Zielsetzung:
Als Zielsetzung ist der Ersatz der seit Jahren verwendeten Fluoreszenzlampen (SYLVANIA GRO-LUX, SYLVANIA STANDARD COOL WHITE) durch Philips GreenPower LED string zu sehen. Um das zu erreichen, werden vorerst über eine Testperiode von drei Jahren umfassende Versuche mit blauen und roten (unterschiedliches Verhältnis des blauen und roten Wellenlängenbereichs kommt zur Anwendung) sowie weißen LED string durchgeführt. Neben der Energieersparnis (bis zu 60% bei der In-vitro-Kultivierung von Pflanzen) sowie der geringeren Wärmeentwicklung, wird der Einfluss von Philips GreenPower LED string auf Endophyten, deren Eliminierung sehr aufwendig ist, untersucht.
Bedeutung des Projekts für die Praxis:
An der HBLFA für Gartenbau und Österreichische Bundesgärten haben sich in der pflanzlichen In-vitro-Vermehrung folgende Fluoreszenzlampen mit geringer PPFD (photosynthetic photon flux densitiy) von 10-35Ìmol m-2.s-1 bewährt: SYLVANIA GRO-LUX mit langwelligem roten und kurzwelligem blauen Licht; SYLVANIA STANDARD COOL WHITE mit kaltem, weißen Licht. In der Photosynthese absorbiert das Chlorophyll der Pflanze hauptsächlich blaues (Wellenlänge ca. 450nm) und rotes (Wellenlänge ca. 660nm) Licht. SYLVANIA GRO-LUX -Leuchtstoffröhren stellen das für die Photosynthese im blauen und roten Bereich benötigte Licht im optimalen Verhältnis zur Verfügung. Kaltes, weißes Licht findet unter anderem in der In-vitro-Keimung und In-vitro-Vermehrung von Ericaceen (Rhododendron, Vaccinium) Verwendung.In Hinblick auf die Energie-Ersparnis (bis zu 60% bei der In-vitro-Kultivierung von Pflanzen) sowie die geringere Wärmeentwicklung werden Philips GreenPower LED string im verschiedenen Verhältnis des blauen und roten Wellenlängenbereichs (bei Fluoreszenzlampen nicht möglich) und als kaltes weißes Licht getestet. Eine weitere Thematik wird untersucht: Und zwar die Wirkung von Philips GreenPower LED string auf Endophyten, deren Eliminierung sehr aufwendig ist.
<p>Hochwirksame Staubminderungsmaßnahmen und die Stilllegung veralteter Produktionsstätten in den neuen Bundesländern führten seit 1990 zu einer erheblichen Minderung der verbrennungsbedingten Schwermetall-Emissionen.</p><p>Entwicklung seit 1990</p><p>Die Emissionen der wichtigsten Schwermetalle (Cadmium, Blei und Quecksilber) sanken seit 1990 deutlich. Die Werte zeigen überwiegend Reduktionen von über 60 bis über 90 %. Der Großteil der hier betrachteten Reduktion erfolgte dabei in den frühen 1990-er Jahren, wobei wesentliche Reduktionen auch schon vor 1990 stattfanden. Vor allem die dabei angewandten hochwirksamen Staub- und Schwefeldioxid (SO2) -Minderungsmaßnahmen führten zu einer erheblichen Verringerung der Schwermetallemissionen zunächst in den alten und, nach der Wiedervereinigung, auch in den neuen Ländern, einhergehend mit Stilllegungen veralteter Produktionsstätten. In den letzten Jahren sieht man, bis auf wenige Ausnahmen, kaum weitere Verringerungen der Schwermetall-Emissionen (siehe Abb. und Tab. „Entwicklung der Schwermetall-Emissionen“).</p><p>Während die Blei-Emissionen bis zum endgültigen Verbot von verbleitem Benzin im Jahre 1997 rapide zurückgingen, folgten Zink, Kupfer und Selen im Wesentlichen der Entwicklung der Fahrleistungen im Verkehrssektor, die im langfristigen Trend seit 1990 anstieg.</p><p>Herkunft der Schwermetall-Emissionen</p><p>Schwermetalle finden sich – in unterschiedlichem Umfang – in den staub- und gasförmigen Emissionen fast aller Verbrennungs- und vieler Produktionsprozesse. Die in den Einsatzstoffen teils als Spurenelemente, teils als Hauptbestandteile enthaltenen Schwermetalle werden staubförmig oder gasförmig emittiert. Die Gesamtstaubemissionen aus diesen Quellen bestehen zwar in der Regel überwiegend aus relativ ungefährlichen Oxiden, Sulfaten und Karbonaten von Aluminium, Eisen, Kalzium, Silizium und Magnesium; durch toxische Inhaltsstoffe wie Cadmium, Blei oder Quecksilber können diese Emissionen jedoch ein hohes Gefährdungspotenzial erreichen.</p><p>Verursacher</p><p>Die wichtigste Quelle der meisten Schwermetalle ist der Brennstoffeinsatz im Energie-Bereich. Bei <em>Arsen, Quecksilber </em>und <em>Nickel</em> hat die Energiewirtschaft den größten Anteil, gefolgt von den prozessbedingten Emissionen der Industrie, vor allem aus der Herstellung von Metallen. <em>Cadmium</em> stammt sogar größtenteils aus der Metall-Herstellung. <em>Blei-, Chrom-, Kupfer- und Zink-</em>Emissionen werden überwiegend durch den Abrieb von Bremsen und Reifen im Verkehrsbereich beeinflusst: die Trends korrelieren hier direkt mit der jährlichen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/f?tag=Fahrleistung#alphabar">Fahrleistung</a>. <em>Selen</em> hingegen stammt hauptsächlich aus der Mineralischen Industrie, gefolgt von den stationären und mobilen Quellen der Kategorie Energie. Andere Quellen müssen noch untersucht werden, es wird jedoch erwartet, dass sie die Gesamtentwicklung kaum beeinflussen.</p><p>Verpflichtungen</p><p>Das 1998er <a href="http://www.unece.org/env/lrtap/hm_h1.html">Aarhus Protokoll über Schwermetalle</a> unter dem CLRTAP ist Ende 2003 in Kraft getreten. Es wurde im Dezember 2012 revidiert und an den Stand der Technik angepasst. Es zielt auf drei besonders schädliche Metalle ab: Cadmium, Blei und Quecksilber. Laut einer der grundlegenden Verpflichtungen muss Deutschland seine Emissionen für diese drei Metalle unter das Niveau von 1990 reduzieren. Das Protokoll betrachtet die Emissionen aus industriellen Quellen (zum Beispiel Eisen- und Stahlindustrie, NE-Metall-Industrie), Verbrennungsprozessen (Stromerzeugung, Straßenverkehr) und aus Müllverbrennungsanlagen. Es definiert Grenzwerte für Emissionen aus stationären Quellen (zum Beispiel Kraftwerken) und verlangt die besten verfügbaren Techniken (BVT) für diese Quellen zu nutzen, etwa spezielle Filter oder Wäscher für die stationäre Verbrennung oder Quecksilber-freie Herstellungsprozesse. Das Protokoll verpflichtet die Vertragsparteien weiterhin zur Abschaffung von verbleitem Benzin. Es führt auch Maßnahmen zur Senkung von Schwermetall-Emissionen aus Produkten auf (zum Beispiel Quecksilber in Batterien) und schlägt Management-Maßnahmen für andere quecksilberhaltige Produkte wie elektrische Komponenten (Thermostate, Schalter), Messgeräte (Thermometer, Manometer, Barometer), Leuchtstofflampen, Amalgam, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pestizide#alphabar">Pestizide</a> und Farben vor.</p><p>Viele dieser Maßnahmen wurden in Deutschland jedoch schon deutlich früher umgesetzt, so dass bereits in den frühen 90er Jahren deutliche Reduktionen der wichtigen Schwermetalle zu verzeichnen sind.</p>
Beim Recycling von Leuchtstofflampen fällt Leuchtstoffpulver an, das einen hohen Anteil an seltenen Erden (Yttrium (Y), Terbium (Tb), Europium (Eu)), fortan SE genannt, enthält. Diese gehören zu den strategischen Rohstoffen der Zukunft, weil diese in vielen neuartigen Technologiebereichen und Industriezweigen unverzichtbar geworden sind.
Bisher wurden die anfallenden Leuchtstoffpulver in der Regel unterirdisch deponiert, mit entsprechenden Kostenfolgen.
Die Ziele des UTF Projektes 484.14.14 Recycling von SE aus Leuchtstoffpulver Phase 1 wurden erreicht. Allerdings kann aus finanziellen Gründen das Recycling aller drei SE nicht gleichzeitig weiterverfolgt werden. Deshalb werden vorerst die Arbeiten auf Y beschränkt.
Als Ergebnis aus der Phase 1 resultiert nun ein Konzept zur Erstellung einer Pilotanlage mittels Flüssig-Flüssig-Extraktion zur Rückgewinnung von SE mit einer Reinheit von 99,9%.
Das Konzept sieht vor eine automatisierte Semi Mixer-Settler-Anlage im Labormassstab zur Rückgewinnung von Y mit einer Reinheit von 99,9%, mittels Flüssig-Flüssig-Extraktion zu entwickeln und zu testen.
Das Projekt wurde an der Sitzung der Koko UT vom 20.06.2017 mit Auflagen grundsätzlich als förderungswürdig eingestuft. Das überarbeitete Beitragsgesuch vom 29.09.2017 konnte danach genehmigt werden.
Projektziele:
In diesem Projekt soll das Detail-Engineering, die Inbetriebnahme sowie ein Versuchsbetrieb einer automatisierten Semi-Mixer-Settler-Anlage im Labormassstab zur Rückgewinnung von Y mit einer Reinheit 99,9%, mittels Flüssig-Flüssig-Extraktion und den Komplexbildnern getestet werden.
Weiter soll sichergestellt sein, dass eine genügend grosse Menge von Leuchtstoffpulver für die Weiterverarbeitung in diesem Projekt nach geltenden Vorschriften gelagert und bereitgestellt werden kann.
Ausgangslage: Die Beleuchtung in privaten Haushalten erfolgt zunehmend mit Gasentladungslampen wie stabförmigen Leuchtstofflampen und Kompaktleuchtstofflampen (umgangssprachlich Energiesparlampen). Hintergrund ist der durch EU-Recht eingeleitete, schrittweise Ausstieg aus der energieineffizienten Glühlampentechnik. Die Funktionalität der meisten Gasentladungslampen - insb. der stabförmigen Leuchtstofflampen und der Kompaktleuchtstofflampen - ist dabei an die Verwendung von Quecksilber als Leuchthilfsmittel gekoppelt. Die Entsorgung der quecksilberhaltigen Altlampen erfolgt entsprechend dem ElektroG seit 2005 in der Verantwortung der Hersteller, wobei die öffentlich rechtlichen Entsorger für die Erfassung aus den privaten Haushalten primär verantwortlich sind. Zusätzlich haben verschiedene Hersteller ein freiwilliges Rücknahmesystem aufgebaut. Inzwischen werden jährlich in Deutschland über 100 Mio. Stück Kompaktleuchtstofflampen verkauft - mit steigender Tendenz. Infolge der zunehmenden Verwendung dieser Lampen sowie deren langer Lebensdauer fallen zeitversetzt vermehrt Altlampen an, die aufgrund der Quecksilbergehalte sorgfältig und bruchsicher zu erfassen und zu verwerten sind. Ziel des Vorhabens: Ziel des Vorhabens ist die Ermittlung des Standes bei der Entsorgung von Gasentladungslampen. Diese umfasst die Sammlung der Altlampen bei den verschiedenen Anfallstellen unter Darstellung der Erfassungssysteme und der Abhollogistik einschließlich der Umladeprozesse bis hin zur Behandlung und Verwertung. Betrachtet werden sollen dabei insbesondere die (potenziell) entstehenden Emissionen von Quecksilber. Auf dieser Basis sollen Empfehlungen zur Optimierung des bestehenden Systems der Erfassung, Behandlung und Verwertung der Altlampen abgeleitet werden. Methodik: Methodisch sollen die jeweiligen Akteure Gelegenheit zur Mitwirkung bei der Ermittlung des Standes der Entsorgung erhalten sowie ggf. eigene, individuelle Aktionen zugrunde gelegt werden. Es sollen die ...