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Erste systematische Mikroplastikanalyse in der Donau

Erste systematische Mikroplastikanalyse in der Donau In einem ersten umfassenden internationalen Screening zu Mikroplastik im Einzugsgebiet der Donau wurde Mikroplastik in allen Proben nachgewiesen. Polyethylen war dabei mit maximalen Gehalten von bis zu 22,24 µg/mg Schwebstoffe das vorherrschende und durchgehend nachweisbare Polymer. Darüber hinaus wurden Polystyrol, Styrol-Butadien-Kautschuk und Polypropylen gefunden. Im Rahmen des groß angelegten, internationalen Projektes Joint Danube Survey 4 unter der Koordination des Umweltbundesamtes (⁠ UBA ⁠) zwischen neun Ländern, 16 Forschungsreinrichtungen und 26 Forschenden unterschiedlichster Fachrichtungen wurde erstmals das Vorkommen von Mikroplastik im ⁠ Einzugsgebiet ⁠ der Donau bestimmt. Insgesamt wurden 18 Probenahmestellen im Einzugsgebiet der Donau untersucht. Die gewonnenen Schwebstoffproben wurden in die Fraktionen >100 µm und <100 µm unterteilt und anschließend auf den Massengehalt an Mikroplastik mittels verschiedener Polymermarker analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass Mikroplastik in allen Proben nachgewiesen wurde, wobei Polyethylen mit maximalen Gehalten von bis zu 22,24 µg/mg Schwebstoffe das vorherrschende und durchgehend nachweisbare Polymer war. Darüber hinaus wurden bis zu 3,23 µg/mg Polystyrol, 1,03 µg/mg Styrol-Butadien-Kautschuk und 0,45 µg/mg Polypropylen detektiert. Weitere Polymere, wie verschiedene Polyester, Polyacrylate, Polylactid und Naturkautschuk, wurden nicht oder unterhalb der ⁠ Bestimmungsgrenze ⁠ nachgewiesen. Es wurden zusätzliche Untersuchungen zur Anreicherung des Mikroplastik innerhalb der Schwebstofffracht durchgeführt und Überlegungen zu möglichen matrixbasierten Störungen der Polyethylensignale zum Beispiel durch algenbasierte Fettsäuren dargestellt. Vergleichbare Daten aus anderen Flusssystemen fehlen allerdings derzeit, so dass eine Einordnung des Vorkommens derzeit nicht möglich ist. Grundsätzlich gilt jedoch, dass anthropogene Stoffe in Umweltmedien aus Vorsorgegründen grundsätzlich nicht erwünscht sind. Entwicklung eines praxistauglichen Konzepts zum Mikroplastik-Screening Das UBA entwickelte in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ein praxistaugliches Konzept zu einem Mikroplastik-Screening. Dieses Konzept wurde erstmals für ein großes europäisches Flusseinzugsgebiet von der Quelle bis zur Mündung, einschließlich der wichtigsten Nebenflüsse, angewendet. Ziel war die Entwicklung von Grundsätzen für eine systematisches und routinetaugliche Mikroplastik ⁠ Monitoring ⁠. Dabei kamen Sedimentationskästen zur Beprobung von Schwebstoffen (inklusive Mikroplastik) sowie die Polymeranalyse mittels thermischer Extraktionsdesorption-Gaschromatographie/Massenspektrometrie zum Einsatz. Im Rahmen des gezielten Monitorings von Oberflächengewässern hinsichtlich Mikroplastikfracht bieten wiederholte Messungen mehr Sicherheit bei der Interpretation der Ergebnisse für die einzelnen Standorte. Der im Rahmen der Forschungsarbeit gewählte Ansatz einer integrativen Probenahme mit anschließender Bestimmung des Gesamtkunststoffgehalts über Polymermarker, bietet dafür eine routinetaugliche Herangehensweise. In einem aktuell laufenden ReFo-Plan-Vorhaben zur Untersuchung der Mikroplastikfracht im Rhein wird diesen Dingen nachgegangen. Auch das UBA befasst sich mit offenen Fragen im Bereich eines Monitorings im Rahmen der Eigenforschung im Bereich Elbe.

Umweltzeichen Blauer Engel für Textilien

Dieser Hintergrundbericht dokumentiert die Ableitung von Vergabekriterien für das Umweltzeichen Blauer Engel für Textilien (DE-UZ 154) im Rahmenvorhaben „Weiterentwicklung des Umweltzeichens Blauer Engel, Rahmenvorhaben 2014-2018“. Bei der Produktgruppe Textil handelt es sich um einen wichtigen Konsumartikel. Da es bei der Textilherstellung viele umweltrelevante Prozesse von der Rohstofferzeugung bis zur Endfertigung gibt, ist es besonders wichtig, Kriterien für Textilien zu entwickeln, um die nachhaltige Produktion zu fördern. Mit dem Blauen Engel steht ein Umweltzeichen zur Verfügung, dass neben Naturfasern auch Kunstfasern adressiert. Im Jahr 2016 betrug die Weltproduktion an Fasern 24 Prozent Baumwolle, 1 Prozent Wolle und 75 Prozent chemische Fasern. In Westeuropa betrug die Produktion chemischer Fasern rund 2,8 Millionen Tonnen, in Deutschland 641.000 Tonnen, davon entfielen 72 Prozent auf chemische Fasern. Die bisherigen Vergabekriterien wurden um Anforderungen an technische bzw. funktionelle Textilien, Bettwaren und Reinigungstextilien sowie Recyclingfasern erweitert. Auch gibt es nun Anforderungen an den Herstellungsprozess von Laminaten und Membranen, um dem wachsenden Markt der Funktionsbekleidung zu begegnen. Darüber hinaus wurden Kriterien für Füllmaterialien – Latex, Polyurethan, Polylactid sowie Daunen und Federn - definiert. Veröffentlicht in Texte | 125/2020.

Neuer nachhaltiger Industriewerkstoff Neuer nachhaltiger Industriewerkstoff

Die Briloner Firma Bond-Laminated hat es sich zum Ziel gesetzt, einen geschlossenen Kreislauf ohne Qualitätsverluste zu realisieren. Dafür hat das sauerländische Unternehmen einen Bio-Verbundwerkstoff entwickelt, welcher auf Flachsfasern und Polymilchsäure basiert. Dieser bisher weltweit einzigartige Stoff weist die gleiche Härte und Festigkeit auf wie Glasfaserstoffe – nur mit weniger Gewicht. Damit bietet die Neuentwicklung eine nachhaltige Alternative, die in der Elektronik, im Sport und in der Industrie eingesetzt werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass wenig fossile Rohstoffquellen verwendet werden und der Bio-Verbundwerkstoff komplett recycelbar ist. Nach Verwendung wird der Stoff in organische Teile zerlegt, während der Rest granuliert und neu in die Produktion eingeführt wird. Selbst Abfälle und Verschnitte, die während der Produktion entstehen, durchlaufen diesen Kreislauf.

Strukturklebstoffe auf Basis epoxidierter Öle

Das Projekt "Strukturklebstoffe auf Basis epoxidierter Öle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von POLYTEC PT GmbH, Polymere Technologien durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, biobasierte Strukturklebstoffe zu entwickeln. Die Basis besteht aus epoxidierten Pflanzenölen und Polymilchsäure. Der Anteil nachwachsenden Kohlenstoffs soll mindestens 95% betragen. Neben guten Anfangsfestigkeiten soll der Klebstoff vor allem auch gute Dauergebrauchseigenschaften aufweisen, damit der zu entwickelnde Demonstrator, geklebte Scharspitze für einen Grubber, eine lange Lebensdauer aufweist. Gleichzeitig soll der geklebte Hartmetallbesatz austauschbar sein. Die als Demonstrator gewählte Scharspitze soll auch zeigen, dass nachwachsende Rohstoffe für die harschen Bedingungen der Landwirtschaft geeignet sind: Vom Acker für den Acker.

Teilvorhaben 3: Demonstrator mit biobasiertem Klebstoff geklebter Scharspitze

Das Projekt "Teilvorhaben 3: Demonstrator mit biobasiertem Klebstoff geklebter Scharspitze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FRANK Walz- und Schmiedetechnik GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, biobasierte Strukturklebstoffe zu entwickeln. Die Basis besteht aus epoxidierten Pflanzenölen und Polymilchsäure. Der Anteil nachwachsenden Kohlenstoffs soll mindestens 95% betragen. Neben guten Anfangsfestigkeiten soll der Klebstoff vor allem auch gute Dauergebrauchseigenschaften aufweisen, damit der zu entwickelnde Demonstrator, geklebte Scharspitze für einen Grubber, eine lange Lebensdauer aufweist. Gleichzeitig soll der geklebte Hartmetallbesatz austauschbar sein. Die als Demonstrator gewählte Scharspitze soll auch zeigen, dass nachwachsende Rohstoffe für die harschen Bedingungen der Landwirtschaft geeignet sind: Vom Acker für den Acker. Epoxidierte Pflanzenöle werden zusammen mit Polyolen auf der Basis von Milchsäure formuliert und dann unter Zusatz weiterer Komponenten anhydridisch oder kationisch gehärtet. Die notwendigen Rohstoffe, vor allem die Polyole, die epoxidierten oder maleinisierten Pflanzenöle werden in angepasster Weise synthetisiert und teilweise neu entwickelt. Die notwendigen guten Dauergebrauchseigenschaften werden durch Additive erzielt, welche bevorzugt auch biobasiert sein sollen. Für die Härtung werden neben der photochemischen und thermischen Initiierung auch neuartige Methoden wie die Vorbestrahlung und Frontalpolymerisation erprobt. Der für den Demonstrator eingesetzte Klebstoff wird mittels LCA auf seinen ökologischen Impact untersucht. Als Demonstrator wird eine Scharspitze für einen Grubber entwickelt, bei welcher der Hartmetallbesatz mit dem am besten geeigneten biobasierten Strukturklebstoff aus dem Projekt geklebt wird. Insbesondere um auch den Austausch des geklebten Hartmetallbesatzes zu ermöglichen, muss die Scharspitze neu konstruiert werden. Dieser Demonstrator wurde gewählt, da er im Hinblick auf die erforderlichen mechanischen Eigenschaften und die Dauerbeständigkeit unter den harschen Bedingungen der Landwirtschaft besonders anspruchsvoll ist.

Teilvorhaben 1: Baukasten anwendungsnaher biobasierter Klebstoffe

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Baukasten anwendungsnaher biobasierter Klebstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von POLYTEC PT GmbH, Polymere Technologien durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, biobasierte Strukturklebstoffe zu entwickeln. Die Basis besteht aus epoxidierten Pflanzenölen und Polymilchsäure. Der Anteil nachwachsenden Kohlenstoffs soll mindestens 95% betragen. Neben guten Anfangsfestigkeiten soll der Klebstoff vor allem auch gute Dauergebrauchseigenschaften aufweisen, damit der zu entwickelnde Demonstrator, geklebte Scharspitze für einen Grubber, eine lange Lebensdauer aufweist. Gleichzeitig soll der geklebte Hartmetallbesatz austauschbar sein. Die als Demonstrator gewählte Scharspitze soll auch zeigen, dass nachwachsende Rohstoffe für die harschen Bedingungen der Landwirtschaft geeignet sind: Vom Acker für den Acker.

Mobilisierung der mikrobiellen Biodiversität zur zirkulären Bioökonomie-Lösungen

Das Projekt "Mobilisierung der mikrobiellen Biodiversität zur zirkulären Bioökonomie-Lösungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum hereon GmbH durchgeführt. Das Projekt 'MENZYPOL-CIBES' dient der Weiterentwicklung des Forschungsnetzwerks 'MENZYPOL-NET'. Die beteiligten ProjektpartnerInnen sind Agrosavia, die Universidad de los Andes und das Institut für aktive Polymere des Helmholtz Zentrums Hereon. Im Rahmen der bestehenden Kooperation haben die Partner bereits eine Reihe von gemeinsamen Aktivtäten durchgeführt, aus denen mehrere wissenschaftliche Publikationen hervorgegangen sind. Die zukünftigen Ziele des Netzwerks lassen sich wie folgt zusammenfassen: Das Bearbeiten wissenschaftlicher Fragestellungen im Bereich der Bioökonomie, Gewinnung und Ausbildung von Nachwuchs für Biotechnologie und Polymerwissenschaften sowie die Akquise weiterer PartnerInnen und dadurch die Stärkung des Netzwerk. Auf wissenschaftlicher Ebene zielt das Netzwerk darauf ab, Enzyme und Mikroorganismen für die Bioökonomie zu identifizieren und nutzbar zu machen. Der Fokus liegt dabei auf der biokatalytischen Aufspaltung von Polymeren aus Agro-industriellen Abfällen wie Molke, Kaffeesatz oder Kakaopulpe sowie der katalytischen Degradation des in biogenen Rohstoffen und Produkten angereicherten Mikroplastiks. Dies ermöglicht die Umwandlung von Abfällen und Nebenprodukten zu Biopolymeren wie Polymilchsäure und Polyhydroxyalkanoaten. Zur Analyse der Degradation von Mikroplastik unter enzymatischer Katalyse werden Screening-Ansätze in Kolumbien mit Hochpräzisions-Messungen bei Hereon kombiniert. Die wissenschaftlichen Fragestellungen werden in drei Mini-Forschungsprojekten bearbeitet, koordiniert von einer erfahrenen WissenschaftlterIn bei jeweils einer der teilnehmenden Institutionen. In mehreren gegenseitigen Arbeitsbesuchen wird sowohl an den Projekten als auch an der Steuerung und dem Ausbau des Netzwerks gearbeitet. Es soll zudem ein wissenschaftliches Symposium zu am Hereon-Standort in Teltow abgehalten werden. Die Ergebnisse des Netzwerks sowie das Netzwerk selbst werden bei einer nationalen sowie einer internationalen Konferenz vorgestellt.

Teilvorhaben 2: Grundlagen und Modellklebstoffe

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Grundlagen und Modellklebstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, biobasierte Strukturklebstoffe zu entwickeln. Die Basis besteht aus epoxidierten Pflanzenölen und Polymilchsäure. Der Anteil nachwachsenden Kohlenstoffs soll mindestens 95% betragen. Neben guten Anfangsfestigkeiten soll der Klebstoff vor allem auch gute Dauergebrauchseigenschaften aufweisen, damit der zu entwickelnde Demonstrator, geklebte Scharspitze für einen Grubber, eine lange Lebensdauer aufweist. Gleichzeitig soll der geklebte Hartmetallbesatz austauschbar sein. Die als Demonstrator gewählte Scharspitze soll auch zeigen, dass nachwachsende Rohstoffe für die harschen Bedingungen der Landwirtschaft geeignet sind: Vom Acker für den Acker.

Polylactid als nachhaltiges optisches Material

Das Projekt "Polylactid als nachhaltiges optisches Material" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Aachen Maastricht Institute for Biobased Materials e.V. durchgeführt.

Teilvorhaben 06.1: PLA-Stärke-Blends für technische Büroausstattungen und Spielzeug - Versuchsstand für künstliche Alterung

Das Projekt "Teilvorhaben 06.1: PLA-Stärke-Blends für technische Büroausstattungen und Spielzeug - Versuchsstand für künstliche Alterung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Institut für Werkstofftechnik, Fachgebiet Kunststofftechnik durchgeführt. Polylactid (PLA) gilt bei Anwendern als einer der wirtschaftlich bedeutendsten Biokunststoffe mit hohem Wachstumspotential. Allerdings verhindert der im Vergleich zu Polyolefinen (PE, PP) höhere Preis, sowie der Mangel an verlässlichen Daten zur Beständigkeit, einen deutlich häufigeren Einsatz dieses Werkstoffes. Als Möglichkeiten zur Verringerung des Preises bieten sich die Zugabe von Füllstoffen und eine Verschäumung des Materials an. Stärke als Füllstoff konnte in der Vergangenheit bereits für verschiedene thermoplastische Kunststoffe eingesetzt werden. Die Verarbeitung von Stärke in PLA-Blends verbessert dabei zusätzlich deren Carbon Footprint, da die Gewinnung der Stärke im Vergleich zur PLA-Synthese deutlich weniger CO2 verursacht. PLA-Stärkeblends sind demnach -verglichen mit ungefülltem PLA- kostengünstiger und weisen darüber hinaus eine bessere Ökobilanz auf. Bisher ist allerdings nicht bekannt, welche Beständigkeiten die Blends gegenüber Umwelt- und Medieneinflüssen in verschiedenen Einsatzumgebungen aufweisen. Durch diese fehlenden Informationen nehmen bislang noch viele potenzielle Anwender Abstand vom Einsatz dieses biobasierten Materials. Um die Skepsis gegenüber dem Material und vorhandene Unzulänglichkeiten zu beseitigen, soll die Additivierung von PLA-Stärkeblends zur Verbesserung der Beständigkeit innerhalb dieses Vorhabens fokussiert werden und damit deren Einsatzfähigkeit in verschiedenen Alltags- und Gebrauchsgegenständen vorangetrieben werden. Der Nachweis der Beständigkeit gegen Umwelt- und Medieneinflüsse der Blend-Rezepturen würde das Interesse der verarbeitenden Firmen signifikant erhöhen. Da bei der Additivierung und Modifizierung auf den Einsatz von möglichst biobasierten Varianten geachtet werden soll, wäre erstmals eine kostengünstige Herstellung von im Idealfall vollständig biobasierten Bauteilen aus PLA-Stärkeblends möglich. Zusätzlich wären die je nach Anwendung geforderten Eigenschaften der Bauteile über die Lebensdauer garantiert.

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