在德国，大约有 300 万座建筑物受到有毒木材防腐剂林丹和五氯苯酚 (PCP) 的污染。以前减少污染的措施包括隔离污染区域或将经过处理的木质建筑材料作为危险废物处置。然而，这些措施既不可持续，也不具有成本效益。

在 CycloPlasma 项目中，弗劳恩霍夫建筑物理研究所 IBP 的研究人员正在开发一种新型工艺，以无残留、可持续的方式去除空气中以及受污染的木结构中这些几十年前的污染物并且不会造成健康风险。为此，科学家们将创新的吸附剂材料与等离子体技术相结合。

在 20 世纪 70 年代和 80 年代，建筑物中的木结构大量使用木材防腐剂林丹和五氯苯酚 (PCP)进行处理，以防止真菌和昆虫侵扰。这些物质被证明具有致癌性和神经毒性——自 1989 年起在德国已被禁止。

然而，这些有毒物质的挥发性较低。这导致它们粘附在材料上，因此，受污染的木梁、木镶板和屋顶桁架至今仍然构成健康风险。历史建筑和这一时期的公共建筑尤其受到影响，例如政府办公室、幼儿园和学校。

以前的污染物去除解决方案在资源、能源和遗产保护方面对现有建筑的保护产生了负面影响。它们还会导致高昂的处置成本。借助 CycloPlasma 技术，位于德国 Valley 的 Fraunhofer IBP 的研究人员正在开发一种解决方案，能够以环保、可持续的方式去除危险污染物，而不会产生任何残留物，也不会造成任何建筑物质的损失。

在由弗劳恩霍夫未来基金会支持的 CycloPlasma 项目中，来自弗劳恩霍夫 IBP 环境、卫生和传感器技术系以及文化遗产研究业务部的研究人员将用于净化木材的吸附技术与用于净化室内的等离子体方法相结合空气中已释放的污染物。

新环糊精配方封装污染物

研究人员使用环糊精(CD)作为吸附剂材料，将其像清漆一样涂在木材上。这些分子可以捕获并结合林丹和五氯苯酚等污染物。它们是一百年前发现的，用于净化被重金属或石油污染的土壤。CD 还用于医药中以延迟释放活性成分。

“环糊精是通过酶法从淀粉中获得的环状葡萄糖分子链。糖链的环状结构将林丹和五氯酚封装在一个空腔中，从而将它们完全封装起来，”该部门副主任 Andrea Burdack-Freitag 博士说分析和应用传感器系统组组长。

这位科学家和她的团队用环糊精开发了一种新的凝胶状配方，呈白色粉末状。该凝胶可以非破坏性的方式涂在木材上。无色纹理不会改变木材结构，在木材表面不可见。它不会导致霉菌生长，无毒、无色、可生物降解且可清洗。

“该配方渗透到木材的孔隙中，像海绵一样吸收污染物。根据污染物浓度，这些污染物仍然结合在 CD 层中，”科学家解释道。然而，如果有毒物质过多，则配方无法完全吸收它们。然后多余的污染物被释放到室内空气中。这就是等离子技术的用武之地。

例如，可以安装在天花板上的等离子设备可以吸收有害物质并使它们变得无害。“外壳中的电极产生等离子气体，含有污染物的气流被吸入其中。等离子气体会化学降解林丹和五氯苯酚。此外，活性炭过滤器可防止气态降解产物从设备中逸出，”Burdack-Freitag解释说。

在露天博物馆进行测试

首次实验室测试已成功完成。该技术目前正在历史悠久的 Thürlmühle 工厂受污染的阁楼中进行广泛的测量技术实际测试，该工厂位于项目合作伙伴“Freilichtmuseum Glentleiten”(露天博物馆)的场地内。

“特别是历史建筑和博物馆展品的屋顶桁架经常含有来自木材防腐剂的危险污染物，这些防腐剂过去被用来尽可能长时间地保护文化资产，”文化遗产研究中心的拉尔夫·基利安教授解释道。职业安全检查显示，那里的房间负荷很高。

通过实验室方法，可以完全降解现有污染物;在 Glentleiten 露天博物馆的 Thürlmühle 磨坊进行的实验中，迄今为止已经可以将污染物浓度降低三分之二。然而，在之前的测试中，该配方仅薄弱地应用于可见的木材表面。如果清漆涂得更厚，污染物浓度可以进一步降低。

测试后，没有出现霉菌形成，配方也没有损坏木材。在长期测试中，IBP 研究人员现在正在调查 CD 层保持稳定的时间以及是否有任何污染物在长期内逸出。吸附器和等离子体技术相结合的测试现已开始。此外，还使用浸泡在 CD 配方(一种经典修复技术)中的敷布进行测试，将敷布包裹在木梁上，然后将其移除。

面向装修商和房地产开发商的技术

根据污染负荷和房间大小，吸附器和等离子体技术可以结合使用。这位科学家表示：“翻新措施是按照模块化原则进行的。我们已经为翻新和建筑领域的配方提交了专利申请。木制家具和木制物品的修复也是可以想象的。”

该解决方案还适用于其他建筑材料，例如混凝土和砂浆，如果它们也含有林丹和五氯苯酚。不过，与潜在工业合作伙伴的测试仍在进行中。