TY - JOUR A1 - Altmann, Korinna A1 - Heymann, S. A1 - Braun, U. A1 - Bannick, C.-G. A1 - Heller, C. A1 - Fuchs, M. A1 - Scheid, C. A1 - Abusafia, A. A1 - Steinmetz, H. A1 - Ricking, M. A1 - Kerndorff, A. T1 - Untersuchungsverfahren von Mikroplastikgehalten im Wasser für Praxis und Wissenschaft N2 - Zielsetzung des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projektes RUSEKU war es, repräsentative Untersuchungsstrategien für die Detektion von Mikroplastik mittels TED GC/MS in wässerigen Medien zu ermitteln. Dabei wurden verschiedene Probenahmekonzepte und – verfahren für unterschiedliche Fallgestaltungen und Fragestellungen untersucht, sowie neue Filtersysteme entwickelt. Bei der Detektion der Partikel lag der Fokus auf der Anwendung und Weiterentwicklung der ThermoExtraktion/Desorption-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (TED-GC/MS) zur Bestimmung von Mikroplastikgehalten. Anwendung fanden die Methoden bei der Beprobung von Flaschenwasser, Waschmaschinenabläufen, dem urbanen Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern, sowie in Oberflächengewässer. KW - Mikroplastik KW - TED-GC/MS KW - Mikroplastik-Analytik KW - Probennahme PY - 2021 VL - 14. Jahrgang IS - 3 SP - 147 EP - 152 PB - Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall CY - Hennef AN - OPUS4-52260 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Altmann, Korinna A1 - Abusafia, A A1 - Bannick, C-G A1 - Braun, U A1 - Crasselt, Claudia A1 - Dittmar, S A1 - Fuchs, M A1 - Gehde, M A1 - Hagendorf, C A1 - Heller, C A1 - Herper, D A1 - Heymann, S A1 - Kerndorff, A A1 - Knefel, M A1 - Jekel, M A1 - Lelonek, M A1 - Lunkenbein, T A1 - Obermaier, N A1 - Manhart, M A1 - Meurer, Maren A1 - Miclea, P-T A1 - Paul, A A1 - Richter, S A1 - Ricking, M A1 - Rohner, C A1 - Ruhl, A A1 - Sakai, Y A1 - Saravia Arzabe, C A1 - Scheid, C A1 - Schmitt, M A1 - Schnarr, M A1 - Schwertfirm, F A1 - Steinmetz, H A1 - Wander, Lukas A1 - Wiesner, Yosri A1 - Zechmeister, L T1 - RUSEKU - Repräsentative Untersuchungsstrategien für ein integratives Systemverständnis von spezifischen Einträgen von Kunststoffen in die Umwelt : Abschlussbericht N2 - Im Verbundprojekt RUSEKU wurde die Probenahme von Wasserproben entscheidend weiterentwickelt. Wichtig ist hierbei zu gewährleisten, dass genügend Merkmalsträger in jeder Probe untersucht werden. Es muss daher eine für den Probenahmeort repräsentative Beprobung hinsichtlich des Wasservolumens in Abhängigkeit der Partikelanzahl gewährleistet sein. Das Hauptaugenmerk lag im vorliegenden Projekt auf einer praxisnahen Beprobungsstrategie. Es wurden verschiedene Konzepte ausprobiert. • Grundsätzlich hat sich gezeigt, dass eine Stichprobe eine Momentaufnahme des MP-Massengehaltes zeigt. Es wird eine hohe Statistik, also eine Vielzahl an Messungen am gleichen Probenahmeort, benötigt, um eine valide Aussage über den MP-Gehalt zu machen. • Es zeigt sich, dass eine integrale Probenahme über mehrere Wochen mit dem SK routinemäßig möglich ist. Die erfassten MP-Massen sind reproduzierbar und robust. • Die DFZ ist für Stichproben geeignet. Partikel < 50 µm werden eventuell unterschätzt • Die fraktionierte Filtration kann für Stich- und Mischproben direkt im Feld genutzt werden. Fraktionen von 10 und 5 µm werden später im Labor Vakuum filtriert. Es erfolgt eine Fraktionierung der Probe mit Siebmaschenweiten von 1000, 500, 100, 50, 10 und 5 µm. • Die fraktionierte Filtration kann auch anschließend an die Beprobung mit dem SK zur Anwendung kommen. Wird die mit dem SK gewonnene Wasserprobe fraktioniert filtriert, kann neben einem MP-Gesamtgehalt auch eine Einschätzung über die Partikelgrößen gewonnen werden. • Für Wässer mit geringen Partikelzahlen wurde ein Messfiltertiegel entwickelt. Dieser hat eine Maschenweite von 6 µm. Seine Anwendung kann mögliche Verluste beim Transferieren vom Probenahmetool zum Messgefäß und mögliche Kontaminationen reduzieren. Die Optimierung der Probenahmestrategie wurde durch Modellversuche und Simulationen unterstützt. Modellversuche zum Sinkverhalten und Simulationen von MP in realen Gewässern verdeutlichten das komplexe Verhalten der Partikel. Es konnte gezeigt werden, dass Partikel ab einer bestimmten Größe (und kleiner) bei genügend starker Turbulenz sich in der Wassersäule unabhängig von ihrer Dichte verhalten und so auch MP mit kleiner Dichte (z.B. PE) in der gesamten Wassersäule zu finden sind. Es konnte mit dem TEM die Existenz von NP gezeigt werden. Ein wesentlicher Aspekt des RUSEKU Projektes war die Beprobung realer Kompartimente. Beprobt wurde neben Oberflächengewässern, das urbane Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern, Waschmaschinenabwasser und Flaschenwasser. • In Oberflächengewässern wurde hauptsächlich PE gefunden. Je nach Probe und Gewässer konnten auch PP, PS, PET, PA, SBR und Acrylate nachgewiesen werden. • Im urbanen Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern konnte an allen Probenahmestandorten MP nachgewiesen werden. Es wurde hauptsächlich PE, neben geringeren Mengen an PP, PS und SBR gefunden. Nach einem Regenereignis war der SBR Anteil deutlich erhöht. • Die Beprobung eines realen Wäschepostens, bestehend aus T-Shirts und Hemden mit PA/CO oder PES/CO Mischgewebe, zeigte einen PA- und PES-Austrag im Waschwasser. Der überwiegende Teil der detektierten Fasern ist aber auf Baumwolle zurückzuführen. Reine gravimetrische Messungen zur Detektion von MP führen zu einer starken Überschätzung. • In Flaschenwasser (PET-Flaschen) konnte MP detektiert werden. PET wurde nur im stillen Mineralwasser, nicht in Mineralwasser mit Kohlensäure gefunden werden. Teilweise wurde auch das MP-Material des Verschlusses im Wasser detektiert. • Für Luftproben konnte ein Aufbau zur größenselektiven Beprobung getestet werden. Neben der Probenahme hat das Projekt auch gezeigt, dass die TED-GC/MS geeignet für die MP-Detektion im Routinebetrieb ist. Die TED-GC/MS konnte weiter optimiert werden. Es wurden MP-Massen bestimmt. Im Projekt wurden erste realitätsnahe Referenzmaterialien für die MP Detektion hergestellt. Die Herstellung von realitätsnahen Polymeren in ausreichender Homogenität und Menge hat sich als große Herausforderung herausgestellt. KW - Mikroplastik KW - Probennahme KW - TED-GC/MS KW - Fraktionierte Filtration KW - Mikroplastikreferenzmaterial PY - 2022 SP - 1 EP - 201 AN - OPUS4-57800 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Altmann, Korinna A1 - Braun, Ulrike A1 - Bannick, C.-G. A1 - Bednarz, M. A1 - Herper, D. A1 - Knefel, M. T1 - TED-GC/MS: Schnelle Bestimmung von Mikroplastik-Massegehalten in verschiedenen Proben N2 - Zur Ermittlung von Mikroplastik-Gehalten in verschiedenen Umweltmatrices ist ein schnelles Detektionsverfahren für die Routineanalytik notwendig. Ein solches Verfahren wird hier in Form der ThermoExtraktion/Desorption-GasChromatographie/ MassenSpektroskopie (TED-GC/MS) vorgestellt. Neben grundlegenden verfahrensspezifischen Erläuterungen zur Identifizierung und Quantifizierung von Mikroplastik werden auch exemplarische Beispiele aus unterschiedlichen Umweltkompartimenten und Produkten dargestellt. Neu vorgestellt wird ein neues Verfahren zur Analytik von Flaschenwasser. Dazu wurde ein Messfiltertiegel entwickelt, der besonders für Proben mit geringen Gehalten an abfiltrierbaren Stoffen geeignet ist KW - Mikroplasik KW - Mikroplastik-Analyse KW - TED-GC/MS KW - Thermoanalytische Verfahren KW - Mikroplastik-Massengehalte PY - 2020 VL - 2020 IS - 02 SP - 55 EP - 57 PB - Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) CY - Frankfurt am Main AN - OPUS4-50835 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Altmann, Korinna A1 - Braun, U. A1 - Herper, D. A1 - Knefel, M. A1 - Bednarz, M. A1 - Bannick, C.-G. T1 - Smart filters for the analysis of microplastic in beverages filled in plastic bottles N2 - The occurrence of microplastic (MP) in food products, such as beverages in plastic bottles, is of high public concern. Existing analytical methods focus on the determination of particle numbers, requiring elaborate sampling tools, laboratory infrastructure and generally time-consuming imaging detection methods. A comprehensive routine analysis of MP in food products is still not possible. In the present work, we present the development of a smart filter crucible as sampling and detection tool. After filtration and drying of the filtered-off solids, a direct determination of the MP mass content from the crucible sample can be done by thermal extraction desorption gas chromatography mass spectroscopy (TED-GC/MS). The new filter crucible allows a filtration of MP down to particle sizes of 5 µm. We determined MP contents below 0.01 µg/L up to 2 µg/L, depending on beverages bottle type. This may be directly related to the bottle type, especially the quality of the plastic material of the screw cap. Dependent on the plastic material, particle formation increases due to opening and closing operations during the use phase. However, we have also found that some individual determinations of samples were subjected to high errors due to random events. A conclusive quantitative evaluation of the products is therefore not possible at present. KW - Microplastic KW - TED-GC/MS KW - Plastic bottles KW - Bbeverages KW - Filter crucible PY - 2021 U6 - https://doi.org/10.1080/19440049.2021.1889042 SN - 1944-0057 VL - 38 IS - 4 SP - 691 EP - 700 PB - Taylor & Francis AN - OPUS4-52323 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Braun, Ulrike A1 - Bannick, C.G. A1 - Szewzyk, R. A1 - Ricking, M. A1 - Schniegler, S. A1 - Obermaier, N. A1 - Barthel, A. K. A1 - Altmann, Korinna A1 - Eisentraut, Paul T1 - Development and testing of a fractionated filtration for sampling of microplastics in water N2 - A harmonization of sampling, sample preparation and detection is pivotal in order to obtain comparable data on microplastics (MP) in the environment. This paper develops and proposes a suitable sampling concept for waterbodies that considers different plastic specific properties and influencing factors in the environment. Both artificial water including defined MP fractions and the discharge of a wastewater treatment plant were used to verify the derived sampling procedure, sample preparation and the subsequent analysis of MP using thermal extraction-desorption gas chromatography - mass spectrometry (TED-GC-MS). A major finding of this paper is that an application of various particle size classes greatly improves the practical handling of the sampling equipment. Size classes also enable the TED-GC-MS to provide any data on the MP size distribution, a substantial sampling property affecting both the necessary sampling volume and the optimal sampling depth. In the artificial water with defined MP fractions, the recovery rates ranged from 80 to 110%, depending on the different MP types and MP size classes. In the treated wastewater, we found both Polyethylene and polystyrene in different size classes and quantities. KW - Microplastics KW - Sampling KW - Sampling techniques KW - Water PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.10.045 SN - 0043-1354 VL - 149 SP - 650 EP - 658 PB - Elsevier AN - OPUS4-47200 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Altmann, Korinna A1 - Goedecke, Caroline A1 - Bannick, C.-G. A1 - Abusafia, A. A1 - Scheid, C. A1 - Steinmetz, H. A1 - Paul, Andrea A1 - Beleites, C. A1 - Braun, U. T1 - Identification of microplastic pathways within a typical European urban wastewater system N2 - In recent years, thermoextraction/desorption-gas chromatography/mass spectrometry (TED-GC/MS) has been developed as a rapid detection method for the determination of microplastics (MP) mass contents in numerous environmentally relevant matrices and, in particular, for the measurement of polymers in water samples without time-consuming sample preparation. The TED-GC/MS method was applied to investigate a typical European municipal wastewater system for possible MP masses. Such investigations are important in view of the recent revision of the Urban Wastewater Treatment Directive. Four different representative sampling sites were selected: greywater (domestic wastewater without toilet), combined sewer, and influent and effluent of a wastewater treatment plant (WWTP). All samples were collected by fractional filtration. Filtration was carried out over mesh sizes of 500, 100, 50, and in some cases, 5 µm. Polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polystyrene (PS) were detected in all samples, with the PE fraction dominating in all cases. Styrene-butadiene rubber which serves as an indication of tire abrasion, was only found in the influent of the WWTP. The highest MP mass contents were found in the combined sewer, so MP can become a source of pollution during heavy rain events when the capacity limits of the effluent are reached, and the polluted effluent is released uncontrolled into the environment. Based on the studies, MP retention from the WWTP could be estimated to be approximately 96%. Few trends in polymer type or mass contents were detected within the different fractions of the samples or when comparing samples to each other. KW - Microplastics KW - Microplastic analysis KW - TED-GC/MS KW - Microplastic pathways KW - Mass contents PY - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-568289 SP - 1 EP - 10 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-56828 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Heller, C. A1 - Altmann, Korinna A1 - Braun, U. A1 - Kerndorff, A. A1 - Bannick, C.-G. A1 - Fuchs, M. A1 - Thamsen, P. U. T1 - Garment ageing in a laundry care process under household‐like conditions N2 - This study reflects typical consumer textile washing behaviour while taking into account existing standards in the household appliance and garment industries. Two garments were washed repeatedly with artificial dirt and detergent 30 times. The collected washing water was separated using fractional filtration. Textile physical tests were used to follow property changes of the garments, the microplastic release is determined using thermoextraction/desorbtion–gas chromatography/mass spectrometry and the total organic carbon was measured as a sum parameter for the organic bonded carbon. This article shows the importance of a reality‐based approach when investigating microplastics of textile origin in the laundry care process. Deposits of detergent and dirt on the textiles were detected. The total mass of sieve residues was much higher than the release of synthetic polymers. The cotton content of the garments causes a much higher fibre release than synthetic fibres. Both will lead to false results by purely gravimetric analysis because nonpolymer fibres will be included microplastic mass. The results cannot be generalised only by the main polymer type, knowledge of the textile construction must be included for final evaluation. KW - Fibre release KW - Microplastics KW - TED-GC/MS KW - Washing machine PY - 2023 U6 - https://doi.org/10.1002/appl.202200086 SP - 1 EP - 8 PB - Wiley online library AN - OPUS4-56976 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -