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 - 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 - 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 - 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 - TY - RPRT A1 - Kittner, Maria A1 - Altmann, Korinna A1 - Hamann, Sven A1 - Weyer, Rüdiger A1 - Kalbe, Ute T1 - Bewertung der Freisetzung von Mikroplastik aus Sportböden auf Kunststoffbasis - Abschlussbericht 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 war es 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 wurden weitere umweltrelevante Schadstoffausträge aus den Kunststoffrasen quantifiziert. KW - Mikroplastik KW - Kunststoffrasen KW - Schadstoffe KW - Bewitterung KW - Lysimeter PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-633114 DO - https://doi.org/10.26272/opus4-63311 N1 - Das Projekt wurde gefördert vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Auftrag des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB) aus Mitteln des Innovationsprogramms Zukunft Bau. Aktenzeichen: FKZ 10.08.18.7-22.02. Projektlaufzeit: 09.2022 bis 03.2025. SP - 1 EP - 75 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-63311 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kittner, Maria A1 - Bauer, Vanessa A1 - Altmann, Korinna A1 - Kraft, Oliver A1 - Nordmann, Thomas A1 - Kalbe, Ute T1 - Mikroplastik-Austrage aus Kunststoffrasenplatzen ins Grundwasser N2 - Sportplätze aus Kunststoffrasen haben sich im Breitensport etabliert, weshalb ihre Anzahl jährlich zunimmt. Dabei werden Umwelt- und Gesundheitsrisiken, insbesondere durch Mikroplastik-Austräge, kontrovers diskutiert. Um die ungenügende Datenlage zur Menge des Austrages an Mikroplastik zu verbessern, haben sich zwei individuelle Studien mit dieser Forschungsfrage mit Fokus auf den Boden-Grundwasser-Pfad befasst, deren Ergebnisse hier erstmalig gemeinsam vorgestellt werden. Die erste Studie simulierte unter Laborbedingungen Mikroplastik-Emissionen von drei Kunststoffrasen-Szenarien in unterschiedlichen Alterungszuständen und analysierte thermoanalytisch. Die zweite Studie untersuchte Grundwasser-Proben von zwei Realsportplätzen, die 1 m unter dem Grundwasserspiegel entnommen und spektroskopisch untersucht wurden. Dies ermöglicht erstmalig einen Vergleich von Mikroplastik-Austrägen über das Sickerwasser in verschiedenen Bodentiefen. Die Labor-Ergebnisse ergaben je nach Alterungszustand des Kunststoffrasenplatzes Mikroplastik-Emissionen zwischen < 0,1 μg/L und 26,8 μg/L in 30 cm Bodentiefe. Wohingegen in den Grundwasser-Proben der Realsportplätze ab 4 m Bodentiefe keine Kunststoffrasen-Partikel detektiert wurden. Dies deutet darauf hin, dass vermehrt Mikroplastik durch Alterung aus Kunststoffrasen entsteht und im Sickerwasser ausgetragen wird, aber der Boden Mikroplastik- Partikel ≥ 5 μm durch Filtrationseffekte zurückhält, sodass diese im Grundwasser nicht nachweisbar waren. KW - Kunststoffrasen, Alterung, Mikroplastik, Elution, Schadstoffe PY - 2025 DO - https://doi.org/10.37307/j.1868-7741.2025.04.05 SN - 1868-7741 VL - 30 IS - 4 SP - 156 EP - 161 PB - Erich Schmidt Verlag GmbH & Co. KG AN - OPUS4-65098 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kittner, Maria A1 - Coesfeld, Bianca A1 - Schlau, Sven A1 - Werischak, Thomas A1 - Altmann, Korinna A1 - Kalbe, Ute T1 - Simultaneous sampling for microplastics and environmental contaminants from artificial turf: development of a new integrated microplastics eluate lysimeter N2 - To get a better understanding of potentially harmful contaminant emissions from soils or materials into the environment, politics demand practical and holistic sampling concepts for environmental samples such as leachates containing polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) or heavy metals, and hazardous particulate matter like microplastics (MP). Of particular concern are MP emissions from artificial turf sports pitches. So far, there has been only very limited data on MP mass emissions from artificial turf potentially posing a risk to the groundwater and no sampling device that allowed simultaneous sampling for dissolved and particulate contaminants. In this study, a novel integrative microplastics eluate lysimeter was developed to determine contaminant emissions from three artificial turf systems at different ageing states (fabric-new, artificially aged, real-time aged). For the accelerated ageing, all environmental simulation parameters were based on Central German conditions and simulated outdoor stress during the turf service lifespan of 15 years. MP masses from eluates were analysed using thermal extraction desorption-gas chromatography/mass spectrometry, PAH concentrations using gas chromatography/mass spectrometry and heavy metals using inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy. Results showed that no PAH or heavy metal concentrations from the seepage water were above German legal limits for alternative granular construction materials considering soil and groundwater protection. Furthermore, it was found that only minimal MP emissions were released from new turf systems into the seepage water (< 1 mg/m2). Ageing of the artificial turf increased MP formation, especially from rubber infill and grass fibres, which are then carried into the seepage water. The highest total MP emissions over a simulated turf lifespan of 15 years were detected in two real-time aged turf systems ranging from 136.4–252.5 mg/m2. Considerably less total MP emissions were detected in accelerated aged artificial turf systems, one of which contained a synthetic rubber infill (5.4–8.0 mg/m2) and one without rubber infill (0.2–5.3 mg/m2). In summary, it was demonstrated that the newly developed MEL generated reliable and reproducible data and has thus proven itself as an integrated, straightforward and automated sampling device for simultaneous monitoring of particulate and dissolved pollutant emissions from simple soil matrices. KW - Lysimeter KW - Microplastics KW - Artificial turf KW - Thermal extraction desorption-gas chromatography/mass spectrometry KW - TED-GC/MS KW - Polycyclic aromatic hydrocarbons KW - PAH KW - Heavy metals KW - Soil samples PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-645301 DO - https://doi.org/10.1186/s12302-025-01235-1 SN - 2190-4715 VL - 37 IS - 1 SP - 1 EP - 15 PB - Springer Open AN - OPUS4-64530 LA - eng 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 - JOUR A1 - Klinge, A A1 - Mönig, J A1 - Ziegert, C A1 - Richter, Matthias A1 - Kalbe, Ute A1 - Horn, Wolfgang A1 - Röhlen, U A1 - Rauscher, S A1 - Roswag-Klinge, E T1 - upMIN 100 – upcycling of mineral construction and demolition waste to substitute natural aggregates in earthen building materials N2 - The construction sector is one of the most resource-intensive sectors in Germany and is responsible for 40 % of CO2 emissions. Around 517 million tons of mineral raw materials are required annually for the construction of buildings in Germany. At the same time, mineral construction waste was the largest material flow at 229.3 million tons (2020). The rates of construction and demolition waste (CDW) recycling have increased since 2000, especially for mineral waste. Nevertheless, the majority of recycled aggregates are used in technically largely unregulated applications (e.g. road construction). This downcycling leads to a loss of valuable resources for technically and economically valuable applications. The upMIN 100 research project is investigating the question of whether and to what extent recycled CDW is suitable as an additive an binder in earthen building materials. The focus is placed on grain sizes of < 2 mm, which are currently predominantly landfilled, as there are at present no regulations for their use in building products. The soil matrix of earthen building materials however, naturally contains of different grain sizes, whith < 2mm – 0,063 for aggregates and < 0.063 mm as a binder. Therefore, the focused grain sizes (sand, clay and silt) could have a high usage potential. In order to enable the use of CDW, the technical feasibility must be ensured, quality requirements for source materials (e.g. threshold values for pollutants in terms of health and environmental compatibility and hazardous substances) and permissible proportions of recycled aggregates must be defined. Two different building material developments (earth blocks and -plaster)were used to assess both, the technical feasibility as well the pollutant content of the recycled aggregate and its final emissions into the indoor air. For both materials two mixtures could be established, that also meet the mechanical specifications according to the DIN standard, such as the compressive strength. A method was developed to design material mixtures with a high amount of CDW that comply with the defined limit values. The mixtures reached a recycling rate of 28 % with high mechanical properties and 70 % with minimum strength requirements. KW - Mineral waste KW - Upcycling KW - Earthen building product KW - Circular construction PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-652831 DO - https://doi.org/10.1088/1755-1315/1554/1/012084 SN - 1755-1307 VL - 1554 IS - 1 SP - 1 EP - 9 PB - IOP Publishing AN - OPUS4-65283 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -