TY - CONF A1 - Piechotta, Christian T1 - TF-Projekt MaUS: Material und Umweltsimulation N2 - Gegenstand des Projekts ist die Prüfung der Umweltbeständigkeit und -verträglichkeit von Materialien und Produkten hinsichtlich der Emission von potenziellen Schadstoffen in die Umwelt. Hierzu werden chemisch-physikalische Einflüsse (Bewitterung) und mikrobielle Beanspruchungen an Modellmaterialien evaluiert. So werden die Freisetzungsraten von Schadstoffen in Abhängigkeit der Beanspruchung beschrieben. Als Modellmaterialien kommen die Polymere Polycarbonat, Polytetrafluorethylen, Polystyrol und Polypropylen zum Einsatz. Synergistische Effekte der Bewitterungsparameter und der mikrobiologischen Beanspruchung sollen dabei ebenso betrachtet werden, wie die gezielte Alterung. Auch findet eine Beschreibung des Verhaltens der ausgetragenen Schadstoffe in den Umweltkompartimenten Boden oder Wasser statt. Hier sind mit Hilfe der zu entwickelnden Screening- und non-Target-Analyseverfahren die Transformation und der Metabolismus durch Mikroorganismen zu beschreiben. Aus den Ergebnissen sollen Korrelationen zwischen den künstlichen Alterungsverfahren und realen Szenarien abgeleitet werden, die es gestatten, Schnellprüfverfahren zu etablieren, die die Simulation der realen Beanspruchungen im Zeitraffermodell anwendbar machen. Somit sollen standardisierbare Schnellbeanspruchungs-verfahren erarbeitet werden, die als Prüfeinrichtungen etabliert werden und von externen Auftraggebern zur Prüfung der Umweltbeständigkeit und -verträglichkeit von neuen Materialien genutzt werden können. Die Umweltwirkungen (chemisch-physikalisch und mikrobiologisch) sollen so definiert eingesetzt werden, dass eine reproduzierbare Prüfung möglich wird. Aus diesen Verfahren und Methoden sollen Normen abgeleitet werden, die eine standardisierte Materialprüfung ermöglichen. T2 - Projektmeeting BAM - Covestro CY - Leverkusen, Germany DA - 29.05.2018 KW - Umweltsimulation KW - Schadstoffaustrag PY - 2018 AN - OPUS4-47025 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piechotta, Christian T1 - Environmental sustainability and –stability of Materials concerning the Migration of pollutants N2 - MaUS is an acronym for ”Material und Umweltsimulationen“. Plastics are in the focus of environmental politics due to their long-term behaviour and therefore to their persistence. Not only that they appear as visible contaminants in the sea and on the beach, but their unknown behaviour concerning their additives as well as the related transformation products are anxious. Therefore, we wish to establish a certified reference method to provide a method for testing plastics. Aim of this project is the development of fast motion standard reference methods for testing plastics regarding to their environmental compatibility. To establish these testing methods, we use polystyrene (PS) and polypropylene (PP) with environmental relevant brominated flame retardants, known for their persistent bioaccumulative and toxic (PBT) properties. In case of PS the material contains 1 wt% of 1,2,5,6,9,10-hexabromocyclododecan (HBCD) and in case of PP 0.1 wt% bromodiphenylether (BDE-209), which is known as a substance of very high concern (SVHC). Furthermore, we use polycarbonate (PC), which is still used as material in baby flasks and releases Bisphenol A (BPA), an estrogenic active substance. As an additional material PTFE is used for its importance as a source for two ubiquitous environmental substances (PFOS and PFOA), whose toxicological effects are still incompletely known. The focus in this current work is set on the transfer of potential pollutants out of applied materials mentioned above into environmental compartments like water or soil. Here an accelerated aging concept should be developed to shortened time consuming natural processes. For these resulting simulations we use a programmable weathering chamber with dry and wet periods and with high and low temperatures. These programmes run for several weeks and according to a defined sampling schedule we take water samples, run a clean-up procedure by SPE (Molecular imprinted polymers (MiPs) resp. polymer-based cartridges (Waters Oasis HLB)) and analyse them by HPLC-UV resp. LC-MS/MS. Of most interest in case of flame retardants are photocatalytic transformation products. Therefore, we conduct a non-target-screening resp. a suspected target-screening by LC-MS/MS and HRMS. T2 - Project meeting PlasticsEurope - BAM CY - Leverkusen, Germany DA - 06.11.2018 KW - Environmental simulation KW - Pollutants PY - 2018 AN - OPUS4-47026 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piechotta, Christian T1 - Kick-off meeting “18NRM01-EDC-WFD” N2 - Monitoring programs should generate high-quality data on the concentrations of substances and other pollutants in the aquatic environment to enable reliable risk assessment. Furthermore, the need for comparability over space and time is critical for analysis of trends and evaluation of restoration of natural environment. Additionally, research work and exercises at the European level have highlighted that reliable measurements of estrogenic substances at the PNEC level are still challenging to achieve. The project EDC-WFD “Metrology for monitoring endocrine disrupting compounds under the EU Water Framework Directive” aims to develop traceable analytical methods for determining endocrine disrupting compounds and their effects, with a specific focus on three estrogens of the first watch list (17-beta-estradiol (17βE2), 17-alpha-ethinylestradiol (EE2), and estrone (E1)). Estrogens 17-alpha-estradiol (17aE2) and estriol (E3) will be included to demonstrate the reliability of the developed methods - Mass Spectrometry based method and effect-based methods (EBM) - and to support the requirements of Directive 2013/39/EC, Directive 2009/90/EC and Commission Implementation Decision (EU) 2018/840, hence improving the comparability and compatibility of measurement results within Europe. During the EDC-WFD project four EBM will be deeply investigated in order to improve their rationale use and their support in water quality assessment. T2 - EMPIR Kick-off meeting EDC-WFD CY - Paris, France DA - 07.10.2019 KW - Estrogens KW - Reliable measurements KW - Effect based Method KW - Comparability KW - MS based method PY - 2019 AN - OPUS4-49741 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piechotta, Christian T1 - NSO-Heterozyklen – Zwischen Rattengift und Normung N2 - Warfarin als ein Vertreter der NSO-Hetereozyklen, ist seit den 1950er Jahren einer der bekanntesten Gerinnungshemmer. Beim Menschen wird es bis heute zur Vorbeugung von Thrombose und der Behandlung von Vorhofflimmern und Arrhythmie eingesetzt. Doch schon einige Jahre vor der FDA Zulassung als Medikament wurde es zur Bekämpfung von Nagetieren eingesetzt. Bis heute wurde es nur teilweise durch weitaus wirksamere antikoagulante Rodentizide (ARs) der zweiten Generation, sogenannte Superwarfarine, ersetzt. In der Fachliteratur finden sich zahlreiche Beispiele für sekundäre und tertiäre Vergiftung mit ARs bei Wildtieren und anderen Nichtzieltieren. Bisher ist relativ wenig über die Bioakkumulation, Persistenz und Toxizität von ARs und deren Transformationsprodukten (TPs) in der terrestrischen und aquatischen Umwelt, sowie der Nahrungskette bekannt. Um Einblicke in mögliche Transformations- und Abbauprozesse von Warfarin zu erhalten und um Umwelteinflüsse zu simulieren, wurde es in einer elektrochemischen Reaktorzelle oxidativ umgesetzt und mittels Massenspektrometrie analysiert. Hinsichtlich der Wasseraufbereitung in Kläranlagen wurden technisch relevante Simulationsverfahren wie Chlorung, UV-Bestrahlung und Ozonung angewendet um potentielle Eliminierungswege aufzuklären. Gebildete Transformationsprodukte wurden daher mittels unterschiedlicher chromatografischer Verfahren getrennt, massenspektrometrisch analysiert und verglichen. T2 - MS-Tage CY - Düsseldorf, Germany DA - 03.12.2019 KW - GC-MS KW - Warfarin KW - NSO-Heterozyklen PY - 2019 AN - OPUS4-49974 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piechotta, Christian T1 - LA-ICP-MS- und RFA-Messungen für die Bestimmung von polybromierten Flammschutzmitteln(PBFSM) in Polystyrol- und Polypropylenproben N2 - Gegenstand der vorzustellenden Arbeiten ist die Prüfung der Umwelt-beständigkeit und -verträglichkeit von Materialien und Produkten hinsichtlich der Emission von potenziellen Schadstoffen in die Umwelt. Hierzu werden chemisch-physikalische Einflüsse (Bewitterung) und mikrobielle Beanspruchungen an Modellmaterialien evaluiert. So werden die Freisetzungsraten von Schadstoffen in Abhängigkeit der Beanspruchung beschrieben. Als Modellmaterialien kommen die Polymere Polystyrol (PS) und Polypropylen (PP) zum Einsatz. Synergistische Effekte der Bewitterungsparameter und der mikrobiologischen Beanspruchung sollen dabei ebenso betrachtet werden, wie die gezielte Alterung. Auch findet eine Beschreibung des Verhaltens der ausgetragenen Schadstoffe (polybromierte Flammschutzmittel) in den Umweltkompartimenten Boden oder Wasser statt. Hier sind mit Hilfe der zu entwickelnden Screening- und non-Target-Analyseverfahren die Transformation und der Metabolismus durch Mikroorganismen zu beschreiben. Aus den Ergebnissen sollen Korrelationen zwischen den künstlichen Alterungsverfahren und realen Szenarien abgeleitet werden. T2 - Kolloquium "Aquatische Ökologie" CY - Essen, Germany DA - 27.11.2019 KW - Umweltsimulation KW - PBFSM KW - LA-ICP-MS KW - RFA PY - 2019 AN - OPUS4-49975 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piechotta, Christian T1 - Changes in polymer surface morphology and leaching of brominated flame retardants induced by different weathering scenarios N2 - In addition to previously reported results on the accelerated weathering of polystyrene samples (PS) containing 1 wt.% hexabromocyclododecane (HBCD), we present the first results of our investigations of polypropylene samples (PP) containing 0.1 wt.% BDE-209. All studied polymer samples were exposed to a defined weathering schedule in a climate chamber in accordance to regulation EN ISO 4892-3:2006. For the determination of BDE-209 in the collected raining water the samples were prepared in accordance to a validated protocol. Before the analyses each sample was spiked with isotopically labeled BDE-209. Subsequently the samples were extracted with isooctane. The obtained extracts were concentrated, and the resulting solutions were analyzed by GC/MS. Additionally, the total bromine content was monitored for the weathered and untreated samples using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) and X-ray fluorescence analysis (XRF) as a non-destructive and rapid method. In general, the resulting data from the accelerated weathering will be compared to those from the natural weathering experiments. Here, the surfaces of the test pieces were analyzed by LA-ICP-MS and XRF as well. Moreover, soil bed tests were conducted in a well characterized model soil. This soil (boulder-clay, sand with 12 % loam, particle size in total 0.2-4 mm) is filled in a free-draining basin inside of an air-conditioned cellar. In this manner, TOC, water capacity and humidity are recorded parameters. To induce a leaching process from the samples by the raining water, the target water content is calculated to 8%. The actual humidity is measured by a tensiometer, assuring the duration of the raining period. A defined humidity is a fundamental parameter for a biological activity in the soil. The test polymers were placed up to the half in the soil. Microbial activity of the soil is monitored by a reference polymer (polyurethane) and should induce the release of HBCD and BDE-209 out of the test materials. These released analytes will be captured by passive samplers (silicone tubes) placed in a distinct distance to the polymer samples in the soil. The soil bed experiments are complementary to the weathering experiments due to the biological activity in the soil. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - BFR KW - LA-ICP-MS KW - XRF KW - Polymer PY - 2019 N1 - Folien in deutscher Sprache, Votrag, Titel und Abtract in englischer Sprache AN - OPUS4-49796 LA - mul AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piechotta, Christian T1 - Environmental sustainability and –stability of materials concerning the migration of pollutants N2 - In addition to previously reported results on the accelerated weathering of polystyrene samples (PS) containing 1 wt. % hexabromocyclododecane (HBCD), we present the first results of our investigations of polypropylene samples (PP) containing 0.1 wt. % BDE-209. All studied polymer samples were exposed to a defined weathering schedule in a climate chamber in accordance to regulation EN ISO 4892-3:2006. For the determination of BDE-209 in the collected raining water the samples were prepared in accordance to a validated protocol. Before the analyses each sample was spiked with isotopically labeled BDE-209. Subsequently the samples were extracted with isooctane. The obtained extracts were concentrated, and the resulting solutions were analyzed by GC/MS. Additionally, the total bromine content was monitored for the weathered and untreated samples using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) and X-ray fluorescence analysis (XRF) as a non-destructive and rapid method. In general, the resulting data from the accelerated weathering will be compared to those from the natural weathering experiments. Here, the surfaces of the test pieces were analyzed by LA-ICP-MS and XRF as well. Moreover, soil bed tests were conducted in a well characterized model soil. This soil (boulder-clay, sand with 12 % loam, particle size in total 0.2-4 mm) is filled in a free-draining basin inside of an air-conditioned cellar. In this manner, TOC, water capacity and humidity are recorded parameters. To induce a leaching process from the samples by the raining water, the target water content is calculated to 8%. The actual humidity is measured by a tensiometer, assuring the duration of the raining period. A defined humidity is a fundamental parameter for a biological activity in the soil. The test polymers were placed up to the half in the soil. Microbial activity of the soil is monitored by a reference polymer (polyurethane) and should induce the release of HBCD and BDE-209 out of the test materials. These released analytes will be captured by passive samplers (silicone tubes) placed in a distinct distance to the polymer samples in the soil. The soil bed experiments are complementary to the weathering experiments due to the biological activity in the soil. T2 - Goldschmidt 2019 CY - Barcelona, Spain DA - 18.08.2019 KW - Pollutants KW - Environmental simulation KW - Migration PY - 2019 AN - OPUS4-49803 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piechotta, Christian T1 - Beschreibung des Verhaltens von organischen Schadstoffen unter umweltrelevanten Bedingungen N2 - Zu den letzten beiden Jahrestagungen der GUS wurden Verfahren und Methoden vorgestellt, die es gestatten, den Transfer von Schadstoffen aus Materialien und Produkten in die Umwelt unter umweltrelevanten Bedingungen beschreiben zu können. Dabei lag der Fokus auf den Materialien und der eingesetzten Umweltsimulationen. In einem sich anschließenden Schritt soll nun das Verhalten der freigesetzten organischen Schadstoffe unter den Bedingungen von realen und simulierten Umwelteinflüssen charakterisiert und beschrieben werden. Hier werden im Detail drei potentielle Schadstoffe betrachtet, die Inhaltsstoffe bzw. Additive in den jeweils eingesetzten Materialien sind. Im Falle von Polypropylen (PP) und Polystyrol (PS) handelt es sich um polybromierte Flammschutzmittel BDE 209 (Decabrom-diphenylether, als Einzelsubstanz) und HBCD (Hexabromcyclododecan, als technische Formulierung). Für das eingesetzte Polycarbonat ist BPA (Bisphenol A) als Schadstoff zu definieren, welcher unter umweltrelevanten Bedingungen freigesetzt wird. Im Rahmen der durchzuführenden Arbeiten sollen die aufgeführten prioritären Schadstoffe hinsichtlich möglicher Transformationsprozesse in Umwelt und Klärwerk charakterisiert werden. Die unter den Bedingungen der Ozonung, Chlorierung und UV-Bestrahlung erhaltenen Transformationsprodukte (TPs) sollen im Sinne einer Non-Target-Analytik identifiziert und eindeutig charakterisiert werden. Die Ergebnisse sollen mittels vorhandener Analysenverfahren, wie GC-EI-MS, HPLC-ESI-IT-MSn bzw. LC-MS/MS erzeugt bzw. abgesichert werden. Anhand der in der Struktur eindeutig zu beschreibenden Transformationsprodukte und der Charakterisierung von potentiellen Intermediaten sollen belastbare Reaktionswege und –mechanismen abgeleitet werden. T2 - 48. Jahrestagung der GUS CY - Blankenloch-Stutensee, Germany DA - 27.03.2019 KW - Transformationsprodukte KW - Schadstoffe KW - Umweltverhalten PY - 2019 AN - OPUS4-49799 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piechotta, Christian T1 - Entwicklung, Validierung und Anwendung eines beschleunigten Bewitterungsprotokolls zur Bewertung der Freisetzung von Bisphenol A (BPA) aus Polycarbonat (PC)-Materialien in die Umwelt N2 - BPA unterliegt einer kontinuierlichen behördlichen Kontrolle und ist als besonders besorgniserregender Stoff (SVHC) gelistet. Besondere Besorgnis besteht hinsichtlich seines häufigen Nachweises in Oberflächengewässern, obwohl es leicht biologisch abbaubar ist. In mehreren Studien wurden die Quellen und Wege von BPA in die Umwelt untersucht, wobei festgestellt wurde, dass seine Hauptverwendung als Monomer in PC nur marginal zu den BPA-Freisetzungen in die Umwelt über seinen Lebenszyklus beiträgt. Um die tatsächlichen Freisetzungen von BPA aus PC unter umweltrelevanten Bedingungen besser zu verstehen, wurde eine neu entwickelte Methodik (Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, BAM) angewendet, die ein neuartiges beschleunigtes Bewitterungsprotokoll für Polycarbonat-Materialien in Kombination mit einem sensitiven Analysenverfahren umfasst, welches eine Bestimmung von BPA im Ultraspurenbereich ermöglicht. Das Bewitterungsprotokoll erreicht eine 13,6-fache Beschleunigung im Vergleich zu mitteleuropäischen Wetterbedingungen und simuliert Umweltstressoren (globale Strahlung, Regen, Temperaturschwankungen) in einer Bewitterungskammer, wobei gleichzeitig die BPA-Freisetzung mit einem validierten LC-MS/MS-Verfahren unter Verwendung einer organischen Isotopenverdünnungskalibrierung bestimmt wird. In parallelen Freilandversuchen wurden die Trübung und die Vergilbung („Yellowness-Index“) der zu untersuchenden Proben als Referenzparameter untersucht. T2 - 54. Jahrestagung der GUS 2026 CY - Blankenloch-Stutensee, Germany DA - 25.03.2026 KW - Bewitterung KW - Bisphenol A KW - Polycarbonat PY - 2026 AN - OPUS4-65794 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -