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Mikroplastik im Wasserkreislauf

Das interdisziplinäre Forschungsprojekt MiWa widmete sich grundlegenden Fragestellungen zur Analytik und Wirkung von Mikroplastik-Partikeln im Wasserkreislauf. Es wurden Methoden der Umweltprobennahme, der Probenaufbereitung und verschiedene Detektionsverfahren zur Charakterisierung und Quantifizierung von Mikroplastik intensiv untersucht, miteinander verglichen und weiterentwickelt. Öko- und humantoxikologische Untersuchungen dienten dem Zweck, die potenziell von Mikroplastik ausgehende Gefährdung für die aquatische Umwelt und den Menschen zu analysieren und zu bewerten. Eine Harmonisierung und Standardisierung von Methoden der Probennahme, Probenaufbereitung und Mikroplastik-Detektion sind trotz der erheblichen Fortschritte derzeit nur teilweise möglich. Die ökotoxikologischen Studien zeigen zwar die Aufnahme von Mikroplastik-Partikeln durch einige Organismen, jedoch konnte bisher keine schädigende Wirkung nachgewiesen werden. Dabei wurden für eine Auswahl aquatischer Modellspezies sowohl Szenarien direkter als auch indirekter Exposition innerhalb einer Nahrungskette betrachtet. Interaktionen mit menschlichen Modellzellen wurden bislang nur bei Mikroplastik-Partikeln mit Größen weit unterhalb von 1 Ìm (also Nanoplastik) beobachtet. Eine umfassende Bewertung ist bislang nicht möglich. Quelle: https://depositonce.tu-berlin.de

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BEM Umweltservice GmbH durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Tierökologie I durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.

Teil 5

Das Projekt "Teil 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT), Abteilung Umwelt-Engineering durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Bodenbiologie durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.

Teil 4

Das Projekt "Teil 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Bioprozesstechnik durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HPX Polymers GmbH durchgeführt. PHAcoat konzentriert sich auf die Entwicklung einer kompletten grünen Prozesskette zur Herstellung neuartiger, flexibler und biologisch abbaubaren Polyhydroxyalkanoat (PHA)-Textilfäden auf wettbewerbsfähiger Basis aus erneuerbaren Rohstoffen. Nebenprodukte (PHA-Polymerfraktionen mit niedrigem Molekulargewicht) werden zur Entwicklung von Barrierebeschichtungen für Papier oder Biofolien in der nachhaltigen Verpackungsindustrie verwendet. Jährlich verschmutzen etwa 40 Millionen Tonnen Plastik die Meere, wo sie der Umwelt enormen Schaden zufügen. Pro gewaschenes Kleidungsstück aus synthetischen Materialien landen z.B. ~ 2.000 synthetische Fasern (Mikroplastik) im Meer, da die Rückgewinnung bei der Abwasseraufbereitung gering ist. PHAs sind einer der nachhaltigsten Biokunststoffe, da sie aus erneuerbaren Kohlenstoffquellen synthetisiert werden können und in gewöhnlichen Lebensräumen wie dem Boden und oder im kaltem Meerwasser vollständig biologisch zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut werden. Beim biologischem Abbau entsteht kein schädliches Mikro- oder Nanoplastik. Die Eigenschaften von PHA sind sehr vielfältig und hängen von der Länge der Seitenketten, dem molaren Verhältnis der verschiedenen PHA-Monomere und dem Molekulargewicht ab. Aufgrund der hohen Produktionskosten liegt die jährliche PHA-Produktion jedoch immer noch auf einem niedrigen Niveau von nur 45.000 t pro Jahr. Die beiden wichtigsten Kostenfaktoren für die PHA-Produktion sind die Kosten für die Kohlenstoffquelle als Ausgangsmaterial und die PHA Aufarbeitung. Durch die Verwendung von flexiblen, regional verfügbaren Kohlenstoff-Rohstoffen wird eine Unabhängigkeit von den insgesamt steigenden Marktpreisen einzelner Rohstoffe durch saisonale Verfügbarkeiten oder steigendem Wettbewerb mit anderen Industrien erzielt.

Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ANiMOX GmbH durchgeführt. PHAcoat konzentriert sich auf die Entwicklung einer kompletten grünen Prozesskette zur Herstellung neuartiger, flexibler und biologisch abbaubaren Polyhydroxyalkanoat (PHA)-Textilfäden auf wettbewerbsfähiger Basis aus erneuerbaren Rohstoffen. Nebenprodukte (PHA-Polymerfraktionen mit niedrigem Molekulargewicht) werden zur Entwicklung von Barrierebeschichtungen für Papier oder Biofolien in der nachhaltigen Verpackungsindustrie verwendet. Jährlich verschmutzen etwa 40 Millionen Tonnen Plastik die Meere, wo sie der Umwelt enormen Schaden zufügen. Pro gewaschenes Kleidungsstück aus synthetischen Materialien landen z.B. ~ 2.000 synthetische Fasern (Mikroplastik) im Meer, da die Rückgewinnung bei der Abwasseraufbereitung gering ist. PHAs sind einer der nachhaltigsten Biokunststoffe, da sie aus erneuerbaren Kohlenstoffquellen synthetisiert werden können und in gewöhnlichen Lebensräumen wie dem Boden und oder im kaltem Meerwasser vollständig biologisch zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut werden. Beim biologischem Abbau entsteht kein schädliches Mikro- oder Nanoplastik. Die Eigenschaften von PHA sind sehr vielfältig und hängen von der Länge der Seitenketten, dem molaren Verhältnis der verschiedenen PHA-Monomere und dem Molekulargewicht ab. Aufgrund der hohen Produktionskosten liegt die jährliche PHA-Produktion jedoch immer noch auf einem niedrigen Niveau von nur 45.000 t pro Jahr. Die beiden wichtigsten Kostenfaktoren für die PHA-Produktion sind die Kosten für die Kohlenstoffquelle als Ausgangsmaterial und die PHA Aufarbeitung. Durch die Verwendung von flexiblen, regional verfügbaren Kohlenstoff-Rohstoffen wird eine Unabhängigkeit von den insgesamt steigenden Marktpreisen einzelner Rohstoffe durch saisonale Verfügbarkeiten oder steigendem Wettbewerb mit anderen Industrien erzielt.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von warmX GmbH durchgeführt. PHAcoat konzentriert sich auf die Entwicklung einer kompletten grünen Prozesskette zur Herstellung neuartiger, flexibler und biologisch abbaubaren Polyhydroxyalkanoat (PHA)-Textilfäden auf wettbewerbsfähiger Basis aus erneuerbaren Rohstoffen. Nebenprodukte (PHA-Polymerfraktionen mit niedrigem Molekulargewicht) werden zur Entwicklung von Barrierebeschichtungen für Papier oder Biofolien in der nachhaltigen Verpackungsindustrie verwendet. Jährlich verschmutzen etwa 40 Millionen Tonnen Plastik die Meere, wo sie der Umwelt enormen Schaden zufügen. Pro gewaschenes Kleidungsstück aus synthetischen Materialien landen z.B. ~ 2.000 synthetische Fasern (Mikroplastik) im Meer, da die Rückgewinnung bei der Abwasseraufbereitung gering ist. PHAs sind einer der nachhaltigsten Biokunststoffe, da sie aus erneuerbaren Kohlenstoffquellen synthetisiert werden können und in gewöhnlichen Lebensräumen wie dem Boden und oder im kaltem Meerwasser vollständig biologisch zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut werden. Beim biologischem Abbau entsteht kein schädliches Mikro- oder Nanoplastik. Die Eigenschaften von PHA sind sehr vielfältig und hängen von der Länge der Seitenketten, dem molaren Verhältnis der verschiedenen PHA-Monomere und dem Molekulargewicht ab. Aufgrund der hohen Produktionskosten liegt die jährliche PHA-Produktion jedoch immer noch auf einem niedrigen Niveau von nur 45.000 t pro Jahr. Die beiden wichtigsten Kostenfaktoren für die PHA-Produktion sind die Kosten für die Kohlenstoffquelle als Ausgangsmaterial und die PHA Aufarbeitung. Durch die Verwendung von flexiblen, regional verfügbaren Kohlenstoff-Rohstoffen wird eine Unabhängigkeit von den insgesamt steigenden Marktpreisen einzelner Rohstoffe durch saisonale Verfügbarkeiten oder steigendem Wettbewerb mit anderen Industrien erzielt.

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Postnova Analytics GmbH durchgeführt. Das Projekt hat drei Schwerpunkte 1) Die Bewertung und der Vergleich von Analyseverfahren für Submikrometer-Plastikpartikel (teilw. inkl. adsorbierter Spurenstoffe) an definierten Referenzpartikeln im Labor, in Laborkläranlagen und in Umweltproben. 2) Bewertung der Auswirkungen der Partikel auf aquatische Umwelt und menschliche Gesundheit. 3) Problemwahrnehmungen und Bewältigungsstrategien in Bezug auf Submikropartikel in der Umwelt in Gesellschaft und Politik sowie Einbindung der Ergebnisse in Rechtssetzungsprozesse. AP II (vgl. SubMikroTrack AP 2.2) In AP 2.2 (M1-30) entwickelt die Postnova Methoden zur Charakterisierung von Mikro- und Nanoplastik mittels Feldflussfraktionierung (FFF). Dies beinhaltet neben der Entwicklung geeigneter Methoden für die FFF-Probenvorbereitung (Filtration, Ultraschallbad/-finger-Behandlung etc.) auch die Entwicklung von Messmethoden zur Fraktionierung und Charakterisierung der im Projekt SubMikroTrack adressierten Zielanalyten sowohl in einfachen (Reinstwasser zur Methodenetablierung) als auch in komplexen, projektrelevanten Matrices (Bier, Leitungswasser, Babynahrung...) Die hierbei entwickelten Methoden und gesammelten Erfahrungen werden regelmäßig mit dem TUM-IWC ausgetauscht, so dass in der zweiten Projekthälfte ein nahtloser Transfer der FFF-Instrumentierung und des entwickelten FFF-Raman-Interfaces (siehe AP 2.4) an das TUM-IWC gewährleistet wird. AP II (vgl. SubMikroTrack AP 2.4) Im Rahmen von AP 2.4 (M1-21) entwickelt die Postnova ein Interface zur direkten Kopplung der FFF an ein Ramanspektrometer. Hierfür wird ein Ramanspektrometer der Firma WITec auf Mietbasis für 12 Monate im Labor der Postnova aufgebaut, wo die Kopplung zunächst 'offline' mit Hilfe eines Fraktionensammlers realisiert wird. In einem weiteren Schritt werden Flusszellen entwickelt, die eine direkte Weiterleitung ('Online-Kopplung') der aus dem FFF-Trennkanal eluierenden Mikro- bzw. Nanoplastik-Fraktionen in das Raman-Spektrometer ermöglichen.

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