TY - JOUR A1 - Scholz, Philipp A1 - Falkenhagen, Jana A1 - Wachtendorf, Volker A1 - Brüll, Robert A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Investigation on the Durability of a Polypropylene Geotextile under Artificial Aging Scenarios N2 - Geosynthetics are widely used in various civil engineering applications, such as geotextiles in coastal protection, and display a sustainable alternative to natural mineral materials. However, the full benefits of using geosynthetics can only be gained with a long service lifetime of the products. With the use of added stabilizers to the polymers, service lifetimes can be achieved in the range of 100 years. Therefore, accelerated aging methods are needed for the assessment of the long-term performance of geotextiles. In the present study, the behavior of geosynthetic materials made of polypropylene was investigated under artificial aging conditions involving elevated temperatures ranging from 30 to 80 °C, increased oxygen pressures ranging from 10 to 50 bar in water-filled autoclaves, and UV irradiation under atmospheric conditions. ATR-IR spectroscopy was employed to detect the increase in the carbonyl index over various aging durations, indicating the oxidative degradation of the geotextile. The most pronounced increase was observed in the case of aging through UV irradiation, followed by thermal aging. Elevated pressure, on the other hand, had a lower impact on oxidation. High-temperature size exclusion chromatography was utilized to follow the reduction in molar mass under different degradation conditions, and the results were consistent with those obtained from ATR-IR spectroscopy. In polyolefins such as polypropylene, Hindered Amine Stabilizers (HAS) are used to suppress oxidation caused by UV radiation. The quantitative analysis of HAS was carried out using a UV/Vis method and HPLC. The degradation of UV stabilizers during the aging of geotextiles is responsible for the oxidation and the reduction in the molar mass of polypropylene. From the results, it can be concluded that applications of PP geotextile without soil or sand cover might cause the risk of the formation of microplastic particles. Material selection, design, and maintenance of the construction must follow best practices, including the system’s removal or replacement at end-of-life. Otherwise, a sustainable use of geotextiles in civil engineering is not possible. KW - Geotextiles KW - Microplastic KW - Size exclusion chromatography KW - Accelerated aging PY - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-599739 SN - 2071-1050 VL - 16 IS - 9 SP - 1 EP - 15 PB - MDPI AG CY - Basel AN - OPUS4-59973 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vogel, Christian A1 - Scholz, Philipp A1 - Kalbe, Ute A1 - Caliebe, W. A1 - Tayal, A. A1 - Vasala, S. J. A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Speciation of antimony and vanadium in municipal solid waste incineration ashes analyzed by XANES spectroscopy N2 - The use of ashes from municipal solid waste incineration as secondary building materials is an important pillar for the circular economy in Germany. However, leaching of potential toxic elements from these materials must be at environmentally acceptable levels. Normally, a three-month ageing period immobilizes most hazardous heavy metals, but antimony (Sb) and vanadium (V) showed previously unusual leaching. In order to clarify the mechanisms, we analyzed the Sb and V species in various bottom and fly ashes from municipal waste incineration by XANES spectroscopy. Antimony oxidizes from Sb(+ III) species used as flame retardants in plastics to Sb(+ V) compounds during waste incineration. However, owing to the similarity of different Sb(+ V) compound in the Sb K- and L-edge XANES spectra, it was not possible to accurately identify an exact Sb(+ V) species. Moreover, V is mainly present as oxidation state + V compound in the analyzed ashes. However, the coarse and magnetic fraction of the bottom ashes contain larger amounts of V(+ III) and V(+ IV) compounds which might enter the waste incineration from vanadium carbide containing steel tools. Thus, Sb and V could be critical potential toxic elements in secondary building materials and long-term monitoring of the release should be taken into account in the future. KW - Müllverbrennung KW - XANES spectroscopy PY - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-599841 SP - 1 EP - 7 PB - Springer Science and Business Media LLC AN - OPUS4-59984 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Haas, Marco A1 - Pienkoß, Fabian A1 - Kwiatkowski, Robert T1 - Wet-mechanical treatment: Processing of bituminous road construction waste in a jigging machine N2 - Jigging machines are used in processing technology in many areas. Examples are the processing of coal, ores, and primary and secondary raw and waste materials. Even small differences in density are offen sufficient for successful sorting. In the work presented here, milled material from road construction waste contaminated with bitumen is to be separated from uncontaminated material. In this way, scarce landfill space could be saved and mineral material be returned to the material cycle. KW - Wet-mechanical treatment KW - Jig KW - Road construction waste PY - 2023 UR - https://www.at-minerals.com/de/artikel/aufbereitung-von-bitumenhaltigem-strassenaufbruch-in-einer-setzmaschine-4037512.html SN - 1434-9302 VL - 64 IS - 12 SP - 46 EP - 51 PB - Bauverlag BV GmbH CY - Gütersloh AN - OPUS4-59160 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Roesch, Philipp A1 - Vogel, Christian A1 - Kalbe, Ute A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Entwicklung von PFAS-Summenparametern mittels Combustion Ion Chroma- tography (CIC) N2 - Wie können industriell synthetisierte Schadstoffe aus einer Stoffklasse quantifiziert werden, deren genauer Umfang unbekannt ist und auf mehrere tausend Verbindungen geschätzt wird? Im Falle der per- und polyfluorierten alkylierten Substanzen (PFAS) stellen sich Wissenschaftler*innen weltweit seit über zehn Jahren diese Frage. Neben der etablierten Methodik der Einzelstoffanalytik (engl. target analytic) existieren Summenparameteranalysen zur Quantifizierung organisch gebundener fluorierter Verbindungen in Umweltmedien und Konsumprodukten. An der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) beschäftigen wir uns mit der Weiterentwicklung von Summenparametermethoden am Beispiel von PFAS-belasteten Umweltkompartimenten wie Böden, Klärschlämmen und Gewässerproben sowie PFAS-haltigen Konsumgütern. In diesem Beitrag stellen wir zwei ausgewählte Fallbeispiele vor und diskutieren die Vor- und Nachteile der Methoden im Vergleich zur Einzelstoffanalytik. KW - PFAS KW - Combustion Ion Chromatography KW - LC-MS/MS KW - Water analysis KW - Environmental analysis KW - Sum parameter analysis PY - 2023 SN - 1618-3258 VL - 29 IS - 2 SP - 40 EP - 44 AN - OPUS4-57611 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Gleis, M. A1 - Karpf, R. A1 - Kanefke, R. A1 - Beckmann, M. T1 - Kreislaufwirtschaft braucht Verbrennung N2 - Warum eine Kreislaufwirtschaft ohne Abfallverbrennung nicht funktionieren wird, beschreibt die Dechema im Positionspapier „Abfallverbrennung in der Zukunft“. Experten der Fachgruppe „Abfallbehandlung und Wertstoffrückgewinnung“ von ProcessNet, einer gemeinsamen Initiative der Dechema und der VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, haben es erstellt. KW - Abfallverbrennung KW - Kreislaufwirtschaft KW - Ersatzbaustoffe PY - 2022 SN - 1436-5103 VL - 52 IS - 5-6 SP - 30 EP - 32 PB - VDI Fachmedien CY - Düsseldorf AN - OPUS4-54838 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Vogel, Christian A1 - Kalbe, Ute T1 - Antimony and vanadium in incineration bottom ash – leaching behavior and conclusions for treatment processes N2 - Due to its large mineral fraction, incineration bottom ash (IBA) from municipal solid waste incineration is an interesting raw material that can be used for road construction or to produce secondary building materials. However, leaching chloride, sulfate, and potentially harmful heavy metals may cause problems in using IBA in civil engineering. Investigating leaching behavior is crucial for the assessment of the environmental compatibility of IBA applications. Various test procedures are available for that purpose. In the present study, a long-term leaching test of a wet-mechanically treated IBA was performed in a lysimeter for almost six years. While concentrations of chloride, sulfate and the majority of the heavy metals started to decrease rapidly with progressive liquid-to-solid ratio (L/S), antimony (Sb) and vanadium (V) behaved differently. At the beginning of the lysimeter test, the Sb and V concentrations were low, but after approximately one year of operation at an L/S ratio of around 0.8 L/kg, a steady increase was observed. It was shown that this increase is the result of low Ca concentrations due to the formation of CaCO3. With the data, the solubility products from Ca-antimonate and Ca-vanadate were calculated. The unusual leaching behavior of Sb and V should be kept in mind when considering field scenarios and evaluating the impact on the environment. KW - Bottom ash KW - Lysimeter KW - Leaching of waste materials KW - Secondary building materials PY - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-534317 SN - 2611-4135 VL - 16 SP - 75 EP - 81 PB - CISA CY - Padua AN - OPUS4-53431 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gleis, Markus A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Schwermetallbelastung und Behandlung von Aschen aus Abfallverbrennungsanlagen N2 - Die Thermische Abfallbehandlung in Abfallverbrennungsanlagen sorgt für eine Inertisierung des Restmülls bei gleichzeitiger Minimierung von abgas- und abwasserseitigen Emissionen. Da der Großteil der Rückstände in verwertbare Sekundärprodukte überführt wird, fördert die thermische Abfallbehandlung die Verwirklichung einer Circular Economy in Europa. KW - Rostasche KW - Circular Economy KW - Ersatzbaustoffe PY - 2021 SN - 1436-9095 VL - 23 IS - 3 SP - 48 EP - 52 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden AN - OPUS4-52344 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kalbe, Ute A1 - Schatten, R. A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Terytze, K. T1 - Novelle der BBodSchV – Perspektiven für die Verwertung von Bodenmaterial N2 - Der Verwertung von Bodenmaterialien wird auf Grund des Volumens dieses Stoffstromes eine hohe umweltpolitische Bedeutung beigemessen. Dabei ist unter Gewährleistung des Vorsorge- und Nachhaltigkeitsprinzips eine möglichst hochwertige Verwertung anzustreben, um natürliche Ressourcen zu schonen und die Beseitigung von Abfällen weitestgehend zu vermeiden. Die vorgesehene Novelle der BBodSchV enthält in den Paragraphen 6 bis 8 neue Vorgaben hinsichtlich des Auf- und Einbringens von Bodenmaterialien unterhalb oder außerhalb einer durchwurzelbaren Bodenschicht. So soll die Möglichkeit eingeräumt werden, Bodenmaterialien mit Feststoffgehalten von regulierten Stoffen zwischen dem einfachen und doppelten Vorsorgewert einer weiteren Verwertung zuzuführen unter der Voraussetzung, dass die Eluatwerte eingehalten werden. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens des Umweltbundesamtes (FKZ: 3716 74 203 0) wurden unterschiedliche Bodenmaterialien (Baggergut, Bankettschälgut, Stadt- und Auenböden, Bergematerial), die unter diese Kriterien fallen, mit besonderem Fokus auf PAK hinsichtlich ihres Verwertungspotentials untersucht. Dabei wurden auch die Auswirkungen der Umstellung des Elutionsverfahrens von einem Wasser-Feststoffverhältnis (W/F) von 10 l/kg auf ein W/F von 2 l/kg auf die Einstufung von Bodenmaterialien betrachtet. Insbesondere für die Stoffgruppe der PAK konnte gezeigt werden, dass sich mit Verabschiedung der neuen Regelungen zusätzliche Verwertungsmöglichkeiten von Bodenmaterialien außerhalb der durchwurzelbaren Bodenschicht eröffnen und deren Deponierung teilweise vermieden werden kann. KW - Bodenmaterialien KW - Verwertung KW - Novelle BBodSchV KW - Vorsorgewerte KW - Eluatwerte KW - PAK PY - 2020 SN - 0942-3818 VL - 2020 IS - 4 SP - 133 EP - 140 PB - Erich Schmidt Verlag CY - Berlin AN - OPUS4-51090 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Holm, Olaf T1 - Resources from recycling and urban mining: Limits and prospects N2 - Direct and indirect effects (DIERec) of the recovery of secondary resources are in the range of 500 million tons per year in Germany; energy savings are 1.4 million TJ. These savings are between 10 and 20% of the total. The effects of materials recovery exceed those of energy recovery by far except for secondary plastic material, where DIERec from energy recovery is higher by factor of 2.7. Untapped potential for the recovery of secondary resources exists in the fine fraction of bottom ash from municipal solid waste incineration, mainly Cu and precious metals, and in urban mining. KW - Waste treatment KW - Secondary raw materials KW - Direct material input KW - Urban mining PY - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-453364 UR - https://digital.detritusjournal.com/articles/resources-from-recycling-and-urban-mining-limits-and-prospects/124 SN - 2611-4135 VL - 02 SP - 24 EP - 28 PB - CISA Publisher CY - Padua, Italy AN - OPUS4-45336 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Kalbe, Ute T1 - Travelling Conference 2018, Impressionen über die Abfallwirtschaft in Südkorea, Vietnam und Australien N2 - Wie Länder mit ihren Abfällen umgehen, hängt nicht nur von der Wirtschaftskraft eines Landes ab. Selbst in einem reichen Land wie Australien werden unbehandelte Abfälle einfach deponiert. Im Rahmen der Travelling Conference, einer vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Vortragsreihe, besuchten Fachleute die Länder Südkorea, Vietnam und Australien, um mit Experten vor Ort Fragestellungen aus der Abfallwirtschaft zu diskutieren. Zu den Schwerpunktthemen zählte die Steigerung der Ressourceneffizienz im Spannungsfeld von ökonomischen und umweltpolitischen Interessen. Eine Frage war beispielsweise die Bewertung der Umweltverträglichkeit von mineralischen Abfällen, wenn diese als Ersatzbaustoffe eingesetzt werden. In diesem Beitrag werden Ähnlichkeiten und Unterschiede bei der Entsorgung von Siedlungsabfällen, beim Recycling und bei der Bewertung der Umweltverträglichkeit der Wiederverwertung von Abfällen in den drei besuchten Ländern im Vergleich zu Deutschland aufgezeigt. Dabei ist man sich in Deutschland und den drei besuchten Ländern einig, dass die Abfallbeseitigung auf Deponien ohne Rückgewinnung von Ressourcen oder Energie die schlechteste Abfallentsorgungsoption ist. Einigkeit besteht auch darin, dass die Ziele einer nachhaltigen Abfallwirtschaft der Schutz der menschlichen Gesundheit und der Umwelt sowie die Schonung von Ressourcen sind. In allen drei Ländern werden große Mengen an mineralischen Abfällen erzeugt, die bei Nachweis der Umweltverträglichkeit einen Teil von natürlichem Sand und Kies für die Bauindustrie ersetzen könnten. Ähnlich wie in Deutschland werden recycelte Abfälle im Tiefbau jedoch nur in geringem Maße eingesetzt. Gründe dafür sind fehlende Behandlungsanlagen für mineralische Abfälle und Bedenken im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit. KW - Abfallbehandlung KW - Ersatzbaustoffe KW - Abfalltrennung KW - Deponierung PY - 2018 SN - 1868-9531 VL - 31 IS - 4 SP - 4 EP - 10 PB - Rhombos-Verlag CY - Berlin AN - OPUS4-47124 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -