Teer
Teer (von mittelniederdeutsch ter „Holzteer, Harz“, verwandt mit germanisch treva, terva „Baum, Kienholz“; lateinisch pix, daraus Pech) ist ein bräunliches bis schwarzes, zähflüssiges Gemisch organischer Verbindungen, das durch zersetzende thermische Behandlung (Pyrolyse) organischer Naturstoffe gewonnen wird.[1] Eine andere, auf das spanische „Alquitrán“ bzw. das arabische Wort al-quitrán zurückgehende Bezeichnung für Teer ist Goudron (das französische Wort für Teer), zum Beispiel in „Goudronanstrich“.
Als Teersee bezeichnet man veraltete Deponien für flüssige Industrieabfälle. Umgangssprachlich werden manchmal auch Asphaltseen als „Teerseen“ bezeichnet.
Produkte, die bei Abtrennung der leichter flüchtigen Anteile (Leichtbenzin, Kerosin, Naphtha, Schweröl usw.) bei der Destillation von Erdöl als Rückstand im Sumpf verbleiben, heißen Bitumen. Bitumen und Teer sind zwei deutlich verschiedene Substanzen, auch wenn beide braunschwarz und dickflüssig sind.
Etymologie
Das im 16. Jahrhundert aus dem Niederdeutschen ins Hochdeutsche übernommene Wort geht zurück auf mittelniederdeutsch ter[e] (→ engl. tar). Das den Bewohnern der Küsten von Nord- und Ostsee (für die der Teer ein unentbehrliches Hilfsmittel beim Schiffbau war) gemeinsame Wort bedeutet eigentlich „der/das zum Baum Gehörige“ und gehört zu indogermanisch deru- „Eiche, Baum“ (→ engl. tree), worauf auch das germanische Baumnamensuffix -đr[a] -der bzw. -ter (etwa in Flieder, Holunder, Wacholder, Affolder = veraltet für Apfelbaum) zurückgeht.[2]
Gewinnung
Teer kann aus verschiedenen organischen Verbindungen stammen:[3][4]
Die industriell wichtigsten sind Steinkohlenteer und Holzteer, aber es werden auch Teere aus weiteren Quellen produziert:
- Braunkohlenteer ist eine braune bis schwarzbraune, feste Masse. Er entsteht als wichtigstes Produkt bei der Schwelung[5] von Braunkohle oder Braunkohlenbriketts. Die Menge und Zusammensetzung des Braunkohlenteers ist von der Ausgangskohle und der Art der Schwelung abhängig. Während die „Heizflächenschwelung“ zu kleineren Teerausbeuten und zu spezifisch schwereren Teeren führt, erhält man bei der „Spülgasschwelung“ eine wesentlich größere Teerausbeute. Die Spülgasteere zeichnen sich durch einen hohen Alkangehalt (Paraffine) aus. Je nach den Zersetzungstemperaturen unterscheidet man Braunkohlenschwelteer (Braunkohlenurteer), der bei Schweltemperaturen von 550 bis 650 °C gewonnen wird, und Braunkohlenhochtemperaturteer (BHT-Teer), der bei Verkokungstemperaturen von 1000 bis 1200 °C anfällt. Hauptprodukt bei diesen Temperaturen ist der Braunkohlenhochtemperaturkoks (Verkokung). Im Gegensatz zum Steinkohlenteer, der hauptsächlich aromatische Verbindungen enthält, besteht der Braunkohlenteer vorwiegend aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen.
- Ölteer entsteht bei der thermischen Zersetzung von Mineralölen zu Ölgas und bei der Herstellung von Wassergas. Er ähnelt in Beschaffenheit und Zusammensetzung dem Steinkohlenteer, unterscheidet sich jedoch von ihm durch geringere Dichte und durch eine niedrigere Viskosität. Ferner enthält er kaum Phenole und basische Stoffe. Man verwendet Ölteer häufig als Brennstoff oder zum Betrieb von Dieselmotoren.
- Schieferteer ist eine dunkelbraune Flüssigkeit, die bei der Schwelung von Ölschiefer entsteht und vor allem auf Schmier- und Dieselöl aufgearbeitet wird.
- Wassergasteer ist eine dunkelbraune, ölig-flüssige Masse mit hohem Wassergehalt. Er entsteht bei der Erzeugung von Wassergas oder Generatorgas und enthält hauptsächlich aliphatische Kohlenwasserstoffe und aromatische Zersetzungsprodukte.
- Torfteer ist eine hochviskose, bei Zimmertemperatur oft salbenartige, schwarze Flüssigkeit von durchdringend scharfem Geruch, die neben Phenolen gesättigte und ungesättigte aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, Pyridinbasen, Schwefelverbindungen und Fettsäuren enthält.
- Fettteer ist eine braune, zähflüssige Masse, die bei der fraktionierten Destillation von Abfallfetten (Knochenfett, Wollfett, Hautfette, Abdeckereifette, Abwässerfette und Walkfetten), Fetten und fetten Ölen anfällt. Er wird destillativ nochmals in verschiedene Fettsäuren zerlegt. Den zähen, nach dem Erkalten recht harten Blasenrückstand bezeichnet man als Stearin- oder Fettpech. Dieses wird für die Isolation von Kabeln verwendet.
- Knochenteer (Hirschhornöl, Tieröl) entsteht bei der Verkohlung entfetteter, oft noch zerkleinerter Knochen (Tierkohle) als eine schwarzbraune, dicke Flüssigkeit von unangenehmem Geruch, aus der man durch Destillation Dippels Öl gewinnt. Der Destillationsrückstand ist Knochenteerpech.
- Biomasse-Teer[6] ist eine schwarzbraune, zähflüssige Masse, diese entsteht in der Biomassevergasung bei der Abkühlung des erzeugten Gases. Er kann für verschiedene Zwecke verwendet werden.
- Pflanzenteer entsteht bei der Verkohlung von Pflanzenkohle oder anderer pflanzlicher Stoffe z. B. Laub, Getreideschalen, Gerberlohe usw.
- Essigteer entsteht als Absetzrückstand des Holzessigs (Büttenteer, Ligninteer) oder nach dessen Verdampfung im Zweiblasensystem.[7]
- Weitere Teere: Melasseteer, Schlempeteer, Bagasseteer, Vinasseteer u. a.; sie entstehen bei der Pyrolyse von Melasse, Bagasse, Vinasse und Schlempe.[8]
- Mondgasteer entstand früher bei der Mondgaserzeugung.
Verwendung
Aus Teer können aromatische Bestandteile wie beispielsweise Naphthalin, Anthracen und Phenanthren isoliert werden. Ruß und Imprägnieröle für den Holzschutz werden ebenfalls aus Teer hergestellt.
Steinkohlenteeröl hat nach wie vor eine gewisse Bedeutung für den industriellen Holzschutz, z. B. für Eisenbahnschwellen oder Freileitungsmasten. Er wurde in den letzten Jahren weiterentwickelt, um seine Umweltverträglichkeit zu verbessern.
Der Schweizer Arzt Ernest Guglielminetti entwickelte eine Vorläufermethode der heutigen Asphaltierung von Straßen. Zur Staubbekämpfung ließ er am 13. März 1902 in Monaco erstmals 40 Meter Straße mit heißem Teer bestreichen. Dieses Verfahren fand weltweite Verbreitung und trug Guglielminetti den Beinamen Dr. Goudron (französisch für „Teer“) ein. Entgegen der Verwendung im allgemeinen Sprachgebrauch („Teeren“ als Begriff für Asphaltarbeiten auf Straßen) ist Teer in Westdeutschland seit 1984[9] und in Ostdeutschland seit 1990 wegen seiner gesundheitsschädlichen Wirkung für den Einsatz im öffentlichen Straßen- und Wegebau verboten. Stattdessen verwendet man als Bindemittel heute Bitumen. In manchen Fällen wurde auch so genanntes Carbobitumen (auch Pechbitumen)[10] verwendet. Dabei handelt es sich um eine Mischung aus Bitumen und Teer. Diese Mischform wird ebenso wie der reine Teer in Deutschland nicht mehr verwendet und muss gesondert entsorgt werden.
Gefahren
Langzeitiges Einwirken des Teers auf der Haut kann Hautveränderungen hervorrufen, die im schlimmsten Fall krebsverursachend sind. Teerpräparate werden in der Medizin allerdings auch als äußerlich anwendbare Arzneimittel gegen Hautkrankheiten genutzt, da sie juckreizstillend, keimtötend und durchblutungsfördernd wirken.
Als Baustoff ist Teer insbesondere bei der Verarbeitung gesundheitsschädlich. Bei Kontakt mit Wasser können polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) ins Grundwasser gelangen. Daher ist der Einsatz von Teer in Deutschland und Österreich im öffentlichen Straßenbau unter den Gesichtspunkten des Arbeits-, Boden- und Gewässerschutzes nicht mehr erlaubt. Sollen heute bei Straßenbauarbeiten alte Schichten aufgebrochen werden, bei denen ein Verdacht auf Teerhaltigkeit besteht, können Schnelltests mit UV-Licht oder Sprays beispielsweise mit Silberiodid eingesetzt werden. Zur weiteren Analyse werden bei positivem Testergebnis Proben genommen, an denen im Labor der PAK-Wert nach DIN ISO 18287 bestimmt wird. Das Ergebnis dieser Untersuchung bestimmt die mögliche weitere Verwendung oder Entsorgung. Nur schwach belastetes Material darf je nach Grad der Belastung in unterschiedlicher Weise wieder verwendet werden, zum Beispiel im Kaltrecycling.[11] Um die Teer-Altlasten endgültig aus dem Recyclingkreislauf zu entfernen, sind seit Januar 2018 auf Bundesfernstraßen auch keine teerhaltigen Recyclingbaustoffe mehr zugelassen. Viele Länder haben ähnliche Vorgaben erlassen.[12]
Weblinks
Einzelnachweise
- Otto-Albrecht Neumüller (Hrsg.): Römpps Chemie-Lexikon. Band 6: T–Z, 8. Auflage, Franckh, Stuttgart 1988, ISBN 3-440-04516-1, S. 4137.
- Das Herkunftswörterbuch (= Der Duden in zwölf Bänden. Band 7). Nachdruck der 2. Auflage. Dudenverlag, Mannheim 1997, S. 849. Siehe auch Friedrich Kluge: Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache. 7. Auflage. Trübner, Straßburg 1910 (S. 457).
- Teer auf spektrum.de, abgerufen am 4. August 2016.
- Teer auf zeno.org., abgerufen 4. August 2016.
- Schwelung auf spektrum.de. abgerufen am 4. August 2016.
- York Neubauer: Online-Analyse von Teer aus der Biomassevergasung mit Lasermassenspektrometrie. Dissertation, Technischen Universität Berlin, 2008, online (PDF; 4,97 MB), auf deutsche-digitale-bibliothek.de, abgerufen am 15. Januar 2017.
- Max Klar: Technologie der Holzverkohlung. Springer, 1903, ISBN 978-3-642-98495-2 (Reprint), S. 98 f.
- Emil J. Fischer: Industrieteere und verwandte Produkte. Knapp, 1933.
- Gefährdungen und Schutzmaßnahmen im Straßenbau (Memento vom 1. Mai 2014 im Internet Archive), Wissensportal TU Dresden, S. 303–309.
- G. Herion, G. von Mossen: Carbobitumen – Ein vielseitig verwendbares Pechbitumen für den bituminösen Strassenbau. In: Straße und Autobahn. Volume: 37, Issue Number: 3, Kirschbaum Verlag, 1986, OCLC 7286414, In der TRID Database.
- Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Arbeitskreis Güte- und Einsatzkriterien.: Technische Lieferbedingungen für Asphaltgranulat : TL AG-StB 09. FGSV-Verlag, 2009, ISBN 978-3-939715-97-9.
- Recycling-Baustoffe im Straßenbau. Brandenburgisches Ministerium für Infrastruktur und Landesplanung, abgerufen am 2. Februar 2021.