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PFAS-haltige Pestizide in der Landwirtschaft

<p>PFAS-haltige Pestizide, die in der Landwirtschaft großflächig eingesetzt werden, rücken vermehrt in den Fokus. Trotz wirksamer Schädlingsabwehr haben sie negative Folgen für Umwelt und Gesundheit, etwa durch das stabile Abbauprodukt Trifluoracetat (TFA), das sich in Gewässern anreichert und kaum entfernbar ist. Die Regulierung dieser Stoffe kann lange dauern, wie am Wirkstoff Flufenacet zu sehen.</p><p>Ob Weizen oder Kartoffeln, landwirtschaftliche ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pestizide#alphabar">Pestizide</a>⁠ – auch ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pflanzenschutzmittel#alphabar">Pflanzenschutzmittel</a>⁠ genannt – schützen die Ernte vor Pilzbefall, unerwünschten Beikräutern und weiteren Schädlingen und Krankheiten. Da etwa die Hälfte Deutschlands aus Ackerland besteht, werden diese Chemikalien großflächig in unsere Umwelt eingebracht. Dort können sie sich im Boden anlagern, über Regen und Versickerung in Flüsse und Grundwasser gelangen sowie über die Nahrungskette in Organismen anreichern. Doch ihre Wirkung bleibt nicht auf Schadorganismen beschränkt: Auch sogenannte Nichtzielorganismen werden gefährdet, was die biologische Vielfalt beeinträchtigt.</p><p>⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PFAS#alphabar">PFAS</a>⁠-haltige Pestizide sind solche, die Wirkstoffe mit einer C-CF2 oder C-CF3-Gruppe im Molekül besitzen. Die Bausteine werden eingesetzt, um die Anwendungseigenschaften und Wirksamkeit von Pestiziden zu verbessern. Sie sind wasser- und fettlöslich und erleichtern dadurch den Transport der Wirkstoffe innerhalb der Pflanze. Ebenso trägt die Langlebigkeit der PFAS dazu bei, dass die Mittel länger wirksam bleiben und in geringerer Menge angewendet werden müssen. Dies hat mutmaßlich dazu geführt, dass der Anteil an fluorierten Stoffen unter den Pestiziden stark zugenommen hat und zu einer besseren Schädlingsbekämpfung und höheren Produktivität beitrug. Doch die Konsequenzen für Umwelt und Gesundheit rücken zunehmend in den Fokus: Dazu gehören schädliche Auswirkungen auf Nichtzielorganismen, wie Beeinträchtigungen des Hormonsystems, der Fruchtbarkeit und des Immunsystems. Dennoch ist das Wissen über die Auswirkungen in komplexen Ökosystemen noch begrenzt.</p><p>Der Blick auf Deutschland zeigt: Von den 278 hier zugelassenen Wirkstoffen enthalten drei Wirkstoffe eine C-CF2-Gruppe und 29 eine C-CF3-Gruppe. Damit sind 11,5 Prozent der auf dem deutschen Markt zugelassenen Wirkstoffe PFAS. Während bei den Substanzen mit C-CF2-Gruppe der jeweilige Wirkstoff oft selbst langlebig ist, kann sich bei Wirkstoffen mit C-CF3-Gruppe als finales Abbauprodukt das persistente Trifluoracetat (TFA) bilden.</p><p>Lange galt TFA als toxikologisch unauffällig, bis der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Stoff#alphabar">Stoff</a>⁠ durch neue Erkenntnisse Anfang 2024 als fortpflanzungsgefährdend bewertet wurde. Doch auch darüber hinaus ist TFA kritisch für die Umwelt, wie ausführlicher im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/chemikalieneintrag-in-gewaesser-vermindern">TFA-Hintergrundpapier</a> sowie im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/trifluoracetat-tfa-grundlagen-fuer-eine-effektive">Abschlussbericht eines TFA-Gutachtens zur räumlichen Analyse</a> dargestellt. TFA bildet sich aus einer Vielzahl an fluorierten Substanzen – nicht nur aus Pestiziden, sondern auch aus Kältemitteln von Klimaanlagen, Arzneimitteln oder industriellen Prozessen. Der Stoff ist einer der stabilsten organischen Verbindungen und baut sich in der Umwelt nicht weiter ab. Da er extrem wasserlöslich ist, verbreitet er sich über Versickerung und Oberflächenabfluss von landwirtschaftlichen Flächen schnell über den Wasserkreislauf. Über industrielle Abwässer wird TFA in die Flüsse geleitet, während sich TFA durch den Abbau fluorierter Gase weit in der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ verteilt – und über Niederschläge wieder auf die Erde gelangt. Es gibt praktisch keine Methoden, die Substanz wieder aus der Umwelt zu entfernen, wodurch sich TFA immer weiter anreichert.</p><p>Bereits heute ist TFA überall zu finden: im Ozean, in Flüssen, Seen, Grundwasser, Böden, Feldfrüchten, Tee, Bier und Leitungswasser. Eine <a href="https://gis.uba.de/maps/resources/apps/TFA-Herkunft-und-Belastungen/index.html?lang=de">interaktive TFA-Karte</a> zeigt die Konzentrationen in Gewässern: Dabei sind im Oberflächengewässerbereich vor allem Hot Spots entlang der Flüsse zu sehen, während die Belastung im Grundwasser flächenhafter verteilt ist. Letztere ist durch den flächenhaften Eintrag landwirtschaftlicher Pestizide zu erklären.</p><p>TFA tauchte in der Pflanzenschutzmittelbewertung erstmals als Abbauprodukt der Wirkstoffe Flurtamone und Flufenacet auf. Es zeigte sich, dass für diesen Metaboliten kein Abbau im Labor nachgewiesen werden konnte und gleichzeitig hohe Einträge ins Grundwasser modelliert wurden – wodurch sich Herausforderungen für den Grund- und Trinkwasserschutz ergeben. In einigen Gebieten arbeiten Wasserversorger und Landwirtschaft zusammen, um den Eintrag von TFA ins Grundwasser durch Pflanzenschutzmittel zu vermindern.</p><p>Nach einem langjährigen Wiedergenehmigungsprozess erhielt Flufenacet im Frühjahr 2025 keine erneute Genehmigung. Ausschlaggebend waren neu nachgewiesene hormonschädigende Eigenschaften des Wirkstoffs sowie neue Erkenntnisse zu den reprotoxischen Eigenschaften seines Abbauprodukts TFA. Obwohl der Wirkstoff bereits 2004 als Substitutionskandidat eingestuft wurde – und damit als besonders bedenklich für die Umwelt und/oder menschliche Gesundheit gilt und nach sieben Jahren erneut überprüft werden muss – sind seit der letzten Prüfung 22 Jahre vergangen. Unter den potentiell TFA-bildenden Wirkstoffen verzeichnete Flufenacet die höchsten Absatzzahlen und den höchsten Zuwachs – mit einem Absatzanstieg von 85 Prozent zwischen 2008 und 2023.</p><p>Doch auch weitere Wirkstoffe haben das Potenzial, große Mengen TFA freizusetzen, darunter Diflufenican, Fluazinam und Fluopyram. Nicht für alle Wirkstoffe mit C-CF3-Gruppe konnte die Bildung von TFA im Labor nachgewiesen werden. Dies bedeutet nicht zwangsläufig, dass TFA nicht gebildet wird. Sein Nachweis ist mit bisherigen Methoden nicht immer möglich. Es braucht ein angepasstes Studiendesign, um TFA tatsächlich messen zu können.</p><p>Gemäß eines <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/pfas-sollen-eu-weit-beschraenkt-werden">PFAS-Beschränkungsvorschlag</a> auf EU-Ebene soll ein Großteil der PFAS aus der Herstellung und Verwendung genommen werden – und nur noch dort zum Einsatz kommen, wo die nützlichen Eigenschaften der Stoffe die Nachteile für Mensch und Umwelt überwiegen, beispielsweise in medizinischen Produkten. Pestizide sind von diesem Beschränkungsvorschlag ausgenommen, da sie tendenziell über die Pflanzenschutzmittelverordnung (Verordnung (EG) 1107/2009) reguliert werden können.</p><p>Aktuell sieht die Verordnung jedoch nicht direkt vor, Pestizide aufgrund ihrer Eigenschaft als PFAS oder ihrer hohen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Persistenz#alphabar">Persistenz</a>⁠ zu regulieren. National können solche Regelungen durchaus etabliert werden. Ein Blick nach Dänemark zeigt, dass dort keine Zulassungen für Pflanzenschutzmittel mit sehr beständigen Wirkstoffen (mit Halbwertszeiten von mehr als 180 Tagen) erteilt werden.</p>

Irreführende Berechnung: EU-Pläne zur Pestizidreduktion gefährdet

<p>Bis 2030 soll laut Entwurf einer neuen EU-Verordnung der Pestizideinsatz halbiert werden. Überprüft werden soll das Ziel mit der Verkaufsmenge der Pestizide. Aus Sicht des UBA ist die dabei verwendete Methode irreführend, da nicht mehr genehmigte Wirkstoffe rückwirkend und zu hoch gewichtet werden. Abnehmende Verkaufszahlen würden so eine Trendabnahme anzeigen, die auf dem Acker nicht stattfindet.</p><p><em>Die SUR: Ein Wendepunkt zu einer nachhaltigen Landwirtschaft?</em></p><p>Am 24. Oktober 2023 stimmte der Umweltausschuss des EU-Parlaments über eine neue Verordnung ab, die den Pestizideinsatz bis 2030 halbieren soll (Sustainable Use Regulation – SUR). Dazu ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-Präsident Dirk Messner: „Der Erhalt der Artenvielfalt ist neben der Klimakrise die größte Herausforderung der Menschheit. Das Gelingen der SUR-Verordnung entscheidet darüber, ob wir dem Artensterben im Agrarraum etwas entgegensetzen. Die nun im Ausschuss abgestimmte Position hat aber noch entscheidende Schwachstellen, allen voran die Methode, mit der der Fortschritt gemessen werden soll. Hier sollte nachgebessert werden.“</p><p><em>Eine Pestizidreduktion auf dem Papier schützt die Umwelt nicht </em></p><p>Um zu überprüfen, ob der Pestizideinsatz bis 2030 auch wirklich halbiert wird, sieht die SUR- Verordnung derzeit den Harmonised Risk Indicator (HRI1 nach Annex 1) vor. Dieser ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=Indikator#alphabar">Indikator</a>⁠ wird auch von Europäische Kommission und jetzt dem Umweltausschuss des Europäischen Parlaments befürwortet. Er ist aus Sicht des UBA allerdings nicht geeignet, da er eine Abnahme des Pestizideinsatzes errechnet, wo real keine ist. Das würde den Sinn der geplanten Verordnung aushöhlen. Die Konsequenz: Das Artensterben im Agrarraum würde trotz guter Zahlen auf dem Papier in der Praxis nicht weiter verhindert. Diese Kritik am Indikator wurde vom <a href="https://eca.europa.eu/de/publications?did=53001">Europäischen Rechnungshof</a> und UBA bereits mehrfach vorgetragen.</p><p><em>Geplante Messmethode muss korrigiert werden</em></p><p>Dass der Indikator einzig auf den Verkaufsmengen basiert, ist wenig sinnvoll. Denn je wirksamer und damit auch giftiger ein Pestizid ist, desto geringer sind seine Einsatz- und Verkaufsmengen und damit sein rechnerischer Beitrag zum Gesamtrisiko. Die Folge ist: hochwirksame und giftige Insektizide fließen kaum in die Berechnung ein. ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/h?tag=Herbizide#alphabar">Herbizide</a>⁠ oder Wirkstoffe natürlichen Ursprungs hingegen, die in viel größeren Mengen eingesetzt werden müssen, um wirksam zu sein, dominieren den Trend. Stoffe wie Schwefel würden damit die Rangliste der gefährlichsten ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pestizide#alphabar">Pestizide</a>⁠ anführen und nicht etwa hochgiftige Insektizide, wie Pyrethroide.</p><p>Statt wie beschrieben die Wirksamkeit und damit die Giftigkeit von Pestiziden zu berücksichtigen, werden die Verkaufsmengen mit nicht nachvollziehbaren Gewichtungsfaktoren multipliziert. Besonders gravierend die Auswirkung durch eine sehr hohe Gewichtung von nicht-genehmigten Wirkstoffen. Denn bei Wirkstoffen, die ihre Genehmigung verlieren, gehen die Verkaufszahlen stark zurück. Diese zurückgehenden Verkaufszahlen werden nun rückwirkend deutlich höher gewichtet: Für die Jahre vor Genehmigungsende – in denen der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/s?tag=Stoff#alphabar">Stoff</a>⁠ noch viel verkauft wird – ergibt sich so ein überproportional hohes berechnetes Risiko. Ab dem Tag, an dem die Genehmigung ausläuft und die Verkaufszahlen heruntergehen, nimmt das berechnete Risiko schlagartig ab. Dieser Rückgang schlägt als enormer Erfolg der Pestizidreduktion zu Buche, geht allerdings einzig auf den übermäßig hohen Gewichtungsfaktor zurück (siehe Grafik).</p><p>Das Ziel der SUR wäre damit auf dem Papier bereits kurz nach ihrer Verabschiedung erreicht, ohne dass real eine Senkung des Pestizideinsatzes stattfindet.</p><p>Die Methode lässt sich einfach korrigieren: Verkaufsmengen von Wirkstoffen sollten nicht aufgrund ihrer auslaufenden Genehmigung stärker gewichtet werden. Zudem müssten die Verkaufszahlen der Wirkstoffe anhand ihrer spezifischen Wirksamkeit standardisiert werden. Weitere Informationen dazu finden Sie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/auf-dem-weg-zu-einem-nachhaltigen-pflanzenschutz">hier</a>.</p><p>Ob die neue EU-Verordnung ein Gewinn für Umwelt und Gesundheit ist, entscheidet sich also eher an der Wahl der Messmethode als an den festgesetzten Minderungszielen.</p><p>Links: Reine Verkaufszahlen von Pestiziden in der EU von 2011 bis 2021. Rechts: Daraus errechneter Rückgang des Pestizidrisikos gemäß HRI1-Methodik. Demgemäß werden die Pestizide in vier Gruppen eingeteilt und ihre Verkaufszahlen mit folgenden Gewichtungsfaktoren multipliziert: Gruppe 1 ─ Wirkstoffe mit geringem Risiko: Faktor 1, Gruppe 2 ─ standardmäßig genehmigte Wirkstoffe: Faktor 8, Gruppe 3 ─ Substitutionskandidaten (CfS): Faktor 16, Gruppe 4 ─ Nicht genehmigte Wirkstoffe: Faktor 64. Die so gewichteten Verkaufszahlen aller Pestizide werden im Anschluss addiert. Die Gruppeneinteilung entspricht dabei dem aktuellen Genehmigungsstatus der Pestizide im Jahr 2021. Sowohl Verkaufszahlen (links) als auch das HRI1-Risiko (rechts) werden in Prozent relativ zum Basiszeitraum 2011-2013 dargestellt. Der Anteil von Gruppe 1 ist &lt; 0.01 % und daher grafisch nicht ersichtlich.<br> Die Visualisierung der vier Gruppen zeigt den systematischen Fehler der HRI1-Methodik. Denn tatsächlich sind nur die Verkaufszahlen für nicht-genehmigten Wirkstoffe der Gruppe 4 rückläufig. Dieser Rückgang der Verkaufszahlen wird durch den Indikator drastisch gewichtet und dominiert als Risikoabnahme den HRI1-Trend. Diese starke Gewichtung ist wissenschaftlich nicht gerechtfertigt und daher irreführend. Das Ziel der SUR wäre damit auf dem Papier bereits in absehbarer Zeit nach Verabschiedung erreicht, ohne dass in Realität eine Senkung des Pestizideinsatzes stattfindet.</p>

Wissensbasis Ersatzmethoden ('non-testing methods') für die Umweltrisikobewertung (toDIVINE)

Aufgabenbeschreibung: a) Durch die seit Jahrzehnten bestehende Bewertung von Chemikalien liegt ein umfangreiches Wissen zur Systematik von physikochemischen Eigenschaften von Stoffen, zur Abbaubarkeit in der Umwelt und zu Wirkungen auf Organismen durch Test- und Alternativmethoden vor. Zur systematischen Aufbereitung soll das Erfahrungswissen aus verschiedenen Modellen und bereits erfolgten Bewertungen in einem Tool zusammengeführt werden, dass diese Wissensbasis und ein Visualisierungs- und Prognoseinstrument für Eigenschaften und Wirkungen vereint. Das Tool soll erlauben, einen schnellen Überblick über das vorhandene Wissen zum Gefahrenpotenzial eines Stoffes zu gewinnen. Durch das Zusammenführen der Informationen werden bessere Abschätzungen zur Unsicherheit von Daten ermöglicht. Das Tool kann besonders beim Screening nach regulierungsbedürftigen Chemikalien, bei der Erstellung von Regulierungsvorschlägen und bei der Bewertung von Substitutionskandidaten für besonders besorgniserregende Stoffe genutzt werden. b) In der Studie soll ausgehend von chemischen Identitäten und molekularen Eigenschaften eine strukturierte Wissensbasis aufgebaut werden, in die verfügbare experimentelle Daten aus der Umweltrisikobewertung von Stoffen und aus Alternativmethoden (unter anderem zur Vermeidung von Tierversuchen) einfließen. Diese Basis soll mit Modulen zur Datenvisualisierung und -Prognose und Unsicherheitsabschätzung in einer Softwareanwendung verknüpft werden. Das Ziel der Nutzung dieser Anwendung ist es, mit dem zusammengestellten Wissen ohne zusätzliche experimentelle Prüfungen zu Aussagen zu Wirkungen, Verbleib und Verhalten von Chemikalien in der Umwelt zu gelangen und in den verschiedenen REACH-Prozessen zu nutzen.

Teilprojekt: Herstellung und Verarbeitung von Fe-Basislegierung als Substitutionskandidat von Co-haltigen Werkstoffen^KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen, KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungengen

1. Vorhabenziel Die Forderung nach hoher Korrosions- und Verschleißbeständigkeit von RT bis in höhere Temperaturbereiche wird kaum von metallischen Werkstoffen hinreichend erfüllt, aber in vielen industriellen Anwendungen, wie in dem Anlagenbau oder in der Lebensmitteltechnik, gefordert. Hier kommen meist Kobalt-Basislegierungen zum Einsatz, die unter dem Handelsnamen Stellite bekannt sind. Sie besitzen eine hohe Korrosionsbeständigkeit und können durch Legieren mit Wolfram in Verbindung mit Kohlenstoff auch extrem verschleißbeständig gestaltet werden. Die Elemente Kobalt und auch Wolfram zählen zu den kritischen Elementen, die auf dem Weltmarkt starken Versorgungs- und Preisschwankungen unterliegen. Zudem soll das Element Kobalt wegen seiner gesundheitsschädigenden Wirkung schrittweise substituiert werden, was durch die Europäische Verordnung 'REAch' unterstrichen wird. Auf Basis dieser Forderung lässt sich das Projektziel ableiten. Das Projektziel ist die Entwicklung neuer und kostengünstiger Kobalt- und Wolfram-freier Legierungen auf Eisenbasis für erhöhte Temperaturen (RT bis 700-800°C). 2. Arbeitsplan.

Teilprojekt: Herstellung und Verarbeitung von Fe-Basislegierung als Substitutionskandidat von Co-haltigen Werkstoffen^KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen^KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen^KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen^KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungengen, KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen

1. Vorhabenziel Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Lücke zwischen verschleiß- und korrosionsbeständigen krz/kfz-Stählen und Co-Basislegierungen, auch für Anwendungen bei erhöhter Temperatur, durch die Entwicklung kostengünstiger und Co-/W-freier Fe-Basislegierungen zu schließen. 2. Arbeitsplan Zur Erreichung des Projektzieles ist es nötig warmfeste Austenite mit ausreichend hohen Hartphasengehalten anzureichern, ohne dass in der Matrix gelöste Element Chrom zur Bildung einer Passivschicht in die Hartphasenbildung einzubeziehen. Des Weiteren muss gewährleistet sein, dass für die Hartphasen eine ausreichend hohe Stützwirkung durch die Metallmatrix (Warmfestigkeit) bei erhöhter Temperatur vorliegt. Dazu werden in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern zunächst die Anforderungen definiert und der aktuelle IST-Zustand untersucht (Arbeitspakete 1-3). Darauf aufbauend folgt die werkstofftechnische und die anlagentechnische Entwicklung (AP4), sowie die Gasverdüsung der neuen Werkstoffe (AP5). Diese werden anschließend untersucht, für jeweiligen Projektpartner weiterverarbeitet und u.a. mittels HIP verdichtet (AP6-7). Darauf aufbauend folgt die Erzeugung neuartiger Hartverbundwerkstoffe (AP8), sowie abschließend die Demonstratorfertigung (AP9).

Teilprojekt: Herstellung und Verarbeitung von Fe-Basislegierung als Substitutionskandidat von Co-haltigen Werkstoffen^KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen^KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungengen, KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen

Vorhabenziel: Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Lücke zwischen verschleiß- und korrosionsbeständigen krz/kfz-Stählen und den Co-Basislegierungen, auch für Anwendungen bei erhöhter Temperatur, durch die Entwicklung kostengünstiger und Co-/W-freier Fe-Basislegierungen zu schließen. Die Zielstellung erfordert Entwicklungsarbeiten in Bezug auf neue Legierungszusammensetzungen sowie deren schmelz- und pulvermetallurgische Verarbeitung zu Produkten. Zudem gilt es, die mechanischen, tribologischen und chemischen Eigenschaften im Vergleich zu konventionellen Co-Basislegierungen in einem Temperaturbereich von RT bis 800°C zu vergleichen. Der Projekterfolg soll zuletzt auf Basis der Anfertigung und dem Einsatz von ein bis zwei Demonstratorbauteilen unter realen Bedingungen bewertet werden. Die Planung des Forschungsvorhabens sieht vor, dass vier industrielle gemeinsam mit zwei universitären Partnern an den wissenschaftlichen und technologischen Fragestellungen arbeiten. Es werden zwei Routen beschritten, eine schmelzmetallurgische, für die vor allem die Universität Wuppertal zusammen mit zwei Industriepartnern verantwortlich ist, und eine pulvermetallurgische, die primär von der Ruhr-Universität Bochum zusammen mit zwei weiteren Partnern bearbeitet werden wird. In beiden Fällen werden zunächst geeignete Legierungen computerunterstützt entwickelt, wobei das gemeinsam mit allen Partner definierte Beanspruchungskollektiv berücksichtigt wird. Die folgenden Schritte sehen sie Herstellung neuer Legierungen im Labor- und Industriemaßstab vor, um Material für werkstofftechnische Untersuchungen und eine Validierung der Legierungskonzepte zu erhalten. Positiv bewertete Legierungen werden im letzten Schritt eingesetzt, um Demonstratoren zu fertigen und diese im Feldversuch zu testen. Die Ergebnisse aus Demonstratorfertigung und Feldversuchen werden verwendet, um das Legierungsdesign im Detail zu optimieren.

Teilprojekt: Herstellung und Verarbeitung von Fe-Basislegierung als Substitutionskandidat von Co-haltigen Werkstoffen^KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen^KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungengen^KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen, KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen

Die Forderung nach hoher Korrosions- und Verschleißbeständigkeit von RT bis in höhere Temperaturbereiche werden kaum von metallischen Werkstoffen hinreichend erfüllt, aber in vielen industriellen Anwendungen gefordert. Hier kommen meist Kobalt-Basislegierungen zum Einsatz, die unter dem Handelsnamen Stellite bekannt sind. Die Elemente Kobalt und Wolfram zählen zu den kritischen Elementen. Zudem soll Kobalt wegen seiner gesundheitsschädigenden Wirkung schrittweise substituiert werden, was durch die Europäische Verordnung 'REAch' unterstrichen wird. Auf Basis dieser Forderung ist das Projektziel die Entwicklung neuer und kostengünstiger Kobalt- und Wolfram-freier Legierungen auf Eisenbasis für erhöhte Temperaturen (RT bis 700-800°C). Hierzu werden in hoch korrosionsbeständigen harten Fe-Matrices nennenswerte Gehalte (bis 30%) an Karbiden ausgeschieden, die in der Matrix einen für die Korrosionsbeständigkeit ausreichend hohen Chromgehalt zurücklassen. Die Metallmatrix wird so legiert, dass bei erhöhter Temperatur auch eine erhöhte Festigkeit vorliegt, um die Stützwirkung für die vorhandenen Hartphasen zu erhalten. Um kurzfristig geeignete Legierungskonzepte zu finden, entwickelt der LWT neue Werkstoffe unter Verwendung von computergestützten Tools wie der CalPhad-Methode. In diesem Kontext sind Erstarrungssimulationen zu nennen, die wichtige Kennwerte für die nachfolgende industrielle Werkstoffherstellung durch Gasverdüsen oder Gießen liefern. Dazu soll auf den Ansatz von Scheil und Gulliver und auf die Phasenfeldmethode zurückgegriffen werden. Neben der Erstarrung der betrachteten Legierungen stehen für die späteren Anwendungen die mechanischen, tribologischen, physikalischen und chemischen Materialeigenschaften im Fokus des Interesses. Diese Eigenschaften werden maßgeblich durch die Gefügeausbildung bestimmt, die bei Stählen sowohl von der chemischen Zusammensetzung, als auch von der Wärmebehandlung beeinflusst wird. Aus diesem Grund erfolgen thermodynamische Gleichgewichtsberechnungen im Festen um Fragestellungen zur Stabilität einzelner Phasen, dem Lösungszustand, die chemische Zusammensetzung einzelner Phasen und der Phasenumwandlungspunkte beantworten zu können. In einem weiteren Schritt sollen positiv evaluierte Legierungskonzepte durch Gießversuche hergestellt und die Berechnungen durch experimentelle Untersuchungen validiert werden. Dabei soll die chemische Zusammensetzung (Funkenspektroskopie), die Phasenausbildung (Röntgendiffraktometrie), die Gefügeausbildung (Licht- und Rasterelektronenmikroskopie) und die Eigenschaften einzelner Phasen (Nanoindentation) in Abhängigkeit der chemischen Zusammensetzung (wellenlängendispersive WDX und energiedispersive Röntgenspektroskopie EDX) bewertet werden. Konnten erfolgreiche Schmelzen im Labormaßstab evaluiert werden, so ist es das Ziel, diese im industriellen Maßstab bei den Projektpartnern Kuhn (schmelzmetallurgisch) und DEW (pulvermetallurgisch) herzustellen.

KorWearMat: Substitution von Kobalt in verschleiß- und korrosionsbeständigen Sonderlegierungen, Teilprojekt: Herstellung und Verarbeitung von Fe-Basislegierung als Substitutionskandidat von Co-haltigen Werkstoffen

1. Vorhabenziel Die Forderung nach hoher Korrosions- und Verschleißbeständigkeit von RT bis in höhere Temperaturbereiche wird kaum von metallischen Werkstoffen hinreichend erfüllt, aber in vielen industriellen Anwendungen, wie in dem Anlagenbau oder in der Lebensmitteltechnik, gefordert. Hier kommen meist Kobalt-Basislegierungen zum Einsatz, die unter dem Handelsnamen Stellite bekannt sind. Sie besitzen eine hohe Korrosionsbeständigkeit und können durch Legieren mit Wolfram in Verbindung mit Kohlenstoff auch extrem verschleißbeständig gestaltet werden. Die Elemente Kobalt und auch Wolfram zählen zu den kritischen Elementen, die auf dem Weltmarkt starken Versorgungs- und Preisschwankungen unterliegen. Zudem soll das Element Kobalt wegen seiner gesundheitsschädigenden Wirkung schrittweise substituiert werden. Auf Basis dieser Forderung lässt sich das Projektziel ableiten. Das Projektziel ist die Entwicklung neuer und kostengünstiger Kobalt- und Wolfram-freier Legierungen auf Eisenbasis für erhöhte Temperaturen (RT bis 700-800°C). 2. Arbeitsplan Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Lücke zwischen verschleiß- und korrosionsbeständigen krz/kfz-Stählen und den Co-Basislegierungen, auch für Anwendungen bei erhöhter Temperatur, durch die Entwicklung kostengünstiger und Co-/W-freier Fe-Basislegierungen zu schließen. Die Zielstellung erfordert Entwicklungsarbeiten in Bezug auf neue Legierungszusammensetzungen sowie deren schmelz- und pulvermetallurgische Verarbeitung zu Produkten. Zudem gilt es, die mechanischen, tribologischen und chemischen Eigenschaften im Vergleich zu konventionellen Co-Basislegierungen in einem Temperaturbereich von RT bis 800°C zu vergleichen. Der Projekterfolg soll zuletzt auf Basis der Anfertigung und dem Einsatz von Demonstratorbauteilen unter realen Bedingungen bewertet werden. Derzeit wird auf die Herstellung von Separatoren, Zinkbadlaufrollen und Schneidmesser für die Warmbandtrennung fokussiert.

Vergleichende Bewertung zur Substitution von bedenklichen Wirkstoffen im Biozid-Vollzug - Entwicklung eines Konzeptes für den Umweltbereich

Die Biozid-VO sieht in Artikel 23 eine vergleichende Bewertung von Biozidprodukten vor, die zu ersetzende Wirkstoffe gemäß Artikel 10 Absatz 1 enthalten. Für den Umweltbereich betrifft dies PBT- und vPvB-Stoffe sowie Stoffe, die zwei der drei PBT-Kriterien erfüllen, und solche mit endokrin-schädigenden Eigenschaften. Die Substitution von bedenklichen Wirkstoffen auf Basis der vergleichenden Bewertung bietet damit die reale Chance, die von Bioziden ausgehenden Risiken für Mensch und Umwelt zu reduzieren. Hierfür ist eine EU-weit abgestimmte Umsetzung der vergleichenden Bewertung von bedenklichen Wirkstoffen notwendig. Laut Artikel 24 hat die Kommission die Aufgabe eine technische Anleitung zu erstellen, um die Umsetzung des Artikel 23 zu erleichtern. Aus diesem Grund hat die Kommission delegierte Rechtsakte zur Festlegung der Verfahren für die vergleichende Bewertung zu erlassen und zum 59. CA-Meeting eine überarbeitete Version ihres Leitfadens zur vergleichenden Bewertung vorgelegt. Dieses Dokument ist jedoch sehr allgemein gehalten und enthält keine explizite Anleitung zur praktischen Durchführung der vergleichenden Bewertung. Ein europaweit geltender, verbindlicher Leitfaden ist jedoch unerlässlich, damit alle Mitgliedstaaten in gleicher Weise vorgehen und zu vergleichbaren Ergebnissen kommen. Nur so können Streitschlichtungsverfahren und Klagen der Antragsteller vermieden und ein einheitliches Schutzniveau in Europa gewährleistet werden. Im Rahmen des Vorhabens soll daher ein konkretes Konzept für die vergleichende Bewertung von Biozid-Produkten entwickelt werden basierend auf den vorliegenden Daten zu Stoffeigenschaften, Umweltverhalten und dem Ergebnis der Umweltrisikobewertung. In einer gemeinsamen Auftaktveranstaltung mit BMUB, UBA und dem Auftragnehmer soll festgelegt werden, welche Stoff- und Produkteigenschaften für das zu entwickelnde Konzept besonders betrachtet werden sollen. ...

Bewertung des endokrinen Potenzials von Bisphenol Alternativstoffen in umweltrelevanten Verwendungen

Bisphenol A und die Gruppe der Bisphenole insgesamt stehen im Verdacht, den Hormonhaushalt von Mensch und Tieren zu stören, und so als endokrine Disruptoren in der Umwelt zu wirken. Als prominenteste Vertreter dieser Gruppe sind Bisphenol A und Bisphenol S aktuell Ziel verschiedener regulatorischer Aktivitäten. Aufgrund nachgewiesener reproduktionstoxischer Eigenschaften (Einstufung als Repro. Tox 1B) und Hinweisen auf eine endokrine Wirkung in Mensch und Umwelt, plant Frankreich Bisphenol A als besonders besorgniserregenden Stoff nach Artikel 57 c und f der REACH Verordnung zu identifizieren. Zusätzlich steht eine EU weite Beschränkung für den Einsatz von Bisphenol A in Thermopapier unmittelbar bevor. Ebenfalls gibt es in verschiedenen Staaten nationale Beschränkungen, die z.B. den Einsatz von Bisphenol A in Lebensmittelverpackungen regeln. Bisphenol S gilt für viele Verwendungen als die Hauptalternative zu Bisphenol A und steht ebenfalls im Verdacht, endokrin aktiv zu sein. Aktuell bewertet Belgien in einer Stoffbewertung das Gefahrenpotenzial von Bisphenol S. Das UBA möchte vermeiden, dass als Substitute Substanzen zum Einsatz kommen, die ein vergleichbares Gefahrenpotenzial aufweisen.. Das Ziel dieses Projektes ist es daher zunächst für diejenigen Verwendungen von Bisphenol A, Bisphenol S und weiterer Bisphenole, für die das UBA einen besonders hohen Umwelteintrag der Stoffe erwartet, nach möglichen Alternativstoffen (auch weitere Vertreter der Bisphenolgruppe) zu recherchieren. Für die so identifizierten Substitutionskandidaten soll dann das endokrine Gefahrenpotenzial ermittelt werden. Dies soll zum einen auf der Auswertung vorhandener Literaturdaten geschehen und zum anderen sollen für identifizierte Datenlücken Tests auf in vitro Ebene durchgeführt werden. Für diese Tests soll eine Testbatterie mit den gängigsten in vitro Assays für östrogene, androgene und thyroidale Wirkungen eingesetzt werden. Die so generierten Informationen (Text gekürzt)

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