Umkehrosmose- (UO) und Nanofiltrationsmembranen (NF) sind bekannt für ihre hohe Selektivität gegenüber gelösten Stoffen und neu auftretenden Schadstoffen, die in verschiedenen Wassertypen vorhanden sind. Elemente mit spiralförmig gewickelten Membranen sind die am häufigsten verwendete Membrankonfiguration in UO/NF-Anlagen. Sie bestehen aus mehreren Taschen aus Dünnschichtverbundmembranen (TFC), einem Permeatrohr sowie Spacer (Abstandshalter) für Permeat (Produkt) und Feed (Zulauf). Feed-Spacer bilden einen Strömungskanal zwischen zwei benachbarten Taschen. Sie spielen eine wesentliche Rolle für die Flüssigkeitscharakteristika innerhalb der Feed-Strömungskanäle und folglich bei der Beeinflussung der Querströmungsgeschwindigkeit und des Druckabfalls. Dies beeinflusst Membranverschmutzung (Fouling) und Energieverbrauch und damit die Betriebskosten. Feed-Spacer sind vorteilhaft, um den Massentransport, die Fluidmischung und die Scherrate zu verbessern, was die Konzentrationspolarisation (Ansammlung zurückgehaltener Stoffe in einer Grenzschicht nahe der Membranoberfläche) und das Scaling (Überschreiten des Löslichkeitsgleichgewichts von Salzen) mildern sollte. Es wird jedoch auch beobachtet, dass Spacer zu Zonen mit schlechtem Massentransport führen, in denen dann partikuläres Fouling und Biofouling verstärkt auftreten. Die Nutzung von synergetischen Einflüssen einer Oberflächen-Mikrostrukturierung der Membran (regelmäßiges Muster im Mikro- oder Nanometerbereich auf der aktiven Seite) sowie des Designs und der Ausrichtung der FeedSpacer kann potenziell eine Flüssigkeitsmischung fördern und den Massentransport durch eine erhöhte Scherrate an der Membranoberfläche und in den Feed-Spacer-Strukturen verbessern. Dies mildert die Adhäsion von Partikeln und Biofouling erheblich, reduziert die Konzentrationspolarisation und erhöht somit den durchschnittlichen Permeatfluss und den für das Einsetzen von Fouling kritischen Fluss. Bisher wurden das Partikelablagerungsverhalten und die Neigung zu Biofouling in mit Spacern gefüllten Kanälen oberflächenstrukturierter TFC-Membranen weder in theoretischen (Simulation) noch experimentellen Studien untersucht. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt soll das Verständnis grundlegender Design- und Betriebsaspekte im Hinblick auf neue und innovative Entwicklungsansätze fördern. Basierend auf experimentell ermittelten räumlichen Verteilungen von Partikeln und Biofoulants in Feed-Spacern soll die Topographie der Membranoberfläche an die Geometrie der Feed-Spacer angepasst und spezifisch gestaltet werden. Dies führt zu einer neuen Generation maßgeschneiderter Membrantaschen, die verbesserte Trennleistung und Antifouling-Eigenschaften aufweisen. Dieses neue Entwicklungskonzept wird eine Erhöhung der Prozesseffizienz und der Modullebensdauer sowie eine Verringerung des Energieverbrauchs bewirken und damit nachhaltigere und kostengünstigere Wasserreinigungsprozesse ermöglichen.
L'utilisation des anti-foulings pour la protection des coques des bateaux peut constituer un danger pour les ecosystemes aquatiques confines que sont les ports des lacs suisses. Apres avoir etudie l'impact des organo-etains, en particulier en utilisant la moule zebree comme bioindicateur, ce projet vise a apprecier la presence et les consequences possibles de i'Irgarol produit qui, en Suisse, est le plus utilise dans les anti-foulings depuis l'interdiction des organo-etains. (FRA)
Organotin and especially butyltin compounds are used for a variety of applications, e.g. as biocides, stabilizers, catalysts and intermediates in chemical syntheses. Tributyltin (TBT) compounds exhibit the greatest toxicity of all organotins and have even been characterized as one of the most toxic groups of xenobiotics ever produced and deliberately introduced into the environment. TBT is not only used as an active biocidal compound in antifouling paints, which are designed to prevent marine and freshwater biota from settlement on ship hulls, harbour and offshore installations, but also as a biocide in wood preservatives, textiles, dispersion paints and agricultural pesticides. Additionally, it occurs as a by-product of mono- (MBT) and dibutyltin (DBT) compounds, which are used as UV stabilizer in many plastics and for other applications. Triphenyltin (TPT) compounds are also used as the active biocide in antifouling paints outside Europe and furthermore as an agricultural fungicide since the early 1960s to combat a range of fungal diseases in various crops, particularly potato blight, leaf spot and powdery mildew on sugar beet, peanuts and celery, other fungi on hop, brown rust on beans, grey moulds on onions, rice blast and coffee leaf rust. Although the use of TBT and TPT was regulated in many countries world-wide from restrictions for certain applications to a total ban, these compounds are still present in the environment. In the early 1970s the impact of TBT on nontarget organisms became apparent. Among the broad variety of malformations caused by TBT in aquatic animals, molluscs have been found to be an extremely sensitive group of invertebrates and no other pathological condition produced by TBT at relative low concentrations rivals that of the imposex phenomenon in prosobranch gastropods speaking in terms of sensitivity. TBT induces imposex in marine prosobranchs at concentrations as low as 0,5 ng TBT-Sn/L. Since 1993, for the littorinid snail Littorina littorea a second virilisation phenomenon, termed intersex, is known. In female specimens affected by intersex the pallial oviduct is transformed of towards a male morphology with a final supplanting of female organs by the corresponding male formations. Imposex and intersex are morphological alterations caused by a chronic exposure to ultra-trace concentrations of TBT. A biological effect monitoring offers the possibility to determine the degree of contamination with organotin compounds in the aquatic environment and especially in coastal waters without using any expensive analytical methods. Furthermore, the biological effect monitoring allows an assessment of the existing TBT pollution on the basis of biological effects. Such results are normally more relevant for the ecosystem than pure analytical data. usw.
<p> <p>Antifouling-Beschichtungen sollen Bootsrümpfe vor Bewuchs schützen. Die Produkte enthalten aber meist giftige Biozide, welche anschließend in die Umwelt gelangen und die Ökosysteme schädigen können. Es ist daher wichtig, die Beschichtungen so anzuwenden, dass Mensch und Umwelt möglichst wenig belastet werden.</p> </p><p>Antifouling-Beschichtungen sollen Bootsrümpfe vor Bewuchs schützen. Die Produkte enthalten aber meist giftige Biozide, welche anschließend in die Umwelt gelangen und die Ökosysteme schädigen können. Es ist daher wichtig, die Beschichtungen so anzuwenden, dass Mensch und Umwelt möglichst wenig belastet werden.</p><p> <p>Es gibt unterschiedliche Methoden, den Bootsrumpf vor Bewuchs zu schützen. Die etablierteste Maßnahme ist die Verwendung biozidhaltiger Antifouling-Beschichtungen. Aus diesen lösen sich biozide Wirkstoffe nach und nach heraus, um an der Grenzfläche zum umgebenden Wasser die Bewuchsorganismen zu töten oder auf andere Weise zu schädigen. Die giftigen Wirkstoffe werden also direkt und beabsichtigt in die Gewässer eingetragen und können dort, neben den eigentlichen Zielorganismen, auch andere im Gewässer lebende Organismen schädigen.</p> <p>Die bioziden Antifouling-Produkte werden europaweit durch die Biozid-Verordnung EU 528/2012 reguliert. Unter den 11 zurzeit in der EU verkehrsfähigen Antifouling-Wirkstoffen werden die kupferbasierten Antifouling-Biozide besonders häufig verwendet. Kupfer ist prinzipiell in der Umwelt nicht abbaubar. Es lagert sich in den Sedimenten der Binnengewässer oder Meere an und kann dort lebende Sedimentorganismen schädigen. Zwischen 2013 – 2015 konnten beispielsweise in etwa 10% der Messstellen der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft Wasser (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/lawa-0">LAWA</a>) kritische Kupferkonzentrationen in Schwebstoffproben nachgewiesen werden. Das Umweltbundesamt schätzt (siehe <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/sind-kupferhaltige-antifouling-anstriche-ein">Hintergrundpapier</a>), dass etwa 19 Prozent der gesamten Kupfereinträge in deutsche Oberflächengewässer von Beschichtungen von Sportbooten stammen. Die Verwendung von bioziden Antifouling-Beschichtungen im Freizeitbereich trägt somit erheblich zur Schadstoffbelastung deutscher Oberflächengewässer bei.</p> <p>Dabei ist ein Verzicht auf biozidhaltige Produkte gerade im Sportbootbereich oft möglich und sollte immer in Erwägung gezogen werden. Alternative biozidfreie Produkte sind auf dem Markt durchaus verfügbar. 71 Prozent der Sportboot-Liegeplätze in Deutschland befinden sich in Binnenrevieren. Die Zusammensetzung und die Menge an Bewuchs sind im Vergleich zu Nord- und Ostsee hier weniger problematisch, sodass ein Verzicht auf Biozide gerade im Landesinneren möglich ist. Aber auch in Gewässern mit anspruchsvolleren Bewuchs-Bedingungen wie in der Nord- oder Ostsee kann unter bestimmten Voraussetzungen auf Biozide verzichtet werden.</p> <p>Auch bei der Verwendung biozidhaltiger Beschichtungen bestehen Möglichkeiten, den Bewuchsschutz umweltverträglicher zu gestalten. So konnten zum Beispiel Untersuchungen im EU-Forschungsprojekt CHANGE zeigen, dass Produkte mit geringeren Kupfer-Konzentrationen beziehungsweise geringeren Freisetzungsraten als üblich in vielen Bereichen der Ostsee einen ausreichenden Bewuchsschutz bieten.</p> <p>Eine Palette an möglichen Maßnahmen zeigt der Leitfaden des Umweltbundesamtes „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/antifouling-im-wassersport-was-ist-das-beste-fuer">Antifouling im Wassersport</a>“ auf. Dieser soll Bootsbesitzende umfänglich über das Thema Antifouling informieren, aufklären und sensibilisieren. So sollten bei der Produktwahl zum Beispiel grundsätzlich immer die Nutzungsgewohnheiten und die örtlichen Gegebenheiten berücksichtigt werden. Neben allgemeinen Informationen zum Thema Fouling, Antifouling und den Umweltrisiken werden auch die gängigsten biozidfreien Bewuchsschutzmethoden kurz vorgestellt und der aktuelle Stand der Zulassung von biozidhaltigen Antifouling-Produkten in Deutschland und anderen europäischen Ländern zusammengefasst.</p> <p>Insgesamt bilden drei Kapitel zu den Themenblöcken Produktauswahl, Umgang mit Antifouling-Produkten und Reinigung von Bootsrümpfen den Kern des Leitfadens. Diese Inhalte sind jeweils in „verbindliche“ und „vorbildliche“ Maßnahmen unterteilt. Dies soll den Anwenderinnen und Anwendern erleichtern zu erkennen, was zwingend zu beachten ist oder im Sinne der Umwelt und des Gesundheitsschutzes zusätzlich umgesetzt werden kann.<br> </p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>