DE19830413A1

DE19830413A1 - Dosimeter

Info

Publication number: DE19830413A1
Application number: DE19830413A
Authority: DE
Inventors: Peter Grathwohl
Original assignee: I M E S GES fur INNOVATIVE ME
Current assignee: WEISS, HANSJOERG, DR., 72074 TUEBINGEN, DE
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2018-07-09
Also published as: DE19830413B4

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Dosimeter zur Überwachung der Konzentration mindestens einer Substanz in einem wäßrigen Medium, mit dem sich eine zeitlich integrierte Beprobung des Wassers durchführen läßt. Das Dosimeter umfaßt ein für diese Substanz durchlässiges Gehäuse und mindestens ein in dem Gehäuse angeordnetes Adsorbermaterial für diese Substanz. Erfindungsgemäß ist das Gehäuse so ausgelegt und sind die Art und Menge des Adsorbermaterials so gewählt, daß zumindest hinsichtlich dieser Substanz ein Konzentrationsgefälle zwischen dem wäßrigen Medium und dem Adsorbermaterial im Innern des Gehäuses besteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosimeter zur Überwachung der Konzentration mindestens einer Substanz in einem wäßrigen Medium, mit einem für diese Substanz durchlässi gen Gehäuse und mindestens einem in dem Gehäuse angeordneten Adsorbermate rial für diese Substanz.

In der Praxis werden Dosimeter der in Rede stehenden Art beispielsweise im Rah men der Gewässer- und Grundwasserüberwachung eingesetzt. Die Funktionsweise dieser bekannten Dosimeter entspricht der eines Passivsammlers. Bestimmt wird hier - je nach Art des verwendeten Adsorbermaterials - jeweils die aktuelle Konzen tration einer oder mehrerer im Wasser gelöster Substanzen. Die so ermittelten Kon zentrationswerte stellen also immer nur Momentanaufnahmen, sogenannte "Snap shots", der Konzentration dar, die weder Aussagen über langfristig auftretende Kon zentrationsschwankungen ermöglichen noch kurzfristige Spitzenwerte als solche identifizieren. Letztere werden eher zufällig gefunden, was in der Regel größere In terpretationsfehler zur Folge hat. Zur Probenentnahme im Grundwasser werden in der Praxis in der Regel Pumpen eingesetzt. Dies führt zu einer Veränderung des hydraulischen Strömungsfeldes, was eine Verfälschung der zu ermittelnden Konzen tration zur Folge haben kann.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Dosimeter anzugeben, mit dem eine zeitlich integrierte Überwachung der Konzentration einer oder mehrerer Sub stanzen in einem wäßrigen Medium durchgeführt werden kann.

Das erfindungsgemäße Dosimeter löst die voranstehende Aufgabe durch die Merk male des Patentanspruches 1. Danach ist das eingangs genannte Dosimeter derart ausgebildet, daß zumindest hinsichtlich der Substanz, deren Konzentration im wäßri gen Medium überwacht werden soll, ein Konzentrationsgefälle zwischen dem wäßri gen Medium und dem Adsorbermaterial besteht.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß sich mit Hilfe der in der Praxis verwende ten Passivsammler immer nur ein Momentanwert der Konzentration einer Substanz bestimmen läßt, da die Konzentrationen der Substanz einerseits im wäßrigen Me dium und αndererseits im Adsorbermaterial bei den bekannten Passivsammlern im mer im Gleichgewicht stehen. Dadurch spiegeln die von den bekannten Passiv sammlern erfaßten Konzentrationen immer die jeweils aktuellen Konzentrationen der zu überwachenden Substanz im wäßrigen Medium wieder. Davon ausgehend wird nun vorgeschlagen, ein Dosimeter so zu konzipieren, d. h. das Gehäuse des Dosi meters so auszulegen und zu dimensionieren und die Art und Menge des Adsorber materials so zu wählen, daß zumindest über den Überwachungszeitraum ein Kon zentrationsgefälle zwischen dem wäßrigen Medium und dem Adsorbermaterial be steht. Dadurch reichert sich die zu überwachende Substanz während des gesamten Überwachungszeitraumes kontinuierlich, in Abhängigkeit von der im wäßrigen Me dium vorliegenden Konzentration im Adsorbermaterial an. Unter Berücksichtigung der Überwachungsdauer und der vom Adsorbermaterial insgesamt aufgenommenen Menge der zu überwachenden Substanz lassen sich auf diese Weise repräsentative Mittelwerte der Konzentration bestimmen. Erfindungsgemäß erfolgt also die Mittelung der Konzentration schon bei der Probennahme, so daß sich mit Hilfe des erfindungs gemäßen Dosimeters die Zahl der für eine solche Mittelwertbestimmung notwendi gen Messungen und Analysen der Meßwerte erheblich reduziert. Dies ist insbeson dere auch deshalb von Vorteil, da bei jeder Probennahme und dem Transport bzw. der Lagerung der Proben sowie der Analyse der Proben Meßwertverfälschungen auftreten können. Die Gefahr solcher Meßwertverfälschungen nimmt dementspre chend mit der Zahl der erforderlichen Messungen ab. Da die Messungen mit dem erfindungsgemäßen Dosimeter einfach durch Installation des Dosimeters an einer geeigneten Meßstelle im wäßrigen Medium durchgeführt werden können, treten hier auch keine Meßwertverfälschungen durch eine Störung der in dem wäßrigen Medium vorliegenden Hydraulik, d. h. eine Veränderung des hydraulischen Strömungsfeldes, auf.

Wie bereits erwähnt, beruht das für die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Do simeters erforderliche Konzentrationsgefälle zwischen dem wäßrigen Medium und dem im Inneren des Dosimetergehäuses angeordneten Adsorbermaterial auf dem Zusammenwirken der konstruktiven Details des Dosimetergehäuses und der Art und Menge des verwendeten Adsorbermaterials. Mit den nachgeordneten Patentansprü chen sind verschiedene besonders vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Dosimeterkonzeptes beansprucht.

Soll bspw. die Konzentration einer schwer flüchtigen Substanz im wäßrigen Medium überwacht werden, so erweist sich eine nasse Anordnung des Adsorbermaterials im Gehäuse des Dosimeters als besonders vorteilhaft. Bei einer nassen Anordnung des Adsorbermaterials steht das wäßrige Medium, in dem die zu überwachende Sub stanz gelöst ist, selbst mit dem Adsorber in Kontakt. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn das Adsorbermaterial in Form eines porösen Adsorberbetts im In neren des Gehäuses angeordnet ist, das Adsorbermaterial also bspw. in Form eines porösen Granulats im Inneren des Gehäuses angeordnet ist. Die zu überwachende Substanz diffundiert dann aufgrund des Konzentrationsgefälles in das Adsorberbett.

Soll die Konzentration von eher leicht flüchtigen Substanzen in einem wäßrigen Me dium überwacht werden, so empfiehlt sich die trockene Anordnung des Adsorber materials. In diesem Falle tritt das wäßrige Medium, in dem die flüchtige Substanz gelöst ist, nicht selbst mit dem Adsorbermaterial in Kontakt. Die Anreicherung der flüchtigen Substanz im Adsorbermaterial erfolgt hier ausschließlich durch Diffusion. Eine trockene Anordnung des Adsorbermaterials kann in vorteilhafter Weise in Form eines Dosimetergehäuses realisiert werden, das eine wasserundurchlässige Mem bran umfaßt, durch die aber die zu überwachende flüchtige Substanz hindurchdiffun dieren kann. Um sicherzustellen, daß die Diffusion bevorzugt in eine Richtung, näm lich ins Innere des Dosimeters, erfolgt, könnte eine semipermeable Membran ver wendet werden.

Die Wandstärke einer solchen Membran könnte je nach Anwendung im Bereich von 0,05 bis 2,0 mm liegen. Die Porengröße der Membran hängt von der Art der zu überwachenden Substanz ab und liegt in der Regel im Bereich zwischen 5 und 200 nm. Des weiteren hat sich gezeigt, daß sich mit Membranen, die eine Porosität im Bereich von 30 bis 50% aufweisen, besonders gute Ergebnisse erzielen lassen. Grundsätzlich könnte eine solche Membran aus verschiedensten Materialien herge stellt sein, wie z. B. aus Kunststoff. Besonders gute Ergebnisse wurden mit Keramik membranen erzielt, nämlich mit α-Al₂O₃ Membranen und MgAl₂O₄ Membranen.

In einer besonders einfachen und kostengünstigen Variante der Erfindung ist das Gehäuse des Dosimeters in Form eines Rohrs bzw. Röhrchens ausgebildet, das endseitig jeweils mit einer Membran verschlossen ist. Das Rohr bzw. Röhrchen könnte aus Glas, Edelstahl oder auch Kunststoff gebildet sein. In Frage kommen auch Keramikröhrchen, wobei hier die Keramikwand selbst die Funktion der Mem bran erfüllt.

Nachfolgend wird die Erfindung am Beispiel der Grundwasserüberwachung in Ver bindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt zwei Möglichkeiten zur diffusiven Schadstoffanreicherung in einem erfin dungsgemäßen Dosimeter:

Links: Diffusion durch eine Membran
Rechts: Diffusion ins semi-infinite Medium, wobei D_e, D_a und α für den effekti ven und apparenten Diffusionskoeffizienten bzw. den Kapazitätsfaktor stehen (mit α = n + Kpρ). M bezeichnet die kumulative Stoffmenge im Dosimeter. A und dC/dx sind die Fläche (z. B. der Membran) und der Konzentrationsgra dient.

Fig. 2 zeigt ein konzeptionelles Modell für den Stoffübergang beim "trockenen" Membran-Dosimeter im stationären Fall, wobei

C_w: Konzentration im Wasser,
C_w/g: Konzentration an der Grenzfläche zwischen Wasser und Luft auf der Wasserseite,
C_g/w: Konzentration an der Grenzfläche zwischen Wasser und Luft auf der Luftseite,
C_g: Konzentration in der Luft über dem Adsorber.

Fig. 3 zeigt die Phenanthren-Aufnahme eines Dosimeters mit Anodisc-Membran und XAD-7 als Adsorber.

Linie vorausberechnete Aufnahme nach Gl. 1
(Annahme zur Modellrechnung: Z_w = Z_Membran = 60 µm; Z_g = 1 cm; Porosität = 50%; Oberfläche = 0,64 cm²; C_w, = 1 mg/L; C_g « C_wH)

Quadrat 1. Meßreihe
Dreieck 2. Meßreihe
Raute 3. Meßreihe

Fig. 4 zeigt die Phenanthren-Aufnahme eines Keramikrohr-Dosimeters mit IRA-743 als Adsorber.

Linie vorausberechnete Aufnahme nach Gl. 1
(Annahme zur Modellrechnung: Z_w = Z_Membran = 0,175 cm;
Z_g = 0,335 cm; Porosität = 35%; Oberfläche = 17,09 cm²;
C_w = 1 mg/L; C_g « C_wH)

Raute 1. Meßreihe
Dreieck 2. Meßreihe
Quadrat 3. Meßreihe

Fig. 5 zeigt die Berechnung der Aufnahme von Stoffen mit unterschiedlichen Henry- Konstanten in drei Dosimetern trockener Bauweise

(Annahme zur Modellrechnung: Z_w = Z_Membran = 60 µm / 0,175 cm / 0,15 cm (Anodisc / Keramikrohr / Keramikscheibe); Z_g = 0,2 cm;
Porosität = 50% / 35% / 40%; Oberfläche = 0,64 cm² /17,09 cm² / 3,41 cm²;
C_w = 1 mg/L; C_g « C_wH)

Wie bereits erwähnt, läßt sich das erfindungsgemäße Dosimeterkonzept in zwei sich grundsätzlich voneinander unterscheidenden Bauformen realisieren, nämlich in offe ner und in geschlossener Bauform. Im Falle der offenen Bauform kann das Grund wasser in das Dosimetergehäuse eindringen. Die Schadstoffe diffundieren hier direkt aus dem Kontaktwasser in das Adsorbermaterial (2. Ficksches Gesetz). Im Falle der geschlossenen Bauform diffundieren die im Grundwasser gelösten Schadstoffe über eine Membran (1. Ficksches Gesetz) in das Dosimetergehäuse, so daß das Adsor bermaterial nicht mit dem Grundwasser in Kontakt tritt.

Die in geschlossener Bauform realisierten Dosimeter können wassergesättigt oder trocken betrieben werden. Sie haben gegenüber den in offener Bauform realisierten Dosimetern den Vorteil, daß das Adsorbermaterial gegen Fremdeinflüsse, z. B. Mi kroorganismen, abgeschirmt ist, was sich in der Praxis bewährt hat.

Als Gehäuse eines erfindungsgemäßen Dosimeters kann beispielsweise ein Edel stahl-, Keramik- oder Glasbehälter oder -röhrchen dienen. Das Gehäuse wird mit einem oder mehreren geeigneten Adsorbentien gepackt, wie z. B. Tenax, XAD-Harze oder Amberlite, und je nach Betriebsweise mit einer ggf. semipermeablen Membran verschlossen.

Sowohl bei den Dosimetern mit geschlossener Bauform als auch bei den Dosimetern mit offener Bauform werden die Schadstoffe im Adsorbermaterial in Abhängigkeit von der Kontaktzeit, dem Konzentrationsgefälle zwischen wäßriger Lösung und Adsorber, der Sorptionskapazität des Adsorbermaterials und dem wirksamen Transportkoeffi zienten (Diffusionskoeffizient/Diffusionsstrecke) angereichert. Partikulär gebundene Stoffe werden dabei nicht erfaßt.

Aus der im Beprobungszeitraum in das Dosimeter hineindiffundierten Schadstoffma sse läßt sich dann die mittlere Konzentration der betreffenden Schadstoffe im Kon taktgrundwasser berechnen. Eine Konzentrationsabnahme im Kontaktwasser kann zwar u. U. wieder zu einer Rückdiffusion der Analyten aus dem Dosimeter heraus füh ren. Dieser Effekt mittelt sich jedoch heraus, wenn im Beprobungszeitraum häufiger Konzentrationsschwankungen auftreten. Die Auswertung erfolgt bei linearen Ad sorptionsisothermen durch einfach anzuwendende analytische Lösungen der Diffusi onsgesetze (1. und 2. Ficksches Gesetz), was durch Fig. 1 erläutert wird.

Beim "trockenen" Passivsammler dichtet die Membran, hier eine Keramikmembran, das Adsorbermaterial gegenüber dem Grundwasser ab. Der Stofftransport wird in diesem Fall über das Doppelschicht-Diffusionsmodell beschrieben, also der Diffusion über einen Wasserfilm (wassergesättigte Membran) und der Diffusion durch einen Luftfilm, was durch Fig. 2 veranschaulicht wird. Unter stationären Bedingungen gilt hier das 1. Ficksche Gesetz. Der diffusive Stofffluß läßt sich dann wie folgt berech nen:

wobei F, D_w, D_g, C_w, C_g, H den Massenfluß [M t^-1 L^-2], den Diffusionskoeffizienten im Wasser [L² t^-1], den Diffusionskoeffizienten in der Luft [L² t^-1], die Konzentration im Wasser [M L^-3], die Konzentration in der Luft über dem Adsorber [M L^-3] und die Hen rykonstante [H = C_g/C_w] bezeichnen. Z_w und Z_g beschreiben die Dicke des Wasser films [L] und die Dicke des Luftfilms (z. B. den Abstand des Adsorbermaterials von der Membran) [L]. Beim Membran-Dosimeter entspricht der Wasserfilm der wasser gesättigten Membran - für D_w gilt dann in erster Näherung der effektive Diffusions koeffizient (= D_w ε²; ε = Porosität der Keramikmembran).

Für die Funktionsweise der Dosimeter ist es entscheidend, daß das Adsorbermaterial eine ausreichend hohe Sorptionskapazität aufweist und damit das Konzentrations gefälle während des gesamten Beprobungszeitraums aufrecht erhält. Im einfachsten Fall läßt sich die Anreicherung der Schadstoffe im Adsorbermaterial durch einen konzentrationsunabhängigen Verteilungskoeffizienten (K_P) beschreiben:

K_P = C_s/C_w (Gl. 2)

Die Konzentrationen werden hier per Konvention auf das Volumen der Flüssigphase und auf die Trockenmasse der festen Phase (sorbierte Konzentration: C_s) bezogen. Bei hohen Konzentrationen und über einen weiten Konzentrationsbereich können Abweichungen von diesem linearen Modell auftreten. Diese können mittels nichtli nearer Sorptionsisothermen beschrieben werden (Langmuir-, BET-, oder Freundlich- Sorptionsisothermen). Die Verteilungskoeffizienten bzw. Sorptionsisothermen lassen sich in Laborexperimenten bestimmen.

Die voranstehend erläuterten Zusammenhänge erlauben ein den physikalisch-che mischen Eigenschaften der jeweils interessierenden Schadstoffgruppe angepaßtes Design des Dosimeters und damit eine a priori Berechnung (Vorwärtsmodellierung) der Stoffanreicherung, was durch Fig. 3 und Fig. 4 verdeutlicht wird.

Die erfindungsgemäße Lehre wird nachfolgend nochmals anhand von experimentellen Arbeiten näher erläutert, die allesamt im Zusammenhang mit der Schadstoffüberwa chung im Grundwasser stehen.

Aus der Stoffgruppe der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) wurden für die bisherigen Sorptions- und Desorptionsversuche Acenaphthen, Fluo ren, Phenanthren, Fluoranthen und Benz(a)anthracen ausgewählt (Tabelle 1), die in der Liste der 16 umweltrelevanten PAK der Environmental Protection Agency (EPA) geführt werden. Sie unterscheiden sich in der Wasserlöslichkeit, dem Okta nol/Wasser-Verteilungskoeffizienten (K_ow), der als Maß für die Lipophilie eines Stoffes angesehen werden kann, und in der Zahl der kondensierten Benzolringe. Allgemein gilt, daß mit steigender Ringzahl der K_ow und der Schmelzpunkt ansteigen und die Wasserlöslichkeit abnimmt. Die ausgewählten PAK können als Stellvertreter für an dere organische Substanzen mit ähnlicher Hydrophobizität (z. B. Pestizide, PCB usw.) angesehen werden.

Tabelle 1

Physikalisch-chemische Eigenschaften der verwendeten Test-Verbindungen (PAK)

Für die Extraktion der Schadstoffe vom Adsorber wurden verschiedene Extraktions methoden, wie z. B. die Extraktion mit überkritischem CO₂ (SFE) bzw. mit einem Methanol-Cyclohexangemisch und Aceton - letztere bei nassem Adsorber, erprobt. Die Quantifizierung der PAK in den Extrakten erfolgte mit Hilfe von GC-MS und inter nen Standards.

Die Verteilungskoeffizienten der untersuchten Adsorbermaterialien lagen für die mei sten PAK über 100 000, wobei für die stärker hydrophoben PAK wie erwartet noch höhere Werte (< 1 Mio.) bestimmt wurden. Im Vergleich der Sorption von Acen aphthen und Phenanthren - jeweils als Einzelstoff und in einem Gemisch aus 5 PAK (Tabelle 1) - konnte gezeigt werden, daß keine signifikante konkurrierende Sorption auftrat. Bei Versuchen zur Sorptionskinetik zeigte sich, daß diese relativ schnell ist - hohe Werte für K_P wurden bereits nach wenigen Tagen erreicht.

Wichtig für die praktische und kostengünstige Anwendung des Verfahrens ist eine einfache, möglichst automatisierbare Extraktionsmethode mit hoher Wiederfindung und Reproduzierbarkeit. Für den Adsorber IRA-743 wurde die beste Wiederfindung und Reproduzierbarkeit beobachtet. Die Wiederfindungsraten lagen z. B. mit einem Methanol-Cyclohexangemisch nahe 100%. Für die stark hydrophoben Adsorberma terialien lagen die Wiederfindungsraten generell darunter, so daß mit mehr Aufwand und länger extrahiert werden müßte, z. B. mit Toluol-Soxhlet. Außerdem traten bei den stark hydrophoben Adsorbermaterialien Probleme beim Handling auf, nämlich elektrostatische Effekte beim Ein-/Ausbau, schlechte Benetzbarkeit durch Wasser bei der nassen Bauweise.

Die Dosimeterversuche wurde bisher mit Phenanthren als einem typischen Vertreter der untersuchten Stoffgruppe durchgeführt. Fig. 3 und Fig. 4 zeigen die wichtigsten Ergebnisse zur Phenanthrenaufnahme in Membran-Dosimetern mit trockenem Ad sorbermaterial.

Nachfolgend sind die bisher getesteten Dosimeter bzw. Membranen bzw. die damit erzielten Ergebnisse kurz aufgelistet:

- Silikongummi-Membranen sind prinzipiell geeignet, brauchen aber auf grund hoher Sorption der Analyte relativ lange bis zur Einstellung des stationären Zustands.
- Anodisc™-Aluminiumoxid-Membranen weisen hohe Stoffübertra gungsraten auf (Fig. 3), sind aber relativ instabil.
- Keramikrohre und Keramikscheiben weisen hohe Stoffübertragungsra ten und eine gute Reproduzierbarkeit auf (Fig. 4), sind zusätzlich sehr robust und daher gut für den Feldeinsatz geeignet.

Wie Fig. 3 und Fig. 4 zeigen, konnte die Phenanthren-Aufnahme auf der Basis der Membraneigenschaften (Fläche, Dicke, Porosität) durch die Modellrechnung (Gl. 2, Fig. 2) sehr gut vorhergesagt werden. Die Aufnahme von Phenanthren war in beiden Fällen nur geringfügig höher als erwartet. Darüber hinaus zeigte sich insbesondere für den IRA-743-Adsorber eine gute Reproduzierbarkeit und Linearität der Phenan threnaufnahme. Dadurch ist eine sehr genaue, lineare Kalibrierung des Dosimeters möglich.

Bei stark hydrophoben Stoffen mit sehr niedriger Henry-Konstante (H < 0,001) sind bei Dosimetern trockener Bauweise Probleme beim Übergang vom Wasser in die Luft und damit bei der Schadstoffaufnahme zu erwarten. Fig. 5 zeigt die Limitierung der Schadstoffaufnahme durch die Henry-Konstante für die drei in den bisherigen Versuchen verwendeten Dosimetertypen mit keramischer Membran (Anodisc™, Ke ramikrohr und Keramikscheibe). Schadstoffe mit zu niedriger Henry-Konstante wer den nur in geringer Konzentration angereichert und sind evtl. nicht mehr im Adsorber nachweisbar.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Konzept der zeit lich integrierenden Konzentrationsmessung nicht nur für die Grundwasserüberwa chung geeignet ist, sondern ggf. etwas modifiziert auch für ein Depositionsmonitoring von athmogenen Spurenstoffen. Die erfindungsgemäßen Dosimeter können auch zur Beprobung von Oberflächengewässern sowie zur Luft-Überwachung eingesetzt wer den. Wirtschaftlich interessant ist das erfindungsgemäße Dosimeterkonzept vor al lem aufgrund der Reduzierung der Probennahmehäufigkeit und damit der niedrigen Zahl der erforderlichen Analysen. Durch die Möglichkeit der zeitlichen Integration während der Messung und durch Vermeidung von Artefakten bei der Probennahme, Transport- und Lagerung liefert das erfindungsgemäße Dosimeterkonzept einen we sentlichen Beitrag zur Verbesserung des Grundwassermonitorings und der Gewäs sergüteüberwachung.

Claims

1. Dosimeter zur Überwachung der Konzentration mindestens einer Substanz in einem wäßrigen Medium, mit einem für diese Substanz durchlässigen Gehäuse und mindestens einem in dem Gehäuse angeordneten Adsorbermaterial für diese Sub stanz, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest hinsichtlich dieser Substanz ein Konzentrationsgefälle zwischen dem wäßrigen Medium und dem Adsorbermate rial besteht.

2. Dosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit Durchgangsöffnungen zum Durchtritt des wäßrigen Mediums versehen ist.

3. Dosimeter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorberma terial im Innern des Gehäuses in Form eines porösen Adsorberbetts angeordnet ist.

4. Dosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse min destens eine Membran umfaßt, die zumindest für die Substanz durchlässig ist.

5. Dosimeter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran was serundurchlässig ist.

6. Dosimeter nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran semipermeabel ist.

7. Dosimeter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Membran in einem Bereich von 0,05 bis 2,0 mm liegt.

8. Dosimeter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Porengröße der Membran in einem Bereich von 3 bis 1000 nm liegt.

9. Dosimeter nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität der Membran 30 bis 50% beträgt.

10. Dosimeter nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Membran um eine Keramikmembran handelt.

11. Dosimeter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Keramikmembran um eine α-Al₂O₃-Membran handelt.

12. Dosimeter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Keramikmembran um eine MgAl₂O₄-Membran handelt.

13. Dosimeter nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Membran um eine Kunststoffmembran handelt.

14. Dosimeter nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch ein Rohr bzw. Röhrchen gebildet wird, das endseitig jeweils mit einer Membran verschlossen ist.

15. Dosimeter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr bzw. Röhrchen aus Glas, Edelstahl oder Kunststoff gebildet ist.

16. Dosimeter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr bzw. Röhrchen aus Keramik gebildet ist und selbst die Funktion der Membran übernimmt.