TY - CONF A1 - Kittner, Maria T1 - Development of a new Lysimeter System to assess Microplastic, PAH & Heavy Metal Emissions from Artificial Turf Sports Pitches N2 - Since September 2023, the European Commission introduced a new regulation to reduce emissions of microplastics (MP) into the environment, including the sale and use of intentionally added MP. Therein, the use of synthetic rubber granules in artificial turf is explicitly mentioned and banned for future use. Additionally, abrasions of grass fibres and other turf components are also considered as MP sources. Artificial turf pitches are multi component systems: e. g. grass fibres made of polyethylene (PE), synthetic infill made of ethylene propylene diene monomer rubber (EPDM), carpet backing of polypropylene (PP) glued with polyurethane (PU), winding yarn of polyethylene terephthalate or elastic layer of Styrene-butadiene rubber (SBR) bound with PU. While the ban has great impact on recreational sports, there is so far no sufficient data to estimate the MP emissions from artificial turf sports pitches into the environment and thus their relevance as a source of MP pollution. To close this gap, three artificial turf scenarios in different ageing states (unaged, artificially aged and aged in real time) were analysed in this study: the past (old turf: fossil based, synthetic infill), present (most commonly installed in Germany: fossil based, synthetic infill) and future (turf with recycled grass fibres, no synthetic infill). To simulate outdoor weathering during the service life of approx. 15 years, accelerated ageing by UV weathering and mechanical stress was carried out. The newly developed and in-house manufactured Microplastic Eluate Lysimeter (MEL) simulates contaminant transfer into the groundwater and allows the simultaneous sampling for MP and dissolved contaminants, like polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) or heavy metals (HM). MP mass contents were analysed using smart microfilter crucibles (mesh size: 5 µm) and Thermal Extraction Desorption Gas Chromatography/Mass Spectrometry and PAH and HM concentrations were determined using Gas Chromatography/Mass Spectrometry or Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy, respectively. T2 - MICRO2024: Plastic Pollution from Micro to Nano CY - Arrecife, Spain DA - 23.09.2024 KW - Microplastics Eluate Lysimeter KW - Microplastics KW - Heavy Metals KW - PAH KW - TED-GC/MS PY - 2024 AN - OPUS4-61160 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kittner, Maria T1 - Small, everywhere and difficult to detect - Insights into the detection of microplastic particles in environmental samples using thermal extraction desorption-gas chromatography/mass spectrometry N2 - As global demand for polymer products increases, so does the potential amount of leakage into the environment, known as macroplastic (> 1,000 µm) and microplastic particles (MP, 1 - 1,000 µm). To date, the environmental and health consequences are unclear and unpredictable, so robust MP monitoring data are needed to identify the sources, pathways and fate of these particles. Therefore, we developed the thermoanalytical method TED-GC/MS (thermal extraction desorption - gas chromatography/mass spectrometry), which uses polymer-specific thermal decomposition products for the detection of MP in environmental samples. It allows fast identification and the determination of MP mass contents, which is crucial for assessing of their potential effects and thus for legislation and monitoring. For a better understanding of the TED-GC/MS, this presentation will provide the first methodological insights into systematic assessments of TED-GC/MS performance for MP detection in different environmental model matrices. Results of MP determination from real samples will underline the presentation and aspects of practical application will be addressed. To harmonise the method, it is essential to assess different analytical performance parameters (e.g. recovery, signal quality or limit of detection, LOD) to ensure comparability of data. For this purpose, standard addition of different aquatic (e.g. suspended particulate matter, limnic sediment, activated sludge) and terrestrial samples (e.g. agricultural soil) were performed with non-biodegradable standard polymers (polyethylene, PE; polyethylene terephthalate, PET; polypropylene, PP; polymethyl methacrylate, PMMA; polystyrene, PS; styrene-butadiene rubber, SBR) as well as biodegradable polymers (polybutylene adipate terephthalate PBAT; polylactide, PLA) and analysed by TED-GC/MS. These results were then compared with the measurements of the neat polymers without matrix. T2 - SETAC Europe 2021 CY - Online meeting DA - 03.05.2021 KW - Matrix KW - Microplastic particles KW - Mass content KW - TED-GC/MS PY - 2021 AN - OPUS4-52660 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kittner, Maria T1 - Bewertung der Freisetzung von Mikroplastik aus Sportböden auf Kunststoffbasis N2 - Es handelt sich hierbei um die Abschluss-Präsentation des Projektes "Bewertung der Freisetzung von Mikroplastik aus Sportböden auf Kunststoffbasis", die am 28.11.24 vor dem Drittmittelgeber Zukunft Bau Forschungsförderung im Rahmen der 28. Projekttage der Bauforschung präsentiert wurde. Der 30-minütige Vortrag gliederte sich in die Kapitel Forschungsbedarf, Konzept, Ergebnisse und Take Home-Messages des Projektes. T2 - 28. Projekttage der Zukunft Bau Forschungsförderung CY - Online meeting DA - 26.11.2024 KW - Mikroplastik KW - TED-GC/MS KW - Kunststoffrasen KW - PAK KW - Schwermetalle KW - Mikroplastik Eluat Lysimeter PY - 2024 AN - OPUS4-61815 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kittner, Maria A1 - Kalbe, Ute A1 - Altmann, Korinna T1 - Freisetzung von Mikroplastik aus Sportböden N2 - Die Europäische Kommission hat 2023 ein Verbot zum bewussten Austrag von Mikroplastik (MP) in die Umwelt beschlossen, das auch für die Verwendung von synthetischen Gummi-Granulaten (v. a. EPDM) in Sportböden gilt. In Deutschland gibt es laut DFB ca. 5100 Kunstrasenplätze. In der EU beläuft sich die Anzahl laut ECHA auf 13,000 Kunstrasen- und 47,000 Bolzplätze, Tendenz steigend. Das Hauptziel des Projektes ist daher, eine Massenbilanz für die Freisetzung von MP zu erstellen, um so eine Schätzung des MP-Austrags pro Kunstrasenplatz und Jahr zu ermöglichen. Dafür werden die MP-Emissionen von drei Kunstrasenszenarien in verschiedenen Zuständen (ungealtert, künstlich gealtert und in Echtzeit gealtert) verglichen: die Vergangenheit (Kunstrasen: fossilbasiert, EPDM-Füllung), die Gegenwart (der in Europa am häufigsten installierte Rasen) und die Zukunft (Rasen mit recycelten Grasfasern, keine synthetische Füllung sondern z.B. Quarzsand oder Korkschrott). Dazu werden fabrikneue Kunststoffrasen und EPDM-Granulat unter Laborbedingungen beschleunigt gealtert, um die Freiland-Beanspruchung eines Kunststoffrasens in circa 15 Jahren abzubilden. Die Verwendung spezieller Mikrofiltertiegel in Lysimeter-Experimenten ermöglicht die Abschätzung der Partikelgrößen des emittierten MP, was eine Grundbedingung für die Bewertung einer potenziellen Gesundheitsgefährdung für Menschen ist. Ergänzend werden weitere umweltrelevante Schadstoffausträge aus den Kunststoffrasen quantifiziert und so mögliche Transportpfade überprüft. Um in Zukunft den Anforderungen des Kreislaufwirtschaftsgesetzes zu entsprechen, sollen in diesem Projekt zudem Erkenntnisse zur Rückführbarkeit von Gummi-Granulaten und Altrasen in den Rohstoffkreislauf gewonnen werden KW - Mikroplastik KW - TED-GC/MS KW - Kunststoffrasen KW - PAK KW - Schwermetalle PY - 2024 UR - https://www.zukunftbau.de/neue-meldung/zukunft-bau-journal-2024 SP - 9 EP - 9 PB - Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) CY - Bonn AN - OPUS4-61823 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kittner, Maria T1 - Bewertung der Freisetzung von Mikroplastik aus Sportböden auf Kunststoffbasis N2 - Projektvorstellung "Bewertung der Freisetzung von Mikroplastik aus Sportböden auf Kunststoffbasis": Motivation, Konzept, Umsetzung, erste analytische Ergebnisse der TED-GC/MS T2 - 24. Projekttage der Zukunft Bau Forschungsförderung CY - Bonn, Germany DA - 13.06.2023 KW - Mikroplastik KW - TED-GC/MS KW - Kunststoffrasen KW - Lysimeter KW - Beschleunigte Alterung PY - 2023 AN - OPUS4-58441 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kittner, Maria T1 - Bewertung der Freisetzung von Mikroplastik aus Sportböden auf Kunststoffbasis N2 - Projektvorstellung "Bewertung der Freisetzung von Mikroplastik aus Sportböden auf Kunststoffbasis": Konzept, Umsetzung, erste Mikroplastik-Ergebnisse. T2 - Projektbegleitkreissitzung des Projektes "Ermittlung und Minderung von Mikroplastik- und Schadstoffemissionen von Kunststoffrasen-Sportplätzen (MiMiK)“ CY - Sittensen, Germany DA - 25.09.2023 KW - Mikroplastik KW - TED-GC/MS KW - Kunststoffrasen KW - Lysimeter KW - Beschleunigte Alterung PY - 2023 AN - OPUS4-58442 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kittner, Maria T1 - Beschleunigung und Hemmung - Komplexe Wechselwirkungen bei der Zersetzung von thermoplastischen PLA/PS-Blends unter realitätsnahen Umweltbedingungen N2 - Mit dem stetigen weltweiten Anstieg der Nachfrage nach Polymerprodukten nimmt auch die potenzielle Menge an Kunststoffabfällen in der Umwelt zu. Problematisch ist, dass viele der wirtschaftlich relevantesten Kunststoffe sehr lange brauchen, um in der Umwelt abzubauen, sich dort akkumulieren und in kritisch betrachtetes Makro- und Mikroplastik zu zerfallen. Auf der Grundlage des Vorsorgeprinzips fordert die Europäische Kommission daher die Entwicklung neuer polymerer Materialien, die diesem Problem der Persistenz entgegenwirken und unter natürlichen Umweltbedingungen schneller abgebaut werden können. 1,2 Um dieses Problem anzusprechen, wurden mittels additiver Fertigung Polymerblends aus photooxidationsempfindlichem Polystyrol (PS) und hydrolyseempfindlicher Polymilchsäure (PLA) hergestellt. Die Hypothese war, dass sich die beiden Thermoplaste aufgrund ihrer unterschiedlichen Abbauprozesse gegenseitig in ihrem Abbau unterstützen, wenn sie unter moderaten, realitätsnahen Umweltalterungsbedingungen (45 °C) abwechselnd der Photooxidation und Hydrolyse ausgesetzt werden. In der Praxis zeigten die Ergebnisse, dass die Degradation von PLA durch die Anwesenheit von PS deutlich beschleunigt worden ist – wohingegen die Degradation von PS gehemmt wurde. In diesem Vortrag werden die detaillierten Ergebnisse der Oberflächen- (ATR-FTIR, REM) und Bulk-Analysen (DSC, TGA, FTIR-Transmission, TED-GC/MS) der Blends sowie ergänzende Mikroplastik-Ergebnisse des umgebenden Wassermediums (TED-GC/MS) erörtert. T2 - 50. Jahrestagung der Gesellschaft für Umweltsimulation (GUS) CY - Online meeting DA - 23.03.2022 KW - Polymerblend KW - PLA KW - Hydrolyse KW - PS KW - Bewitterung KW - UV-Bestrahlung KW - TED-GC/MS KW - Wasser KW - Mikroplastik PY - 2022 AN - OPUS4-54544 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kittner, Maria T1 - Contaminant Emissions from Artificial Turf Sports Pitches - Simultaneous sampling for Microplastics, PAH and Heavy Metals N2 - In September 2023, the European Commission introduced a new regulation to reduce microplastic (MP) emissions into the environment, including the sale and use of intentionally added (large) MP < 5 mm (ISO/TR 21960: 2020). This explicitly applies to the use of synthetic rubber granulate infill in artificial turf installations, which are complex multi-component systems consisting of multiple synthetic polymers (Fig. 1). In addition, abrasions of synthetic grass fibres and other turf components are also considered as MP sources. Although this has a major impact on public recreational sports, there is so far no sufficient data to estimate the MP emissions from artificial turf sports pitches into the environment and thus their relevance as a source of MP pollution. To close this gap, this study compared environmental contaminant emissions of three artificial turf scenarios at different ageing states (unaged, artificially and real-time aged): the past (old turf: fossil based, synthetic infill), present (most commonly installed in Germany: fossil based, EPDM infill) and future (turf with recycled grass fibres, no synthetic infill). Accelerated ageing by UV weathering and mechanical stress was carried out to simulate the outdoor weathering during the lifespan of approx. 15 years. MP emissions and released environmentally relevant contaminants posing a risk to the groundwater were simultaneously sampled using the newly developed Microplastic Eluate Lysimeter manufactured at BAM (Fig. 2). MP contents were analysed using smart microfilter crucibles (mesh size: 5 μm) with subsequent MP detection by TED-GC/MS. Additionally, concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons were determined using GC/MS and heavy metals using ICP-AES. T2 - 22nd European Symposium on Polymer Spectroscopy (ESOPS) CY - Berlin, Germany DA - 08.09.2024 KW - Microplastics Eluate Lysimeter KW - Microplastics KW - TED-GC/MS KW - Heavy Metals KW - PAH PY - 2024 AN - OPUS4-61013 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -