<\/p>\n

2.1.10. Wel\u00adlen\u00adzahl<\/p>\n

2.1.11. Zero Path Dif\u00adfe\u00adrence (ZPD<\/span>)<\/p>\n

2.2. Theo\u00adre\u00adti\u00adsche Grundlagen<\/p>\n

2.2.1. Grund\u00adle\u00adgen\u00addes aus der phy\u00adsi\u00adka\u00adli\u00adschen Optik<\/p>\n

2.2.2. Inter\u00adak\u00adtio\u00adnen zwi\u00adschen IR<\/span> - Strah\u00adlung &<\/span> funk\u00adtio\u00adnel\u00adlen Gruppen<\/p>\n

2.2.2.1. Valenz\u00adschwin\u00adgun\u00adgen<\/p>\n

2.2.2.2. Defor\u00adma\u00adti\u00adons\u00adschwin\u00adgun\u00adgen<\/p>\n

2.2.2.3. Valenz- und Defor\u00adma\u00adti\u00adons\u00adschwin\u00adgun\u00adgen im IR-Spektrum<\/p>\n

2.2.2.4. Bedin\u00adgun\u00adgen f\u00fcr das Auf\u00adtre\u00adten von sicht\u00adba\u00adren Signalen<\/p>\n

2.3. Kom\u00adpo\u00adnen\u00adten eines FTIR<\/span> - Spektroskops<\/p>\n

2.3.1. IR<\/span> - Strahlenquelle<\/p>\n

2.3.2. Der Strahlenteiler<\/p>\n

2.3.3. Der Detektor<\/p>\n

2.3.4. Das Interferometer<\/p>\n

2.3.5. Heli\u00adum-Neon-Laser (He-Ne-Laser)<\/p>\n

2.3.6. Ana\u00adlog-Digi\u00adtal-Wand\u00adler (ADW<\/span>)<\/p>\n

2.4. Bestand\u00adtei\u00adle des Bru\u00adker Ten\u00adsor 27 mit Zusatz\u00admo\u00addul HTS-XT<\/span><\/p>\n

2.4.1. IR<\/span> - Strahlenquelle<\/p>\n

2.4.2. Strah\u00adlen\u00adtei\u00adler<\/p>\n

2.4.3. Inter\u00adfe\u00adro\u00adme\u00adter<\/p>\n

2.4.4. Detek\u00adtor und A\/D-Wand\u00adler<\/p>\n

2.5. Dar\u00adstel\u00adlung des Strah\u00adlen\u00adgan\u00adges inner\u00adhalb des Messger\u00e4tes<\/p>\n

2.6. Vom Inter\u00adfe\u00adro\u00adgramm zum IR-Spektrum<\/p>\n

2.6.1. Theo\u00adre\u00adti\u00adsches zum Interferogramm<\/p>\n

2.6.2. Fou\u00adrier - Transformation<\/p>\n

2.7. Boden\u00adkund\u00adli\u00adche Unter\u00adsu\u00adchungs\u00adge\u00adbie\u00adte der FTIR-Spektroskopie<\/p>\n

2.8. Vor\u00adtei\u00adle der FTIR-Spektroskopie<\/p>\n

 <\/p>\n

3. Ein\u00adf\u00fch\u00adrung in die tech\u00adno\u00adge\u00adnen Substrate<\/strong><\/p>\n

3.1. Die Haupt\u00adkom\u00adpo\u00adnen\u00adten\u00adgrup\u00adpe Schlacke<\/p>\n

3.1.1. Hoch\u00adofen\u00adschla\u00adcken<\/p>\n

3.1.2. Stahl\u00adwerk\u00adschla\u00adcken<\/p>\n

3.1.3. Gie\u00ad\u00dfe\u00adrei\u00adschla\u00adcken<\/p>\n

3.1.4. W\u00e4lz\u00adofen\u00adschla\u00adcken<\/p>\n

3.2. Die Haupt\u00adkom\u00adpo\u00adnen\u00adten\u00adgrup\u00adpe Asche<\/p>\n

3.3. Zusam\u00admen\u00adfas\u00adsen\u00adde Charakterisierung<\/p>\n

 <\/p>\n

4. Mate\u00adri\u00adal und Methoden<\/strong><\/p>\n

4.1. Cha\u00adrak\u00adte\u00adri\u00adsie\u00adrung der ver\u00adwen\u00adde\u00adten Proben<\/p>\n

4.2. Vor\u00adbe\u00adrei\u00adtung der Proben<\/p>\n

4.3. Kon\u00adfi\u00adgu\u00adra\u00adti\u00adon des FTIR-Spektroskops<\/p>\n

4.4. Mes\u00adsung der Pro\u00adben - Die Spektrengewinnung<\/p>\n

4.5. Visu\u00adel\u00adle Ana\u00adly\u00adse der gewon\u00adne\u00adnen Spektren<\/p>\n

4.6. Sta\u00adtis\u00adti\u00adsche Aus\u00adwer\u00adtung der Spektren<\/p>\n

4.6.1. Vor\u00adbe\u00adhand\u00adlung der Spektren<\/p>\n

4.6.2. Haupt\u00adkom\u00adpo\u00adnen\u00adten\u00adbe\u00adrech\u00adnung<\/p>\n

4.6.3. Klas\u00adsi\u00adfi\u00adka\u00adti\u00adon der Spektren<\/p>\n

4.6.4. Ver\u00adbes\u00adse\u00adrung der PCA-Model\u00adle durch Aus\u00adwer\u00adtung der Dis\u00adcri\u00admi\u00adna\u00adti\u00adon Power<\/p>\n

4.6.5. Kreuz\u00adva\u00adli\u00addie\u00adrung der zwei\u00adten SIMCA-Klassifikationsergebnisse<\/p>\n

4.7. Mine\u00adra\u00adlo\u00adgi\u00adsche Aus\u00adwer\u00adtung der Spektren<\/p>\n

 <\/p>\n

5. Ergeb\u00adnis\u00adse<\/strong><\/p>\n

5.1. Dar\u00adstel\u00adlung der Substratspektren<\/p>\n

5.2. Ergeb\u00adnis\u00adse der Haupt\u00adkom\u00adpo\u00adnen\u00adten\u00adana\u00adly\u00adse f\u00fcr alle Spektren<\/p>\n

5.3. Ergeb\u00adnis\u00adse der ers\u00adten Klassifikation<\/p>\n

5.3.1. Ergeb\u00adnis\u00adse der ers\u00adten Hauptkomponentenberechnung<\/p>\n

5.3.2. Ergeb\u00adnis\u00adse der ers\u00adten SIMCA-Klassifikation<\/p>\n

5.3.3. Ergeb\u00adnis\u00adse der Wel\u00adlen\u00adzahl\u00adana\u00adly\u00adse mit\u00adtels Dis\u00adcri\u00admi\u00adna\u00adti\u00adon Power<\/p>\n

5.4. Ergeb\u00adnis\u00adse der zwei\u00adten Klassifikation<\/p>\n

5.4.1. Ergeb\u00adnis\u00adse der zwei\u00adten Hauptkomponentenberechnung<\/p>\n

5.4.2. Ergeb\u00adnis\u00adse der zwei\u00adten SIMCA-Klassifikation<\/p>\n

5.5. Ergeb\u00adnis\u00adse der Modellvalidierung<\/p>\n

 <\/p>\n

6. Dis\u00adkus\u00adsi\u00adon<\/strong><\/p>\n

6.1. Das Probenmaterial<\/p>\n

6.2. Mine\u00adra\u00adlo\u00adgie des Probenmaterials<\/p>\n

6.3. Wahl des Klassifizierungsverfahrens<\/p>\n

6.4. Pro\u00adzess der Methodenentwicklung<\/p>\n

6.4.1. Dis\u00adkus\u00adsi\u00adon - Ergeb\u00adnis\u00adse Hauptkomponentenanalysen<\/p>\n

6.4.2. Dis\u00adkus\u00adsi\u00adon - Distance bet\u00adween models (DBM<\/span>)<\/p>\n

6.4.3. Dis\u00adkus\u00adsi\u00adon - Dis\u00adcri\u00admi\u00adna\u00adti\u00adon Power (DP<\/span>)<\/p>\n

6.4.4. Dis\u00adkus\u00adsi\u00adon - Class membership<\/p>\n

6.4.5. Dis\u00adkus\u00adsi\u00adon - Ergeb\u00adnis\u00adse Kreuzvalidierung<\/p>\n

 <\/p>\n

7. Zusam\u00admen\u00adfas\u00adsung<\/strong><\/p>\n

 <\/p>\n

8. Aus\u00adblick<\/strong><\/p>\n

 <\/p>\n

Lite\u00adra\u00adtur\u00adver\u00adzeich\u00adnis<\/p>\n

Abbil\u00addungs\u00adver\u00adzeich\u00adnis<\/p>\n

Tabel\u00adlen\u00adver\u00adzeich\u00adnis<\/p>\n

For\u00admel\u00adver\u00adzeich\u00adnis<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

Leistungsnachweis:<\/h3>\n

Schrift\u00adli\u00adche Aus\u00adar\u00adbei\u00adtung (124 Sei\u00adten, 21.703 W\u00f6r\u00adter) (Umfang: 20.000 W\u00f6r\u00adter, +\/- 10 %)<\/p>\n\n\n\n\n
<\/td>\n
Down\u00adload - Inhaltsverzeichnis<\/a><\/div><\/div><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n
Down\u00adload - Literaturverzeichnis<\/a><\/div><\/div><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Cha\u00adrak\u00adte\u00adri\u00adsie\u00adrung und Iden\u00adti\u00adfi\u00adka\u00adti\u00adon tech\u00adno\u00adge\u00adner Sub\u00adstra\u00adte mit Hil\u00adfe der FTIR-Spek\u00adtro\u00adsko\u00adpie   Ein\u00adlei\u00adtung: B\u00f6den sind kei\u00adne abschlie\u00ad\u00dfend ent\u00adwi\u00adckel\u00adten Bestand\u00adtei\u00adle eines \u00d6ko\u00adsys\u00adtems. Sie ent\u00adwi\u00adckeln sich aus dem jeweils vor\u00adlie\u00adgen\u00adden Aus\u00adgangs\u00adge\u00adstein, wel\u00adches durch phy\u00adsi\u00adka\u00adli\u00adsche, bio\u00adlo\u00adgi\u00adsche und che\u00admi\u00adsche Ver\u00adwit\u00adte\u00adrungs\u00adpro\u00adzes\u00adse die Grund\u00adla\u00adge der Boden\u00adbil\u00addung, der soge\u00adnann\u00adten \u201ePedo\u00adge\u00adne\u00adse\u201d, bil\u00addet. So wird das Umwelt\u00adme\u00addi\u00adum Boden im Lau\u00adfe sei\u00adner Ent\u00adwick\u00adlungs\u00adzeit durch zahl\u00adrei\u00adche boden\u00adbil\u00adden\u00aden\u00adde Prozesse, [\u2026]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":605,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"wp_typography_post_enhancements_disabled":false,"footnotes":""},"class_list":["post-389","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/389","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=389"}],"version-history":[{"count":39,"href":"https:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/389\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3174,"href":"https:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/389\/revisions\/3174"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/605"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.thomasengel.net\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=389"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}