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Es wurde untersucht, ob und unter welchen Bedingungen sich Kurzfasern aus Hanf heimischer Produktion für die Erzeugung einer Faser-Antifoulingbeschichtung auf Schiffsrümpfen sowie für die Beflockung anderer technischer Oberflächen verwenden lassen.
Das Grundprinzip der Beflockungstechnik besteht darin, Kurzfasern im Längenbereich zwischen 0.5 und 15 mm in einem elektrischen Feld auf eine frisch mit einem Lack oder Kleber beschichtete ebene oder profilierte bzw. gekrümmte Oberfläche aufzubringen und dort bevorzugt senkrecht zu verankern. Auf diese Weise entsteht ein dichter, die Oberfläche vollständig bedeckender Faserflor. Als Flockfasermaterial finden bisher vorwiegend Polyamid (Nylon, Perlon), Viskose, Polyester sowie Baumwolle als nachwachsende Faser Verwendung. Nach der Herstellung unterscheidet man Schnitt- und Mahlflockfasern. Beflockungsmaschinen größerer Leistungsfähigkeit sind in der Regel keine mobilen Aggregate, sondern stationäre, für einen bestimmten Anwendungszweck spezialisierte Aufbauten, auf denen z.B. Gehäuse, PKW-Innenausbauteile, Profile, Bezugsstoffe und andere Textilien beschichtet werden.
Die Besonderheit dieses Vorhabens liegt einerseits in der Verwendung einer neuen Faserart - Hanfkurzfasern - für Beflockungszwecke und andererseits in der Notwendigkeit ein eher mobiles Beflockungsaggregat zu entwickeln, um die Beflockung von Schiffsrümpfen und anderen größeren Objekten prinzipiell zu ermöglichen.
Mobility particle size spectrometers (MPSS) belong to the essential instruments in aerosol science that determine the particle number size distribution (PNSD)in the submicrometer size range. Following calibration procedures and target uncertainties against standards and reference instruments are suggested for a complete MPSS quality assurance program: a) calibration of the CPC counting efficiency curve (within 5% for the plateau counting efficiency; within 1 nm for the 50% detection efficiency diameter), b) sizing calibration of the MPSS, using a certified polystyrene latex (PSL) particle size standard at 203 nm (within 3%), c) intercomparison of the PNSD of the MPSS (within 10% and 20% of the dN/dlogDP concentration for the particle size range 20 – 200 nm and 200 to 800 nm, respectively), and d) intercomparison of the integral PNC of the MPSS (within 10%). Furthermore, following measurement uncertainties have been investigated: a) PSL particle size standards in the range from 100-500nm match within 1% after sizing calibration at 203 nm. b) Bipolar diffusion chargers based on the radioactive nuclides Kr85, Am241 and Ni63 and a new ionizer based on corona discharge follow the recommended bipolar charge distribution, while soft X-ray-based charges may alter faster than expected. c) The use of a positive high voltage supply show a 10% better performance than a negative one. d) The intercomparison of the integral PNC of an MPSS against the total number concentration is still within the target uncertainty at an ambient pressure of approximately 500 hPa.
Ultrafine particles emitted from laser printers are suspected to elicit adverse health effects. We performed 75-minute exposures to emissions of laser printing devices (LPDs) in a standardized, randomized, cross- over manner in 23 healthy subjects, 14 mild, stable asthmatics, and 15 persons reporting symptoms associated with LPD emissions. Low-level exposures (LLE) ranged at the particle background (3000 cm−3) and High-level exposures (HLE) at 100 000 cm−3. Examinations before and after exp sures included spirometry, body plethysmography, transfer factors for CO and NO (TLCO, TLNO), bronchial and alveolar NO, cytokines in serum and nasal secretions (IL-1β, IL-5, IL-6, IL-8, GM-CSF, IFNγ, TNFα), serum ECP, and IgE. Across all participants, no statistically significant changes occurred for lung mechanics and NO. There was a decrease in volume-related TLNO that was more pronounced in HLE, but the difference to LLE was not significant. ECP and IgE increased in the same way after exposures. Nasal IL-6 showed a higher increase after LLE. There was no coherent pattern regarding the responses in the participant subgroups or single sets of variables. In conclusion, the experimental acute responses to short but very high-level LPD exposures were small and did not indicate clinically relevant effects compared to low particle number concentrations.
Vor dem Hintergrund der anhaltenden öffentlichen Diskussion um mögliche gesundheitliche Risiken von Ultrafein- und Feinstaubemissionen aus Bürogeräten mit Laserdruckfunktion (LPD, Laser Printing Device) wurde vom Umweltbundesamt ein Forschungsvorhaben zur Entwicklung einer Prüfprozedur für die Quantifizierung der emittierten Partikel durch Zählung unter Standardbedingungen in Emissionsmesskammern, sowie zur physikalischen und chemischen Charakterisierung dieser Aerosole initiiert. Als Ergebnis konnte die Partikelzählung in den Entwurf des Prüfverfahrens für die Bestimmung von Emissionen (RAL-UZ-122, Anhang S-M) des Umweltzeichens "Blauer Engel" für Bürogeräte sowie in den Prüfstandards ECMA-328 und den Entwurf der ISO/IEC 28360 integriert werden. Die Methode wurde in einem internationalen Ringversuch erfolgreich getestet. Auf dieser Basis können Vergabekriterien und -werte für die Emission von Fein- und Ultrafeinpartikeln im Rahmen der Vergabe des Umweltzeichens Blauer Engel vereinbart und Produktprüfungen vorgenommen werden.
Der vorliegende Bericht ist der 2.Teil eines Gesamtberichtes und schildert ausführlich die im Kontext des BAM-Innovationsoffensive-Projektes „Chemische Brandspurenanalytik“ durchgeführten Untersuchungen und fasst die gewonnenen analytischen Erkenntnisse zusammen. Der gesamte Bericht gliedert sich in drei Teile. Der erste Teil beinhaltet den Aufbau, die Durchführung und die brandtechnologische Auswertung der durchgeführten Raumbrandversuche, während in dem hier vorliegenden Teil die analytischen Methoden zum Nachweis des Brandbeschleunigers in den Brandrückständen vorgestellt und ausgewertet werden. Die Beurteilung von Brandspuren und daraus abgeleitet die Rekonstruktion eines Brandverlaufes beruhen auch auf der präzisen chemischen Analyse der Brandprodukte. Im Rahmen dieses Projektes wurde eine innovative Methodik entwickelt, wie verfügbare Analysetechniken in geeigneter Weise kombiniert werden können, um aus festen, flüssigen und gasförmigen Brandrückständen Rückschlüsse auf den Brandverlauf ziehen zu können. Neben der Untersuchung von Proben von realen Brandorten wurden verschiedene wohnungstypische Materialien unter Laborbedingungen unterschiedlichen Brandszenarien unterworfen. Die dabei entstehenden Brandgase, Aerosole sowie der verbleibende Brandrückstand wurden durch geeignete analytische Verfahren analysiert, um mögliche Brandursachen beurteilen zu können. Der Schwerpunkt dieses Berichtes liegt in dem Nachweis von Brandbeschleunigern. Es zeigte sich, dass mittels der Kombination aus HS-SPME-GC-MS sowohl in den festen Brandrückständen, als auch in den Kondensaten Brandbeschleuniger eindeutig und verlässlich nachgewiesen werden können. Anhand von 5 verschiedenen Zimmerbrandversuchen wurde der Einfluss von Brandbeschleunigern auf den Brandverlauf experimentell untersucht. Es wurden verschiedene brandtechnologische Kennwerte, wie der Massenverlust des gesamten Brandraums, Brandraumtemperaturen, die Wärmefreisetzungen sowie die Rauchgasemissionen ermittelt und beurteilt. Die Rauchgasanalyse erfolgte im Schlot, im Brandraum sowie in der Brandraumöffnung mittels Fourier Transformierte Infrarot-FTIR-Spektroskopie. Neben diesen brandtechnologischen Untersuchungen, die im Bericht Teil 1 enthalten sind, erfolgten auch chemisch-analytische Untersuchungen nach dem Brand, mit dem Ziel, den eingesetzten Brandbeschleuniger nachzuweisen. Im Anschluss an die jeweiligen Zimmerbrandversuche wurden verschiedene Brandrückstandsproben aus dem Brandschutt, Wischproben von den Wänden und den übriggebliebenen Gegenständen genommen und mit Hilfe einer entwickelten HS-SPME-GC-MS-Methode (Headspace-Solid Phase Micro Extraction-Gas Chromatographie-Massenspekrometrie) in Hinblick eines möglichen Brandbeschleunigernachweis analysiert.
In einem von der Firma GSE Lining Technology GmbH geförderten F+E-Vorhaben wurde die Langzeitscherfestigkeit und die Oxidationsstabilität von deren strukturierten PE-HD- Dichtungsbahnen untersucht. Bei diesen strukturierten Dichtungsbahnen wird das Strukturmaterial in einem eigenen Arbeitsgang aufgebracht. Das PE-HD-Material der Grundbahn war in allen Fällen Vestolen A 3512 R. Für das Strukturmaterial wurden die PE- LLD-Werkstoffe Ladene 118 N mit zwei Rußbatches (Proben 229/1 und 229/2) und Dowlex 2045 E mit zwei Rußbatches (Proben 229/3 und 229/4) verwendet. Die Langzeitscherfestigkeit wurde in Zeitstand-Scherversuchen in Wasser bei 80 °C getestet und dabei auch die Veränderung der OIT Werte von Grundbahn und Strukturmaterial gemessen. Die Oxidationsstabilität des Strukturmaterials im Vergleich zur Grundbahn wurde in Autoklavenversuchen an Proben im Wasserbad unter einem Sauerstoffdruck von 20 bar und 80°C geprüft. Nach der Immersion wurde die Veränderung der Reibungsparameter in Scherkastenversuchen ermittelt.
The emission of ultrafine particles from small desktop Fused Filament Fabrication (FFF) 3D printers has been frequently investigated in the past years. However, the vast majority of FFF emission and exposure studies have not considered the possible occurrence of particles below the typical detection limit of Condensation Particle Counters and could have systematically underestimated the total particle emission as well as the related exposure risks. Therefore, we comparatively measured particle number concentrations and size distributions of sub-4 nm particles with two commercially available diethylene glycol-based instruments – the TSI 3757 Nano Enhancer and the Airmodus A10 Particle Size Magnifier. Both instruments were evaluated for their suitability of measuring FFF-3D printing emissions in the sub-4 nm size range while operated as a particle counter or as a particle size spectrometer. For particle counting, both instruments match best when the Airmodus system was adjusted to a cut-off of 1.5 nm. For size spectroscopy, both instruments show limitations due to either the fast dynamics or rather low levels of particle emissions from FFF-3D printing in this range. The effects are discussed in detail in this article. The findings could be used to implement sub-4 nm particle measurement in future emission or exposure studies, but also for the development of standard test protocols for FFF-3D printing emissions.
Quantitative chemical analysis of airborne particulate matter (PM) is vital for the understanding of health effects in indoor and outdoor environments, as well as for enforcing EU air quality regulations. Typically, airborne particles are sampled over long time periods on filters, followed by lab-based analysis, e.g., with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). During the EURAMET EMPIR AEROMET project, cascade impactor aerosol sampling is combined for the first time with on-site total reflection X-ray fluorescence (TXRF) spectroscopy to develop a tool for quantifying particle element compositions within short time intervals and even on-site. This makes variations of aerosol chemistry observable with time resolution only a few hours and with good size resolution in the PM10 range. The study investigates the proof of principles of this methodological approach. Acrylic discs and silicon wafers are shown to be suitable impactor carriers with sufficiently smooth and clean surfaces, and a non-destructive elemental mass concentration measurement with a lower limit of detection around 10 pg/m3 could be achieved. We demonstrate the traceability of field TXRF measurements to a radiometrically calibrated TXRF reference, and the results from both analytical methods correspond satisfactorily.
A new facility has been developed which allows for a stable and reproducible production of ambient-like model aerosols (PALMA) in the laboratory. The set-up consists of multiple aerosol generators, a custom-made flow tube homogeniser, isokinetic sampling probes, and a system to control aerosol temperature and humidity. Model aerosols containing elemental carbon, secondary organic matter from the ozonolysis of α-pinene, inorganic salts such as ammonium sulfate and ammonium nitrate, mineral dust particles,and water were generated under different environmental conditions and at different number and mass concentrations. The aerosol physical and chemical properties were characterised with an array of experimental methods, including scanning mobility particle sizing, ion chromatography, total reflection X-ray fluorescence spectroscopy and thermo-optical analysis. The facility is very versatile and can find applications in the calibration and performance characterisation of aerosol instruments monitoring ambient air. In this study, we performed, as proof of concept, an intercomparison of three different commercial PM (particulate matter) monitors (TEOM1405, DustTrak DRX 8533 and Fidas Frog) with the gravimetric reference method under three simulated environmental scenarios. The results are presented and compared to previous field studies. We believe that the laboratory-based method for simulating ambient aerosols presented here could provide in the future a useful alternative to time-consuming and expensive field campaigns, which are often required for instrument certification and calibration.