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- 3.1 Sicherheit von Gefahrgutverpackungen und Batterien (1)
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Paper des Monats
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Eingeladener Vortrag
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Bottom ash from municipal solid waste incineration (MSWI) consists of elemental metals in considerable amounts. The fine fraction < 4 mm additionally contains chemically bound metals (oxides, carbonates, silicates). Separation prospects with techniques as in ore processing (flotation, density separation, bioleaching, hydrothermal solution) are discussed. During alteration after wet extraction mineral material with hydraulic properties form coatings on almost all particles of the bottom ash and complicate separation procedures. In addition bottom ash from MSWI is a heterogeneous material. For sufficient enrichment different concerted treatment steps seemed to be essential associated with an uncertainty of economic viability. The utilisation of metal compounds present in bottom ash as secondary raw material depends on the energy- and resource-efficiency of the enrichment processes. Therefore energy and material flow considerations are presented.
Laboratory leaching tests may be used for source term determination as a basis for risk assessment for soilgroundwater pathways on contaminated sites. In order to evaluate different leaching procedures, batch extraction tests and percolation tests were performed using three reference materials produced from contaminated soil, demolition waste and municipal solid waste incinerator bottom ash. Emphasis was placed on the investigation of the leachability of the heavy metals copper and chromium, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and the anions chloride and sulfate. Significant discrepancies between column experiments and batch/extraction tests were found for the release of PAHs and to a lesser extent for the heavy metals Cu and Cr. Additionally interlaboratory comparisons were conducted based on different leaching tests with the reference materials and evaluated using the criteria of comparability and reproducibility. The best reproducibility was achieved for all investigated substances in column tests. The reproducibility of batch tests was acceptable except for PAHs. The results from the experimental work will help establish standardized and feasible laboratory procedures as fundamental for substance specific risk assessment of contaminated sites.
Im Zusammenhang mit der Novellierung der Bundes-Bodenschutzverordnung und der Einführung einer Ersatzbaustoffverordnung wurden vom DIN-Normenausschuss Wasserwesen, Unterausschuss "Eluierungsverfahren" zwei Verfahren zur Elution von Feststoffen erarbeitet. Dabei handelt es sich um ein Säulenperkolationsverfahren zur gemeinsamen Untersuchung des Elutionsverhaltens von organischen und anorganischen Stoffen und ein Schüttelverfahren mit einem Wasser-/Feststoff-Verhältnis (W/F) von 2 l/kg zur Untersuchung der Elution von anorganischen Stoffen. Beide Verfahren sind für Bodenmaterialien und mineralische Abfälle mit einer Korngröße bis 32 mm vorgesehen. Der Vergleich der Praktikabilität der beiden Elutionsverfahren soll zur Diskussion zu deren Einsatz im Rahmen der geplanten bundeseinheitlichen gesetzlichen Regelungen beitragen, welche gegenwärtig kontrovers geführt wird.
Analytik für Ersatzbaustoffe
(2008)
Seit 1829 wird die Farbe Cadmium Gelb in der Malerei verwendet, Cadmium Rot seit 1907. Wegen ihrer Klarheit und Leuchtkraft werden diese Farben von vielen Künstlern geschätzt. Aus Schweden kommt nun der Vorstoß, die Cadmium-Farben zu verbieten, weil das Schwermetall Cadmium zur Verunreinigung landwirtschaftlicher Flächen führen könnte. Sie beraten die Europäische Chemikalienagentur ECHA, die für das Verbotsverfahren zuständig ist. Müssen Künstler in naher Zukunft auf Cadmium Gelb und Cadmium Rot verzichten?
Im Rahmen eines ZIM-geförderten Projektes wurde eine nass-mechanische Aufbereitung von Hausmüllverbrennungsasche (HMVA) hinsichtlich der Mengen und der Qualitäten generierter Fraktionen optimiert. Dabei standen besonders die Qualitäten der mineralischen Fraktionen, die mengenmäßig den größten Anteil darstellen, im Vordergrund, da sie für einen möglichen Einsatz als Baustoff nutzbar gemacht werden sollen. Insbesondere die Chlorid- und Sulfatgehalte sollten dafür reduziert werden. Durch die BAM wurde im Projekt u. a. die Freisetzung von umweltrelevanten Stoffen in den mineralischen Fraktionen untersucht. Dafür wurden Schütteleluate als Übereinstimmungstest und Eluate aus Lysimeterversuchen im Labormaßstab zur Bewertung des Langzeitverhaltens auf ihre Inhaltsstoffe analysiert.
Stir bar sorptive extraction (SBSE) and solid phase microextraction (SPME) are well-established sample preparation methods for the analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons in aqueous samples. However, complex matrices especially characterized by slurry particles and dissolved organic matter (DOM) can hamper the extraction of PAH with both SBSE and SPME and lead to different results. Thus, we produced aqueous eluates from PAH-contaminated soils differing in particle size distribution and organic matter content and determined the PAH concentration in the eluates with both SBSE and SPME. Furthermore, we tested the influence of filtration on the PAH analysis. The excess finding of PAH with SBSE compared to SPME ranged from −16.6 to 24.5 %. The differences increased after filtration. We found a strong positive correlation of the excess finding to the total organic carbon content (TOC) and a negative one to the pH value. The results indicate that SBSE is less affected by complex matrices than SPME.
In 2018 municipal solid waste (MSW) incineration in Europe produced nearly 19 Mt of bottom ash (BA); only 46 %-wt. was treated, often in poorly performing plants, leaving behind 10 Mt of untreated and unrecovered BA, destined to landfill. This work was based on the inventory of BA across Europe, and on the hypothesis to achieve complete BA valorisation through two assumptions: treating 100% BA and minimizing the loss of valuable fractions due to technical limitations of state-of-the-art processes in comparison to advanced innovative processes. The research involved three phases: characterization of potential secondary raw materials (metals and mineral fraction) currently lost from untreated (the surplus compared to treatment capacity) and unrecovered BA (the fine fraction) through material flow analysis; environmental assessment (energy balance and net GHG emissions) of complete BA valorisation; investigation of the economic feasibility of complete BA Valorisation through state-of-the-art technologies. The resulting 2.14 Mt loss of valuable materials included 1 Mt Mineral fraction and 0.97 Mt ferrous metals, mostly from untreated BA, and 0.18 Mt non-ferrous metals, mostly from unrecovered BA. The energy balance and GHGs emissions required by the treatment of the currently untreated and unrecovered fractions of BA resulted in energy and GHGs emissions savings. Economic profitability was driven by iron and copper recycling and avoided landfill fees. Profitability was achieved by two thirds of considered countries (average values: NPV 83 M€, ROI 20%, payback time 11 years) with BA mass flow exceeding 0.02 Mt.
Im Rahmen des Projekts konnte gezeigt werden, dass Geokunststoffe bei ausreichender Stabilisierung Einsatzdauern von über 100 Jahren besitzen. Es werden keine Stoffe freigesetzt, die für Wasserorganismen schädlich sind. An den Ostseestränden im Gebiet Kaliningrad werden nennenswerte Mengen von Kunststoffresten gefunden, die zum Teil aus Küstenschutzbauwerken stammen. Ursache ist hier jedoch eine verfehlte Materialauswahl. Hauptsächlich stammen die Kunststoffreste am Strand jedoch aus unsachgemäße Abfallbehandlung.