TY - CONF A1 - Loose, Florian T1 - Das Technologietransfer-Programm Leichtbau N2 - Neben Ressourceneinsparungen in der Produktion sorgen moderne Leichtbauwerkstoffe und -technologien für Energieeinsparungen in der Nutzungsphase. Auf diese Weise sowie als Enabler für eine Vielzahl an Zukunftstechnologien, wie zum Beispiel erneuerbare Energien, Elektromobilität und die Wasserstoffwirtschaft, ist Leichtbau fundamental für die Entkopplung des Wirtschaftswachstums vom Ressourcenverbrauch, die Erreichung der Ziele des Green Deals und eine Nachhaltige Zukunft. Um marktnahe Potentiale für Klima- und Ressourcenschutz vollständig zu heben und Herausforderungen wie die Kreislauffähigkeit im Leichtbau aktiv zu adressieren, fördert das BMWK marktnahe Innovationen im Leichtbau mit den Technologietransfer-Programm Leichtbau (TTP LB) Auch für die BAM bietet das TTP LB interessante Möglichkeiten, Forschungsvorhaben umzusetzen. Derzeit werden vier Projekte mit BAM-Beteiligung gefördert. In diesem Webinar stellen wir Ihnen die gesamte Breite des Leichtbaus vor und zeigen Ihnen damit direkte Anknüpfungspunkte zu Ihrer Forschung. Dafür wird das TTP LB vorgestellt, werden wertvolle Einblicke zur Antragstellung gegeben und der Weg zum Erfolg wird am Beispiel des BAM-Projektes SmartWeld skizziert. Neben der Erläuterung von technischen Details und formalen Anforderungen des Förderprogramms möchten wir ebenfalls versuchen, einen kleinen Ausblick auf mögliche zukünftige Entwicklungen zu geben. T2 - Webinar TTP LB CY - Online meeting DA - 11.01.2023 KW - Leichtbau KW - Forschungsförderung KW - Technologietransfer PY - 2023 AN - OPUS4-58093 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker A1 - Kalinka, Gerhard A1 - Loose, Florian T1 - Carbon fibre composites exemplarily research at BAM N2 - Lightweighting as a cross-cutting technology contributes significantly to achieve the European Green Deal goals. Based on, but not limited to, advanced materials and production technologies, the demand for natural resources and CO2 emmissions are reduced by lightweighting during production, as well as use phase. Therefore, lightweighting is a crucial transformation technology assisting in decoupling economic growth from resource consumption. In this manner, lightweighting contributes significantly as a key technology of relevance for many industrial sectors such as energy, mobility, and infrastructure, towards resource efficiency, climate action and economic strength, as well as a resilient Europe. To strengthen international partnerships, addressing global issues of today at the edge of science with high performance lightweight material based on carbon fibers, an overview about the BAM expertise in carbon fiber reinforced materials is given. T2 - Meeting KCarbon CY - Berlin, Germany DA - 15.06.2023 KW - Lightweighting KW - Carbon Fibers KW - Recycling KW - Push-out Test KW - multi scale testing PY - 2023 AN - OPUS4-58094 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 52, Heft 4 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 4/2022 KW - Zulassungen KW - Anerkennungen PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-567677 SN - 0340-7551 VL - 52 IS - 4 SP - 405 EP - 460 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-56767 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Chubarenko, B. A1 - Domnin, D. A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Scholz, Philipp A1 - Leitsin, V. A1 - Tovpinets, A. A1 - Karmanov, K. A1 - Esiukova, E. T1 - Change over Time in theMechanical Properties of Geosynthetics Used in Coastal Protection in the South-Eastern Baltic N2 - The most massive design on the Baltic shore used geosynthetic materials, the landslide protection construction in Svetlogorsk (1300 m long, 90,000 m2 area, South-Eastern Baltic, Kaliningrad Oblast, Russian Federation) comprises the geotextile and the erosion control geomat coating the open-air cliff slopes. Due to changes in elastic properties during long-term use in the open air, as well as due to its huge size, this structure can become a non-negligible source of microplastic pollution in the Baltic Sea. Weather conditions affected the functioning of the structure, so it was assessed that geosynthetic materials used in this outdoor (open-air) operation in coastal protection structures degraded over time. Samples taken at points with different ambient conditions (groundwater outlet; arid places; exposure to the direct sun; grass cover; under landslide) were tested on crystallinity and strain at break. Tests showed a 39–85% loss of elasticity of the polymer filaments after 3 years of use under natural conditions. Specimens exposed to sunlight are less elastic and more prone to fail, but not as much as samples taken from shaded areas in the grass and under the landslide, which were the most brittle. KW - Geosynthetics KW - Microplastic KW - Degradation PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-567978 UR - https://www.mdpi.com/2077-1312/11/1/113 DO - https://doi.org/10.3390/jmse11010113 SN - 2077-1312 VL - 11 IS - 1 SP - 1 EP - 14 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-56797 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Investigation of per and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in soils and groundwater through fluorine K-edge XANES spectroscopy – potential for collaboration N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a group of anionic, cationic and zwitterionic synthetic products, in which the hydrogen atoms on the carbon skeleton of at least one carbon atom have been completely replaced by fluorine atoms and which include more than 4730 compounds, depending on the definition. 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. Furthermore, current decontamination strategies of PFAS-burdened soils mainly consist of adsorption methods using adsorbents for fixation of PFAS in the ground. Hence, there is a great demand for innovative developments and chemical treatment technologies, dealing with new strategies of tackling the PFAS problem. Thus, we investigated mechanochemical treatment of PFAS contaminated soils with various additives in a ball mill and analyzed the PFAS defluorination. In this presentation the advantages of fluorine K-edge X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy for various environment samples are shown. T2 - SESAME-Germany Info Day CY - Hamburg, Germany DA - 21.04.2023 KW - Soil KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Synchotron KW - X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy PY - 2023 AN - OPUS4-57365 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Aschen und Schlacken aus der Abfallverbrennung; Gefährlich oder nicht? N2 - In Deutschland fallen aktuell pro Jahr über 5 Mio. Tonnen Hausmüllverbrennungs-aschen (HMVA) an. Eine Verwertung dieser Aschen und Schlacken ist in Deutschland möglich und findet überwiegend im Deponiebau statt. Für die Verwertung sind in der Ersatzbaustoffverordnung Eluatgrenzwerte für Schwermetalle und einige andere Parameter vorgesehen. Der Umgang mit HMVA könnte durch eine Einstufung als gefährlicher Abfall erschwert werden. Maßgeblich für die Einstufung eines Abfalls als gefährlich oder ungefährlich sind die gefahrenrelevanten Eigenschaften HP 1 bis HP 15 nach Anhang III der Richtlinie 2008/98/EG über Abfälle mit dort festgelegten Konzentrationsgrenzen. Für HMVA ist im Wesentlichen nur der Parameter HP 14 (Ökotoxizität) von Bedeutung. Dafür sind entscheidend die Gehalte an chemischen Verbindungen mit den Gefahrenhinweiscodes (hazard statement code, HSC) H400, H410, H411, H412 und H413. Eine detaillierte Diskussion zu den übrigen Gefahreneigenschaften bei HMVA findet sich in der Literatur. Die Einstufung als gefährlicher Abfall erfolgt nach festgelegten Rechenregeln. Die BAM bearbeitet ein durch das UBA gefördertes Forschungsprojekt zur Erfassung und Bewertung von Analysedaten zu Aschen und Schlacken aus Abfallverbrennungsanlagen. Die Ergebnisse des Vorhabens sollen bei der Weiterentwicklung des vorhandenen Konzeptes für eine bundeseinheitlichen Untersuchung und abfallrechtlichen Einordnung von Aschen und Schlacken aus deutschen Abfallverbrennungsanlagen unterstützend herangezogen werden. Im Vortrag werden Verfahren zur quantitativen Bestimmung der einstufungsrelevanten Verbindungen vorgestellt: 1.) der Praxisleitfaden von ITAD und IGAM, 2.) Methode basierend auf der Bioverfügbarkeit und 3.) Methode basierend auf Speziierungsanalyse. T2 - Jahrestreffen 2023 der DECHEMA-Fachgruppen AuW und TRO CY - Dresden, Germany DA - 06.03.2023 KW - Rostasche KW - Speziierungsanalyse KW - Abfallbehandlung PY - 2023 AN - OPUS4-57346 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Meggyes, Tamas ED - Zhang, H. X. T1 - Sustainable Remediation Methods for Metals and Radionuclides N2 - Sustainability has become the conscientious and future-oriented principle of modern resource management and environmental protection because caring for the future is tantamount to providing manageable and healthy surroundings for ourselves. For the foreseeable future, geotechnical and environmental engineers must therefore be concerned with ensuring a healthy balance between extraction, processing, manufacturing, utilization, recycling, and disposal of materials and products. KW - Permeable reactive barriers KW - Uranium mining KW - Groundwater KW - Electrochemical remediation PY - 2023 SN - 978-1-0716-2465-4 DO - https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2466-1_63 SN - 2629-2378 SP - 251 EP - 284 PB - Springer Science+Business Media CY - Berlin, Heidelberg ET - 1 AN - OPUS4-58018 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Singh, Amit Kumar A1 - Mishra, Biswajit A1 - Sinha, Om Prakash T1 - Reduction Kinetics of Fluxed Iron Ore Pellets Made of Coarse Iron Ore Particles N2 - The present work demonstrates a sustainable approach of using relatively coarser iron ore particles for ironmaking. The motivation is to reduce the energy consumption in the milling of the iron ore by utilizing coarser iron ore particles (+0.05 mm) and to select a suitable binder for improving pellet properties. Iron ore fines in the range of 0.05–0.25 mm was selected and classified into three size ranges. Fluxed iron ore pellets were prepared using lime as a binder for the basicity of 0, 1, and 2. Reduction of these pellets with a packed bed of coal fines was performed in the temperature range of 900–1200 °C for a duration of 30–120 min. The direct reduction kinetics of the iron ore pellets were studied by employing diffusion and chemical reaction control models to the experimental data. The results show that pellets made with coarser iron ore particles have improved reduction behavior and kinetics. The reduction reaction is found to be a mixed control. The activation energy for the reduction reaction varies from 44.3 to 74.76 kJ mol−1 as iron ore particle size decreases from 0.25 to 0.05 mm and basicity increases from 0 to 2. KW - Materials Chemistry KW - Metals and Alloys KW - Process Metallurgy KW - Iron making PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-598326 DO - https://doi.org/10.1002/srin.202300669 SN - 1611-3683 IS - 2300669 SP - 1 EP - 9 PB - Wiley VHC-Verlag AN - OPUS4-59832 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Piehl, Patrick T1 - Thermochemische Aufarbeitung von Stahlwerksstäuben und -schlämmen zur Zink- und Eisenrückgewinnung N2 - Stahlwerksstäube und -schlämme enthalten in der Regel Schwermetalle wie Zink, Blei und Cadmium, die ein direktes Recycling verhindern und diese Stoffe potenziell umweltgefährdend machen. Um diese Schwermetalle aus den Materialien zu entfernen, werden drei thermochemische Verfahren zur Aufarbeitung von Gichtgasschlamm, Elektroofenstaub und ähnlichen Stahlwerksstäuben vorgestellt. Zum einen kann die Mischung von Elektroofenstaub mit chloridhaltigen Lösungen, wie sie z. B. in der Titandioxidproduktion anfallen, gemischt werden, um bei der thermischen Behandlung Schwermetallchloride zu effektiv verdampfen. Weiterhin kann der im Gichtgasschlamm enthaltene Kohlenstoff genutzt werden, um in Mischungen aus Gichtgasschlamm und Elektroofenstaub bei der thermischen Behandlung als Reduktionsmittel zu wirken. Dieses Verfahren führt zur Rückgewinnung von Zink und metallischem Eisen und wird im Technikums- und Pilotmaßstab erprobt. Abschließend wird die Nutzung von Wasserstoff als Reduktionsmittel für Elektroofenstaub vorgestellt. Hierbei lässt sich der Reststoff potenziell klimaneutral in Eisenschwamm umwandeln, wobei die chemischen Grundlagen anhand von DTA-Experimenten und thermodynamischen Simulationen ergründet werden. T2 - Berliner Konferenz Metallkreisläufe CY - Berlin, Germany DA - 13.04.2024 KW - Elektroofenstaub KW - Gichtgasschlamm KW - Recycling KW - Ressourcenrückgewinnung KW - Zink PY - 2024 AN - OPUS4-59726 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Secondary building materials in a circular economy N2 - Half of the global material consumption is mineral material. The circularity is still low so that 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 laid 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, soil-like material and IBA were characterized with respect to their material composition. The environmental compatibility in particular was 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 2. 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 regulation. Higher quality levels of utilization might be achievable with better treatment technologies. T2 - 15th International Conference on Ecomaterials (ICEM15) CY - Iki, Japan DA - 26.11.2023 KW - Secondary building materials KW - Incineration bottom ash KW - Construction and demolition waste KW - Soil-like material PY - 2023 AN - OPUS4-59186 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Scholz, Philipp T1 - Assessment of the Long-Term Leaching Behavior of Incineration Bottom Ash: A Study of Two Waste Incinerators in Germany N2 - The long-term leaching behavior of incineration bottom ash (IBA) was studied with large-scale samples from two German waste incinerators with grate technology. The observation period was up to 281 days. The aging processes proceeded faster in the outdoor storage of the samples. The dominant factor in the leaching behavior is the pH, which starts at values above 12 and decreases to values below 10 (outdoors, <11 indoors). Most heavy metals exhibit minimum solubility in this pH range. The solubility of Sb depends on the prevailing Ca concentration, due to the formation of low-soluble Ca antimonate. The very low sulfate concentrations observed in the leaching tests with fresh IBA could be explained by the presence of ettringite. In the course of the aging reaction, ettringite is transformed into gypsum. The results from batch tests were compared with those from column tests, showing reasonable agreement. Leaching dynamics can be better followed with column tests. All results confirm that the use of IBA is possible under German law. KW - Aging KW - Incineration bottom ash KW - Leaching KW - Secondary building materials PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-591599 DO - https://doi.org/10.3390/app132413228 SN - 2076-3417 VL - 13 IS - 24 SP - 1 EP - 15 PB - MDPI AG CY - Basel AN - OPUS4-59159 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Haas, Marco A1 - Pienkoß, Fabian A1 - Kwiatkowski, Robert T1 - Wet-mechanical treatment: Processing of bituminous road construction waste in a jigging machine N2 - Jigging machines are used in processing technology in many areas. Examples are the processing of coal, ores, and primary and secondary raw and waste materials. Even small differences in density are offen sufficient for successful sorting. In the work presented here, milled material from road construction waste contaminated with bitumen is to be separated from uncontaminated material. In this way, scarce landfill space could be saved and mineral material be returned to the material cycle. KW - Wet-mechanical treatment KW - Jig KW - Road construction waste PY - 2023 UR - https://www.at-minerals.com/de/artikel/aufbereitung-von-bitumenhaltigem-strassenaufbruch-in-einer-setzmaschine-4037512.html SN - 1434-9302 VL - 64 IS - 12 SP - 46 EP - 51 PB - Bauverlag BV GmbH CY - Gütersloh AN - OPUS4-59160 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Scholz, Philipp A1 - Gleis, Markus ED - Thiel, Stephanie ED - Thome-Kozminesky, Elisabeth ED - Quicker, Pater ED - Gosten, Alexander ED - Stengler, Ella T1 - Einstufung von Aschen und Schlacken aus der Abfallverbrennung im Hinblick auf die weitere Verwertung N2 - There are two mirror entries in the European Waste Catalogue for bottom ash and slag from waste incineration: 19 01 11* and 19 01 12. Entry 19 01 11* describes a waste material containing hazardous substances. It was shown that only the hazardous property HP14 (ecotoxic) is of relevance for the classification. If substances with the hazard statement code (HSC) H400, H410, H411, H412 and H413 are present in incineration bottom ash (IBA) above certain level the waste is classified as hazardous, otherwise it is non-hazardous (in this case 19 01 12). It was further shown that only Cu, Zn and Pb compounds have an impact on the classification using a summation rule: 100xΣ c(H410) + 10xΣ c(H411) + Σ c(H412). Limit value is 25 percent. It is obvious that H410 substances have the highest impact. Therefore, the knowledge of the elemental composition of IBA is not sufficient because the content of distinct chemical compounds (with the respective molecular weight) is needed. When the exact speciation is not known a worst-case approach has to be applied. A practical guideline for the estimation of HP14 was developed based on the definition of 4 substance groups: 1. Metals and alloys, 2. Water-soluble substances, 3. Oxides and carbonates and 4. Substances not soluble in weak acids. In substance group 1 only fine Zn powder has the HSC H410. Water-soluble substances are assumed to be H410 substances. Their concentrations are, however, regularly below the cut-off value of 0.1 %. The amount of substance group 3 is estimated by a selective extraction with maleic acid. According to the worst-case approach it is assumed that CuCO3xCu(OH)2 and ZnO represent the respective Cu and Zn species in IBA because these substances have the highest stochiometric factor. Even with this worst-case approach results from operators of IBA treatment plant showed that the limit value of 25 % is not exceeded. The requirements for utilization of IBA in Germany are defined in the Secondary Building Materials Decree (Ersatzbaustoffverordnung EBV) which was set into force in August 2023. Leaching methods (batch test or column test) with a liquid-to-solid ratio of 2 l/kg are applied. IBA fulfills the requirements for class HMVA-2. Actually, even a classification of IBA as hazardous (i.e 19 01 11*) would not affect utilization but handling and transport. KW - Rostasche KW - Ökotoxizität KW - Ersatzbaustoffverordnung KW - XANES-Spektroskopie PY - 2024 SN - 978-3-944310-90-9 VL - 1 SP - 402 EP - 414 PB - TK-Verlag CY - Neuruppin ET - 1 AN - OPUS4-59465 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Aschen und Schlacken aus der Abfallverbrennung im Lichte der Ersatzbaustoffverordnung N2 - Im Rahmen eines vom Umweltbundesamt geförderten Forschungsprojekts wurde untersucht, ob die Abtrennung der Feinfraktion (0-2 mm) eine Verbesserung der umweltrelevanten Eigenschaften bewirkt und somit HMVA-1 erreicht werden kann. In Deutschland wird die Rostasche durch Nassentschlackungssysteme aus dem Feuerraum ausgetragen. Durch den Kontakt mit Wasser setzen direkt hydraulische Reaktionen ein, die eine vollständige Abtrennung der Feinfraktion unmöglich machen. Das wurde bereits in den 1990er Jahren erkannt und führte zur Entwicklung des ABB InRec Verfahrens mit Trockenentaschung als ersten Verfahrensschritt. Auch damals war das Ziel eine möglichst inerte Rostasche für die Verwertung zu erzeugen. In den letzten Jahren wurden in der Schweiz Trockenentaschungssystem installiert, hier vor allem um die Rückgewinnung von elementaren Metallen auch in der Feinfraktion zu verbessern. Welche Potenziale sich dabei erschließen lassen, wurde in einem anderen UBA-Projekt untersucht. Im Rahmen unserer Arbeiten wurde versuchsweise trockene Rostasche an einer Anlage in Süddeutschland genommen und im Labor untersucht. Im Vortrag werden die Ergebnisse zum Auslaugverhalten und zur Gefahreneigenschaft HP14 (Ökotoxizität) vorgestellt. T2 - Jahrestreffen 2024 der DECHEMA-Fachgruppen Abfallbehandlung und Wertstoffrückgewinnung (AuW) und Gasreinigung (GAS) CY - Dresden, Germany DA - 25.03.2024 KW - Rostasche KW - Ersatzbaustoffe PY - 2024 AN - OPUS4-59985 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Blotevogel, J. T1 - Thermal Destruction of PFAS N2 - Thermal treatment processes are currently the only full-scale option for thedestruction of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in large waste streams. While all organic molecules including PFAS are susceptible to thermal destruction, their decomposition rates are controlled by process variables such as temperature, reaction atmosphere, and residence time. Concerns exist about the formation of products of incomplete destruction and their emission from hazardous waste incinerators. This talk will summarize the current stateof-the-art of thermal PFAS destruction, identify research needs, and showcase future research designed to address critical knowledge gaps. T2 - Department of Defense's (DoD) Energy and Environment Innovation Symposium CY - Washington DC, USA DA - 28.11.2023 KW - Thermal treatment KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Remediation PY - 2023 AN - OPUS4-58974 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - PFAS analytics and their relation to PFAS remediation N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a large group of more than 10,000 anionic, cationic, zwitterionic or neutral 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. While liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) is commonly used technique to characterize targeted PFAS in environmental samples, there are more than 10,000 different PFAS known, which have various headgroups and properties. Therefore, several analytical techniques are available to analyse various groups or pools of PFAS or “all” PFAS as a sum parameter. 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. Hence, there is a great demand for innovative developments and chemical treatment technologies, 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 and analyzed the PFAS defluorination with gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) and liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), respectively, as well es the fluoride mineralization by ion chromatography (IC) and fluorine K-edge X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy. T2 - International workshop of CAR-PFAS (Consortium for analysis and remediation of per- and polyfluoroalkyl substances) Japan CY - Tokyo, Japan DA - 17.10.2023 KW - Mechanochemical treatment KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - XANES spectroscopy KW - Soil PY - 2023 AN - OPUS4-58609 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Roesch, Philipp T1 - micro-XRF und XANES-Analytik von PFAS N2 - Ergebnispräsentation über gesammelte Ergebnisse der Synchrotron F µ-XRF und -XANES Spektroskopischen Untersuchungen von PFAS und PFAS-haltigen Materialien T2 - Online-Seminar des Fortbildungsverbundes Boden und Altlasten Baden-Württemberg CY - Online meeting DA - 07.12.23 KW - PFAS KW - XANES KW - XRF KW - Röntgenspektroskopie KW - Synchrotron PY - 2023 AN - OPUS4-59077 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ruyle, B. A1 - Pickard, H. A1 - Schultes, L. A1 - Fredriksson, F. A1 - Heffernan, A. A1 - Knappe, D. A1 - Lord, H. A1 - Meng, P. A1 - Mills, M. A1 - Ndungu, K. A1 - Roesch, Philipp A1 - Rundberget, J.T. A1 - Tettenhorst, D. A1 - Van Buren, J. A1 - Vogel, Christian A1 - Westerman, D. A1 - Yeung, L. A1 - Sunderland, E. T1 - Interlaboratory Comparison of Extractable Organofluorine Measurements in Groundwater and Eel (Anguilla rostrata): Recommendations for Methods Standardization N2 - Research on per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) frequently incorporates organofluorine measurements, particularly because they could support a class-based approach to regulation. However, standardized methods for organofluorine analysis in a broad suite of matrices are currently unavailable, including a method for extractable organofluorine (EOF) measured using combustion ion chromatography (CIC). Here, we report the results of an international interlaboratory comparison. Seven laboratories representing academia, government, and the private sector measured paired EOF and PFAS concentrations in groundwater and eel (Anguilla rostrata) from a site contaminated by aqueous film-forming foam. Among all laboratories, targeted PFAS could not explain all EOF in groundwater but accounted for most EOF in eel. EOF results from all laboratories for at least one replicate extract fell within one standard deviation of the interlaboratory mean for groundwater and five out of seven laboratories for eel. PFAS spike mixture recoveries for EOF measurements in groundwater and eel were close to the criterion (±30%) for standardized targeted PFAS methods. Instrumental operation of the CIC such as replicate sample injections was a major source of measurement uncertainty. Blank contamination and incomplete inorganic fluorine removal may introduce additional uncertainties. To elucidate the presence of unknown organofluorine using paired EOF and PFAS measurements, we recommend that analysts carefully consider confounding methodological uncertainties such as differences in precision between measurements, data processing steps such as blank subtraction and replicate analyses, and the relative recoveries of PFAS and other fluorine compounds. KW - Extractable organic fluorine KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Combustion ion chromatography (CIC) PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-587726 DO - https://doi.org/10.1021/acs.est.3c04560 SN - 0013-936X VL - 57 IS - 48 SP - 20159 EP - 20168 PB - American Chemical Society (ACS) AN - OPUS4-58772 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Frieling, Sophie T1 - Sorptionsverhalten von Antimon an Eisenoxidverbindungen N2 - Aschen und Schlacken aus der thermischen Abfallbehandlung enthalten eine Vielzahl von Schwermetallverbindungen. Für Antimon, Chrom, Kupfer, Molybdän und Vanadium werden in der neuen Ersatzbaustoffverordnung (Bundesregierung, 2021) Eluatgrenzwerte für die Verwertung festgelegt. Aschen und Schlacken werden aus der Abfallverbrennungsanlage nass ausgetragen und vor einer Verwertung in der Regel mehrere Wochen gelagert. Dabei finden hydraulische Reaktionen statt und enthaltenes CaO wird zu einem Großteil in Calciumcarbonat umgewandelt. Während wässrige Eluate von frischen Aschen pH-Werte von 12 und höher aufweisen, sind die Eluate nach einigen Wochen weniger stark alkalisch. Die gemessenen Schwermetallkonzentrationen sind daher dann auch deutlich niedriger, mit Ausnahme von Antimon (Sb) und Vanadium (V). Hier steigen die Konzentration mit der Lagerungsdauer. Grund sind sinkende Konzentrationen von Ca-Ionen, die sonst zu einer Ausfällung von Antimonaten und Vanadaten führen. Zu hohe Eluatwerte von Sb und V können jedoch durch Sorption an Eisenoxidverbindungen gemindert werden. Dazu wurden Sorptionsexperimente mit verschiedenen Eisenoxidverbindungen durchgeführt. T2 - 5. Internationales Bergbausymposium WISSYM 2023 CY - Dresden, Germany DA - 25.09.2023 KW - Rostasche KW - Sorption KW - Ersatzbaustoff PY - 2023 UR - https://www.wismut.de/de/download.php?download=Wi_WISSYM2023_Abstracts_END_klein.pdf SP - 247 EP - 250 AN - OPUS4-58701 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Sorptionsverhalten von Antimon an Eisenoxidverbindungen N2 - Aschen und Schlacken aus der thermischen Abfallbehandlung enthalten eine Vielzahl von Schwermetallverbindungen. Für Antimon, Chrom, Kupfer, Molybdän und Vanadium werden in der neuen Ersatzbaustoffverordnung Eluatgrenzwerte für die Verwertung festgelegt. Aschen und Schlacken werden aus der Abfallverbrennungsanlage nass ausgetragen und vor einer Verwertung in der Regel mehrere Wochen gelagert. Dabei finden hydraulische Reaktionen statt und enthaltenes CaO wird zu einem Großteil in Calciumcarbonat umgewandelt. Während wässrige Eluate von frischen Aschen pH-Werte von 12 und höher aufweisen, sind die Eluate nach einigen Wochen weniger stark alkalisch. Die gemessenen Schwermetallkonzentrationen sind daher dann auch deutlich niedriger, mit Ausnahme von Antimon (Sb) und Vanadium (V). Hier steigen die Konzentration mit der Lagerungsdauer. Grund sind sinkende Konzentrationen von Ca-Ionen, die sonst zu einer Ausfällung von Antimonaten und Vanadaten führen. Zu hohe Eluatwerte von Sb und V können durch Sorption an Eisenoxidverbindungen gemindert werden. Als besonders wirkungsvoll hat sich Schwertmannit (Eisen-Oxyhydroxysulfat) erwiesen. Es entsteht durch Oxidation von pyrithaltigem Material durch Mikroorganismen und wird deshalb in Gebieten gefunden, in denen Braunkohle abgebaut wurde, z.B. in der Lausitz. Weitere untersuchte Eisenoxidverbindungen waren Hämatit und Schlämme aus der Abtrennung von Eisen und Mangan in Wasserwerken. T2 - 5. Internationales Bergbausymposium WISSYM 2023 CY - Dresden, Germany DA - 25.09.2023 KW - Rostasche KW - Sorption KW - Ersatzbaustoffe PY - 2023 AN - OPUS4-58702 LA - deu 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 - Over the past century, a range of synthetic compounds have been produced to improve humanity’s quality of life. These include pharmaceuticals, plastics, and other chemical compounds that possess properties making them potentially harmful when released to the environment (e.g., ecological and health impacts to humans and animals). Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a large group of chemicals used in the formulations of thousands of consumer goods, including aqueous film-forming foams used to suppress aviation fires in training scenarios, non-stick cookware, fast-food wrappers, water-repellent fabrics, medical equipment, and plastic and leather products. 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 addition, ultrashort PFAS can penetrate natural and anthropogenic barriers and eventually reach drinking water sources. Because common drinking water treatment techniques do not sufficiently remove them, they may reach human consumption. In the project we are focusing on detecting and removing PFAS, especially ultrashort-chain PFAS from contaminated groundwater. We are designing 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 and novel analytical techniques and understand the extent of contamination. In addition to quantification, PFAS contaminated groundwater will be treated via a two-stage process to produce PFAS-free drinking water. As ultrashort-chain PFAS are difficult to analyze with the current target (LC-MS/MS) and sum parameter (AOF, EOF) analysis methods, we additionally using gas chromatography – mass spectrometry (GC-MS). Therefore, an analytical method based on GC-MS is in development to analyze the volatile ultrashort-chain PFAS (TFA, PFPrA, TFMS, PFEtS, PFPrS, trifluoroethanol, pentafluoropropanol and hexafluoro isopropanol) directly in contaminated groundwater samples with the headspace technique and in eluates of organic solvents from the developed passive sampler after direct injection. Moreover, a two-stages process is designed to increase the low concentrations found in groundwater using novel membranes processes such as closed-circuit reverse osmosis (CCRO) and mixed matrix composite nanofiltration membranes (MMCM). Next, the rejected streams containing higher concentrations of PFAS will be treated by coagulation, and the remaining PFAS adsorbed onto carbonaceous nanomaterials (CNMs). The DEFEAT-PFAS project will result in the development of novel tools to detect, quantify, and remove PFAS, especially ultrashort-chain PFAS from contaminated groundwater, and will acquire a new understanding of the extent of these contaminations. T2 - Dioxin Konferenz CY - Maastricht, Netherlands DA - 10.09.2023 KW - Ground water KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Remediation PY - 2023 AN - OPUS4-58346 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Combining DGT and 31P NMR spectroscopy to determine phosphorus species in soil N2 - The amount of plant-available phosphorus (P) in soil strongly influences the yield of plants in agriculture. Therefore, various simple chemical extraction methods have been developed to estimate the plant-available P pools in soil. More recently, several experiments with the DGT technique have shown that it has a much better correlation to plant-available P in soils than standard chemical extraction methods (e.g. calcium-acetate-lactate (CAL), Colwell, Olsen, water) when soils with different characteristics are considered. However, the DGT technique cannot give information on the plant-available P species in the soil. Therefore, we combined DGT with solution 31P nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. This was achieved by using a modified DGT device in which the diffusive layer had a larger pore size, the binding layer incorporated an adsorption material with a higher capacity, and the device had a larger exposure area. The spectroscopic investigation was undertaken after elution of the deployed DGT binding layer in a NaOH solution. Adsorption tests using solutions of known organic P compounds showed that a sufficient amount of these compounds could be adsorbed on the binding layer in order for them to be analyzed by solution 31P NMR spectroscopy. Furthermore, various intermediates of the hydrolysis of trimetaphosphate in soil could be also analyzed over time. T2 - DGT Konferenz CY - Paris, France DA - 11.10.2023 KW - Soil KW - Phosphorus KW - Plant-availability PY - 2023 AN - OPUS4-58574 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maisels, A. A1 - Hiller, A. A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Chemical Recycling for Plastic Waste: Status and Perspectives N2 - Industrial-scale mechanical recycling of plastics has been established for years, but has technical and economic limits. Chemical recycling processes lead back to monomers or to the raw materials, so that in the end new goods can be produced for all areas of application of plastics. The variety of chemical recycling processes is large. The capacities of the plants are still low today. The profitability of the plants is strongly influenced by the price of oil; the profitability limit is currently between 50 and 60 US $ per barrel. KW - Chemical recycling KW - Plastic waste KW - Circular economy KW - Pyrolysis KW - Solvolysis PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-565700 DO - https://doi.org/10.1002/cben.202200024 SN - 2196-9744 VL - 9 IS - 6 SP - 541 EP - 555 PB - Wiley-VCH GmbH CY - Weinheim AN - OPUS4-56570 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Neuhold, S. A1 - Algermissen, D. A1 - Drissen, P. A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Presoly, P. A1 - Sedlazeck, K. P. A1 - Schenk, J. A1 - Raith, J. G. A1 - Pomberger, R. A1 - Vollprecht, D. T1 - Tailoring the FeO/SiO2 Ratio in Electric Arc Furnace Slags to Minimize the Leaching of Vanadium and Chromium N2 - Based on recently published research on leaching control mechanisms in electric arc furnace (EAF) slags, it is assumed that a FeO/SiO2 ratio of around one leads to low leached V and Cr concentrations. This ratio influences the mineral phase composition of the slag toward higher amounts of spinel and a lower solubility of calcium silicate phases by suppressing the formation of magnesiowuestite and highly soluble calcium silicate phases. To evaluate this hypothesis, laboratory and scaled up tests in an EAF pilot plant were performed on slag samples characterized by elevated V and Cr leaching and a high FeO/SiO2 ratio. Prior to the melting experiments, the optimum FeO/SiO2 ratio was calculated via FactSageTM. In the melting experiments, the ratio was adjusted by adding quartz sand, which also decreased the basicity (CaO/SiO2) of the slag. As a reference, remelting experiments without quartz sand addition were conducted and additionally, the influence of the cooling rate of the slag was examined. The remelted (without quartz sand) and the remelted modified slags (with quartz sand) were analyzed chemically and mineralogically and the leaching behavior was investigated. The modification of the slags yielded a minimized release of V and Cr, supporting the hypothesis that the FeO/SiO2 ratio influences the mineralogy and the leaching behavior. KW - Electric arc furnace (EAF) slags KW - FactSageTM calculations KW - Leaching control mechanisms KW - Melting experiments PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-571517 DO - https://doi.org/10.3390/app10072549 VL - 10 IS - 7 SP - 1 EP - 18 PB - MDPI AN - OPUS4-57151 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Scholz, Philipp A1 - Vogel, Christian A1 - Schuck, G. A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Speciation of copper and zinc compounds relevant for the hazard property (HP) 14 classification of municipal solid waste incineration bottom and fly ashes N2 - The analysis of the presence and content of substances that are toxic to aquatic life in waste is essential for classification of waste with regard to hazard property (HP) 14 ‘ecotoxic’. For the determination of HP14 classified copper (Cu) and zinc (Zn) compounds in various municipal solid waste incineration bottom ashes (IBA) and one fly ash (FA) from Germany we applied X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy in combination with linear combination fitting. The analysis showed that approx. 50–70% of Cu in the IBA are Cu(I) compounds and elemental Cu(0), but these compounds were not equally distributed in the different IBA. In contrast, the majority (approx. 50–70%) of Zn in all IBA is elemental zinc, which originates from brass or other alloys and galvanized metals with a large content of zinc in the waste. The FA contain higher mass fraction on Zn and other toxic elements, but similar Cu and Zn species. Additional performed selective extraction at a pH of 4 with an organic acid of some IBA showed that the ecotoxic Zn fraction is mainly elemental zinc and zinc oxide. In contrast, for the ecotoxic Cu fraction within the IBA no specific compound could be identified. Furthermore, the XANES analysis showed that the HP14 properties of especially Cu in IBA is overestimated with current best-practice guidelines for sample processing for the current substance-related approach with the 0.1% cut-off rule for each substance. However, it should be considered whether it would not be better from an environmental point of view to take the ecotoxicologically leachable copper and zinc as a reference value. KW - Thermal waste treatment KW - XANES spectroscopy KW - Ecotoxicity KW - Incineration bottom ash PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-609584 DO - https://doi.org/10.1016/j.wasman.2024.09.001 VL - 189 SP - 421 EP - 426 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-60958 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Scholz, Philipp A1 - Ling, Ruisi A1 - Koralewska, Ralf A1 - Gleis, Markus T1 - Aschen und Schlacken aus der Abfallverbrennung im Lichte der Ersatzbaustoffverordnung N2 - Aschen und Schlacken aus der thermischen Abfallbehandlung stellen mit rund 25% Massenanteil die größte Reststofffraktion dar. In Deutschland fallen pro Jahr rund 6 Millionen Tonnen an. Während sich die Verwertung der metallischen Anteile problemlos gestaltet, werden an die mineralische Fraktion Anforderungen bezüglich der möglichen Freisetzung von Schwermetallen sowie Chlorid und Sulfat gestellt. In der Ersatzbaustoffverordnung sind für Aschen und Schlacken aus der Abfallverbrennung zwei Materialklassen mit unterschiedlich hohen Anforderungen an die Umweltverträglichkeit definiert. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wurde untersucht, ob mit Abtrennung der Feinfraktion von 0–2mm die höhere Materialklasse HMVA-1 erreicht werden kann. Im Ergebnis wurde eine Verbesserung des Auslaugverhaltens erzielt, doch nicht in dem Maß, dass eine Qualität nach HMVA-1 erreicht wird. Rostaschen halten aber die Anforderungen zur Deponierung auf einer DK I-Deponie sowie die Anforderungen zur Verwertung gemäß HMVA-2 sicher ein. KW - Rostasche KW - Auslaugtest KW - Ersatzbaustoff PY - 2024 DO - https://doi.org/10.37307/j.1863-9763.2024.07.08 SN - 1863-9763 VL - 56 IS - 7 SP - 407 EP - 411 PB - Erich Schmidt Verlag GmbH & Co. KG CY - Berlin AN - OPUS4-60601 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Scholz, Philipp T1 - Sequential Extraction of Incineration Bottom Ash: Conclusions Regarding Ecotoxicity N2 - The classification of incineration bottom ash (IBA) as hazardous or non-hazardous according to ecotoxic hazard property HP14 is still under debate. In this context, only the compounds of Zn and Cu with the hazard statement code H410 are of relevance. With an approach based on the grouping of substances, it was shown that such substances are either readily water-soluble or slightly and sparingly soluble. The concentrations of readily soluble Cu and Zn compounds in IBA are far below the cut-off value of 0.1%. Slightly and sparingly soluble Zn and Cu compounds could be quantified in the first fraction of a four-step sequential extraction procedure. With the results from the complete sequence, the dimensionless synthesis toxicity index (STI) was calculated and was in the range of 494 to 1218 for the four investigated IBA samples. It was concluded that IBA can usually be classified as non-hazardous. KW - Incineration bottom ash KW - Hazard properties KW - Ecotoxicity PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-605262 DO - https://doi.org/10.3390/app14135541 SN - 2076-3417 VL - 14 IS - 13 SP - 1 EP - 12 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-60526 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Loose, Florian T1 - 5. Sitzung des projektbegleitenden Ausschuss CF Pyro: Ergebnisse & Technologiebewertung 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 geben wir einen Überblick über aktuelle Recyclingprozesse und diskutieren deren Limitierungen. Darüber hinaus zeigen wir eine Möglichkeit zur sicheren chemischen Nutzung von CF-haltigen Reststoffen auf, 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. Nach der Präsentation der Projektergebnisse erfolgte in der Diskussion mit Expertinnen und Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik eine Technologiebewertung für die Nutzung von CF in pyrometallurgischen Prozessen. T2 - 5. PA Meeting CF Pyro CY - Berlin, Germany DA - 31.01.2024 KW - Cabonfasern KW - CFK KW - Recycling KW - Leichtbau PY - 2024 AN - OPUS4-60569 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Loose, Florian T1 - Forschungsprojekt CF Pyro: Sichere Nutzung von Carbonfasern als Sekundärrohstoff in der Pyrometallurgie 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 - BMUV Behördenklausur 2024 CY - Berlin, Germany DA - 03.07.2024 KW - Leichtbau KW - Carbonfasern KW - Recycling KW - CFK PY - 2024 AN - OPUS4-60570 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Singh, R. A1 - Vigelahn, L. A1 - Vogel, Christian A1 - Roesch, Philipp A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Egloffstein, T. A1 - Birke, V. T1 - Rapid and Virtually Complete Mechanochemical Reductive Defluorination of Per- and Polyfluoro Alkyl Substances (PFAS) In Contaminated Soil Using Sodium and Amines as Co-milling Agents: A Promising First Approach for the Development of Novel Non-Combustion PFAS Remediation Processes for Soils N2 - PFAS contamination poses significant challenges due to their persistence, bioaccumulation, and potential adverse effects on ecosystems and human health. In recent years, conventional treatment methods, such as incineration, photolysis, and chemical oxidation, have been applied for PFAS treatment. However, these technologies have limitations in terms of their efficacy and cost-effectiveness for efficient PFAS degradation. Consequently, researchers have explored alternative approaches such as photocatalysis, sonochemical degradation, oxidation, electrochemical degradation, and mechanochemical degradation also known as DMCR (Dehalogenation by Mechanochemical Reaction) to address the remediation challenge posed by PFAS contaminated environments. Lab scale experiments were conducted using a planetary ball mill, procured from Retsch GmbH Germany, equipped with 50 mL steel grinding jars under controlled conditions to investigate the degradation of perfluorooctanoic sulfonic acid (PFOS) and perfluorooctanoic acid (PFOA) in contaminated model sand. The experiments were carried out in two stages: initially, with sand alone (15 g), and subsequently, with the addition of co-milling agents, that is, sodium metal (Na), Na with butylamine (BA), and Na with ethylenediamine (EDA) in different proportions. T2 - International CleanUp conference CY - Adelaide, Australia DA - 15.09.2024 KW - Mechanochemical treatment KW - Per- und Polyfluoroierte Alkylsubstanzen (PFAS) KW - Remediation PY - 2024 SP - 177 AN - OPUS4-61119 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schoknecht, Ute A1 - Mathies, H. T1 - The Impact of Weather Conditions on Biocides in Paints N2 - Weather conditions affect biocides on exposed outer surfaces on constructions. Contact with water causes hydrolysis and leaching of substances. Ultraviolet radiation may induce photolysis. As a result, a mixture of biocidal active substances and transformation products can be emitted into the environment. In a semi-field study, leaching of the biocidal active substances terbutryn, diuron, octylisothiazolinone, carbendazim, and selected transformation products was observed for two paints containing either a white or a red pigment. Painted test panels were exposed to natural weathering for about 1.5 years. Runoff samples were analyzed during the course of the experiment. At the end of the study, residues of biocidal active substances and transformation products were determined in sections of the test panels. Emissions of substances were mainly observed during the first few months of the experiments. Increased emissions of transformation products were observed during periods of increased global radiation and subsequent periods with relatively high amounts of driving rain. Different patterns of transformation products were observed, especially for terbutryn, both for paints containing different pigments and in experiments that were started in different periods of the year, as well as during different periods of the experiments. KW - Substance release KW - Construction products KW - Biocides KW - Transformation KW - Weathering KW - Driving rain KW - Global radiation PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-560651 DO - https://doi.org/10.3390/ma15207368 VL - 15 IS - 20 SP - 1 EP - 16 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-56065 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Aschen und Schlacken und aus der Abfallverbrennung, chemische und mineralogische Zusammensetzung N2 - Aschen und Schlacken sind mengenmäßig der wichtigste Reststoffstrom in der thermischen Abfallbehandlung. Die enthaltenen elementaren Metalle werden mit gängigen Verfahren abgetrennt und einer Verwertung als Sekundärrohstoff zugeführt. Durch die chemische und mineralogische Zusammensetzung der mineralischen Fraktion wird das Umweltverhalten sowie die abfallrechtliche Einstufung bestimmt. Methoden zur Ermittlung der Einstufung werden vorgestellt. Das Löslichkeitsverhalten von Schwermetallen in gealterten Aschen hängt meist vom pH-Wert in den standardisierten Auslaugtests ab. Das davon abweichende Verhalten von Antimon wird detailliert beschrieben. T2 - VDI-/ITAD-Spezialtag Aufbereitung und Verwertung von MVA-Rückständen CY - Würzburg, Germany DA - 20.09.2022 KW - Rostasche KW - Aquatische Toxizität KW - Ersatzbaustoffverordnung PY - 2022 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-56068 LA - deu 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 and future PFAS remediation N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a group of anionic, cationic and zwitterionic synthetic products, in which the hydrogen atoms on the carbon skeleton of at least one carbon atom have been completely replaced by fluorine atoms and which include more than 4730 compounds, depending on the definition. 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. 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 liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) quantification. To get a better overview of the amount of “total PFAS,” we applied sum parameter methods based on combustion ion chromatography (CIC) to screen the PFAS contaminations in various sewage sludge and wastewater-based fertilizers. Furthermore, 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. Only a subsequent, high-energy consuming pyrolysis process guarantees the total destruction of all fluorinated organic contaminants. Both approaches are cost-intensive and not intended for the direct decomposition of all PFAS contaminants. Hence, there is a great demand for innovative developments and chemical treatment technologies, dealing with new strategies of tackling the PFAS problem. T2 - Seminar of Ben-Gurion University CY - Midreshet Ben-Gurion, Israel DA - 02.11.2022 KW - PFAS KW - Sewage sludge KW - XANES spectroscopy PY - 2022 AN - OPUS4-56166 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Vogel, Christian A1 - Roesch, Philipp A1 - Wittwer, Philipp A1 - Simon, Franz-Georg ED - Holm, O. ED - Thomé-Kozmiensky, E. ED - Quicker, P. ED - Kopp-Assenmacher, S. T1 - Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) im Klärschlamm N2 - Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are a group of more than 4700 anionic and cationic anthrophonic substances which have been used extensively in a variety of products and industries due to their inert chemical stability and resistance to degradation by heat or acids. As a result of continuous use, mainly in aviation firefighting foams, thousands of industrial and military installations have been found to contain contaminated soil and groundwater resources. However, because of the continuous use of fluorinated consumer products, also effluents and sewage sludge from wastewater treatment plants (WWTPs) have been shown to be an important source of PFAS contamination into the aquatic environment. Resulting from recent stricter regulations and restrictions in the last years on the use of long chain (≥C8) PFAS, there is a significant shift in the chemical industry towards production of short (C4-C7) and ultrashort (C1-C3) chain alternatives. With the amendment of the Sewage Sludge Ordinance in 2017 the German legislation banned sewage sludge application on agricultural land, and by 2029/2032 sewage sludge will be completely prohibited from agricultural application. While environmental exposure of organic pollutants like PFAS, pesticides and pharmaceuticals are no longer desirable, phosphorus (P) from sewage sludge must still be used to produce high-quality P-fertilizers for a circular economy. Currently, plant-available P-fertilizers from sewage sludge/wastewater can be produced using a variety of treatment approaches including precipitation, leaching, and thermal treatment. However, the fate of legacy and emerging PFAS compounds during P leaching, precipitation and treatment from sewage sludge and wastewater is for the most parts still unknown. KW - Combustion Ion Chromatography KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Klärschlamm KW - Düngemittel PY - 2022 SN - 978-3-944310-65-7 SP - 270 EP - 279 PB - Thomé-Kozmiensky Verlag GmbH CY - Neuruppin AN - OPUS4-56290 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogel, Christian T1 - Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) im Klärschlamm - Analytische Methoden und Grenzwerte N2 - Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind eine Gruppe von mehr als 4700 anionischen und kationischen anthrophonen Stoffen, die aufgrund ihrer inerten chemischen Stabilität und ihrer Widerstandsfähigkeit gegen den Abbau durch Hitze oder Säuren in einer Vielzahl von Produkten verwendet werden. Infolge der ständigen Verwendung, vor allem in Feuerlöschschäumen für die Luftfahrt, wurden in Tausenden von Industrie- und Militäranlagen kontaminierte Böden und Grundwasservorkommen gefunden. Aufgrund der ständigen Verwendung von fluorierten Konsumgütern haben sich jedoch auch Abwässer und Klärschlamm aus Kläranlagen als Quelle für die Kontamination der aquatischen Umwelt mit PFAS erwiesen. Infolge der strengeren Vorschriften und Beschränkungen, die in den letzten Jahren für die Verwendung langkettiger (≥C8) PFAS erlassen wurden, findet in der chemischen Industrie eine deutliche Verlagerung hin zur Herstellung kurz- (C4-C7) und ultrakurzkettiger (C1-C3) Alternativen statt. Mit der Novellierung der Klärschlammverordnung im Jahr 2017 hat der deutsche Gesetzgeber die Ausbringung von Klärschlamm auf landwirtschaftlichen Flächen verboten, und bis 2029/2032 wird die Ausbringung von Klärschlamm in der Landwirtschaft vollständig verboten sein. Während die Belastung der Umwelt mit organischen Schadstoffen wie PFAS, Pestiziden und Arzneimitteln nicht mehr erwünscht ist, muss Phosphor (P) aus Klärschlamm weiterhin zur Herstellung hochwertiger P-Dünger für eine Kreislaufwirtschaft genutzt werden. Derzeit können pflanzenverfügbare P-Düngemittel aus Klärschlamm/Abwasser mit verschiedenen Behandlungsmethoden hergestellt werden, darunter Fällung, Auslaugung und thermische Behandlung. Der Verbleib von PFAS bei der Auslaugung, Ausfällung und Behandlung von Klärschlamm und Abwasser ist jedoch noch weitgehend unbekannt. T2 - Berliner Klärschlammkonferenz CY - Berlin, Germany DA - 14.11.2022 KW - Klärschlamm KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - Phosphor KW - Düngemittel PY - 2022 AN - OPUS4-56291 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Vogel, Christian A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Scholz, Philipp T1 - The chemical state of antimony and vanadium species in municipal solid waste incineration bottom ash N2 - Due to the large quantity as residual mineral waste, municipal solid waste incineration - bottom ash (MSWI-BA) is an interesting secondary raw material that can be utilized for road construction. However, leaching of chloride, sulfate and potentially hazardous heavy metals from MSWSI-BA into the environment may cause problems in utilization of it in civil engineering. In a previous study, we performed a long-term leaching test of MSWI-BA in a lysimeter for almost six years to investigate the efficiency of the treatment process on the release of hazardous substances. While concentrations of chloride, sulfate and the majority of the heavy metals started to decrease rapidly with progressive liquid-to-solid ratio (L/S), the ecotoxic hazardous elements antimony (Sb) and vanadium (V) behaved differently. To unravel these unusual release behaviors and the oxyanion-formation of Sb and V we will apply HERFD-XANES spectroscopy to analyze their chemical state. KW - Bottom ash KW - Antimony KW - Vanadium KW - XANES PY - 2023 DO - https://doi.org/10.15151/ESRF-ES-1020936484 PB - European synchroton Radiation Facility ESRF CY - Grenoble AN - OPUS4-56875 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vo, P. H.N. A1 - Vogel, Christian A1 - Nguyen, H. T.M. A1 - Hamilton, B. R. A1 - Thai, P. K. A1 - Roesch, Philipp A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Mueller, J. F. T1 - µ-X-ray fluorescence (XRF) and fluorine K-edge µ-X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy for detection of PFAS distribution in the impacted concrete N2 - An improved understanding of the distribution of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in PFAS-impacted concrete is important for risk management and decontamination of PFAS. This study incorporates µ-X-ray fluorescence (µ-XRF) and fluorine K-edge µ-X-ray absorption near-edge structure (µ-XANES) spectroscopy to gain non-destructive insights into PFAS distribution in the impacted concrete. The μ-XRF and μ-XANES spectroscopy provided additional details on the detection of PFAS, which were not detected by the desorption electrospray ionization (DESI) imaging method conducted previously. The shorter chain PFAS were found on the top part of the concrete core (0.5 cm), and longer chain PFAS were mostly at the bottom part of the concrete core (5 cm). The inorganic fluorine fraction was also detected, and it likely hampered the detection of organic fluorine such as PFAS in the concrete. Thus, this non-destructive technique is an complementary approach to detect PFAS in contaminated concrete. KW - Beton KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) KW - XANES spectroscopy PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-616711 DO - https://doi.org/10.1016/j.hazl.2024.100134 SN - 2666-9110 VL - 5 SP - 1 EP - 5 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-61671 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zweigle, J. A1 - Schmidt, A. A1 - Bugsel, B. A1 - Vogel, Christian A1 - Simon, Fabian A1 - Zwiener, C. T1 - Perfluoroalkyl acid precursor or weakly fluorinated organic compound? A proof of concept for oxidative fractionation of PFAS and organofluorines N2 - Organofluorine mass balance approaches are increasingly applied to investigate the occurrence of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) and other organofluorines in environmental samples more comprehensively. Usually, complex samples prevent the identification and quantification of every fluorine-containing molecule. Consequently, large unidentified fractions between fluorine sum parameters such as extractable organic fluorine (EOF) and the sum of quantified analytes are frequently reported. We propose using oxidative conversion to separate (unidentified) weakly fluorinated compounds (e.g., pesticides, pharmaceuticals) from PFAA-precursors (perfluoroalkyl chain lengths ≥ C6). We show with three organofluorine model substances (flufenamic acid, diflufenican, pantoprazole) that CF3-groups or aromatic fluorine can be quantitatively converted to inorganic fluoride and trifluoroacetic acid (TFA) by applying PhotoTOP oxidation (UV/TiO2). The principle of fluorine separation in mixtures is demonstrated by the oxidation of the three weakly fluorinated compounds together with the PFAA-precursor 6:2/6:2 fluorotelomer mercaptoalkyl phosphate diester (FTMAP). After oxidation, the products F− and TFA were separated from PFCAs ( C4) by SPE, and the fractions were analyzed individually. Closed mass balances both with and without the addition of organic matrix were achieved. Eventually, the fluorine balance was verified by total fluorine measurements with combustion ion chromatography (CIC). The proposed methods should be considered a proof of concept to potentially explain unidentified fractions of the EOF, especially if compounds with low fluorine content such as pesticides, pharmaceuticals, and their transformation products contribute largely to the EOF. Future studies are needed to show the applicability to the complexity of environmental samples. Graphical Abstract KW - Combustion Ion Chromatography KW - Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613429 DO - https://doi.org/10.1007/s00216-024-05590-5 SP - 1 EP - 10 PB - Springer Science and Business Media LLC AN - OPUS4-61342 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Leers, K. A1 - Herzel, Hannes T1 - Untersuchungen zur agronomischen Wirksamkeit des R-Rhenania Phosphats aus der ersten großtechnischen Anlage N2 - Aufgrund ihrer Phosphorgehalte bieten Klärschlammaschen (KSA) Potentiale für die Herstellung von Phosphatdüngern. Da die agronomische Wirksamkeit von KSA häufig gering ist, bedarf es einer Aufbereitung. Diese kann sowohl vor oder während der Verbrennung des Klärschlamms als auch nachgeschaltet durch eine Aufbereitung der KSA erfolgen. Mit dem nachgeschalteten, thermochemischen AshDec® Verfahren können unter Hinzugabe eines Natrium-Additivs bereits wirksame aschebasierte Düngerprodukte aus KSA hergestellt werden. Im Rahmen des BMBF-Projekts „R-Rhenania“ wurde auf dieser Basis ein thermochemisches Verfahren für eine Rostfeuerung entwickelt, bei dem die Zugabe des Natrium-Additivs direkt bei der Klärschlammverbrennung erfolgt. So sollen die hochwirksamen aschebasierten Dünger direkt bei der Klärschlammverbrennung entstehen (R-Rhenania-Prozess). Der Vergleich von Produkten aus beiden Prozessen (R-Rhenania und nachgeschaltetes AshDec Verfahren) zeigt, dass die chemische Zusammensetzung vergleichbar ist. In Versuc T2 - Berliner Klärschlamm Konferenz CY - Berlin, Germany DA - 11.11.2024 KW - Phosphor KW - Recycling KW - Dünger KW - Monoverbrennung KW - Klärschlamm PY - 2024 AN - OPUS4-61908 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maulas, Kryzzyl M. A1 - Paredes, Charla S. A1 - Tabelin, Carlito Baltazar A1 - Jose, Mark Anthony A1 - Opiso, Einstine M. A1 - Arima, Takahiko A1 - Park, Ilhwan A1 - Mufalo, Walubita A1 - Ito, Mayumi A1 - Igarashi, Toshifumi A1 - Phengsaart, Theerayut A1 - Villas, Edrhea A1 - Dagondon, Sheila L. A1 - Metillo, Ephrime B. A1 - Uy, Mylene M. A1 - Manua, Al James A. A1 - Villacorte-Tabelin, Mylah T1 - Isolation and Characterization of Indigenous Ureolytic Bacteria from Mindanao, Philippines: Prospects for Microbially Induced Carbonate Precipitation (MICP) N2 - Microbially induced carbonate precipitation (MICP), a widespread phenomenon in nature, is gaining attention as a low-carbon alternative to ordinary Portland cement (OPC) in geotechnical engineering and the construction industry for sustainable development. In the Philippines, however, very few works have been conducted to isolate and identify indigenous, urease-producing (ureolytic) bacteria suitable for MICP. In this study, we isolated seven, ureolytic and potentially useful bacteria for MICP from marine sediments in Iligan City. DNA barcoding using 16s rDNA identified six of them as Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas pseudoalcaligenes, Bacillus paralicheniformis, Bacillus altitudinis, Bacillus aryabhattai, and Stutzerimonas stutzeri but the seventh was not identified since it was a bacterial consortium. Bio-cementation assay experiments showed negligible precipitation in the control (without bacteria) at pH 7, 8, and 9. However, precipitates were formed in all seven bacterial isolates, especially between pH 7 and 8 (0.7–4 g). Among the six identified bacterial species, more extensive precipitation (2.3–4 g) and higher final pH were observed in S. stutzeri, and B. aryabhattai, which indicate better urease production and decomposition, higher CO2 generation, and more favorable CaCO3 formation. Characterization of the precipitates by scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) and attenuated total reflectance Fourier transform spectroscopy (ATR-FTIR) confirmed the formation of three carbonate minerals: calcite, aragonite, and vaterite. Based on these results, all six identified indigenous, ureolytic bacterial species from Iligan City are suitable for MICP provided that the pH is controlled between 7 and 8. To the best of our knowledge, this is the first report of the urease-producing ability and potential for MICP of P. stutzeri, P. pseudoalcaligenes, S. stutzeri, and B. aryabhattai. KW - Calcium carbonate KW - Microbially induced carbonate precipitation (MICP) KW - Ureolytic bacteria PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-600888 DO - https://doi.org/10.3390/min14040339 VL - 14 IS - 4 SP - 1 EP - 15 PB - MDPI AN - OPUS4-60088 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 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 -