DE19830413B4

DE19830413B4 - Dosimeter

Info

Publication number: DE19830413B4
Application number: DE19830413A
Authority: DE
Inventors: Peter Prof. Dr. Grathwohl
Original assignee: Weiss Hansjorg Dr
Current assignee: WEISS, HANSJOERG, DR., 72074 TUEBINGEN, DE
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2018-07-09
Also published as: DE19830413A1

Abstract

Dosimeter zur Überwachung der Konzentration mindestens einer Substanz in
einem wässrigen Medium, insbesondere zur Gewässer- und Grundwasserüberwachung,
mit einem für diese Substanz durchlässigen Gehäuse und mindestens einem in dem Gehäuse angeordneten Adsorbermaterial für diese Substanz, wobei zumindest hinsichtlich dieser Substanz ein Konzentrationsgefälle zwischen dem wässrigen Medium und dem Adsorbermaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mindestens eine wasserundurchlässige Membran umfasst, die zumindest für die Substanz durchlässig ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosimeter zur Überwachung der Konzentration mindestens einer Substanz in einem wässrigen Medium, insbesondere zur Gewässer- und Grundwasserüberwachung, mit einem für diese Substanz durchlässigen Gehäuse und mindestens einem in dem Gehäuse angeordneten Adsorbermaterial für diese Substanz, wobei zumindest hinsichtlich dieser Substanz ein Konzentrationsgefälle zwischen dem wässrigen Medium und dem Adsorbermaterial besteht.
In der Praxis werden Dosimeter der in Rede stehenden Art beispielsweise im Rahmen 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 Konzentration einer oder mehrerer im Wasser gelöster Substanzen. Die so ermittelten Konzentrationswerte stellen also immer nur Momentanaufnahmen, sogenannte „Snapshots", der Konzentration dar, die weder Aussagen über langfristig auftretende Konzentrationsschwankungen ermöglichen noch kurzfristige Spitzenwerte als solche identifizieren. Letztere werden eher zufällig gefunden, was in der Regel größere Interpretationsfehler 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 Konzentration zur Folge haben kann.

Aus der DE 43 18 525 A1 ist ein Dosimeter der gattungsbildenden Art bekannt. Gegenstand dieser Druckschrift ist ein Probensammler mit Sammelelementen zur Adsorption eines Stoffes, der in einem mit einer Geschwindigkeit strömenden Fluid mitgeführt wird. Mit Hilfe dieses Probensammlers soll eine Teilmenge des mitgeführten Stoffes gesammelt werden, die weitgehend von der Geschwindigkeit des strömenden Fluids unabhängig ist und aus der eine einfache Bestimmung der gesamten in der Strömung mitgeführten Menge des Stoffes und/oder der Konzentration des Stoffes möglich ist. Um dies zu erreichen, umfasst der bekannte Probensammler mehrere Sammelelemente. Jedes dieser Sammelelemente hat einen von der Geschwindigkeit des Fluides abhängigen Adsorptionskoeffizienten, der bei einer bestimmten charakteristischen Geschwindigkeit einen Maximalwert besitzt. Die Sammelelemente sind so gewählt, dass zumindestens zwei der Sammelelemente unterschiedliche charakteristische Geschwindigkeiten haben und die Summe der Adsorptionskoeffizienten in einem Intervall der Geschwindigkeit Werte annimmt, die im Wesentlichen mit einem aus den Werten gebildeten Mittelwert übereinstimmt. Bei einer derartigen Auslegung des Probensammlers erfolgt eine im Wesentlichen konstante Adsorption des Stoffes unabhängig von der Geschwindigkeit. Aus der in den Sammelelementen gesammelten Teilmenge des mitgeführten Stoffes kann dann einfach die gesamte Menge des in der Strömung mitgeführten Stoffes bestimmt werden, wobei die Geschwindigkeit weder bekannt noch zeitlich konstant sein muss, sofern sie innerhalb des Intervalls liegt. Der hier beschriebene Probensammler ist also speziell für die Anwendung in strömenden Medien konzipiert und insbesondere für die Anwendung in einem Gasstrom.

Aus der DE 37 12 924 C1 ist ein plakettenförmiges Dosimeter mit gewölbtem Substratträger bekannt, der mit einer ihm anliegenden Diffusionsmembran gegenüber der Umgebung abgedeckt ist. Dieses Dosimeter dient zum Nachweis von Dämpfen in einer Gasphase wie beispielsweise in Luft.

Aus der DE 31 17 107 A1 ist ein Verfahren zum Aufspüren zeitweise erhöhter Konzentrationen anorganischer Ionen in Abwässern bekannt. Dazu wird ein reaktionsfähiges gekörntes schwerlösliches Salz oder auch ein Ionenaustauscher in einem kleinen Behälter, der mittels einer salzdurchlässigen Membran nach außen abgeschlossen ist, in einer entsprechenden Vorrichtung fixiert dem Abwasserstrom ausgesetzt.

Aus der DE 27 36 975 A1 ist ein Dosimeter zur Feststellung und quantitativen Messung der Belastung durch toxische organische Dämpfe beschrieben. Das Gehäuse dieses Dosimeters, in dem ein geeignetes Adsorbermaterial für die toxischen organischen Dämpfe angeordnet ist, wird mit einer nicht porösen aber für die toxischen organischen Dämpfe permeablen Membran verschlossen.

In der Druckschrift „Prof. Dr. Dieter Paul „Stofftrennung mit Membranen" GIT Labor-Fachzeitschrift 10/97, S. 960 – 962, 964" wird das Thema der Stofftrennung mit Hilfe von Membranen behandelt, wozu verschiedene Anwendungsbeispiele aus Medizin, Analytik und Prozesstechnik angegeben sind.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Dosimeter anzugeben, mit dem auch bei Vorliegen eines trockenen Adsorbermaterials eine sichere Überwachung der Konzentration einer vorgebbaren Substanz ermöglicht ist.

Das erfindungsgemäße Dosimeter löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist das eingangs genannte Dosimeter derart ausgebildet, dass das Gehäuse mindestens eine wasserundurchlässige Membran umfasst, die zumindest für die Substanz durchlässig ist.

Soll die Konzentration von eher leicht flüchtigen Substanzen in einem wäßrigen Medium überwacht werden, so empfiehlt sich die trockene Anordnung des Adsorbermaterials. 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 Membran umfaßt, durch die aber die zu überwachende flüchtige Substanz hindurchdiffundieren kann. Um sicherzustellen, daß die Diffusion bevorzugt in eine Richtung, nämlich ins Innere des Dosimeters, erfolgt, könnte eine semipermeable Membran verwendet werden.

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 Substanz gelöst ist, selbst mit dem Adsorber in Kontakt. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn das Adsorbermaterial in Form eines porösen Adsorberbetts im Inneren 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.

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 hergestellt sein, wie z.B. aus Kunststoff. Besonders gute Ergebnisse wurden mit Keramikmembranen erzielt, nämlich mit α-Al₂O₃-Membranen und MgAl₂O₄ Membranen.

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

Nachfolgend wird die Erfindung am Beispiel der Grundwasserüberwachung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt zwei Möglichkeiten zur diffusiven Schadstoffanreicherung in einem erfindungsgemäßen Dosimeter;
Links: Diffusion durch eine Membran
Rechts: Diffusion ins semi-infinite Medium, wobei D_e, D_a und α für den effektiven und apparenten Diffusionskoeffizienten bzw. den Kapazitätsfaktor stehen (mit α = n + Kpp). M bezeichnet die kummulative Stoffmenge im Dosimeter. A und dC/dx sind die Fläche (z.B. der Membran) und der Konzentrationsgradient.
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 : Konzenfrafion in der Luft über dem Adsorber.
3 zeigt die Phenanthren-Aufnahme eines Dosimeters mit Anodisc-Membran und XAD-7 als Adsorber.
Linie vorausberechnete Aufnahme nach GI. 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; C₉ << C_wH)
Quadrat 1. Meßreihe Dreieck 2. Meßreihe
Raute 3. Meßreihe
4 zeigt die Phenanthren-Aufnahme eines Keramikrohr-Dosimeters mit IRA-743 als Adsorber.
Linie vorausberechnete Aufnahme nach GI. 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; C₉ << C_wH)
Raute 1. Meßreihe
Dreieck 2. Meßreihe
Quadrat 3. Meßreihe
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 offener und in geschlossener Bauform. Im Falle der offenen Bauform kann das Grundwasser 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 Adsorbermaterial 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. Mikroorganismen, abgeschirmt ist, was sich in der Praxis bewährt hat.
Als Gehäuse eines erfindungsgemäßen Dosimeters kann beispielsweise ein Edelstahl-, 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 Transportkoeffizienten (Diffusionskoeffizient/Diffusionsstrecke) angereichert. Partikulär gebundene Stoffe werden dabei nicht erfaßt.
Aus der im Beprobungszeitraum in das Dosimeter hineindiffundierten Schadstoffmasse läßt sich dann die mittlere Konzentration der betreffenden Schadstoffe im Kontaktgrundwasser berechnen. Eine Konzentrationsabnahme im Kontaktwasser kann zwar u.U. wieder zu einer Rückdiffusion der Analyten aus dem Dosimeter heraus führen. Dieser Effekt mittelt sich jedoch heraus, wenn im Beprobungszeitraum häufiger Konzentrationsschwankungen auftreten. Die Auswertung erfolgt bei linearen Adsorptionsisothermen durch einfach anzuwendende analytische Lösungen der Diffusionsgesetze (1. und 2. Ficksches Gesetz); was durch 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 2 veranschaulicht wird. Unter stationären Bedingungen gilt hier das 1. Ficksche Gesetz. Der diffusive Stofffluß läßt sich dann wie folgt berechnen:
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 Henrykonstante [H = C_g/C_w) bezeichnen. Z_w und Z_g beschreiben die Dicke des Wasserfilms [L] und die Dicke des Luftfilms (z.B. den Abstand des Adsorbermaterials von der Membran) [L]. Beim Membran-Dosimeter entspricht der Wasserfilm der wassergesättigten Membran – für D_w gilt dann in erster Näherung der effektive Diffusionskoeffizient (= 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 Konzentrationsgefälle während des gesamten Beprobungszeitraums aufrecht erhält. Im einfachsten Fall läßt sich die Anreicherung der Schadstoffe im Adsorbermaterial durch einen konzentrationsunabhängigen Verteilungskoeffizienten (K_P) beschreiben: KP = Cs/Cw (GI. 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 nichtlinearer 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-chemischen Eigenschaften der jeweils interessierenden Schadstoffgruppe angepaßtes Design des Dosimeters und damit eine a priori Berechnung (Vorwärtsmodellierung) der Stoffanreicherung, was durch 3 und 4 verdeutlicht wird.
Die erfindungsgemäße Lehre wird nachfolgend nochals anhand von experimentellen Arbeiten näher erläutert, die allesamt im Zusammenhang mit der Schadstoffüberwachung im Grundwasser stehen.
Aus der Stoffgruppe der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) wurden für die bisherigen Sorptions- und Desorptionsversuche Acenaphthen, Fluoren, 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 Oktanol/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 andere 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 vorn Adsorber wurden verschiedene Extraktionsmethoden, 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 internen Standards.
Die Verteilungskoeffizienten der untersuchten Adsorbermaterialien lagen für die meisten PAK über 100 000, wobei für die stärker hydrophoben PAK wie erwartet noch höhere Werte (> 1 Mio.) bestimmt wurden. Im Vergleich der Sorption von Acenaphthen 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 Adsorbermaterialien 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. 3 und 4 zeigen die wichtigsten Ergebnisse zur Phenanthrenaufnahme in Membran-Dosimetern mit trockenem Adsorbermaterial.
Nachfolgend sind die bisher getesteten Dosimeter bzw. Membranen bzw. die damit erzielten Ergebnisse kurz aufgelistet:

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

Wie 3 und 4 zeigen, konnte die Phenanthren-Aufnahme auf der Basis der Membraneigenschaften (Fläche, Dicke, Porosität) durch die Modellrechnung (GI. 2, 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 Phenanthrenaufnahme. 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. 5 zeigt die Limitierung der Schadstoffaufnahme durch die Henry-Konstante für die drei in den bisherigen Versuchen verwendeten Dosimetertypen mit keramischer Membran (Anodisc^TM, Keramikrohr und Keramikscheibe). Schadstoffe mit zu niedriger Henry-Konstante werden nur in geringer Konzentration angereichert und sind evtl. nicht mehr im Adsorber nachweisbar.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Konzept der zeitlich integrierenden Konzentrationsmessung nicht nur für die Grundwasserüberwachung 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 werden. Wirtschaftlich interessant ist das erfindungsgemäße Dosimeterkonzept vor allem 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 wesentlichen Beitrag zur Verbesserung des Grundwassermonitorings und der Gewässergüteüberwachung.

Claims

Dosimeter zur Überwachung der Konzentration mindestens einer Substanz in einem wässrigen Medium, insbesondere zur Gewässer- und Grundwasserüberwachung, mit einem für diese Substanz durchlässigen Gehäuse und mindestens einem in dem Gehäuse angeordneten Adsorbermaterial für diese Substanz, wobei zumindest hinsichtlich dieser Substanz ein Konzentrationsgefälle zwischen dem wässrigen Medium und dem Adsorbermaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mindestens eine wasserundurchlässige Membran umfasst, die zumindest für die Substanz durchlässig ist.
Dosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran semipermeabel ist.
Dosimeter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Membran in einem Bereich von 0,05 bis 2,0 mm liegt.
Dosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengröße der Membran in einem Bereich von 3 bis 1000 nm liegt.
Dosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität der Membran 30 bis 50 % beträgt.
Dosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Membran um eine Keramikmembran handelt.
Dosimeter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Keramikmembran um eine α-Al₂O₃ Membran handelt.
Dosimeter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Keramikmembran um eine MgAl₂O₄ Membran handelt.
Dosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Membran um eine Kunststoffmembran handelt.
Dosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse durch ein Rohr oder Röhrchen gebildet wird, das endseitig jeweils mit einer Membran verschlossen ist.
Dosimeter nach Anspruch 10; dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr oder Röhrchen aus Glas, Edelstahl oder Kunststoff gebildet ist.
Dosimeter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr oder Röhrchen aus Keramik gebildet ist und insgesamt die Funktion der Membran übernimmt.