TY - CONF A1 - Leube, Peter T1 - Quantification of ultrashort per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in water samples via headspace gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) - a method development N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) were classified as a group of highly concerning chemicals over the last decades. Because of the high persistence of PFAS, their previous use led to contamination of the environment and human population. Due to ongoing use and incomplete remediation or destruction methods, the PFAS background in the environment is growing continuously. The presence of ultrashort PFAS (with ≤3 carbon atoms) in the environment is often overlooked despite their contributions to PFAS levels. These compounds may directly contaminate the environment and arise from degradation of polyfluorinated compounds as well as incomplete PFAS destruction in certain industrial processes. Nonetheless, few approaches for targeted analysis of ultrashort PFASs have been developed, except for trifluoroacetic acid (TFA). Beside liquid (LC-MS/MS), supercritical fluid (SFC-MS/MS), and ion chromatography (IC-MS)-based systems, gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS) is a promising method for detection and quantification of ultrashort PFAS. The goal of this study was to develop a simple headspace GC-MS method for the quantification of ultrashort perfluorocarboxylic acids (PFCAs) and polyfluorinated alcohols (PFOHs) in water samples. In contrast to PFOHs, functionalization of PFCAs was required for quantification. This was done by esterification with methanol at 80 °C, which can be carried out directly in the headspace GC-MS system. Moreover, several parameters were optimized to achieve a low limit of quantification (LOQ) for the analytes used: i) The ratio of the aqueous solution, methanol, and available gas phase within the analysis vessel, ii) the concentration of additional acid in esterification mixtures of PFCAs, iii) shaking frequency and iv) shaking time before analysis. After optimizing the procedure, we were able to quantify ultrashort PFCAs and PFOHs. Thus, our developed headspace GC-MS method has the potential to be used as an alternative target analysis for ultrashort-chain PFCAs and PFOHs in various water samples (groundwater, wastewater). T2 - SETAC Europe 34th Annual Meeting CY - Seville, Spain DA - 05.05.2024 KW - Ultrashort PFAS KW - Headspace GC-MS KW - Perfluorocarboxylic acid (PFCA) KW - Polyfluorinated alcohol (PFOH) PY - 2024 AN - OPUS4-60042 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ronen, A. A1 - Panglisch, S. T1 - Detection, Quantification and Treatment of Per and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) in Groundwater N2 - The research project focuses on tackling the detection, measurement, and elimination of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) from polluted groundwater, with a particular emphasis on addressing short (C4-C7) and ultrashort (C1-C3) chain PFAS. Given the widespread use of PFAS in various products, they are commonly found in groundwater near industrial and military sites in Germany and Israel. Moreover, recent regulations limiting the use of long chain PFAS have led industries to shift towards shorter chain alternatives. Hence, our efforts are geared towards refining detection, quantification, and removal methods for short and ultrashort chain PFAS. In terms of detection, ww are developing passive sampling devices capable of collecting and tracking the temporal distribution of PFAS species in groundwater. This will enable us to analyze contaminations in German and Israeli groundwater using cutting-edge analytical techniques. Additionally, contaminated groundwater will undergo a two-stage treatment process aimed at concentrating the relatively low PFAS concentrations using innovative membrane technologies such as closed-circuit reverse osmosis and mixed matrix composite nanofiltration membrane adsorbers. Subsequently, the streams containing higher PFAS concentrations will be treated through coagulation, with the remaining PFAS being adsorbed onto carbonaceous nanomaterials. The outcome of this research will include the creation of advanced tools for detecting, measuring, and eliminating PFAS from polluted groundwater, while also enhancing our understanding of the scope of these contaminations. T2 - German Israeli Water Technology Status Seminar CY - Koblenz, Germany DA - 18.06.2024 KW - Ground water KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Remediation PY - 2024 AN - OPUS4-60328 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ben Efraim, R. T1 - Comparison of PFAS Adsorption and Electro-Sorption Using Pristine and Functionalized MWCNTs N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) have been extensively utilized in various industrial processes, resulting in elevated concentrations in landfills and drinking water reservoirs. Despite recognizing that shortchained PFAS are harmful, they are often overlooked. Short-chain PFAS are more challenging to remove via adsorption and membrane separation processes, and their detection is complex, thus creating a critical gap in understanding their environmental impact. To improve their environmental monitoring, we aim to improve short-chain PFAS adsorption and electro-sorption on novel carbon-based adsorbers such as pristine and functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and assess their adsorption mechanisms. Based on the obtained result, we aim to develop a PFAS passive sampling device. T2 - German Israeli Water Technology Status Seminar CY - Koblenz, Germany DA - 18.06.2024 KW - Ground water KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Sorption PY - 2024 AN - OPUS4-60329 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Leube, Peter T1 - Quantification of ultrashort per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in water samples via headspace gas chromatographymass spectrometry (GC-MS) - a method development N2 - Ultrashort PFAS (≤ 3 carbon atoms) were overlooked for a long time in analytical monitoring. Beside through the use of these substances, they contribute to the PFAS background in the environment through (environmental/ bio-) degradation and incomplete destruction3 of PFAS with longer carbon chains or other fluorinated compounds. As part of the German-Israeli Cooperation in Water Technology Research project „Detection, quantification, and treatment of per- and polyfluoroalkyl substances in groundwater“ (DEFEAT-PFAS), we are developing an as simple as possible direct headspace (HS-)GC-MS method to detect trifluoroacetic acid (TFA) and perfluoropropanioc acid (PFPrA), as well as trifluoroethanol (TFEtOH), pentafluoropropanol(PFPrOH) and hexafluoroiospropanol (HFIP) in water samples. Here we present the results of the PFAS mentioned in spiked ultrapure water solutions. T2 - German Israeli Water Technology Status Seminar CY - Koblenz, Germany DA - 18.06.2024 KW - Ground water KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Gas chromatography - mass spectrometry (GC-MS) PY - 2024 AN - OPUS4-60330 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ronen, A. A1 - Vogel, Christian A1 - Leube, Peter A1 - Ben Efraim, R. A1 - Nir, O. A1 - Chaudhary, M. A1 - Futterlieb, M. A1 - Panglisch, S. T1 - DEFEAT-PFAS: Detection, Quantification, and Treatment of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Groundwater N2 - The research project focuses on tackling the detection, measurement, and elimination of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) from polluted groundwater, with a particular emphasis on addressing short (C4-C7) and ultrashort (C1-C3) chain PFAS. Given the widespread use of PFAS in various products, they are commonly found in groundwater near industrial and military sites in Germany and Israel. Moreover, recent regulations limiting the use of long chain PFAS have led industries to shift towards shorter chain alternatives. Hence, our efforts are geared towards refining detection, quantification, and removal methods for short and ultrashort chain PFAS. In terms of detection, ww are developing passive sampling devices capable of collecting and tracking the temporal distribution of PFAS species in groundwater. This will enable us to analyze contaminations in German and Israeli groundwater using cutting-edge analytical techniques. Additionally, contaminated groundwater will undergo a two-stage treatment process aimed at concentrating the relatively low PFAS concentrations using innovative membrane technologies such as closed-circuit reverse osmosis and mixed matrix composite nanofiltration membrane adsorbers. Subsequently, the streams containing higher PFAS concentrations will be treated through coagulation, with the remaining PFAS being adsorbed onto carbonaceous nanomaterials. The outcome of this research will include the creation of advanced tools for detecting, measuring, and eliminating PFAS from polluted groundwater, while also enhancing our understanding of the scope of these contaminations. T2 - German Israeli Water Technology Status Seminar CY - Koblenz, Germany DA - 18.06.2024 KW - Ground water KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Remediation PY - 2024 UR - https://indico.scc.kit.edu/event/4029/attachments/7552/12045/Proceedings_Ger-Isr-Coop_Status-Seminar-2024.pdf SP - 33 EP - 36 AN - OPUS4-60331 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Detektion, Quantifizierung und Entfernung von insbesondere ultrakurzkettigen PFAS in Grundwasser N2 - Da PFAS in großem Umfang in einer Vielzahl von Produkten verwendet wurde, sind sie im Grundwasser in der Nähe vieler industrieller und militärischer Anlagen weltweit zu finden. Darüber hinaus führten neue Vorschriften und Beschränkungen für die Verwendung von langkettigen PFAS zu einer vermehrten Produktion kurzkettiger Alternativen. Ultrakurzkettige PFAS (≥C3) können natürliche und anthropogene Barrieren durchdringen und schließlich in Trinkwasserquellen gelangen. Zudem entfernen die meisten gängigen Trinkwasser-aufbereitungsverfahren die ultrakurzkettigen PFAS nicht ausreichend. Im Kooperationsprojekt DEFEAT-PFAS wird daher das Ziel verfolgt, Wissenslücken über Nachweis, Quantifizierung und Entfernung von kurz- (C4-C7) und ultrakurzkettige (C1-C3) PFAS, in kontaminiertem Grundwasser zu schließen. Die israelischen und deutschen Projektpartner entwickeln dafür analytische Methoden and selektive Passivsammler, um das zeitliche Profil von PFAS-Spezies im Grundwasser zu erfassen und überwachen. Darüber hinaus ein zweistufiges Verfahren entwickelt, welches darauf ausgelegt ist, die relativ niedrigen PFAS-Konzentrationen im Grundwasser durch neuartige Membranverfahren, Umkehrosmose im Batchbetrieb mit geschlossenem Kreislauf sowie Verbund-Nanofiltrationsmembranen, zu konzentrieren. Anschließend werden die PFAS angereicherten Konzentrate mittels Koagulation behandelt und das verbleibende PFAS an kohlenstoffhaltigen Nanomaterialien adsorbiert. T2 - Workshop des Netzwerks Perflusan CY - Karlsruhe, Germany DA - 18.06.2024 KW - Grundwasser KW - Per- und Polyfluoroierte Alkylsubstanzen (PFAS) PY - 2024 AN - OPUS4-60334 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Scholz, Philipp ED - Thiel, Stephanie ED - Thome-Kozminesky, Elisabeth ED - Antrekowitsch, Helmut ED - Pomberger, Roland ED - Firsbach, Felix T1 - Einstufung von Aschen und Schlacken aus der Abfallverbrennung im Hinblick auf die weitere Verwertung – Handlungsempfehlungen N2 - Die Einstufung von Hausmüllverbrennungsasche (IBA) als gefährlich oder nicht gefährlich nach der Gefahreneigenschaft HP14 (ökotoxisch) ist nach wie vor umstritten, da es noch keine keine allgemein anerkannten Methoden zur Bewertung gibt. Wenn die Berechnungsregeln angewendet werden sollen angewendet werden sollen, sind Kenntnisse über die chemische Zusammensetzung von IBA erforderlich. Informationen über über die chemische Zusammensetzung von IBA können mit einem Ansatz gewonnen werden, der auf der Gruppierung von Substanzen. Für IBA können vier Stoffgruppen definiert werden: 1. elementare und legierte Metalle, 2. leicht wasserlösliche Stoffe, 3. schwer lösliche Stoffe und 4. Stoffe mit starken chemischen Bindungen. Elementares und legiertes Cu und Zn sind in der IBA vorhanden und werden in der Regel als Nichteisenmetallfraktion zurückgewonnen, zumindest die größeren Partikel. Zn-Partikel, die kleiner als 1 mm sind, werden als H410 eingestuft, feine Partikel von Cu nur als H411. Die wasserlösliche Fraktion kann mit Standardauslaugungsmethoden quantifiziert werden Auslaugungsmethoden quantifiziert werden, z. B. bei einem Flüssigkeits-Feststoff-Verhältnis (L/S) von 2 oder 10 l/kg. Sowohl die Sulfate von Zn als auch von Cu gehören zu dieser Gruppe. In einer neueren Veröffentlichung wurde gezeigt, dass bei den oben genannten Metalle die ausgelaugte Menge weit unter dem Grenzwert von 1.000 mg/kg liegt, selbst wenn stöchiometrische Faktoren angewendet werden. Stoffgruppe 3 sind potenzielle H410-Stoffe. Dabei handelt es sich um Carbonate, Hydroxide und Oxide der betreffenden Elemente, die löslich sind in schwachen organischen Säuren wie Essigsäure löslich sind. Die Worst-Case-Stoffe der Gruppe 3, d. h. die Verbindungen mit den höchsten stöchiometrischen Faktoren, sind CuCO3xCu(OH)2 und ZnO. Stoffe mit starken chemischen Bindungen wie Silikate oder Sulfide sind nur löslich in starken Säuren (z.B. Königswasser) löslich und haben keinen Ökotoxizitäts-Gefahrencode. Das Mobilisierungsverhalten der relevanten Schwermetalle und damit der Gruppe der schwer schwerlöslichen Verbindungen kann mit der 4-stufigen sequentiellen Extraktion untersucht werden. Für die HP14 Einstufung könnte auch eine einstufige Extraktion ausreichend sein. Nur die Elemente Zn und Cu sind für die HP14-Einstufung der IBA von Bedeutung, da die Feststoffgehalte aller anderen Schwermetalle unterhalb des Feststoffgehalte aller anderen Schwermetalle unter der Cut-Off-Grenze von 0,1 % liegen, selbst wenn man sie in chemischen Verbindungen mit stöchiometrischen Faktoren. Im Ergebnis wurde gezeigt, dass IBA in der Regel als nicht gefährlich einzustufen ist. T2 - Berliner Konferenz Mineralische Nebenprodukte und Abfälle CY - Berlin, Germany DA - 12.06.2024 KW - Rostasche KW - Ökotoxizität KW - Sequenzielle Extraktion PY - 2024 SN - 978-3-911006-80-4 VL - 11 SP - 176 EP - 190 PB - TK-Verlag CY - Neuruppin AN - OPUS4-60281 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Einstufung von Aschen und Schlacken aus der Abfallverbrennung im Hinblick auf die weitere Verwertung – Handlungsempfehlungen N2 - Die Einstufung von Hausmüllverbrennungsasche (HMVA) als gefährlich oder nicht gefährlich nach der Gefahreneigenschaft HP14 (ökotoxisch) ist nach wie vor umstritten, da es noch keine allgemein anerkannten Methoden zur Bewertung gibt. Wenn die Berechnungsregeln angewendet werden sollen angewendet werden sollen, sind Kenntnisse über die chemische Zusammensetzung von HMVA erforderlich. Informationen über die chemische Zusammensetzung von HMVA können mit einem Ansatz gewonnen werden, der auf der Gruppierung von Substanzen. Für HMVA können vier Stoffgruppen definiert werden: 1. elementare und legierte Metalle, 2. leicht wasserlösliche Stoffe, 3. schwer lösliche Stoffe und 4. Stoffe mit starken chemischen Bindungen. Elementares und legiertes Cu und Zn sind in der HMVA vorhanden und werden in der Regel als Nichteisenmetallfraktion zurückgewonnen, zumindest die größeren Partikel. Zn-Partikel, die kleiner als 1 mm sind, werden als H410 eingestuft, feine Partikel von Cu nur als H411. Die wasserlösliche Fraktion kann mit Standardauslaugungsmethoden quantifiziert werden Auslaugungsmethoden quantifiziert werden, z. B. bei einem Flüssigkeits-Feststoff-Verhältnis (L/S) von 2 oder 10 l/kg. Sowohl die Sulfate von Zn als auch von Cu gehören zu dieser Gruppe. In einer neueren Veröffentlichung wurde gezeigt, dass bei den oben genannten Metalle die ausgelaugte Menge weit unter dem Grenzwert von 1.000 mg/kg liegt, selbst wenn stöchiometrische Faktoren angewendet werden. Stoffgruppe 3 sind potenzielle H410-Stoffe. Dabei handelt es sich um Carbonate, Hydroxide und Oxide der betreffenden Elemente, die löslich sind in schwachen organischen Säuren wie Essigsäure löslich sind. Die Worst-Case-Stoffe der Gruppe 3, d. h. die Verbindungen mit den höchsten stöchiometrischen Faktoren, sind CuCO3xCu(OH)2 und ZnO. Stoffe mit starken chemischen Bindungen wie Silikate oder Sulfide sind nur löslich in starken Säuren (z.B. Königswasser) löslich und haben keinen Ökotoxizitäts-Gefahrencode. Das Mobilisierungsverhalten der relevanten Schwermetalle und damit der Gruppe der schwer schwerlöslichen Verbindungen kann mit der 4-stufigen sequenziellen Extraktion untersucht werden. Für die HP14 Einstufung könnte auch eine einstufige Extraktion ausreichend sein. Nur die Elemente Zn und Cu sind für die HP14-Einstufung der HMVA von Bedeutung, da die Feststoffgehalte aller anderen Schwermetalle unterhalb des Feststoffgehalte aller anderen Schwermetalle unter der Cut-Off-Grenze von 0,1 % liegen, selbst wenn man sie in chemischen Verbindungen mit stöchiometrischen Faktoren. Im Ergebnis wurde gezeigt, dass HMVA in der Regel als nicht gefährlich einzustufen ist. T2 - Berliner Konferenz Mineralische Nebenprodukte und Abfälle CY - Berlin, Germany DA - 12.06.2024 KW - Rostasche KW - Ökotoxizität KW - Sequenzielle Extraktion PY - 2024 AN - OPUS4-60284 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - PFAS analysis by fluorine K-edge XANES spectroscopy and thermal and mechanochemical treatment N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a large group of more than 12,000 organofluorine surfactants. As a result of continuous and prolific use, mainly in aviation firefighting foams, thousands of industrial and military installations have been found to contain contaminated soil, groundwater and surface water. . Current decontamination strategies of PFAS-burdened soils mainly consist of adsorption methods using adsorbents for fixation of PFAS in the ground. A second option is the utilization of a “pump and treat” process, cycling polluted soils through a washing plant leading to the concentration of the pollutants in the fine fraction. Both approaches are cost-intensive and not intended for the direct decomposition of all PFAS contaminants. Furthermore, the contaminated adsorbants have to be safely thermal treated for recovery. Hence, there is a great demand for innovative developments, dealing with new strategies of tackling the PFAS problem. Previously, mechanochemical treatment of polychlorinated organic compounds in soils showed an efficient dechlorination. Thus, we investigated mechanochemical treatment of PFAS contaminated soils with various additives in a ball mill. T2 - SEMICON CY - Tokyo, Japan DA - 12.12.2024 KW - Mechanochemical treatment KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - XANES spectroscopy KW - Thermal treatment PY - 2024 AN - OPUS4-62183 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Loose, Florian T1 - Carbon Fibers as Secondary Resource - Safety during application in pyrometallurgy N2 - Transformation technologies rely on lightweight construction based on carbon fibers (CF). Therefore, carbon fiber-reinforced plastics (CFRP) make an important contribution to climate protection and resource efficiency. Nevertheless, the waste stream of approximately 62 kt/a poses a major challenge. Because the energy intensive production of CF is predominantly based on fossil raw materials, sustainable recycling solutions are pushed forward. The currently predominating role mechanical recycling loses attractiveness and the market share of processes recovering the high value fibers by pyrolysis or solvolysis raise in importance. Nevertheless, fibers that are to short to continue circulating, analogous to paper fibers, demand for a safe treatment. Because energetic is not feasible due to an incomplete conversion in conventional waste treatment facilities. To circumvent the chemical limitations of the conversion, new reaction pathways need to be opened. Therefore, the CF Pyro project investigates the application of CF containing waste streams as a secondary raw material in pyrometallurgy, replacing fossil coal. It places particular emphasis on the reactivity of CF, process stability and the avoidance of emissions of harmful WHO fibers. Finally, a technology assessment based on the experimental results and developed in dialog with experts from industry, science and politics is presented. T2 - Workshop on releases of critical fibres CY - Dortmund, Germany DA - 13.09.2024 KW - Cabon Fibers KW - Recycling KW - Waste Treatment KW - Secondary Resource KW - Pyrometallurgy PY - 2024 AN - OPUS4-61278 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Loose, Florian T1 - CFK-Recycling N2 - Obwohl der Leichtbau mit carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zur Ressourceneffizienz liefert, stellt der wachsende Abfallstrom von aktuell 62 kt/a eine große Herausforderung dar. Weil die Produktion von Carbonfasern (CF) überwiegend auf fossilen Rohstoffen basiert und sehr energieintensiv ist, werden nachhaltige Recyclinglösungen dringend benötigt. Hier wird ein Überblick über aktuelle Recyclingprozesse gegeben und deren Limitierungen diskutiert. Darüber hinaus wird eine Möglichkeit zur sicheren chemischen Nutzung von CF-haltigen Reststoffen aufgezeigt, die nicht zur Wiederverwertung geeignet sind. Das Projekt CF Pyro untersucht deren Einsatz als Sekundärrohstoff in der Pyrometallurgie und setzt besondere Schwerpunkte bei der Reaktivität von CF, der Prozessstabilität und der Vermeidung von Emissionen gesundheitsschädlicher WHO-Fasern. Abschließend wird eine, auf den experimentellen Ergebnissen und im Dialog mit Expertinnen und Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik entwickelten, Technologiebewertung vorgestellt. T2 - 4. Netzwerktreffen Leichtbau Berlin-Brandenburg CY - Berlin, Germany DA - 01.10.2024 KW - Cabonfasern KW - Recycling PY - 2024 AN - OPUS4-61279 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Loose, Florian T1 - Carbonfaserhaltige Reststoffe als Sekundärrohstoff – Einsatz in der Pyrometallurgie N2 - Lightweighting is a key technology for tackling the challenges of the 21st century, in particular climate change. Lightweighting contributes to decreasing CO2 emissions, improves resource efficiency and supports the transition to sustainable mobility. In particular, carbon fibers (CF) and carbon fiber-reinforced plastics (CFRP) play a central role in various industries such as aviation, wind power and electric mobility. With the increasing demand, the waste streams of CF are also growing, and their recycling is crucial for environmental compatibility and the circular economy. The difficulty of CF recycling is to separate the CF from the polymer matrix to obtain high-quality recycling materials. Processes such as solvolysis and pyrolysis are used, with pyrolysis being the more commonly implemented. However, the process for obtaining recycled carbon fibers (rCF) also has disadvantages, since the fiber lengths and qualities can be affected by the recycling processes. Safety aspects are also important, since carbon fiber fragments can be potentially harmful. Processes must be developed for treating carbon fiber waste streams, that ensure safety, since landfilling is not possible due to the plastic matrix. Large-scale experiments have shown that the thermal recovery of CF in waste incinerators is incomplete, which is due to the chemical structure of CF. Pyrometallurgical utilization of CF is considered a promising approach. Here, CF can be chemically utilized in these high-temperature processes in such a way that their conversion is improved while minimizing the formation of fragments that are harmful. In this context, studies on the reactivity of CF in such processes are important to verify the efficiency and safety of the procedures. In summary, the safe and efficient use of CF waste not only contributes to the circular economy but also promotes the decarbonization of the steel industry. It is crucial to develop suitable processes to protect the environment and the health of workers while maintaining the value creation of CF. T2 - Berliner Konferenz Abfallwirtschaft und Energie CY - Berlin, Germany DA - 27.01.2025 KW - Cabonfasern KW - CFK KW - Recycling KW - Secondary Resource KW - Pyrometallurgy PY - 2025 AN - OPUS4-62464 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mishra, Biswajit A1 - Kumar Singh, Amit A1 - Shankar Mahobia, Girija T1 - Hydrogen reduction studies of low-grade multimetallic magnetite ore pellets N2 - The hydrogen reducibility of pellets made from a low-grade multimetallic magnetite ore (Fe content ∼ 45 %) was investigated in the present study. Pellets were reduced in a horizontal tube furnace at temperatures ranging from 973 K to 1173 K for 1 to 60 min. Pure Hydrogen (H2) gas (99.9 %) at three flow rates of 0.25 L/min, 0.5 L/min, and 1 L/min were blown during the reduction process. A maximum reduction degree of 94.07 %, metallization ratio of 0.925, and H2 gas utilization of 9.01 % were obtained at a temperature and a reduction time of 1173 K and 60 min, respectively. In order to optimize the hydrogen utilization, a reduction temperature of 1173 K, a reduction time of 45 min, and a gas flow rate of 0.25 L/min were selected, resulting in a reduction degree and metallization ratio of 90 % and 0.89, respectively. The cold crushing strength (CCS) of the reduced pellets initially decreased and then increased slightly, exhibiting behavior similar to high-grade ores. Imputities like SiO2, Al2O3, and MgO, present in the low grade ores are found to control the porosity of the pellets, directly affecting the CCS and reducibility of the pellets. KW - Cold Crushing Strength KW - Low-grade iron ores KW - Hydrogen Reduction KW - Metallization ratio KW - Gangue elements PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1016/j.mineng.2024.108823 SN - 0892-6875 VL - 215 SP - 1 EP - 14 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-62539 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Vogel, Christian A1 - Slee, D. ED - Naidu, R. T1 - Chapter 5 Analytical techniques for Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a group of various anthropogenic organic products, in which the hydrogen atoms on the carbon skeleton of at least one carbon atom have been completely replaced by fluorine atoms. Because this group contains more than 7 million compounds, they can have very different properties. PFAS analysis in environmental samples is currently mainly utilized by liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) and related techniques as well as gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) to conduct target analysis. However, to get a better overview of the amount of “total” amount of PFAS, sum parameter methods like total oxidizable precursor assay (TOPA), absorbable organic fluorine (AOF), and extractable organic fluorine (EOF) are in development. Additionally, for research purposes, several spectroscopical methods like X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), fluorine K-edge X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy, particular induced gamma-ray emission (PIGE) spectroscopy as well as19 F nuclear magnetic resonance (NMR), infrared, and Raman spectroscopy are available. Therefore, an overview is given on currently available analytical techniques for PFAS in environmental samples and their application possibilities discussed for different kinds of PFAS subgroups. KW - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Analytics KW - Liquid chromatography - mass spectrometry (GC-MS) KW - Sum parameter PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1515/9783110796797-005 SP - 143 EP - 168 PB - De Gruyter AN - OPUS4-62662 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Loose, Florian ED - Thiel, S. ED - Thomé-Kozmiensky, E. ED - Quicker, P. ED - Gosten, A. ED - Stengler, E. T1 - Carbonfaserhaltige Reststoffe als Sekundärrohstoff – Einsatz in der Pyrometallurgie N2 - Für die Bewältigung der Herausforderungen des 21. Jahrhunderts, insbesondere des Klimawandel ist der Leichtbau eine Schlüsseltechnologie. Leichtbau trägt zur Reduzierung von CO2-Emissionen bei, verbessert die Ressourceneffizienz und unterstützt die Mobilitätswende. Insbesondere Carbonfasern (CF) und carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) spielen eine zentrale Rolle in verschiedenen Industriezweigen wie Luftfahrt, Windkraft und Elektromobilität. Mit der steigenden Nachfrage wachsen auch die Reststoffströme von CF, deren Recycling entscheidend für die Umweltverträglichkeit und die Kreislaufwirtschaft ist. Die Schwierigkeit des CF-Recyclings bestehen darin, die CF von der Kunststoffmatrix zu trennen, um hochwertige Recyclingmaterialien zu gewinnen. Verfahren wie Solvolyse und Pyrolyse werden genutzt, wobei überwiegend die Pyrolyse umgesetzt wird. Der Prozess zur Gewinnung von Recycling-Carbonfasern (rCF) hat jedoch auch Nachteile, da die Faserlängen und -qualitäten durch Recyclingprozesse beeinträchtigt werden können. Sicherheitsaspekte sind ebenfalls wichtig, da CF Bruchstücke potenziell gesundheitsschädlich sein können. Zur Behandlung von CF-Abfallströmen müssen Verfahren entwickelt werden, die eine sichere Verwertung ermöglichen, da Deponierung aufgrund der Kunststoffmatrix nicht möglich ist. Großversuche haben gezeigt, dass die thermische Verwertung von CF in Müllverbrennungsanlagen unvollständig ist, was auf die chemische Struktur von CF zurückzuführen ist. Die pyrometallurgische Nutzung von CF wird als vielversprechender Ansatz betrachtet. Hierbei können CF in diesen Hochtemperaturprozessen chemisch so genutzt werden, dass ihre Umwandlung verbessert und gleichzeitig die Bildung gesundheitsschädlicher Fragmente minimiert ist. In diesem Zusammenhang sind Studien zur Reaktivität von CF in solchen Prozessen wichtig, um die Effizienz und Sicherheit der Verfahren zu überprüfen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die sichere und effiziente Nutzung von CF-Abfällen nicht nur zur Kreislaufwirtschaft beiträgt, sondern auch die Dekarbonisierung der Stahlindustrie vorantreibt. Es ist entscheidend, geeignete Prozesse zu entwickeln, um die Umwelt und die Gesundheit der Arbeiter zu schützen und gleichzeitig die Wertschöpfung aus CF-Reststoffen zu erhalten. KW - Leichtbau KW - Carbonfasern KW - Recycling KW - Secondary Resource KW - Pyrometallurgy PY - 2025 SN - 978-3-911006-85-9 VL - 2 SP - 527 EP - 540 PB - Thomé-Kozmiensky Verlag CY - Neuruppin AN - OPUS4-62463 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Quantification of Perfluorocarboxylic Acids in Water Samples via Static Headspace Gas Chromatography Coupled to Mass Spectrometry N2 - Perfluorocarboxylic acids (PFCAs) are one of the most prominent and studied subgroups of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs), which have attracted great interest in environmental and toxicology research due to their intensive use in combination with their persistence, mobility and potential threat to ecosystems and human health. The standard method to quantify PFCAs in water samples is liquid chromatography or, for additional quantification of ultrashort-chain PFCAs (carbon chain length of two or three carbon atoms) too, hydrophilic interaction liquid chromatography, in each case coupled with mass spectrometry. However, there are a lot of laboratories using MS coupled to headspace gas chromatography systems (HS-GC-MS), usually to quantify a wide range of volatile organic compounds. While PFCAs themselves are difficult to measure with HS-GC-MS in water samples, this challenge can be solved by derivatizing the acids to more volatile compounds, like esters. This approach could enable laboratories using HS-GC-MS to analyse and monitor PFCAs in environmental water samples. By following this idea, we successfully developed a HS-GC-MS method to quantify PFCAs in ultrapure water. Trifluoric acid (TFA), perfluoropropionic acid (PFPrA), perfluorobutanoic acid (PFBA) and perfluorooctanoic acid (PFOS) served as exemplary analytes of PFCAs, which were derivatized with methanol and concentrated sulfuric acid to form methyl esters. The method was optimized by varying different preparation and measurement parameters, leading to limits of detection and quantification in the two-digit ppt-range for all four analytes. The method was than tested on various real water samples, including tap and bottled water, groundwater, landfill leachate, treated wastewater and impinger water from a sewage sludge incineration experiment. Furthermore, snow samples from a ski slope were analysed too. TFA was the most frequently detected PFAA, with concentrations in the ppt and low ppb range. The detection and quantification of the remaining three PFCAs vary with the sample types and sampling location.Our results show that HS-GC-MS is suitable, and enables laboratories with this technique, to quantify PFCAs water samples. T2 - SETAC Europe CY - Vienna, Austria DA - 11.05.2025 KW - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Groundwater KW - GC-MS PY - 2025 AN - OPUS4-63094 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Detection, quantification, and treatment of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in groundwater (DFEAT-PFAS) N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a large group of chemicals used in the formulations of thousands of consumer goods. Because of the recent regulations and restrictions on the use of long chain (≥C8) PFAS a significant shift in the industry towards short (C4-C7) and ultrashort (C1-C3) chain alternatives has been recognized the last years. Due to the high polarity and water solubility of ultrashort PFAS, the potential for bioaccumulation is low. However, the high persistence of ultrashort-chain PFAS will result in environmental accumulation, especially in aquatic environments, leading to potential risks for aquatic organisms and increased human external exposure through drinking water. Ultrashort PFAS like trifluoroacetic acid (TFA) are low to moderately toxic to a range of organisms. In the project we are focusing on detecting and removing PFAS, especially ultrashort-chain PFAS from contaminated groundwater. Therefore, we suggest developing and optimizing short- and ultrashort-chain PFAS detection, quantification, and removal. We will design passive sampling devices, which can collect and monitor the temporal profile of PFAS species in groundwater. This will allow us to analyze PFAS contaminations in German and Israeli groundwater using state-of-the-art novel analytical techniques. In addition, contaminated groundwater will be treated via a two-stage process, designed to concentrate the relatively low PFAS concentrations by novel membrane processes including closed-circuit reverse osmosis (CCRO) and mixed matrix composite nanofiltration membranes (MMCM). Afterwards the rejected streams, containing higher concentrations of PFAS will be treated by coagulation and the remaining PFAS adsorbed onto carbonaceous nanomaterials (CNMs). T2 - SETAC Europe CY - Vienna, Austria DA - 11.05.2025 KW - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Groundwater KW - Remediation PY - 2025 AN - OPUS4-63095 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Capitain, C. A1 - Schüßler, M. A1 - Bugsel, B. A1 - Zweigle, J. A1 - Vogel, Christian A1 - Leube, Peter A1 - Zwiener, C. T1 - Implementation of matrix-matched semiquantification of PFAS in AFFF-contaminated soil N2 - This study presents a novel semiquantification approach for nontarget screening (NTS), combining matrix-matched calibration and ionization class-specific average calibration curves (ACCs) to address the lack of analytical reference standards for most per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS). Ionization class-specific ACCs for carboxylic and sulfonic acids, sulfonamides, and cationic PFAS result in high accuracy, with median absolute accuracy quotients below 2.27×. The approach was applied to soil impacted by aqueous film-forming foam (AFFF) contamination. A total of 96 tentatively identified PFAS were semiquantified in addition to 28 quantified compounds based on available standards. Semiquantified concentrations exceeded those of target analytes, demonstrating the critical role of this method in capturing broader PFAS contamination. In this case, validation against extractable organofluorine (EOF) showed a 102% closed mass balance. The innovative approach not only enables comprehensive PFAS contamination assessment in complex matrices but also expands the scope of the NTS for environmental monitoring, remediation, and risk assessment of AFFF-contaminated sites. KW - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Contaminated soil KW - Non-targeted analysis KW - Combustion ion chromatography PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-629445 DO - https://doi.org/10.1021/acs.est.4c14255 SN - 1520-5851 VL - 59 IS - 14 SP - 7338 EP - 7347 PB - American Chemical Society (ACS) CY - Columbus, Ohio AN - OPUS4-62944 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - EI-GEO (S&T CALL 2017), Environmental impact of geosynthetics in aquatic systems N2 - 2021 marks the 10th anniversary of the first ERA.Net RUS joint call for European-Russian STI cooperation projects. Pooling the resources of more than 20 European and Russian funding agencies, more than 150 projects were funded with an estimated budget of about € 60 million. Being even larger than many thematic ERA.NETs, the ERA.Net RUS Plus has been the biggest and most successful regional ERA.NET so far. Indicating a strong demand for scientific cooperation, the smaller-scale projects funded within the ERA.Net RUS (Plus) calls perfectly complement Russian participation in the EU Framework Programmes. Not least of all, the ERA-Net RUS calls are examples of successful collaboration at a time when cooperation in other fields is complicated by the politically challenging situation. These calls contributed to keeping the communication channels open. Against this background a dedicated event in late 2021 highlighted what has been achieved within the first decade of the initiative. The project EI-GEO coordinated by BAM was selected as best practice project. The presentation displays the main results of the project and discusses the key success factors. T2 - ERA.Net RUS: Celebrating ten years of multilateral European-Russian Research and Innovation cooperation CY - Online meeting DA - 09.12.2021 KW - Geosynthetics KW - Coastal protection KW - European research area PY - 2021 AN - OPUS4-53965 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 50, Heft 2 & 3 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 2/2020 & 3/2020 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen KW - Gefahrgutregeln KW - Festlegungen KW - Richtlinien PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-512342 SN - 0340-7551 VL - 50 IS - 2 & 3 SP - 1 EP - 151 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-51234 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 51, Heft 2 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 2/2021 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen KW - Gefahrgutregeln KW - Festlegungen KW - Richtlinien KW - Gebührenverordnung KW - Preis- Leistungsverzeichnis PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-529061 SN - 0340-7551 VL - 51 IS - 2 SP - 71 EP - 110 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-52906 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Beschleunigte Alterung von Geotextilien zur Ermittlung von Materialeigenschaften N2 - Geokunststoffe werden im Wasserbau häufig eingesetzt, beispielsweise bei Maßnahmen für den Küstenschutz oder in Ballastschichten für Windenergieanlagen. Eine zunehmende Anwendung von Geokunststoffen wird aufgrund der Ausweitung der Offshore-Windenergieerzeugung und des Schutzes auf steigende Wasserspiegel und extremere Wetterbedingungen infolge des Klimawandels beobachtet. Die Anwendung von Geokunststoffen in Wasserbauprojekten bietet zwar verschiedene wirtschaftliche und technische Vorteile, wurde jedoch kürzlich in Frage gestellt, da sich diese Materialien während ihrer Lebensdauer verschlechtern und langfristig gefährliche Auswirkungen auf die aquatische Umwelt haben können, insbesondere als Ursprung von Kunststoffabfällen oder als Quelle / Senke für Chemikalien wie Weichmacher und Stabilisatoren, die bei der Herstellung von Geokunststoffen verwendet werden, um deren Leistung zu verbessern. Der Vortrag geht auf diese Bedenken ein. T2 - Geotextilien im Wasserbau CY - Online Meeting DA - 14.04.2021 KW - Wasserbau KW - Geotextilien KW - Beschleunigte Alterung PY - 2021 AN - OPUS4-52434 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 52, Heft 1 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 1/2022 PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-545287 SN - 0340-7551 VL - 52 IS - 1 SP - 1 EP - 54 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-54528 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 52, Heft 2 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 2/2022 KW - Festlegungen KW - Zulassungen KW - Richtlinien KW - Anerkennungen PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-550917 SN - 0340-7551 VL - 52 IS - 2 SP - 55 EP - 158 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-55091 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Scholz, Philipp A1 - Barqawi, Haitham T1 - Einfluss von Geokunststoffen auf die aquatische Umwelt N2 - Im Rahmen des Projekts konnte gezeigt werden, dass Geokunststoffe bei ausreichender Stabilisierung Einsatzdauern von über 100 Jahren besitzen. Es werden keine Stoffe freigesetzt, die für Wasserorganismen schädlich sind. An den Ostseestränden im Gebiet Kaliningrad werden nennenswerte Mengen von Kunststoffresten gefunden, die zum Teil aus Küstenschutzbauwerken stammen. Ursache ist hier jedoch eine verfehlte Materialauswahl. Hauptsächlich stammen die Kunststoffreste am Strand jedoch aus unsachgemäße Abfallbehandlung. KW - Geokunststoffe KW - Mikroplastik KW - Autoklaventest KW - Ökotoxtests PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-556431 DO - https://doi.org/10.2314/KXP:1813230285 SP - 1 EP - 15 AN - OPUS4-55643 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 52, Heft 3 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 3/2022 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen KW - Richtlinien PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-558323 SN - 0340-7551 VL - 52 IS - 3 SP - 159 EP - 404 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-55832 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 53, Heft 1 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 1/2023 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen KW - Richtlinien PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-574038 SN - 0340-7551 VL - 53 IS - 1 SP - 1 EP - 340 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-57403 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 53, Heft 3 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 3/2023 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen KW - Richtlinien PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-585302 SN - 0340-7551 VL - 53 IS - 3 SP - 463 EP - 516 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-58530 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalinka, Gerhard T1 - Recycling von Faserverbundwerkstoffen N2 - Der Vortrag beschreibt Aktivitäten der BAM zum Recycling von carbonfaser-verstärkten Verbundwerkstoffen. T2 - Fachdialog Recycling von Windenergieanlagen CY - Berlin, Germany DA - 23.09.2024 KW - Polymer Matrix Composite KW - Carbon Fibres KW - Recycling KW - Pyrolysis KW - Recycling by Design PY - 2024 AN - OPUS4-61536 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker T1 - Advanced lightweight applications – recycling versus reliability and fossil energy footprint N2 - Advanced light weight applications like aircrafts and wind turbine blades are made of fibre reinforced plastics (FRP) with continuous fibre reinforcement and must withstand a high thermo-mechanical cyclic loading. The quality of the fibre matrix interface has a high impact on the fatigue life and was continuously improved over the years since the 50th. The fatigue life of glass fibre reinforced plastics (GFRP) used in aircraft industry is 10 to 100 times higher compared to glass fibre non crimp fabrics used for wind turbine blades. To assure a constant and reliable high quality and strength of reinforcement fibres, synthetic fibre production is state of the art (CF, GF). There is a need for recycling GFRP and CFRP waste due to the upcoming use. Pyrolysis and solvolysis are more expensive than the mechanical route however enable a more sustainable recycling. Natural fibres and recycled synthetic fibres have a high scatter in quality and strength. Hence it is a challenge to optimize the production / recycling processes to get a reliable quality for any demanding (second life) application. Chemical routes for using renewables resources and recycling, is going to be a good approach especially for polymer-matrix systems to get 100% quality (back) compared to the state of the art. Finally, a proper design, life-time extension and repair is preferable to recycling to keep the carbon footprint as low as possible. T2 - 27. INTERNATIONALES DRESDNER LEICHTBAUSYMPOSIUM CY - Dresden, Germany DA - 13.06.2024 KW - Polymer Matrix Composites KW - Carbon Fibre KW - Recycling KW - Circular Economy PY - 2024 UR - https://leichtbausymposium.de/deu/ AN - OPUS4-60683 LA - eng 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 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-534317 DO - https://doi.org/10.31025/2611-4135/2021.15115 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 - Simon, Franz-Georg A1 - Kalbe, Ute T1 - Measurement of the Environmental Impact of Materials N2 - This Special Issue, ‘Measurement of the Environmental Impact of Materials’, is focused on the impact that materials have on the environmental compartments of soil, water and air. Leaching and emission processes, including underlying mechanisms, are a recurring topic in most published articles in the present Special Issue. Contributions have come from three continents and numerous countries (USA, Germany, France, Latvia, Poland, Russia, Japan, Korea and Thailand) indicating the global dimension of the subject. KW - Leaching KW - Recycling KW - Nano-materials PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-545099 DO - https://doi.org/10.3390/ma15062208 SN - 1996-1944 VL - 15 IS - 6 SP - 1 EP - 3 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-54509 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Heisterkamp, I. A1 - Gartiser, S. A1 - Schoknecht, Ute A1 - Happel, O. A1 - Kalbe, Ute A1 - Kretzschmar, M. A1 - Ilvonen, O. T1 - Investigating the ecotoxicity of construction product eluates as multicomponent mixtures N2 - The release of hazardous compounds from construction products can harm human health and the environment. To improve the sustainability of construction materials, the leaching of substances from construction products and their potential environmental impact should be assessed. Twenty-seven construction products from different product groups were examined with a combination of standardized leaching tests (dynamic surface leaching test and percolation test) and biotests (algae, daphnia, fish egg, luminescent bacteria, umu and Ames fluctuation tests). To identify the released substances, extensive qualitative and quantitative chemical analyses were performed, including gas chromatographic and liquid chromatographic screening techniques. Results: Many of the tested eluates caused signifcant ecotoxic efects. Particularly high ecotoxicities were observed for grouts (lowest ineffective dilution (LID) up to 16384) and cork granules (LID up to 24578). The results of ecotoxicity tests allow the prioritization of the eluates that should be subjected to detailed chemical analyses. Organic screening by different methods and ranking the identifed substances based on recorded hazard classification is a suitable approach to identify the relevant toxic substances. Conclusions: Determining the ecotoxicity of eluates from construction products records the summary effect of all leachable substances. This instrument is especially useful for construction products of complex and largely unknown composition. The ecotoxicological and the chemical–analytical approach complement each other in an ideal way to characterize the potential hazard of eluates from construction products and to identify the environmentally hazardous components in these eluates. Our results confirm that the proposed harmonized methods for testing eluate toxicity are an adequate and applicable procedure to move toward a more sustainable way of building and to reduce toxic effects of construction products in their use phase in the environment. KW - Construction products KW - Building materials KW - Ecotoxicity KW - Biotests KW - Leaching KW - Eluates KW - Chemical analysis KW - Analytical screening techniques KW - Mixture toxicity PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-568864 DO - https://doi.org/10.1186/s12302-023-00711-w VL - 35 IS - 1 SP - 1 EP - 20 PB - Springer AN - OPUS4-56886 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Roesch, Philipp A1 - Vogel, Christian A1 - Wittwer, Philipp A1 - Huthwelker, T. A1 - Borca, C. A1 - Sommerfeld, Thomas A1 - Kluge, Stephanie A1 - Piechotta, Christian A1 - Kalbe, Ute A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Taking a Look at the Surface: µ-XRF Mapping and Fluorine K-edge µ-XANES Spectroscopy of Organofluorinated Compounds in Environmental Samples and Consumer Products N2 - For the first time, µ-X-ray fluorescence (µ-XRF) mapping combined with fluorine K-edge µ-X-ray absorption near-edge structure (µ-XANES) spectroscopy was applied to depict per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) contamination and inorganic fluoride in samples concentrations down to 100 µg/kg fluoride. To demonstrate the matrix tolerance of the method, several PFAS contaminated soil and sludge samples as well as selected consumer product samples (textiles, food contact paper and permanent baking sheet) were investigated. µ-XRF mapping allows for a unique element-specific visualisation at the sample surface and enables localisation of fluorine containing compounds to a depth of 1 µm. Manually selected fluorine rich spots were subsequently analysed via fluorine K-edge µ-XANES spectroscopy. To support spectral interpretation with respect to inorganic and organic chemical distribution and compound class determination, linear combination (LC) fitting was applied to all recorded µ-XANES spectra. Complementarily, solvent extracts of all samples were target-analysed via LC-MS/MS spectrometry. The detected PFAS sum values range from 20 to 1136 µg/kg dry weight (dw). All environmentally exposed samples revealed higher concentration of PFAS with a chain length >C8 (e.g. 580 µg/kg dw PFOS for Soil1), whereas the consumer product samples showed a more uniform distribution with regard to chain lengths from C4 to C8. Independent from quantified PFAS amounts via target analysis, µ-XRF mapping combined with µ-XANES spectroscopy was successfully applied to detect both point-specific concentration maxima and evenly distributed surface coatings of fluorinated organic contaminants in the corresponding samples. KW - PFAS KW - XRF KW - LC-MS/MS KW - XANES KW - Fluoride KW - Soil PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-576109 DO - https://doi.org/10.1039/D3EM00107E SN - 2050-7887 SP - 1 EP - 12 PB - Royal Society of Chemistry AN - OPUS4-57610 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Kalbe, Ute T1 - Case Study on Secondary Building Materials for a Greener Economy N2 - Half of global material consumption involves mineral material. The circularity is still low so that the enhanced use of secondary building material is required to close loops. Three different secondary building materials are discussed based on exemplary research results: construction and demolition waste (C&D waste), soil-like material, and incineration bottom ash (IBA). Focus was placed on the environmental compatibility of the materials examined mainly by standardized leaching tests. C&D waste was investigated after a wet treatment using a jigging machine, and soil-like material and IBA were characterized with respect to their material composition. Their environmental compatibilities in particular were studied using standard leaching tests (batch tests and column tests). It was concluded that soil-like material can mostly be utilized even when the precautionary limit values set are exceeded by a factor of less than two. For C&D waste, the fine fraction below 2 mm and the content of brick material is problematic. IBA fulfills quality level “HMVA-2” following German regulations. Improved levels of utilization might be achievable with better treatment technologies. KW - Incineration bottom ash KW - Soil-like material KW - Leaching KW - Circular economy PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-576343 DO - https://doi.org/10.3390/app13106010 SN - 2076-3417 VL - 13 IS - 10 SP - 1 EP - 13 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-57634 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vogel, Christian A1 - Roesch, Philipp A1 - Wittwer, Philipp A1 - Sommerfeld, Thomas A1 - Riedel, Maren A1 - Leube, Peter A1 - Kalbe, Ute A1 - Schoknecht, Ute A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Ski Waxes and Snow from Cross-Country Skiing in Germany - Comparative study of Sum Parameter and Target Analysis N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are often environmentally exposed via discharge through human consumer products, such as ski waxes. In our study we analyzed various ski waxes from the 1980s and 2020s, to determine both the sum parameter values total fluorine (TF), extractable organically bound fluorine (EOF), hydrolysable organically bound fluorine (HOF) as well as targeted PFAS analysis. This showed that modern high-performance waxes contain up to 6 % TF, but also PFAS-free labelled ski waxes contain traces of PFAS with EOF/HOF values in the low mg kg-1 range. With the ban of all fluorine-based waxes with the start of the 2023/2024 winter season this will probably change soon. Moreover, we applied our analysis methods to snow samples from a frequently used cross country ski trail (Kammloipe) in the Ore Mountain region in Germany, assessing the potential PFAS entry/discharge through ski waxes. Melted snow samples from different spots were analyzed by the adsorbable organically bound fluorine (AOF) sum parameter and PFAS target analysis and confirmed the abrasion of the ski waxes into the snow. Moreover, on a PFAS hotspot also soil samples were analyzed, which indicate that PFAS from the ski waxes adsorb after snow melting into the soil. KW - Combustion Ion Chromatography KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Consumer Products PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612760 DO - https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2024.100484 VL - 16 SP - 1 EP - 5 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-61276 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schoknecht, Ute A1 - Kalbe, Ute A1 - Heisterkamp, I. A1 - Kretzschmar, M. A1 - Gartiser, S. A1 - Happel, O. A1 - Ilvonen, O. T1 - Release of substances from joint grouts based on various binder types and their ecotoxic effects N2 - Background: The leaching of substances and the ecotoxic effects of eluates were studied for joint grouts that are based on various types of binders. Eight products, two of them containing either epoxy resin, polybutadiene or polyurethane binders, or modifed cement, were investigated using harmonized leaching tests for construction products in combination with ecotoxicity tests on algae, daphnia, luminescent bacteria, fish eggs and mutagenicity in accordance with CEN/TR 17105. In addition to basic parameters, such as pH, TOC, and inorganic components, organic substances in the eluates were analysed by gas and liquid chromatography in combination with mass spectrometry. Quantitative analyses in combination with ecotoxicity data on selected substances were used to deduce which substances cause the observed ecotoxic effects. Results: Different patterns of ecotoxic effects were observed in joint grouts with different binder types. The most ecotoxic effects were observed in epoxy resin-based products, followed by polybutadiene-based products. Fewer ecotoxic effects were observed in polyurethane-based products and modifed cements. Some of these showed no ecotoxicity. Some of the substances in the eluates were identified and related to ecotoxic effects. 4-Tert-butylphenol and amines probably contributed to the ecotoxic effects of at least one of the epoxy resin-based renders, whereas cobalt is assumed to contribute to the toxic effect on algae of one of the polybutadiene-based products. However, only some of the leached substances could be identifed, and only some of the ecotoxic effects can be explained by the available information on the composition of eluates and known ecotoxic profiles of the identified substances. Conclusions: Ecotoxicity tests on eluates from leaching tests indicate whether environmentally hazardous substances can be leached from construction products. Combined ecotoxicity tests and chemical analysis of eluates from EU-wide harmonized leaching tests for construction products can provide information on substances that cause these effects. This supports the identifcation and development of environmentally friendly construction products. This study confirmed that ecotoxicity tests in accordance with CEN/TR 17105 are a tool well-suited to support the implementation of the European Commission’s zero pollution vision for 2050 and to reduce pollution to levels no longer considered harmful to health and natural ecosystems. KW - Joint grouts KW - Leaching KW - Ecotoxixity PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-562392 DO - https://doi.org/10.1186/s12302-022-00686-0 SN - 2190-4707 VL - 34 IS - 1 SP - 1 EP - 16 PB - Springer Nature CY - Berlin AN - OPUS4-56239 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pienkoß, Fabian A1 - Kalbe, Ute A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Nassmechanische Aufbereitung von Bauschutt‐Brechsand mit der Setztechnik – ein Schritt auf dem Weg zum Ersatzbaustoff T1 - Wet-Mechanical Processing of Crushed-Sand from Construction-Waste - A First Step Towards a Circular Building Material N2 - Das Recycling von gemischten Baustoffen führt neben der Herstellung von Gesteinskörnungen parallel zu einem stärker schadstoffbelasteten Stoffstrom, der circa ein Drittel der ursprünglichen Masse ausmacht. Dieser sogenannte Brechsand endet derzeit in der Deponierung und wird somit der Kreislaufwirtschaft entzogen. Der vorliegende Beitrag untersucht nun die Aufbereitung dieses Materials unter Verwendung einer Setzmaschine im Pilotmaßstab. Hierbei wird die Eignung dieser Technik evaluiert und das Aufbereitungsprodukt als möglicher Ersatzbaustoff untersucht. N2 - Besides the generation of aggregates, recycling of mixed construction and demolition waste leads to a more polluted side stream accounting for up to one third of the input materials. This so-called crushed sand often ends up in landfills and is hence lost for a circular economy. This article reports about the processing of this material using a pilot plant jig. The suitability of jigging technology is evaluated, and the product is analyzed as possible circular building material. KW - Aufbereitung KW - Ersatzbaustoff KW - Kreislaufwirtschaft KW - Setzmaschine KW - Umweltverträglichkeit PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-585978 DO - https://doi.org/10.1002/cite.202300019 SN - 0009-286X VL - 95 IS - 12 SP - 1916 EP - 1924 PB - Wiley VHC-Verlag AN - OPUS4-58597 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Roesch, Philipp A1 - Schinnen, Andrea A1 - Riedel, Maren A1 - Sommerfeld, Thomas A1 - Sawal, G. A1 - Bandow, N. A1 - Vogel, Christian A1 - Kalbe, Ute A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Investigation of pH-dependent extraction methods for PFAS in (fluoropolymer-based) consumer products: A comparative study between targeted and sum parameter analysis N2 - Here, we report a comparative study of different sum parameter analysis methods for the extraction of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) from manufactured consumer products, which can be measured by combustion ion chromatography (CIC). Therefore, a hydrolysis-based extraction method was further developed, which accounts for the addition of hydrolyzable covalently bound polyfluoroalkylated side-chain polymers (SFPs) to the extractable organic fluorine portion of the mass balance proposed as "hydrolyzable organically bound fluorine" (HOF). To test this hypothesis, the method was applied to 39 different consumer products containing fluoropolymers or monomeric PFAS taken from four different categories: outdoor textiles, paper packaging, carpeting, and permanent baking sheets. We also evaluated the method's efficiency by extracting four synthesized fluorotelomer polyacrylate reference compounds. The total fluorine (TF) and extractable organically bound fluorine (EOF) values were measured through CIC using established protocols. The TF values ranged from sub-ppb to %-levels, depending on the compound class. All samples showed results for hydrolyzed organofluorine (HOF) between 0.03 and 76.3 μg/g, while most EOF values were lower (150 mg kg−1, because of different diffusion properties for various PFAS, but also kinetic exchange limitations. KW - Combustion ion chromatography KW - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Sewage sludge KW - Fertilizer PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-583429 DO - https://doi.org/10.1039/d3va00178d SN - 2754-7000 VL - 2 IS - 10 SP - 1436 EP - 1445 PB - Royal Society of Chemistry (RSC) CY - London AN - OPUS4-58342 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kalbe, Ute A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Potential use of incineration bottom ash in construction – Evaluation of the environmental impact N2 - Knowledge of the long-term leaching behavior of potentially harmful substances is crucial for the assessment of the environmental compatibility of reusing municipal solid-waste incineration bottom ash (MSWI BA) in construction, i.e., as a road base layer. BA fractions obtained from wet-processing aiming at the improvement of environmental quality were used to investigate the mobility of relevant substances. Eluates from laboratory-scaled leaching procedures (column percolation and lysimeters) were analyzed to learn about the long-term release of substances. Unsaturated conditions and artificial rainwater (AR) were used in the lysimeter tests to simulate field conditions. In addition, batch test eluates were generated at usual liquid-to-solid ratios (L/S) for compliance testing purposes. A variety of cations and anions was measured in the eluates. The wet treatment reduces the leaching of chloride and particularly sulfate by more than 60%. The release of typical contaminants for the treated MSWI BA such as the heavy metals Cu and Cr was well below 1% in the conducted leaching tests. An increase in the Sb concentration observed in the lysimeter experiments starting at L/S 0.75 L/kg and in the column experiment at L/S 4 L/kg is assumed to be related to decreasing concentrations of Ca and thus to the dissolution of sparingly soluble calcium antimonate. The same leaching mechanism applies with V, but the concentration levels observed are less critical regarding relevant limit values. However, on the long term the behavior of Sb could be problematic for the application of MSWI BA in construction. KW - MSWI bottom ash KW - Leaching KW - Batch tests KW - Lysimeter KW - Antimony PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-508421 DO - https://doi.org/10.1007/s12649-020-01086-2 SN - 1877-2641 VL - 11 IS - 12 SP - 7055 EP - 7065 PB - Springer AN - OPUS4-50842 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Heisterkamp, I. A1 - Ratte, M. A1 - Schoknecht, Ute A1 - Gartiser, S. A1 - Kalbe, Ute A1 - Ilvonen, O. T1 - Ecotoxicological evaluation of construction products: inter-laboratory test with DSLT and percolation test eluates in an aquatic biotest battery N2 - Background A European inter-laboratory test with 29 participating laboratories investigated whether a battery of four ecotoxicological tests is suitable for assessing the environmental compatibility of construction products. For this purpose, a construction product was investigated with the dynamic surface leaching test (DIN CEN/TS 16637-2) and the percolation test (DIN CEN/TS 16637-3). The eluates were produced centrally by one laboratory and were tested by the participants using the following biotests: algae test (ISO 8692), acute daphnia test (ISO 6341), luminescent bacteria test (DIN EN ISO 11348), and fish egg test (DIN EN ISO 15088). As toxicity measures, EC50 and LID values were calculated. Results Toxic effects of the eluates were detected by all four biotests. The bacteria test was by far the most sensitive, followed by the algae test and the daphnia test; the fish egg test was the least sensitive for eluates of both leaching tests. The toxicity level of the eluates was very high in the bacteria, daphnia, and algae test, with lowest ineffective dilution values of LID = 70 to LID = 13,000 and corresponding EC50 values around or even below 1 volume percent. The reproducibility (approximated by interlaboratory variability) of the biotests was good (< 53%) to very good (< 20%), regardless of the toxicity level of the eluates. The reproducibility of the algae test was up to 80%, and thus still acceptable. Conclusion It can be confirmed that the combination of leaching and ecotoxicity tests is suitable to characterize with sufficient reproducibility the environmental impact posed by the release of hazardous substances from construction products. KW - Inter-laboratory test KW - Construction products KW - Leaching tests KW - Ecotoxicity tests KW - Grouts PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-529198 DO - https://doi.org/10.1186/s12302-021-00514-x VL - 33 IS - 1 SP - Article number: 75 PB - Springer AN - OPUS4-52919 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in ski waxes and snow from cross-country skiing in Germany - Comparative study of target analysis and sum parameters N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) can enter the environment in different ways. Possible sources are PFAS containing consumer products. One common product that makes use of the material properties of PFAS is ski wax. Here, the PFAS ensure less frictional resistance, thus allows for increased speed. However, people who wax their ski with these waxes could absorb PFAS in their body, which can lead to health problems in the long term. Moreover, PFAS applied in ski wax abrade onto snow during use, which contaminates the environment. In our study, we analyzed various currently available ski waxes (2020s) and ski waxes from the 1980s with PFAS target analysis and with the sum parameters extractable organically bound fluorine (EOF), hydrolysable organically bound fluorine (HOF) and total fluorine (TF). Moreover, snow samples from the long-distance cross-country ski trail “Kammloipe” in the Ore mountains in Germany where sampled and analyzed with PFAS target analysis and the adsorbable organically bound fluorine (AOF) sum parameter to document the entry of PFAS from ski waxes into the environment. In opposite to the ski waxes from the 1980s much more ski waxes from the 2020s contain high (total) fluorine values. The highly fluorinated ski waxes contain up to approx. 6% of fluorine. The EOF and HOF sum parameters of the ski waxes are strongly decreased in comparison to the TF values (max. approx. 1000 mg/kg = 0.1%). But even the PFAS-free labeled ski waxes have EOF/HOF values in the low mg/kg range. In the snow samples from different spots of the ski trail, both the AOF sum parameter and the PFAS target analysis identified PFAS. Moreover, on a PFAS hotspot also soil samples were analyzed, which indicate that PFAS from the ski waxes adsorb after snow melting into the soil. Thus, our results show that the use of ski waxes is a possible contribution to the environmental contamination of PFAS, which is hopefully drastically reduced with the ban on fluorinated waxes by the International Ski and Snowboard Federation (FIS). T2 - SETAC Europe CY - Vienna, Austria DA - 11.05.2025 KW - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Contaminated Soil KW - Ski wax PY - 2025 AN - OPUS4-63096 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN ED - Simon, Franz-Georg ED - Kalbe, Ute T1 - Measurement of the Environmental Impact of Materials N2 - Throughout their life cycles—from production, usage, through to disposal—materials and products interact with the environment (water, soil, and air). At the same time, they are exposed to environmental influences and, through their emissions, have an impact on the environment, people, and health. Accelerated experimental testing processes can be used to predict the long-term environmental consequences of innovative products before these actually enter the environment. We are living in a material world. Building materials, geosynthetics, wooden toys, soil, nanomaterials, composites, wastes and more are research subjects examined by the authors of this book. The interactions of materials with the environment are manifold. Therefore, it is important to assess the environmental impact of these interactions. Some answers to how this task can be achieved are given in this Special Issue. KW - Leaching KW - Recycling KW - Emissions PY - 2023 UR - https://www.mdpi.com/books/book/6546 SN - 978-3-0365-5983-4 SN - 978-3-0365-5984-1 DO - https://doi.org/10.3390/books978-3-0365-5983-4 SP - 1 EP - 264 PB - MDPI CY - Basel ET - 1 AN - OPUS4-56770 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weiler, L. A1 - Pfingsten, J. A1 - Eickhoff, H. A1 - Geist, I. A1 - Hilbig, H. A1 - Hornig, U. A1 - Kalbe, Ute A1 - Krause, K. A1 - Kautetzky, D. A1 - Linnemann, V. A1 - Gschwendtner, M. A1 - Lohmann, D. A1 - Overeem-Bos, E. A1 - Schwerd, R. A1 - Vollpracht, A. T1 - Improving consistency at testing cementitious materials in the Dynamic Surface Leaching Test on the basis of the European technical specification CENTS 16637–2 – Results of a round robin test N2 - The environmental impact assessment of materials is usually based on laboratory tests, mostly in combination with models describing the longterm fate of the substances of interest in the targeted environmental compartment. Thus, laboratory tests are the fundamental link to achieve appropriate assessment conclusions which makes it essential to generate consistent results. This just as applies to the leaching of cementitious materials. In Europe, the leaching behavior of monolithic building materials is tested in the Dynamic Surface Leaching Test following the specification CEN/TS 16637–2. An interlaboratory comparison on European level regarding this technical specification showed relatively high intra- and interlaboratory variations for the tested materials (monolithic copper slag and cement stabilized coal fly ash). Therefore the German Committee for Structural Concrete (DAfStb) framed a guideline to specify additional testing conditions for cementitious materials. To assess the possible improvement by this guidelines measures, a round robin test with 11 participants from Germany and the Netherlands was conducted. This work aims to provide insight into the factors to be considered in the testing of alkaline materials, including sample preparation, and highlights crucial procedures and their manifestation in the results. All evaluated parameters showed improved results compared to the earlier round robin test. The relative standard deviations for repeatability (RSDr) and reproducibility (RSDR) of the elements calcium, barium, antimony, chromium, molybdenum and vanadium, which are the parameters evaluated in both round robin tests, were RSDr = 4%, 4%, 2%, 5%, 5%, and 5% respectively (4% in average) for this work, in comparison to the European round robin test with an average RSDr of 29% (17%, 17%, 20%, 40%, 36%, and 42%). The RSDR improved from 41% (30%, 36%, 29%, 57%, 40%, and 56%) to 14% (12%, 8%, 6%, 28%, 15%, and 12%). CO2 ingress during testing and the inaccuracy of eluate analytics for concentrations close to the determination limits were identified as the main sources of error. KW - Environmental assessment KW - Leaching KW - Heavy metals KW - Round robin test KW - Building Material PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.114959 SN - 0301-4797 VL - 314 SP - 1 EP - 9 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-54647 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Diffusive Gradients in Thin-films (DGT) technique as screening tool for per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) contamination in wastewater-based fertilizers N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a large group of organofluorine surfactants used in the formulations of thousands of consumer goods, including aqueous film-forming foams (AFFF) used to suppress aviation fires in training scenarios, non-stick cookware, fast-food wrappers, water-repellent fabrics, medical equipment, and plastic and leather products. As a result of the perpetual use of PFAS containing products, effluents and sewage sludge from wastewater treatment plants (WWTPs) have been observed to be an important pathway for PFAS into the environment. In Germany, phosphorus and other nutrients from sewage sludge and wastewater should be recycled in WWTPs of cities with a large population. However, it is not clear if PFAS contamination from wastewater and sewage sludge end up in novel wastewater-based fertilizers. Normally, PFAS are analyzed using PFAS protocols typically with time-consuming extraction steps and LC-MS-MS quantification. However, for screening of PFAS contaminations in sewage sludge or wastewater-based fertilizers also passive sampler based on the Diffusive Gradients in Thin-films (DGT) technique can be used for the PFAS extraction. Afterwards, combustion ion chromatography (CIC) can be applied to analyse the “total” amount of PFAS on the passive sampler. Here, we show results from the DGT method in comparison to those of the extractable organic fluorine (EOF) method for a variety of wastewater-based fertilizers. Additionally, we analysed the adsorption of PFAS on the weak anion exchanger (WAX) based DGT passive sampler binding layer by infrared and fluorine K-edge X-ray adsorption near-edge structure (XANES) spectroscopy. T2 - SETAC Europe 2022 CY - Copenhagen, Denmark DA - 15.05.2022 KW - Passive sampling KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Sewage sludge KW - Wastewater PY - 2022 AN - OPUS4-54883 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schoknecht, Ute A1 - Kalbe, Ute A1 - Happel, O. T1 - Combination of leaching tests with ecotoxicity and chemical analysis – Lessons learnt N2 - The presentation describes analytical methods to characterize eluates from leaching tests and identify organic substances in leachates. Chances to obtain complementary information from ecotoxtests and chemical analysis are discussed. T2 - Workshop: Ecotoxicological evaluation of construction products – test results, implementation in Guidance, Technical Standards and Ecolabelling CY - Online meeting DA - 21.03.2022 KW - Leaching KW - Ecotoxicity KW - Construction products PY - 2022 AN - OPUS4-55276 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Heisterkamp, I. A1 - Gartiser, S. A1 - Kretzschmar, M. A1 - Schoknecht, Ute A1 - Kalbe, Ute A1 - Happel, O. A1 - Ratte, M. T1 - Methoden und Kriterien zur Bewertung der Ökotoxizität von Produkten N2 - Die Umweltverträglichkeit von Bauprodukten, die in Kontakt mit Regen- oder Sickerwasser kommen, wurde durch Kombination normierter Elutions- (DSLT, Perkolationstest) und Ökotoxizitätstests (Algen, Daphnien, Fischeier, Leuchtbakterien) sowie Gentoxizitätstests (Ames, umu) untersucht. Ziel des Projektes war es einerseits, einen Beitrag zur Harmonisierung der Prüfmethoden unter CEN/TC 351 zu leisten und andererseits potentielle Produktgruppen, die sich für die Umweltzeichenvergabe des Blauen Engels eignen würden, zu erkennen. Durch umfangreiche qualitative und quantitative chemische Analysen (u. a. GC-MS- sowie LC-MS-Screening) wurden einige der freigesetzten Stoffe identifiziert und anhand von Literaturdaten ökotoxikologisch charakterisiert. Insgesamt wurden 34 Bauprodukte (Dachbahnen, Lacke, Wood-Plastic-Composites, Pflasterfugenmörtel, Korkgranulate, Schaumglasschotter, Wegedecken, Dichtmassen) untersucht. Hierbei wurden insbesondere bei den Fugenmörteln und Korkgranulaten sehr hohe Ökotoxizitäten (bis LID = 16384 bei den Fugenmörteln und LID = 24578 bei den Korkgranulaten) beobachtet. Algen- und Leuchtbakterientests waren in der Regel deutlich empfindlicher als der Daphnien- und Fischeitest. Die untersuchten Dachbahnen, Lacke, Wood-Plastic-Composites und Schaumglasschotter zeigten hingegen keine oder nur sehr geringe Ökotoxizitäten. Zur Qualitätssicherung und Validierung wurde ein Europäischer Ringversuch gemäß den Vorgaben der DIN ISO 5725 organisiert, durchgeführt und ausgewertet. Hierzu wurde ein Fugenmörtel als flächiges Produkt im DSLT und als gebrochenes körniges Produkt im Perkolationstests eluiert und die Eluate nachfolgend in den 29 teilnehmenden Laboren hinsichtlich ihrer Ökotoxizität untersucht. Hierbei wurden insgesamt plausible Ergebnisse und gute (<50 %) bis sehr gute (<20 %) Reproduzierbarkeiten erzielt. Es wird empfohlen, für die Produktgruppen Dachbahnen, Kunstrasen und Sportböden sowie Fugenmörtel Vergabekriterien für den Blauen Engel zu entwickeln KW - Bauprodukte KW - Umweltbewertung KW - Ökotoxizität PY - 2022 UR - https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/methoden-kriterien-zur-bewertung-der-oekotoxizitaet SN - 1862-4804 VL - 151/2022 SP - 1 EP - 135 PB - Umweltbundesamt CY - Dessau-Roßlau AN - OPUS4-56679 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Roesch, Philipp T1 - How to investigate potential emission sources of PFAS in consumer product materials? Comparative extraction approaches and sum parameter analysis by combustion ion chromatography (CIC) N2 - Besides classical per- and polyfluorinated alkylated substances (PFAS), side-chain fluorinated polymers (SFPs) are widely applied as efficient anti-wetting and anti-greasing coatings in various daily applicated consumer products such as outdoor apparel, carpetry or paper-based food contact materials. Although the fluorinated sidechains are chemically bound to a base polymer, their release can be triggered by environmental influences or wear-off, thus contribute as significant sources of PFAS in the environment. Since only little knowledge of PFAS and SFP composition in consumer products is available, a comprehensive analytical approach might be beneficial. T2 - SETAC Konferenz 2023 CY - Dublin, Ireland DA - 30.04.2023 KW - PFAS KW - Combustion Ion Chromatography KW - Comsumer good samples PY - 2023 AN - OPUS4-57422 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalbe, Ute A1 - Vogel, Christian A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Antimony in incineration bottom ash – Leaching behavior and conclusions for treatment processes N2 - Antimony (Sb) is used in industrial products mainly as flame retardant in plastic material. Due to such additives in plastics, about a half of Sb ends up in municipal solid waste incineration at the end-of-life and consequently in relevant amounts in the generated bottom ash. In contact with water, the initial leachability is low, as antimonates form sparingly soluble compounds with Ca2+. Following the carbonation of the incineration bottom ash (IBA) during the proceeding ageing the pH in the leachates decreases. With decreasing concentration of Ca in the eluate the solution equilibrium changes and antimonates dissolve. In Germany it is intended to regulate Sb in IBA with the planned implementation of the so called Mantelverordnung (MantelVO, containing provisions on the utilisation of mineral waste) in the near future. The limit values set in the draft might be critical for IBA and therefore pose a risk for the utilisation of the mineral fraction of IBA in the well-established recycling routes. T2 - SUM 2020 – 5th Symposium on Urban Mining and Circular Economy CY - Online meeting DA - 18.11.2020 KW - Bottom ash KW - Leaching KW - Antimony PY - 2020 SP - 1 EP - 4 AN - OPUS4-51622 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kalbe, Ute T1 - Wie steht es um die Zukunft der „neuen“ Elutionsverfahren? N2 - Es wird ein historischer Abriss der Entwicklung von Elutionsverfahren insbesondere im Zusammenhang mit der Erarbeitung der Mantelverordnung gegeben. KW - Elutionsverfahren KW - Mantelverordnung KW - Boden KW - Ersatzbaustoffe KW - Abfälle PY - 2020 SN - 0942-3818 VL - 29 IS - 5 SP - 169 EP - 170 PB - Erich Schmidt Verlag GmbH CY - Berlin AN - OPUS4-51447 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalbe, Ute T1 - Wie naturnah simulieren die Elutionsverfahren? N2 - Die Untersuchung altlastverdächtiger Flächen umfasst viele einzelne Schritte von der Probenahme über die Probenvorbehandlung bis hin zur eigentlichen Analyse, die zur Ergebnisunsicherheit beitragen. Beim Vergleich der Ergebnisse mit Bewertungsmaßstäben, um Entscheidungen zur Bewertung von Altlasten zu treffen, sind diese Faktoren zu berücksichtigen. Die Rolle von verschiedenen Unsicherheitskomponenten wird mit Blick auf Elutionsverfahren diskutiert. T2 - Messen, schätzen und bewerten – Theorie und Praxis der Altlastenbewertung: Online-Altlastenseminar des LLUR CY - Online meeting DA - 27.09.2021 KW - Altlasten KW - Schadstofftransfer KW - Elutionsverfahren KW - BBodSchV KW - Ergebnisunsicherheit PY - 2021 AN - OPUS4-53623 LA - deu 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 - CONF A1 - Kalbe, Ute T1 - Utilization of recycling materials in Germany - Regulations, assessment framework and leaching tools N2 - Der Vortrag wurde im Rahmen des 9th Geoenvironmental Assessment Seminars gehalten der auf Leaching- und Adsorptionstests fokussiert war. Der Vortrag enthielt einen Überblick über die Standardisierung von Leachingverfahren in DIN, CEN und ISO. Die Vorgehensweise der Bewertung des Schadstofftransfers bei der Wiederverwertung von Bodenmaterialien und der Verwertung mineralischer Ersatzbaustoffe in Deutschland wurde hinsichtlich der neuen rechtlichen Rahmenbedingungen dargestellt. Spezielle Herausforderungen bei der Untersuchung von PFAS mit Elutionsverfahren wurden aufgezeigt. T2 - 9th Geoenvironmental Assessment Seminar AIST (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) CY - Tsukuba, Japan DA - 25.03.2024 KW - Recycling of mineral waste KW - Contaminant transfer KW - Leaching KW - Assessment KW - Legislation KW - PFAS PY - 2024 AN - OPUS4-62057 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Susset, Bernd A1 - Kalbe, Ute T1 - Spezifische Herausforderungen bei der PFAS-Elution N2 - Im Teil des Workshops, der sich mit Praxiserfahrungen zu den Elutionsverfahren DIN 19528 und DIN 19529 befasste, wurden spezifische Herausforderungen bei Elutionsuntersuchungen von Bodenproben mit einer PFAS-Kontamination vorgestellt. Aus durchgeführten Robustheitsuntersuchungen im ZAG der Universität Tübingen sowie in der BAM wurden praxisrelevante Schlussfolgerungen erläutert und für einzelne PFAS-Verbindungen und Vorläufersubstanzen konkretisiert. Dabei wurde auch auf die Vergleichbarkeit von Schüttel- und Säulenversuchen beim bewertungsrelevanten Wasser/Feststoff-Verhältnis von 2 l/kg und die Bedeutung des Fest/Flüssigtrennschrittes beim Schüttelverfahren eingegangen. Die Untersuchung von Böden auf PFAS mit Elutionsversuchen ist generell möglich, aber es besteht eine komplexe Abhängigkeit der Konzentrationen im Eluat vom Gesamtgehalt, der Löslichkeit und des Verteilungsmusters der einzelnen PFAS, der Art der Bodenmatrix und dem Einfluss der Probenaufbereitung vor der Analytik. Die geringere Sensitivität der Feststoffanalytik für PFAS im Vergleich zur Eluatanalytik erschwert die Berechnung von Massenbilanzen. T2 - Workshop / Anwendertreffen Elutionsverfahren im Regelungsbereich der Mantelverordnung (ErsatzbaustoffV / BBodSchV) und der EU-BauPVO CY - Berlin, Germany DA - 07.05.2024 KW - Elution KW - PFAS KW - Prekursoren KW - Boden KW - Säulenversuch KW - Schüttelversuch PY - 2024 AN - OPUS4-62065 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalbe, Ute T1 - Ergebnisvergleich Teil 4 – Untersuchung von BM/BG mit und ohne CaCl2-Lösung als Elutionsmittel N2 - Im Teil des Workshops, der sich mit Praxiserfahrungen und Methodenvergleichen zu den Elutionsverfahren DIN 19528 und DIN 19529 befasste, wurden Robustheitsuntersuchungen für die Wahl des Eluenten besonders für Böden mit hohem Humusgehalt und/oder Tongehalt vorgestellt und die Einführung einer neuen Option in die Normen begründet. Der Einsatz 0,001 molarer CaCl2-Lösung als Elutionsmittel führt zu niedrigeren Trübungen im Eluat und reduziert den Aufwand zur Vorbereitung der Eluate für die Folgeanalytik, erleichtert den Fest-Flüssig-Trennschritt bei Schütteleluaten und hat Auswirkungen auf die Mobilisierung/Freisetzungspotenziale bestimmter Analyten, die häufig an Kolloide im Boden binden. T2 - Workshop / Anwendertreffen Elutionsverfahren im Regelungsbereich der Mantelverordnung (ErsatzbaustoffV / BBodSchV) und der EU-BauPVO CY - Berlin, Germany DA - 07.05.2024 KW - Elutionsverfahren KW - Eluent KW - Kolloide PY - 2024 AN - OPUS4-62063 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalbe, Ute T1 - Robustheit und Validierung der Elutionsnormen N2 - Im Vortrag wurden die den deutschen Elutionsnormen DIN 19528 und DIN 19529 zugrunde liegenden Validierungsdaten erörtert. Dabei wurde auf die Herstellung von Referenzmaterialien durch die BAM, die Vorgehensweise bei den Robustheitsuntersuchungen und die Ableitung der Versuchsbedingungen der Normen erläutert. Die Verfahrenskenndaten aus den durch die BAM veranstalteten Ringversuchen zur Validierung der Elutionsverfahren DIN 19528 und DIN 19527/19529 wurden mit besonderem Focus auf die Vergleichbarkeit von Schüttel- und Säulenversuchen beim bewertungsrelevanten Wasser/Feststoff-Verhältnis von 2 l/kg diskutiert. Des Weiteren wurden Hintergründe für die Überarbeitung der deutschen Elutionsnormen und notwendige Angleichung an die zukünftige harmonisierte europäische Säulenversuchsnorm im Bereich Bauprodukte beleuchtet. T2 - Workshop / Anwendertreffen Elutionsverfahren im Regelungsbereich der Mantelverordnung (ErsatzbaustoffV / BBodSchV) und der EU-BauPVO CY - Berlin, Germany DA - 07.05.2024 KW - Elutionsverfahren KW - Robustheitsuntersuchungen KW - Validierung KW - Ringversuche KW - Verfahrenskenndaten PY - 2024 AN - OPUS4-62061 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalbe, Ute T1 - Elutionsverfahren im Wandel der Zeit - ISO, CEN, DIN N2 - Ein historischer Abriss der Entwicklung und Standardisierung von Elutionsverfahren auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene im Zusammenhang mit deutschen und europäischen Regularien im Bereich der Verwertung von mineralischen Abfällen und der Zertifizierung von Bauprodukten wurde gegeben. Die Bedeutung der Elutionsverfahren für die BBodSchV und EBV (Mantelverordnung), die im Juli 2023 in Kraft getreten sind wurde dabei in den Focus gestellt. T2 - Workshop / Anwendertreffen Elutionsverfahren im Regelungsbereich der Mantelverordnung (ErsatzbaustoffV / BBodSchV) und der EU-BauPVO CY - Berlin, Germany DA - 07.05.2024 KW - Elutionsverfahren KW - Organische und anorganische Schadstoffe KW - Quelltermbestimmung KW - Standardisierung PY - 2024 AN - OPUS4-62058 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Investigating the Thermal Decomposition of PFAS in a Full-Scale Commercial Hazardous Waste Incinerator N2 - Incineration is currently the only commercial full-scale technology available to destroy per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in large solid and liquid waste streams. Given previous experience of dioxin formation during halogenated waste incineration, concerns about the emission of products of incomplete destruction (PIDs) from PFAS incineration exist. The overarching objective of this project is to track the fate of fluorine during full-scale hazardous waste incineration in order to demonstrate the readiness, viability, and level of safety for thermal PFAS destruction in various waste streams. The specific objectives of this project are (1) to enhance our understanding of key variables and conditions on PFAS incineration performance, (2) to identify major PIDs under insufficient treatment conditions, (3) to explore the catalytic role of fly ash and other process-relevant surfaces in thermal PFAS decomposition, and (4) to determine the potential formation of polyfluorinated dibenzodioxins and dibenzofurans. T2 - CEN/TC 264/WG48 Symposium - Emissions and ambient air - Determination of PFAS CY - Düsseldorf, Germany DA - 16.07.2025 KW - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Incineration PY - 2025 AN - OPUS4-63714 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Current status of monitoring of PFAS release from industrial facilities N2 - Increasing studies report per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in the ambient air and emissions from diverse industrial sources. Therefore, a comprehensive framework for characterizing PFAS emissions by identifying source-specific chemical fingerprints, evaluating emission pathways and assessing the impact of remediation technologies is needed. Depending on the type of PFAS, dedicated sampling and analytical procedures are required. Here, also the detection of possible PFAS transformation products, so-called products of incomplete combustion (PICs) are more mobile or toxic, is also of great interest to evaluate these technologies in terms of mineralisation potential and fluorine mass balance. T2 - Consortium for analysis and remediation of per- and polyfluoroalkyl substances (CAR-PFAS Japan) visit Uni Örebro CY - Online meeting DA - 09.10.2025 KW - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Incineration KW - Remediation PY - 2025 AN - OPUS4-64318 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Sewage Sludge and Wastewater-based Fertilizers N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are chemicals which were developed to improve humanity’s quality of life. Due to their high chemical stability and resistance to degradation by heat or acids, PFAS were used in a variety of consumer products. The continuous use of PFAS in household products and the discharge of PFAS from industrial plants into the sewer system resulted in the contamination of effluents and sewage sludge from wastewater treatment plants (WWTPs) (Roesch et al. 2022). Since sewage sludge is often used as fertilizer, its application on agricultural soils has been observed as a significant entry path for PFAS into the environment, specifically in our food chain. In Germany the sewage sludge/biosolid application on agricultural land was banned with the amendment of the German Sewage Sludge Ordinance and by 2029 sewage sludge application will be totally prohibited. However, phosphorus (P) from sewage sludge should still be recycled in WWTPs of cities with a population larger than 50,000 residents. To produce high-quality P-fertilizers for a circular economy, PFAS and other pollutants (e.g. pesticides and pharmaceuticals) must be separated from sewage sludge. Due to the strong diversity of industrial PFAS usage it is not clear if a safe application of novel recycled P-fertilizers from WWTPs can be guaranteed. Therefore, we analyzed various sewage sludges and wastewater-based fertilizers. Sewage sludge (SL) samples from various WWTPs in Germany and Switzerland, six sewage sludge ashes (SSA) from Germany, six thermally treated SL and SSA samples with different additives (temperatures: 700-1050 °C), two pyrolyzed SL samples (temperature: 400 °C) and two struvite samples from Germany and Canada were analyzed. The goal was to quantify PFAS in sewage sludges and wastewater-based P-fertilizers with the sum parameter extractable organic fluorine (EOF) by combustion ion chromatography (CIC). The results were compared with data from classical LC-MS/MS target analysis as well as selected samples by HR-MS suspect screening. The EOF values of the SLs mainly range between 154 and 538 µg/kg except for one SL which showed an elevated EOF value of 7209 µg/kg due to high organofluorine contamination. For the SSA samples the EOF values were lower and values between LOQ (approx. 60 µg/kg) and 121 µg/kg could be detected. For the pyrolyzed SLs no EOF values above the LOQ were detected. Moreover, the two wastewater-based struvite fertilizers contain 96 and 112 µg/kg EOF, respectively. In contrast to the EOF values, the sum of PFAS target values were relatively low for all SLs. Additional applied PFAS HR-MS suspect screening aimed to tentatively identify PFAS that could contribute to the hitherto unknown part of the EOF value. The majority of the detected fluorinated compounds are legacy PFAS such as short- and long-chain perfluorocarboxylic acids (PFCA), perfluorosulfonic acids (PFSA), polyfluoroalkyl phosphate esters (PAPs) and perfluorophosphonic acids (PFPA). Moreover, fluorinated pesticides, pharmaceutical as well as aromatic compounds were also identified, which are all included in the EOF parameter. Our research revealed that the current PFAS limit of 100 µg/kg for the sum of PFOS + PFOA in the German Fertilizer Ordinance is no longer up to date. Since the number of known PFAS already exceeds 10,000, the ordinance limit should be updated accordingly. Recent regulations and restrictions on using long-chain PFAS (≥C8) have resulted in a significant shift in the industry towards (ultra-)short-chain alternatives, and other, partly unknown, emerging PFAS. Ultimately, also fluorinated pesticides and pharmaceuticals, which end up as ultrashort PFAS in the WWTPs, have to be considered as possible pollutants in fertilizers from wastewater, too. T2 - Dioxin Konferenz CY - Maastricht, Netherlands DA - 10.09.2023 KW - Combustion Ion Chromatography KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Sewage sludge KW - Fertilizer PY - 2023 AN - OPUS4-58345 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Combining DGT and combustion ion chromatography (CIC) as screening tool for per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) contamination in wastewater-based fertilizers N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a large group of organofluorine surfactants used in the formulations of thousands of consumer goods. The continuous use of PFAS in household products and the discharge of PFAS from industrial plants into the sewer system have been resulted in contaminated effluents and sewage sludge from wastewater treatment plants (WWTPs) which became an important pathway for PFAS into the environment. Because sewage sludge is often used as fertilizer its application on agricultural soils has been observed as significant input path for PFAS into our food chain. To produce high-quality phosphorus fertilizers for a circular economy from sewage sludge, PFAS and other pollutants (e.g. pesticides and pharmaceuticals) must be separated from sewage sludge. Normally, PFAS are analyzed using PFAS protocols typically with time-consuming extraction steps and LC-MS/MS target quantification. However, for screening of PFAS contaminations in wastewater-based fertilizers also the DGT technique can be used for the PFAS extraction. Afterwards, combustion ion chromatography (CIC) can be applied to analyze the “total” amount of PFAS on the DGT binding layer. The DGT method was less sensitive and only comparable to the extractable organic fluorine (EOF) method values of the fertilizers in samples with >150 µg/kg, because of different diffusion properties for various PFAS, but also kinetic exchange limitations. However, the DGT approach has the advantage that almost no sample preparation is necessary. Moreover, the PFAS adsorption on the DGT binding layer was investigated via surface sensitive spectroscopical methods, such as Fourier-transform infrared (FT-IR) and fluorine K-edge X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy. T2 - DGT Konferenz CY - Paris, France DA - 11.10.2023 KW - Combustion Ion Chromatography KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Sewage sludge PY - 2023 AN - OPUS4-58575 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - INPR A1 - Vogel, Christian A1 - Helfenstein, J. A1 - Massey, M. A1 - Kretzschmar, R. A1 - Schade, U. A1 - Verel, R. A1 - Chadwick, O. A1 - Frossard, E. T1 - Spectroscopic analysis shows crandallite can be a major component of soil phosphorus N2 - Phosphorus (P) bioavailability is crucial for the productivity of natural and agricultural ecosystems, and soil P speciation plays a major role therein. Better understanding of P forms present in soil is thus essential to predict bioavailability. Most studies on soil P forms differentiate between Ca-bound P (e.g. apatite), organic P, Fe-bound P, and Al-bound P. In our analysis of a Ca, Al, and P rich soil from the Kohala region of Hawaii, we identified the mineral crandallite, CaAl3(PO4)2(OH)5∙H2O, a mineral previously not considered to play a significant role in soils. Crandallite was first identified with powder X-ray diffraction, and then confirmed with microfocused P K-edge X-ray absorption near edge structure (XANES) spectroscopy, micro-infrared spectroscopy, and solid-state 31P nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Crandallite XANES spectra were distinct from other common XANES spectra due to the presence of features in the post-edge region of the spectrum. Linear combination fitting of bulk P K-edge XANES spectra allowed the determination of the proportion of crandallite to the total P content, indicating that crandallite comprises up to half, possibly even more of the soil P in the samples. Crandallite is therefore an important and potentially overlooked component of soil P, which pedogenically forms in soils with high P, Al, and Ca contents, where it likely plays an important role in P bioavailability. KW - Phosphor KW - XANES spectrosocpy KW - infrared spectroscopy PY - 2025 DO - https://doi.org/10.2139/ssrn.5556609 SP - 1 EP - 31 PB - SRN AN - OPUS4-64739 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wittwer, Philipp A1 - Roesch, Philipp A1 - Vogel, Christian A1 - Simon, Fabian A1 - Gehrenkemper, Lennart A1 - Feldmann, Ines A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Less Is More: Influence of Cross-Linking Agent Concentration on PFOS Adsorption in Chitosan N2 - As a result of the continuous use of persistent per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS), e.g., in aviation firefighting foams, contamination with PFAS has been found in soil, groundwater, and surface water around thousands of industrial and military installations. Due to their harmful (environmental) potential, further dispersion in the environment needs to be stopped, which can be achieved by appropriate absorption materials. In this work, the influence of the cross-linking agent epichlorohydrin (ECH) concentration on the perfluorooctanesulfonic acid (PFOS) adsorption capacity of chitosan gel was investigated. It was found that higher ECH concentration during the cross-linking step decreases the PFOS adsorption capacity of the cross-linked chitosan gel from 0% to 4% ECH solution by about 15%. Using a concentration of 1%, ECH resulted still in an acid-stable material, and a maximum PFOS loading capacity of 4.04 mmol/g was obtained, one of the highest described in the literature. Furthermore, we used a rapid small-scale column test to compare the PFOS adsorption capacity of chitosan and activated carbon, each in both milled and unmilled form. Unmilled chitosan showed the highest PFOS adsorption capacity considering adsorption material dry masses (>0.9 and <0.4 mmol/g for both types of chitosan and activated carbon, respectively). Milled activated carbon proved to be the better adsorption material, considering the fixed volume of the adsorber (>99.9% PFOS adsorbed). Overall, the cross-linking agent concentration in chitosan is a crucial factor influencing its PFOS absorption potential. Our results feature cross-linked chitosan as an effective economic and ecologic alternative for PFOS adsorption in aqueous solutions. KW - Combustion Ion Chromatography KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Remediation PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-618406 DO - https://doi.org/10.3390/app142311145 VL - 14 IS - 23 SP - 1 EP - 13 PB - MDPI AN - OPUS4-61840 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vogel, Christian A1 - Urban, Klaus A1 - Ackerhans, C. A1 - Gorbushina, Anna T1 - Analysis of Carbon and Nitrogen from Atmospheric Sources by Bulk Deposition Sampling at various locations in Germany N2 - Atmospheric deposition of particulate matter is an important indicator of air pollution and a significant factor in material surface fouling. The elemental composition of this nutrient-containing dust depends largely on the exposure region and time as well as on climate. Therefore, in this paper we report an analysis of atmospheric pollutions with a self-made low-cost bulk deposition sampler directed at sampling deposition via air transport and rainfall. We used the device in diverse environments - thus comparing an urban region, an area surrounded by forest and an area mainly dominated by agriculture. The total organic carbon (TOC) and total nitrogen (TN) amounts were selected as indicator parameters and analyzed in a biweekly rhythm for three and a half and two years, respectively. The TOC value responded to particulate matter in the urban area, especially significant were the influences of the New Year's firework in urban and pollen in the rural forest area. In contrast, the TN value was more under the influence of the nitrogen emissions in the agriculture-dominated area. However, the TN value did not correlate with the NOx values in the urban area because the atmospheric nitrogen emissions in the city might originate from various emission sources. Summarizing, the TOC and TN values of the self-made low-cost bulk deposition sampler were in good agreement with environmental events of their immediate surrounding. Moreover, the selected containers and sampling procedures are universally applicable to monitor and analyze organic as well as inorganic parameters (e.g. metal ions) of atmospheric deposition. KW - Passive sampling KW - Biomonitoring KW - Air Analysis PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-609373 DO - https://doi.org/10.1016/j.envadv.2024.100583 SN - 2666-7657 VL - 17 SP - 1 EP - 9 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-60937 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalbe, Ute T1 - Elutionsverfahren in Forschung und regulatorischem Kontext N2 - Elutionsverfahren sind ein Tool für Umweltverträglichkeitsprüfungen verschiedenster Materialien im Kontakt mit Wasser. Im früheren Fachbereich 4.3 Schadstofftransfer und Umwelttechnologien wurden dazu umfangreiche Kompetenzen vor allem im Zusammenhang mit mineralischen Reststoffen sowie vielfältigen Bauprodukten aufgebaut und experimentelle Erfahrungen gesammelt. Darüber hinaus wurde auch der Austrag von Partikeln betrachtet und die gleichzeitige Bewertung von Mikroplastik- und Schadstoffausträgen aus Kunsstofftrasen untersucht. Es sind aber auch weitere Anwendungen beispielsweise zur Prüfung der Beständigkeit von Materialien denkbar. Im Workshop wurden Anwendungsbereiche von Elutionsverfahren diskutiert mit dem Ziel der besseren Vernetzung, der gemeinsamen Nutzung von Ressourcen und Identifikation von Synergien zwischen den Fachbereichen bzw. Aktivitätsfeldern. T2 - Workshop - Bewertung der Freisetzung von (Schad)stoffen aus Materialien mit Elutionsverfahren CY - Berlin, Germany DA - 21.01.2025 KW - Elution KW - Materialien KW - Schadstoffe PY - 2025 AN - OPUS4-65023 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Duarte-Ruiz, D. A1 - Saßnick, H.-D. A1 - Ferreira De Araujo, F. A1 - Gentzmann, Marie A1 - Huthwelker, T. A1 - Cocchi, C T1 - X-ray absorption spectroscopy of scandium oxide polymorphs N2 - Scandium oxide (Sc2O3) is a rare-earth oxide with significant potential in key technological areas, but due to its limited supply a deep understanding of its characteristics in different crystalline phases is still missing. Here, we present a combined experimental and ab initio X-ray absorption spectroscopy investigation of Sc2O3 focusing on excitations from the O K-edge and the Sc L2,3-edge. While measurements are performed on a cubic sample, the most stable phase under ambient conditions, six different polymorphs are computed, including two high-pressure phases with a trigonal and monoclinic lattice in addition to the cubic phase, as well as three computationally predicted structures. Our analysis of the structural and electronic properties reveals significant similarities between the cubic polymorph and the high-pressure trigonal phase, while the monoclinic crystal exhibits distinct features. The spectra simulated for these similar phases from the solution of the Bethe–Salpeter equation show very good agreement with measurements. Additional comparison with results computed in the independent-particle approximation highlights the dominant role of electron–hole correlations in shaping the absorption features, particularly at the O K-edge, where a common pattern with the features of other sesquioxides is identified. Our findings offer new insight into the spectral fingerprints of Sc2O3 polymorphs, aiding in situ characterization and informing sustainable materials management. KW - Scandium PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-650806 DO - https://doi.org/10.1039/d5ra06446e VL - 15 IS - 56 SP - 47814 EP - 47825 AN - OPUS4-65080 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Loose, Florian T1 - End-of-Life Carbon Fiber Reinforced Polymers in Steelmaking - Accessing a C-Rich Residue Stream as Alternative Reducing Agent N2 - As one of the most energy and carbon consuming industries, steelmakers have an intrinsic interest in the development of technologies, reducing their carbon footprint as well as their carbon input. Besides generating new feedstocks from biomass or waste polymers, the valorization of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) waste streams seems to be extremely promising based on the high carbon content of carbon fibers (CF), chars from CFRP and even unprocessed CFRP waste of >92%, 98% and 79%, respectively. Although, reduction of environmental impact from those high-performance materials was achieved by the development of smart recycling solutions, the continuous truncation by mechanical treatment of CF over multiple cycles, analogous to paper fibers, and the large global CFRP waste stream of 62 kt/a demand for a sustainable management of end-of-life (EOL) CFRP. Recently it was demonstrated that CF can be used safely as reductant in pyrometallurgical processes in a downhole electric furnace without significant WHO fiber emission. Therefore we anticipate a huge potential of CF based materials as sustainable reductant for steelmaking in an electric arc furnace (EAF). To facilitate the applicability of EOL CFRP in steelmaking, we investigated the interaction between CF based materials and liquid metal phases, appearing during the process, on different scales. Particularly, we examined the reactivity, wettability and dissolution behavior of CF and CFRP concerning liquid slag and steel. The presented results indicate that understanding the impact of the microstructure of CF on their behavior is crucial for their application in EAF steelmaking without risking potential hazards by WHO fiber emission. Besides the detailed elucidation of structure reactivity relationships of CF, the broader impact on circular economy will be presented. T2 - ESTEP Workshop Resi4Future: Residue valorization in iron and steel industry - sustainable solutions for a cleaner and more competitive future Europe CY - Online meeting DA - 20.11.2020 KW - Carbon Fibers KW - Steelmaking KW - Electric Arc Furnace KW - Secondary Recources KW - Sustainability PY - 2020 AN - OPUS4-51613 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schraut, Katharina A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Adam, Christian A1 - Stephan, Dietmar A1 - Meng, Birgit A1 - Simon, Sebastian A1 - von Werder, Julia A1 - Hirsch, Tamino A1 - Manninger, Tanja T1 - Effect of gypsum on the hydration of fused cement clinker from basic oxygen furnace slag N2 - Fused cement clinker can be produced from molten basic oxygen furnace slag (BOFS) by way of a reductive thermochemical treatment. During the thermochemical treatment, oxidic iron is reduced to metallic iron and separated. The resulting low-iron slag has a chemical and mineralogical composition similar to ordinary Portland cement (OPC) clinker. In this study, the hydraulic reactivity of the fused clinker from BOFS with and without gypsum was investigated using isothermal calorimetry, differential scanning calorimetry, in situ X-ray diffraction and powder X-ray diffraction. Furthermore, a synthetic fused clinker without foreign ions and fused clinker produced by a mixture of both materials was studied. The hydraulic reaction of the fused clinker from BOFS was considerably slower than that of OPC. However, the reaction can be accelerated by adding gypsum as a sulfate carrier. Furthermore, the results showed an increased reaction rate with decreasing content of foreign ions such as Fe, P or Mn. KW - General Materials Science KW - Building and Construction PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1680/jadcr.23.00070 SN - 0951-7197 SP - 1 EP - 19 PB - Telford AN - OPUS4-59391 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wöhlecke, Andreas ED - Al-Akel, Said T1 - Aktuelle Diskussionen aus dem Fachbeirat der BAM N2 - Im Folgenden soll über aktuelle Diskussionen und Arbeitsschwerpunkte im Fachbeirat der BAM und von der Zulassungsstelle berichtet werden. Es werden Änderungen im Zusammenhang mit der Zulassungsrichtlinie für Kunststoffdichtungsbahnen vorgestellt. Es wird über die aktuelle Diskussion über die Anforderungen z. B. an metallische Sensoren für Dichtungskontrollsysteme berichtet. Änderungen der Fremdprüfung von sogenannten Sandschutzmatten, des Standards zur Qualitätsüberwachung (SQÜ) von Kunststoff Dränelementen (KDE) und der Anpassung der Formulierungen zum Überbau der in Abdichtungen verwendeten Produkte werden aufgezeigt. T2 - 20. Leipziger Deponiefachtagung CY - Leipzig, Germany DA - 12.03.2024 KW - Dichtungskontrollsystem KW - Deponie KW - Kunststoffdichtungsbahn PY - 2024 SN - 978-3-943443-54-7 VL - 20 SP - 16 EP - 23 CY - Leipzig AN - OPUS4-59893 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Adam, Christian A1 - Herzel, Hannes T1 - R-Rhenania - Modifiziertes Rhenania Phosphat aus Klärschlammasche für Bayern N2 - Im Verbundprojekt R-Rhenania wird eine industrielle Demonstrationsanlage am Standort der Monoverbrennungsanlage Altenstadt der Firma Emter errichtet und im Jahr 2024 den Betrieb aufnehmen. Die vorhandene Rostfeuerung-Monoverbrennung wird so umgebaut, dass ein neues thermochemisches Verfahren integriert werden kann, welches hochwirksame und schadstoffarme Dünger produziert (bis zu 17.000 t/a). Die thermochemischen Produkte werden in Gefäß- und Feldversuchen im ökologischen Landbau auf ihre Düngewirkung getestet. Die Umweltverträglichkeit der Demonstrationsanlage wird untersucht, wie auch die Übertragbarkeit des Verfahrens auf weitere Regionen. T2 - Statusseminar RePhoR CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 03.05.2023 KW - Phosphor KW - Monoverbrennung KW - Recycling KW - Nährstoffe KW - Dünger PY - 2023 AN - OPUS4-59486 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Herzel, Hannes T1 - Klärschlammasche Monitoring 2022/23 - Erste Ergebnisse: P Löslichkeiten & Schwermetalle N2 - Im Rahmen des BMBF Projektes R-Rhenania wurden von fast allen Monoverbrennungsanlagen in Deutschland Klärschlammasche-Probeneingesammelt. Diese Aschen wurden auf die Gesamtchemie-Zusammensetzung, Schwermetalle und die Löslichkeit des Phosphates untersucht. T2 - 95. Sitzung des DWA Fachausschusses KEK 3 CY - Hannover, Germany DA - 27.11.2023 KW - Phosphor KW - Monoverbrennungsanlage KW - Neutralammoniumcitrat KW - Zitronensäure PY - 2023 AN - OPUS4-59437 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piehl, Patrick T1 - Thermochemical Treatment of Steel Work Dusts and Sludges for the Recovery of Zinc and Iron N2 - Steel work dusts and sludges usually contain severe amounts of zinc, lead, cadmium, and other heavy metals, which hinder direct recycling and make these materials potentially hazardous for the environment. To tackle this issue, here, two thermochemical treatment methods for the reductive workup of blast furnace sludge, electric arc furnace dust, and comparable steelwork dusts are presented. In the first method, carbon contained blast furnace sludge is employed as reducing agent for the material’s metal oxides. By this, heavy metals get evaporated and a metallic iron containing residue that may be reused in electric arc furnace steelmaking is formed. Additionally, the use of hydrogen for reducing iron and heavy metal oxides in steelwork dusts is presented. Here, high evaporation rates of heavy metals can be reached, and sponge iron is formed. Investigations using thermogravimetry and equilibrium simulations provide insides into the reactions taking place. For both processes an upscaling to pilot scale is ongoing. T2 - EUROSLAG 2024 CY - Bilbao, Spain DA - 23.10.2024 KW - Electric arc furnace dust KW - Blast furnace sludge KW - Recycling KW - Ressource recovery KW - Zinc PY - 2024 AN - OPUS4-61499 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Smol, M. A1 - Adam, Christian A1 - Preisner, M. T1 - Circular economy model framework in the European water and wastewater sector N2 - One of the key elements in the transformation towards a circular economy (CE) is providing more sustainable practices for resources and waste management. Improvement actions focused on transformation towards a CE should be targeted at all groups of materials and waste. As water is essential for human survival and well-being and plays a significant role in sustainable development (SD), the actions related to the reuse of water and the recovery of raw materials from wastewater and other water-based waste should be taken. The paper presents a proposition for a new CE model framework in the water and wastewater sector, which includes the six following actions: reduction—prevent wastewater generation in the first place by the reduction of water usage and pollution reduction at source; reclamation (removal)—an application of effective Technologies for the removal of pollutants from water and wastewater; reuse—reuse of wastewater as an alternative source of water supply (non-potable usage), recycling—recovery of water from wastewater for potable usage; recovery—recovery of resources such as nutrients and energy from water-based waste, and rethink—rethinking how to use resources to create a sustainable economy, which is `free` of waste and emissions. The novelty of the proposed CE model framework is that it presents possible ways of implementing CE principles in the water and wastewater sector, with a strong emphasis not only technological but also organisational and societal changes. Application of the proposed model may help to further transform the European economy to the CE model. Moreover, the indicated model can be significant tool supporting an assessment of local or regional progress towards CE in the water and wastewater sector and further environmental management and planning. KW - Circular economy KW - Phosphorus recovery KW - Waste water PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1007/s10163-019-00960-z SP - 1 EP - 16 PB - Springer AN - OPUS4-50441 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Smol, M. A1 - Adam, Christian A1 - Kugler, Stefan T1 - Inventory of Polish municipal sewage sludge ash (SSA) – Mass flows, chemical composition, and phosphorus recovery potential N2 - This paper presents an inventory of sewage sludge ashes (SSA) generated in the mono-incineration plants for municipal sewage sludge in Poland. This research focused on the detailed study of mass flows, chemical composition, and phosphorus recovery potential. There are currently 11 sludge mono-incineration plants operated with a total capacity of 160,300 Mg dry weight (d.w.) of sludge annually. Recently, a significant increase in the amount of SSA generated in these plants has been observed, reaching 26,756 Mg in 2018. Chemical composition of SSA showed significant amounts of the main nutrients: calcium (~14%), phosphorus (~13%), magnesium (~3%), and potassium (~1%). Additional main elements were iron (~14.5%), silicon (~13%), and aluminium (~6%). The main trace elements in the SSA were zinc (~3750 mg/kg) and copper (~899 mg/kg). Pollutants, according to fertilizer regulations of different countries, present in Polish SSA were chromium(~703 mg/kg), nickel (~260 mg/kg), lead (~94 mg/kg), and Cadmium (~9 mg/kg). The radionuclides, uranium, and thorium often present in higher amounts in commercial phosphate rock-based fertilizers, were only detected in SSA t low levels of 4–9 mg/kg and 2–3 mg/kg, respectively. Theoretical phosphorus recovery potential from the SSA (from plants in Cracow, Lodz, Gdansk, Gdynia, Szczecin, and Kielce) was estimated at 1613.8 Mg, of which 33.9% is bioavailable. Currently, in Poland, the recommended approach is the production of fertilizers as a result of the extraction of phosphorus from the SSA with its use in the production of secondary mineral fertilizers. Further research in this area is required considering Polish conditions and legislation. KW - Municipal sewage sludge KW - Sewage sludge ash (SSA) KW - Phosphorus KW - Recovery potential PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.07.042 VL - 116 SP - 31 EP - 39 PB - Elsevier Ltd AN - OPUS4-51093 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sichler, Theresa T1 - Phosphorrückgewinnung - Ergebnisse des Projekts extraWERT N2 - Es wurden erste Ergebnisse des Projekts extraWERT vorgestellt. Im Projekt werden monatlich Klärschlammproben von 10 kommunalen Kläranlagen untersucht, deren P-Gehalt im Grenzbereich der AbfKlärV liegt zwischen 1,7 und 2,3%. Die ersten Ergebnisse lagen zu fünf Kläranlagen vor, es wurden Daten zum TS-Gehalt, zur oTS und zu den Nährstoffgehalten präsentiert. T2 - DWA-Netzwerktag des Nord-Ost CY - Berlin, Germany DA - 22.01.2020 KW - Klärschlamm KW - AbfKlärV KW - Phosphorrückgewinnung KW - Nährstoffe PY - 2020 AN - OPUS4-50300 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sichler, Theresa T1 - Legislation and technology development for P-recovery in Germany N2 - New developments in legislation and technology development for P-recovery were presented with focus on the situation in Germany. T2 - SMART-Plant joint Stakeholder Workshop CY - Berlin, Germany DA - 29.01.2020 KW - P-recovery KW - Sewage sludge ordinance PY - 2020 AN - OPUS4-51764 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Adam, Christian T1 - Phosphorus recovery in Germany – recent developments N2 - The recent developments of phosphorus recovery in Germany were presented. The funding program RePhoR was introduced with focus on the demonstration project R-Rhenania that is coordinated by BAM. T2 - Green Deal 2020 conference CY - Online-Meeting DA - 14.12.2020 KW - Phopshorus recovery KW - Waste water treatment KW - Recycling fertiliser PY - 2020 AN - OPUS4-51837 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Adam, Christian A1 - Herzel, Hannes T1 - Modifiziertes Rhenania Phosphat auf Klärschlammasche für Bayern N2 - Es wurde das Projekt R-Rhenania MODIFIZIERTES RHENANIA PHOSPHAT AUS KLÄRSCHLAMMASCHE FÜR BAYERN mit seinen Inhalten und der Projektstruktur vorgestellt. T2 - 6. P-Rück-Kongress: Phosphor - ein kritischer Rohstoff mit Zukunft CY - Online meeting DA - 25.11.2020 KW - Phosphorrückgewinnung KW - Klärschlammasche PY - 2020 AN - OPUS4-51667 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wöhlecke, Andreas T1 - The role of junction strength in the performance of geogrids N2 - Designing the performance of geogrids in reinforce soil constructions usually does not consider long-term behavior and possible failure modes of junctions between longitudinal and transverse ribs. How could behavior of junctions be included? To which extend is it necessary? On the conference Geo-Chicago 2016, Swan and Yuan presented an ultimate limit state equation for the short-term material resistance of junctions. We discuss limitations and suggest improvements to include long-term behavior of junctions. Nevertheless, the approach applies only to a specific mode of shear-tensile failure of junctions and only to strictly rigid geogrids. A new design concept presented in the same year by Jacobs on the conference GeoAmerica for the special case of the anchorage of geogrids, which reinforce capping system on long and steep slopes of landfills, tried to overcome these drawbacks. We discuss the aspects of this concept related to the long-term behavior of junctions and the interplay between the load applied to junctions and the flexibility of longitudinal ribs. This interplay and the long-term junction strength determine the long-term behavior of geogrids. T2 - GeoAmericas 2020 CY - Online meeting DA - 26.10.2020 KW - Geogitter KW - Geokunststoffe KW - Deponie PY - 2020 AN - OPUS4-51485 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wöhlecke, Andreas T1 - Aktuelle Diskussion aus dem Fachbeirat der BAM N2 - Das Jahr 2020 war vor allen Dingen von der Pandemie geprägt, die alle Bereiche des Lebens und Arbeitens beeinflusst hat und immer noch beeinflusst. Dies hat sich auch auf verschiedene Maßnahmen im Zusammenhang mit zugelassenen Produkten ausgewirkt. In diesem Zusammenhang sollen die Punkte kurz aufgeführt werden. Des Weiteren soll aufgezeigt werden, wie bei der Bearbeitung der Richtlinien, der Zulassungstätigkeit und Beurteilung der Produkte an der BAM und im Fachbeirat vorgegangen wird. Darüber hinaus soll noch einmal kurz auf die Entlassung aus der Nachsorgephase eingegangen werden. Am Ende sollen verschiedene aktuelle Fragestellungen des Fachbeirat aufgezeigt werden. T2 - 17. Leipziger Deponiefachtagung CY - Online meeting DA - 02.03.2021 KW - Deponie KW - Geokunststoffe KW - Kunststoffdichtungsbahn PY - 2021 AN - OPUS4-52213 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Herzel, Hannes T1 - Success-Story CaNaPO4: Erfolgreiche REACH Registrierung und Inbetriebnahme großtechnischer Anlagen N2 - Aufgrund der Vorgaben in der novellierten Klärschlammverordnung 2017 (AbfKlärV) wird für die meisten Kläranlagen ab 2029 verpflichtend das enthaltene Phosphat zurückzugewinnen bzw. einer Phosphatrückgewinnung zuzuführen. Aktuell gehen dafür einige thermochemische als auch nasschemische Verfahren in Betrieb. Die meisten thermochemischen Verfahren arbeiten mit einer vergleichbaren Grundidee. Es werden Alkali-Additive wie Na2CO3 vor der thermischen Behandlung eingemischt. Die anschließend produzierten thermochemischen Rezyklate enthalten als Phosphatphasen Calciumalkaliphosphate wie CaNaPO4, welche zu hoher Phosphatlöslichkeit und Pflanzenverfügbarkeit in den Rezyklaten führen. Aktuell werden solche thermochemischen Verfahren an den Standorten Altenstadt (Oberbayern), Michelstadt (Odenwald) und Breisach-Grezhausen (nähe Freiburg) in Betrieb genommen. T2 - Berliner Klärschlamm Konferenz CY - Berlin, Germany DA - 11.11.2025 KW - Phosphor KW - Recycling KW - Großtechnik KW - Dünger PY - 2025 AN - OPUS4-64710 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Herzel, Hannes T1 - Phosphorrückgewinnung in Deutschland: Thermochemisches Verfahren in Altenstadt N2 - Die Firma Emter GmbH betreibt die Klärschlammverbrennungsanlage Altenstadt und hat in die bestehende Monoverbrennung einen thermochemischen Prozess integriert, um hochwirksame und schadstoffarme Düngemittel aus Klärschlamm herzustellen. Die Anlage ist aktuell die größte Phosphor-recyclinganlage in Deutschland mit der die Vorgaben der AbfKlärV bereits frühzeitig umgesetzt werden. Im Prozess wird schwerlösliches Phosphat in pflanzen-verfügbares Phosphat umgewandelt und gleichzeitig werden Schadstoffe thermisch zerstört oder entfernt. Seit Mitte 2024 steht eine Kapazität für die jährliche Produktion von 15.000 Tonnen des sogenannten R-Rhenania- Phosphats bereit. Dieser Recyclingdünger wird nach REACH registriert, erfüllt alle Vorgaben der Düngemittelverordnung und kann in der Landwirtschaft breit eingesetzt werden. Die Eigenschaften des Phosphats, wie etwa dessen Unlöslichkeit in Wasser, entsprechen den Anforderungen des ökologischen Landbaus. Aufgrund dieser Passfähigkeit finden im Rahmen von R-Rhenania seit 2001 bis heute umfangreiche Feldversuche im ökologischen Landbau statt. Das Projekt R-Rhenania begleitet die Phosphorrecyclinganlage mit Untersuchungen zur Produktqualität, mit Gefäßversuchen und Feldversuchen im ökologischen Landbau, mit Ökobilanzierung und der Konfektionierung verschiedener Düngemittelprodukte. T2 - Eröffnungsfeier Altenstadt CY - Altenstadt, Germany DA - 16.10.2026 KW - Phosphor KW - Recycling KW - Großtechnik KW - Dünger KW - Thermochemisch PY - 2025 AN - OPUS4-64824 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Herzel, Hannes A1 - Adam, Christian T1 - P-Rückgewinnung aus Klärschlammasche - AshDec® Verfahren N2 - Klärschlammaschen können eine hohe Phosphatkonzentration aufweisen und stellen damit einen geeigneten Sekundärrohstoff für die Produktion von Phosphatdüngemitteln dar. Bisher wird dieses Potential der Klärschlammaschen für die Phosphor-Rückgewinnung jedoch kaum genutzt, da die in den Aschen enthaltenen Phosphate für Pflanzen kaum verfügbar und die Aschen teilweise mit toxischen Schwermetallen belastet sind. Im AshDec®-Verfahren wird die Klärschlammaschen im Drehrohrofen im Temperaturbereich 800-1000°C unter Zugabe von Alkali-Additiven (bsp. Na2CO3) thermochemisch behandelt, um ein wirksames und schadstoffarmes Phosphatdüngemittel herzustellen. Aktuell bereitet die Firma Emter GmbH den Bau der ersten großtechnischen AshDec®-Anlage mit einer Kapazität von 30.000 Jahrestonnen Klärschlammasche am Standort ihrer Klärschlammverbrennungsanlage (Altenstadt / Oberbayern) vor. Die erste Ausbaustufe dieser Anlage wird durch das BMBF-Projekt R-Rhenania im Rahmen der Förderinitiative RePhoR begleitet. T2 - 2. Thüringer Klärschlammkommunalkonferenz CY - Thüringer Ministerium für Umwelt, Energie und Naturschutz DA - 21.06.2022 KW - Rückgewinnung KW - Phosphor KW - Klärschlamm KW - Dünger PY - 2022 AN - OPUS4-55088 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wöhlecke, Andreas T1 - Aktuelle Themen aus dem Fachbeirat der BAM N2 - Die Anforderungen an Geokunststoffprodukte und deren Qualitätssicherung unterliegen einem stetigen Wandel, der sowohl durch technische Veränderungen als auch durch normative und organisatorische Entwicklungen geprägt ist. Insbesondere der Fachbeirat der BAM gemäß Deponieverordnung (DepV) spielt hier im Bereich der Deponietechnik eine wichtige Rolle. An dieser Stelle sollen aktuelle Themen aus dem Fachbeirat der BAM vorgestellt werden, die wesentliche Änderungen in der Zulassungs- und Anwendungspraxis betreffen. Der Beitrag beleuchtet unter anderem Veränderungen innerhalb der BAM, die Modernisierung der Publikationsformate sowie die fachliche Weiterentwicklung der Zulassungsrichtlinien. Besondere Aufmerksamkeit gilt der Diskussion um die Einbauhilfe im Schutzschichtsystem, der Einführung einer europäischen Zugversuchsnorm für Kunststoffdichtungsbahnen sowie der Fremdüberwachung der Produktion geosynthetischer Komponenten. Darüber hinaus werden neue Anforderungen an Edelstahlelektroden in Dichtungskontrollsystemen und die Spannungsrissbeständigkeit von PE-HD-Dichtungsbahnen thematisiert. T2 - 35. Karlsruher Deponie- und Altlastenseminar CY - Karlsruhe, Germany DA - 15.10.2025 KW - Deponie PY - 2025 AN - OPUS4-64410 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Adam, Christian A1 - Schneider, Joachim A1 - Schraut, Katharina T1 - Strategien für die Nutzung von Schlacken zukünftiger wasserstoffbasierter Stahlproduktionsrouten – Herstellung von Stahlwerksschlacke basierten Ausgangsstoffen für die Zementindustrie N2 - Die Europäische Kommission präsentierte am 11. Dezember 2019 den European Green Deal, ein Konzept mit dem Ziel, bis zum Jahr 2050 als erster Kontinent Klimaneutralität zu erreichen. Mit Inkrafttreten der Verordnung (EU) 2021/1119 des Europäischen Parlaments und des Europäischen Rates am 29. Juli 2021 zur Schaffung des Rahmens für die Verwirklichung der Klimaneutralität („Europäisches Klimagesetz“), ist dieses, sowie das Ziel der Reduzierung der Nettotreibhausgasemissionen um mindestens 55 % bis 2030 in der Gesetzgebung der Europäischen Union verankert. Die Stahlindustrie in der Europäischen Union mit ca. 57 Mio. t Nettotreibhausgasemissionen im Jahr 2020, die annähernd 2 % der Emissionen der Europäischen Union ausmachen (Inklusive Energie: 127 Mio. t; 4 %), bekennt sich zur erheblichen Reduzierung der CO2-Emissionen bis zum Jahr 2030 und zum Erreichen der Klimaneutralität bis zum Jahr 2050. Als Schlüsselwege zur Verwirklichung dieser Zielstellung hat sie zum einen Smart Carbon Usage (SCU) und zum anderen Carbon Direct Avoidance (CDA) in einer Roadmap formuliert. SCU umfasst CO2-reduzierende Maßnahmen in bestehenden Eisen- und Stahlproduktionsprozessen, Carbon Capture and Storage- (CCS) sowie Carbon Capture and Usage-Technologien (CCU). Wohingegen bei CDA CO2-Emissionen durch erneuerbare elektrische Energie sowie wasserstoffbasierte Reduktion des Eisenerzes gar nicht erst entstehen sollen. Der CDA-Weg, der voraussichtlich beschritten werden muss, um eine klimaneutrale Stahlproduktion zu erreichen [38], geht mit einer kostenintensiven Transformation der Stahlproduktion einher, die bereits von vielen Unternehmen der Stahlindustrie eingeleitet wurde und von der im Wesentlichen die beiden in Europa vorherrschenden Stahlproduktionsrouten Hochofen-Konverter-Route und Elektrolichtbogenofen-Route betroffen sind. Die CO2-Emissionen der Hochofen-Konverter-Route, von denen der überwiegende Anteil auf den Hochofen fällt, liegen laut einer für das Jahr 2015 erstellten Studie bei 1921 kg CO2/t Rohstahl inklusive der CO2-Last der Pellets als Einsatzmaterial sowie der Emissionen der nachgelagerten Stranggießanlagen und Walzwerke. Im Hochofen wird das Eisenerz durch Kohlenstoff (C) bzw. Kohlenstoffmonoxid (CO) – welche größtenteils aus dem Koks, der dem Hochofen zusammen mit dem Möller über die Gicht zugeführten wird, stammen – unter Entstehung von Roheisen und Kohlenstoffdioxid (CO2) reduziert. Das neben dem CO2 im Prozessgas enthaltene CO wird zum Beispiel zur Energiegewinnung in peripheren Prozessen ebenfalls unter Bildung von CO2 verbrannt. Zusätzlich zur Reduktion hat der Koks unter anderem physikalische Aufgaben, wie die Errichtung eines Stützgerüstes und die Gewährleistung der Permeabilität im Hochofenprozess. Somit ist eine vollkommene Substitution des Kokses zur Vermeidung der CO2-Emissionen im Hochofen nicht denkbar. Viele Strategien der Stahlunternehmen zum Erreichen der Klimaziele verfolgen daher den Wechsel von der Rohstahlproduktion aus der Hochofen-Konverter-Route hin zur Rohstahlproduktion im Elektrolichtbogenofen (EAF – Electric Arc Furnace) mit dem Einsatz von direkt reduziertem Eisen (Eisenschwamm, DRI – Direct Reduced Iron) aus vorgelagerten Direktreduktionsanlagen, die mit Wasserstoff (H2) als Reduktionsmittel betrieben werden können. Dabei ist die Elektrostahlerzeugung kein neuer Prozess und nimmt in der europäischen Union bereits jetzt einen Anteil von ca. 44 % der Rohstahlproduktion ein, jedoch überwiegend mit Schrott als Einsatzmaterial. Bei der Elektrostahlerzeugung mit Schrotteinsatz fallen laut der oben genannten Studie von Lüngen für das Jahr 20152 410 kg CO2-Emissionen pro Tonne Rohstahl an, von denen der Großteil auf die CO2-Last der fremd bezogenen elektrischen Energie zurückzuführen ist und daher nicht im Produktionsprozess selbst entsteht. Auch die Direktreduktion wird schon seit 1972 in der weltweit zweiten und bis heute in Westeuropa einzigen Direktreduktionsanlage in Hamburg betrieben. Während hier noch mit einem Reduktionsgas gearbeitet wird, das hauptsächlich aus einem aus Erdgas gewonnenen Wasserstoff-Kohlenstoffmonoxid-Gemisch besteht, liegt eine aktuelle Kernherausforderung in der Bereitstellung des in der Größenordnung der von der Transformation betroffenen Rohstahlproduktionskapazitäten notwendigen, mit erneuerbarer elektrischer Energie hergestellten Wasserstoffs. Wird zusätzlich der Strom für das Einschmelzen im Elektrolichtbogenofen aus erneuerbaren Quellen gewonnen und werden schließlich als Brennstoff verwendete Kohle und als Brennstoff verwendetes Erdgas durch CO2-neutrale Bio-Brennstoffe ersetzt, sind sowohl für den Einsatz von mit Wasserstoff reduziertem und auf Pellets ohne CO2-Last basiertem Eisenschwamm als auch für den Einsatz von Schrott CO2-Emissionen von jeweils nur 60 kg CO2/t Rohstahl erreichbar, was eine Reduktion der Emissionen, ausgehend von der Konverter-Hochofen-Route um 97 % und ausgehend von der Schrott-Elektrolichtbogenofen-Route um 85 % bedeuten würde. Der Betrieb von Elektrolichtbogenöfen macht die an den Standorten vorhandenen Konverter sowie die Infrastruktur für Behandlung und Transport des Roheisens überflüssig. Die fortwährende Nutzung dieser bestehenden Anlagenstruktur dient daher unter anderem als Motivation für die Entwicklung einer zweiten Transformationsstrategie, die einen sogenannten Einschmelzer (SAF – Submerged Arc Furnace) als der Direktreduktionsanlage nachgelagerten Prozess vorsieht, in dem wiederum Roheisen erschmolzen wird, das anschließend im Konverter zu Rohstahl veredelt wird. Die Transformation der Stahlindustrie beeinflusst einen weiteren CO2-intensiven Industriesektor, nämlich die Zementindustrie die verantwortlich ist für rund 4 % der CO2-Emissionen in der EU. Etwa zwei Drittel dieser Emissionen entfallen als Prozessemissionen auf die Entsäuerung des Rohstoffs Kalkstein (CaCO3), also auf die Abspaltung von CO2 unter Entstehung des für die Herstellung von Zementklinker notwendigen Branntkalks (CaO) als Zwischenstufe bei der Bildung der hydraulischen Phasen Tri- und Dicalciumsilikat. Als eines der fünf Themenfelder (5C-Ansatz: Clinker, Cement, Concrete, Construction, Carbonation), welche die europäische Zementindustrie entlang ihrer Wertschöpfungskette zum Erreichen der gesetzlichen Vorgaben der europäischen Union erarbeitet hat, umfasst das Feld "Cement" zum größten Teil die Reduzierung des Klinker-Zement-Faktors. Im Jahr 2017 betrug er 77 %, das heißt, dass 23 % des Klinkers durch alternative Materialien ersetzt wurden. Bis zum Jahr 2030 wird ein Faktor von 74 % und bis zum Jahr 2050 von 65 % angestrebt. Den größten Anteil an den Klinkersubstituten hat mit 33 % der Hüttensand aus der Stahlindustrie. Bei der Roheisenproduktion im Hochofen entsteht als Nebenprodukt Hochofenschlacke, die unter Zugabe von Schlackebildnern die Gangart des Möllers und mineralische Koksbestandteile abbindet, sowie weitere unerwünschte Begleitelemente wie Schwefel und Alkalien aufnimmt. Allein in Deutschland wurden im Jahr 2021 6,90 Mio. t – das entspricht 90 % der gesamten produzierten Hochofenschlacke – zu glasig erstarrtem Hüttensand granuliert. Dieser Hüttensand besitzt latent hydraulische Eigenschaften und wird daher seit mehr als 140 Jahren als Zementbestandteil eingesetzt, wodurch in Deutschland jährlich rund 4,5 Mio. t CO2-Emissionen eingespart werden. Alle Transformationsstrategien der Stahlindustrie beinhalten die notwendige Außerbetriebnahme der CO2-intensiven Hochöfen. Dies hat unter anderem zur Folge, dass die Hochofenschlacke als Nebenprodukt der Rohstahlerzeugung im Hochofen nicht mehr zur Verfügung stehen wird, wodurch die weitere Reduzierung des Klinker-Zement-Faktors erhebliche Zusatzmengen alternativer Materialien benötigen wird. Derzeit ist noch unklar, ob z.B. calcinierte Tone im benötigten Umfang erzeugt werden können. Der Fachbereich Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und das Institut für Baustoffforschung FEhS forschen zusammen mit Industriepartnern und weiteren Forschungseinrichtungen im Rahmen zweier Projekte in den Kooperationssphären der Stahl- und Zementindustrie, die zur Bewältigung dieser Herausforderungen beitragen. Im Projekt SlagCEM wird die Produktion eines hydraulischen Zementbestandteils durch Reduktion von Konverter- bzw. Linz-Donawitz-Schlacke (LDS) untersucht. Die mit den zusätzlich aufgenommen Lichtbogenofenkapazitäten steigenden Mengen an Elektrolichtbogenofenschlacke (EOS, engl. electric arc furnace slag, EAFS) werden im Projekt DRI-EOS behandelt, welches die Produktion eines latent hydraulischen Hüttensandsubstituts zum Ziel hat. T2 - Berliner Konferenz Mineralische Nebenprodukte und Abfälle CY - Berlin, Germany DA - 12.06.2023 KW - Stahlwerksschlacke KW - Zementersatz PY - 2023 SN - 978-3-944310-72-5 VL - 10 SP - 222 EP - 233 PB - TK-Verlag CY - Neuruppin AN - OPUS4-57684 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holm, O. A1 - Leube, Peter A1 - Vogel, Christian A1 - Kennedy, E. A1 - Stockenhuber, M. A1 - Lucas, J. A1 - Truong, T. A1 - Rappé, A. A1 - Lu, W. A1 - Blotevogel, J. T1 - Thermische Zerstörung von PFAS in der Sondermüllverbrennung: Einfluss von Temperatur und PFAS-Konzentration N2 - Aufgrund ihrer einzigartigen molekularen Beschaffenheit werden per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) in vielen unterschiedlichen Produkten und Anwendungsgebieten eingesetzt. Da sie generell eine hohe Persistenz aufweisen und je nach individueller Struktur unterschiedlich mobil sind, sind sie mittlerweile in allen Umweltkompartimenten und ubiquitär nachzuweisen. Ihre potenzielle (ökologische) Toxizität birgt dabei erhebliche Umweltrisiken, weshalb PFAS in den letzten Jahren mehr und mehr in den Fokus von Umweltverbänden und -behörden gelangten. Gleichzeitig beschäftigen sich Forschungseinrichtungen mit der möglichst weitreichenden Entfernung aus der Umwelt sowie mit deren (anschließender) Zerstörung. Im Projekt ER24-4073 „Untersuchung des thermischen Abbaus von PFAS in einer kommerziellen Großanlage zur Verbrennung gefährlicher Abfälle“, welches vom U.S. Department of Defense (DoD ) über das Strategic Environmental Research and Development Program (SERDP) gefördert wird, untersuchen deutsche, australische und amerikanische Partner die Behandlung von PFAS-haltigen Abfallströmen in einer großtechnischen Verbrennungsanlage, um die Einsatzbereitschaft, Machbarkeit und Sicherheit dieser Zerstörungsmethode zu demonstrieren. T2 - Berliner Konferenz Abfallwirtschaft und Energie CY - Berlin, Germany DA - 28.01.2026 KW - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Verbrennung KW - Kontaminierter Boden PY - 2026 SN - 978-3-911006-65-1 SP - 66 EP - 77 PB - TK Verlag AN - OPUS4-65513 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GOVDOC A1 - Adam, Christian A1 - Wöhlecke, Andreas T1 - 9. Nachtrag zum Zulassungsschein 12/BAM IV.3/09/00 für eine Schutzschicht bestehend aus einer sandgefüllten Schutzbahn für Kunststoffdichtungsbahnen in Deponieabdichtungen N2 - 9. Nachtrag zum Zulassungsschein 12/BAM IV.3/09/00 für eine Schutzschicht bestehend aus einer sandgefüllten Schutzbahn für Kunststoffdichtungsbahnen in Deponieabdichtungen der Firma G quadrat GmbH, Krefeld. KW - Deponie KW - Schutzschicht KW - Abdichtungssystem PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-654339 SP - 1 EP - 31 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-65433 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalbe, Ute T1 - Identifikation und Einordnung von historischen Lehmbauteilen für die Wiederverwendung hinsichtlich Anreicherung von Schadstoffen und bauschädlichen Salzen N2 - Lehmbaustoffe, einschließlich Lehm aus dem historischen Baubestand, bieten ein hohes Potenzial für ihre Wiederverwendbarkeit und die Schonung natürlicher Ressourcen. Zur Bewertung des Wiederverwendungspotenzials gibt es nur wenige Studien hinsichtlich der Schadstoffbelastung und der Anreicherung von Salzen in Gebäuden aus dem historischen Bestand. Tonminerale, die in Lehmbaustoffen als Bindemittel fungieren, können Schadstoffe binden. Die Region Mitteldeutschland ist geprägt durch jahrzehntelange Einwirkung erheblicher Schadstoffemissionen aus der Chemie- und Braunkohleindustrie. Der Eintrag von Schadstoffen in Lehmbaustoffe ist außerdem aus geogenen Hintergrundbelastungen denkbar, z. B. in Auenböden beeinflusst durch Einträge aus dem Erzbergbau. Salzbildende Anionen wie Chloride oder Nitrate können aufgrund ihrer hohen Löslichkeit mittels kapillarer Kräfte durch die Porenstruktur transportiert werden. In Lehmwänden können sie vor allem in oberflächennahen Lagen, in denen höhere Verdunstungsraten vorherrschen, durch Bindung mit in Lösung vorliegenden oder baustoffeigenen Kationen auskristallisieren und bauschädliche Salze ausbilden. Auch durch spezifische Nutzungen akkumulierte Schadstoffe, z. B. durch die Einwirkung von Tabakrauch, könnten theoretisch einer Wiederverwendung von Lehm entgegenstehen. In Anbetracht der Herausforderungen hinsichtlich der klimatischen und gesellschaftlichen Veränderungen, sind wissenschaftliche Erkenntnisse im Lehmbau erforderlich, die eine Integration in eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft ermöglichen. Bei bisherigen Gesetzgebungsverfahren zu rezyklierten Baustoffen wurden Lehmbaustoffe noch nicht berücksichtigt. Ziel einer Vorstudie im Rahmen der WIR!-Initiative GOLEHM ist die Überprüfung der Wiederverwendbarkeit Wiederverwendbarkeit von Lehmbaustoffen aus historischen Bauten an Stichproben hinsichtlich der Umwelt- und Nutzerverträglichkeit. Für den Raum Mitteldeutschland können damit Anhaltspunkte darüber gegeben werden, welche Schadstoffe und bauschädlichen Salze in welchem Maße in Lehmbaustoffen aus dem Gebäudebestand erwartet werden können. Daraus können Hinweise zum Umgang mit Lehmbaustoffen aus historischen Gebäuden abgeleitet werden. Darüber hinaus wurden exemplarisch an zwei Gebäuden mikrobiologische Untersuchungen zur Ermittlung einer möglichen Belastung mit Schimmelpilzen vorgenommen. T2 - Lehm 2024 Fachtagung CY - Weimar, Germany DA - 27.09.2024 KW - Lehm KW - Schadstoffe KW - Wiederverwendung KW - Historischer Baubestand PY - 2024 AN - OPUS4-61881 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vogel, Christian A1 - Sekine, R. A1 - Huang, J. A1 - Steckenmesser, D. A1 - Steffens, D. A1 - Huthwelker, T. A1 - Borca, C. A1 - Pradas del Real, A. A1 - Castillo-Michel, H. A1 - Adam, Christian T1 - Effects of a nitrification inhibitor on nitrogen species in the soil and the yield and phosphorus uptake of maize N2 - Phosphorus (P) resource availability is declining and the efficiency of applied nutrients in agricultural soils is becoming increasingly important. This is especially true for P fertilizers from recycled materials, which often have low plant availability. Specific co-fertilization with ammoniumcan enhance P plant availability in soils amended with these P fertilizers, and thus the yield of plants. To investigate this effect, we performed a pot experiment with maize in slightly acidic soil (pH 6.9) with one water-soluble (triple superphosphate [TSP]) and two water-insoluble (sewage sludge-based and hyperphosphate [Hyp]) P fertilizers and anammoniumsulfate nitrate with or without a nitrification inhibitor (NI). The dry matter yield of maize was significantly increased by the NI with the Hyp (from 14.7 to 21.5 g/pot) and TSP (from 40.0 to 45.4 g/pot) treatments. Furthermore, P uptake was slightly increased in all three P treatments with the NI, but not significantly. Olsen-P extraction and P K-edge micro-X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy showed that apatite-P of the water insoluble P fertilizers mobilized during the plant growth period. In addition, novel nitrogen (N) K-edge micro-XANES spectroscopy and the Mogilevkina method showed that the application of an NI increased the fixation of ammonium in detectable hot spots in the soil. Thus, the delay in the nitrification process by the NI and the possible slow-release of temporarily fixed ammoniumin the soil resulted in a high amount of plant available Ammonium in the soil solution. This development probably decreases the rhizosphere pH due to release of H+ by plants during ammoniumuptake, whichmobilizes phosphorus in the amended soil and increases the dry matter yield of maize. This is especially important for water-insoluble apatite-based P fertilizers (conventional and recycled), which tend to have poor plant availability. KW - Fertilzer KW - Phosphorus recovery KW - Ammonium KW - Nitrification inhibitor KW - XANES spectroscopy KW - Diffusive gradients in thin films (DGT) PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.136895 SN - 1879-1026 VL - 715 SP - 1 EP - 8 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-50477 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -