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 -