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Autor

  • Adam, Christian (193) (entfernen)

Erscheinungsjahr

  • 2020 (1)
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Dokumenttyp

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  • Forschungsbericht (3)

Sprache

  • Deutsch (97)
  • Englisch (96)

Referierte Publikation

  • nein (144)
  • ja (49)

Schlagworte

  • Sewage sludge ash (29)
  • Phosphorus recovery (20)
  • Phosphor (16)
  • Klärschlammasche (14)
  • Recycling (14)
  • Thermochemical treatment (14)
  • Klärschlamm (13)
  • Sewage sludge (12)
  • Phosphorus (9)
  • Bauschuttaufbereitung (7)
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Nanocrystalline and stacking-disordered beta-cristobalite AlPO4 chemically stabilized at room temperature: synthesis, physical characterization, and X-ray powder diffraction data (2017)
Peplinski, Burkhard ; Adamczyk, Burkart ; Formanek, P. ; Meyer, Christian ; Krüger, O. ; Scharf, Holger ; Reinsch, Stefan ; Ostermann, Markus ; Nofz, Marianne ; Jäger, Christian ; Adam, Christian ; Emmerling, Franziska
This paper reports the first successful synthesis and the structural characterization of nanocrystalline and stacking-disordered β-cristobalite AlPO4 that is chemically stabilized down to room temperature and free of crystalline impurity phases. Several batches of the title compound were synthesized and thoroughly characterized by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy, selected area electron diffraction, energy dispersive X-ray spectroscopy mapping in SEM, solid-state 31P nuclear magnetic resonance (31P-NMR) spectroscopy including the TRAPDOR method, differential thermal analysis (DTA), gas-sorption methods, optical Emission spectroscopy, X-ray fluorescence spectroscopy, and ion chromatography. Parameters that are critical for the synthesis were identified and optimized. The synthesis procedure yields reproducible results and is well documented. A high-quality XRD pattern of the title compound is presented, which was collected with monochromatic copper radiation at room temperature in a wide 2θ range of 5°–100°.
Characterization of phosphorus compounds in soils by deep ultraviolet (DUV) Raman microspectroscopy (2017)
Vogel, Christian ; Ramsteiner, M. ; Sekine, R. ; Doolette, A. ; Adam, Christian
Deep ultraviolet Raman microspectroscopy was successfully investigated as a new approach to analyze the chemical state of phosphorus compounds directly in soil. We demonstrate that ultraviolet excitation has the advantage to avoid the interference with the strong fluorescence, which occurs in the visible spectral range caused by organic matter in soils. Furthermore, the spatial resolution of <1 μm2 enables the detection of very small phosphorus particles. For some organic phosphorus compounds (β-glycerophosphate, aminomethylphosphonic acid), sample cooling to -100 °C is found to strongly reduce the rate of degradation induced by the illumination with the ultraviolet excitation light. However, phytic acid and adenosine monophosphate degraded even with cooling. Our results reveal the capability of deep ultraviolet Raman microspectroscopy as a high-resolution benchtop imaging technique for the analysis of local interactions between soil compounds with the potential to become an analytical key to improve the understanding of transformation mechanisms of phosphates as well as other mineral phases in soils.
Technische Möglichkeiten der Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammaschen (2010)
Adam, Christian ; Vogel, Christian
Pflanzenverfügbarkeit und agronomische Effizienz von klärschlammbasierten Phosphor (P)-Recyclingdüngern (2018)
Kratz, S. ; Adam, Christian ; Vogel, Christian
Die agronomische Effizienz von Düngemitteln wird üblicherweise im Vegetationsversuch geprüft. Vegetationsversuche erlauben die Betrachtung unterschiedlicher Kulturpflanzen und deren Strategien der Nährstoffmobilisierung und -Aneignung ebenso wie die Berücksichtigung verschiedener Substrattypen und deren Eigenschaften hinsichtlich Nährstofffixierung und -freisetzung. Solche Versuche, selbst wenn sie nicht im Feld, sondern nur im Gefäß durchgeführt werden, sind jedoch sowohl zeit- als auch kostenintensiv. In erster Näherung wird die Pflanzenverfügbarkeit insbesondere von Phosphor (P)-Düngemitteln daher herkömmlicherweise mit Hilfe standardisierter chemischer Extraktionsmethoden abgeschätzt, deren Durchführung in der deutschen ebenso wie in der europäischen Düngemittelverordnung normiert ist. Diese Methoden werden auch im Rahmen der staatlichen Düngemittelverkehrskontrolle genutzt, um die Einhaltung düngemittelrechtlicher Vorgaben zu überprüfen. Wie jüngere Arbeiten gezeigt haben, ist jedoch die Übertragung herkömmlicher Standardextraktionsmethoden auf neue Dünger aus Recyclingmaterialien wie Klärschlamm mit einigen Schwierigkeiten verbunden. Korrelationen zwischen P-Aufnahme im Vegetationsversuch und chemischer Löslichkeit im Standardextrakt sind oft nur mäßig bis schwach oder überhaupt nicht signifikant. Die vorliegende Literaturübersicht gibt einen Überblick zum aktuellen Stand des Wissens über die chemische Löslichkeit von klärschlammbasierten P-Recyclingdüngern, deren Effizienz im Vegetationsversuch und statistische Relationen zwischen beiden Parametern. Anschließend werden alternative Methoden zur Abschätzung der P-Verfügbarkeit von Recyclingdüngern vorgestellt, die derzeit Gegenstand der wissenschaftlichen Diskussion sind.
Düngewirkung von P-Rezyklaten (2019)
Kratz, S. ; Adam, Christian ; Vogel, Christian
Die agronomische Effizienz von Düngemitteln wird üblicherweise in Vegetationsversuchen geprüft. Diese erlauben die es, unterschiedliche Kulturpflanzen und deren Strategien der Nährstoffmobilisierung und -aneignung zu betrachten und verschiedene Substrattypen und deren Eigenschaften im Hinblick auf Nährstofffixierung und -freisetzung zu berücksichtigen. Solche Versuche, selbst wenn sie nicht im Feld, sondern nur im Gefäß durchgeführt werden, sind jedoch sowohl zeit- als auch kostenintensiv. In erster Näherung wird die Pflanzenverfügbarkeit insbesondere von Phosphor (P)-Düngemitteln daher in der Regel mit Hilfe standardisierter chemischer Extraktionsmethoden abgeschätzt, deren Durchführung in der deutschen ebenso wie in der europäischen Düngemittelverordnung normiert ist. Diese Methoden werden auch bei der staatlichen Düngemittelverkehrskontrolle genutzt, um zu überprüfen, ob die düngemittelrechtlichen Vorgaben eingehalten werden. Wie jüngere Arbeiten gezeigt haben, ist es jedoch schwierig, herkömmliche Standardextraktionsmethoden auf neue Dünger aus Recyclingmaterialien wie Klärschlamm zu übertragen. Korrelationen zwischen P-Aufnahme im Vegetationsversuch und chemischer Löslichkeit im Standardextrakt sind oft nur mäßig bis schwach oder überhaupt nicht signifikant. Die vorliegende Literaturübersicht gibt einen Überblick zum aktuellen Stand des Wissens über die chemische Löslichkeit von klärschlammbasierten P-Recyclingdüngern, deren Effizienz im Vegetationsversuch und statistische Relationen zwischen beiden Parametern. Anschließend werden alternative Methoden zur Abschätzung der P-Verfügbarkeit von Recyclingdüngern vorgestellt, die derzeit Gegenstand der wissenschaftlichen Diskussion sind.
Phosphorus recovery by thermochemical treatment of sewage sludge ash - Results of the European FP6-project SUSAN (2009)
Adam, Christian ; Vogel, Christian ; Wellendorf, Stephan ; Schick, J. ; Kratz, S. ; Schnug, E.
Düngemittel für die Zukunft - Die Bundesanstalt für Materialforschung widmet sich der Phosphor-Rückgewinnung (2008)
Adam, Christian ; Schick, J. ; Kratz, S. ; Hermann, L. ; Vogel, Christian
Determination of phosphate phases in sewage sludge ash-based fertilizers by Raman microspectroscopy (2013)
Vogel, Christian ; Adam, Christian ; McNaughton, D.
The chemical form of phosphate phases in sewage sludge ash (SSA)-based fertilizers was determined by Raman microspectroscopy. Raman mapping with a lateral resolution of 5 × 5 µm² easily detected different compounds present in the fertilizers with the help of recorded reference spectra of pure substances. Quartz and aluminosilicates showed Raman bands in the range of 450-520 cm-1. Phosphates with apatite structure and magnesium triphosphate were determined at around 960 and 980 cm-1, respectively. Furthermore, calcium/magnesium pyrophosphates were detected in some samples.
Phosphorus availability of sewage sludge-based fertilizers determined by the diffusive gradients in thin films (DGT) technique (2017)
Vogel, Christian ; Sekine, R. ; Steckenmesser, D. ; Lombi, E. ; Steffens, D. ; Adam, Christian
The plant-availability of phosphorus (P) in fertilizers and soil can strongly influence the yield of agricultural crops. However, there are no methods to efficiently and satisfactorily analyze the plant-availability of P in sewage sludge-based P fertilizers except by undertaking time-consuming and complex pot or field experiments. We employed the diffusive gradients in thin films (DGT) technique to quantify the plant P availability of various types of P fertilizers with a novel focus on sewage sludge-based P fertilizers. Mixtures of fertilizer and soil were incubated for 3 weeks at 60% water holding capacity. DGT devices were deployed at the beginning of the incubation and again after 1, 2, and 3 weeks. Two weeks of incubation were sufficient for the formation of plant-available P in the fertilizer/soil mixtures. In a pot experiment, the DGT technique predicted maize (Zea mays L.) biomass yield and P uptake significantly more accurately than standard chemical extraction tests for P fertilizers (e.g., water, citric acid, and neutral ammonium citrate). Therefore, the DGT technique can be recommended as a reliable and robust method to screen the performance of different types of sewage sludge-based P fertilizers for maize cultivation minimizing the need for time-consuming and costly pot or field experiments.
Determination of chromium (VI) in primary and secondary fertilizer and their respective precursors (2017)
Krüger, Oliver ; Fiedler, F. ; Adam, Christian ; Vogel, Christian ; Senz, R.
Hexavalent chromium species (Cr(VI)) are often carcinogenic, of high acute toxicity, highly mobile, and thus pose a severe risk to health and environment. Fertilizers usually contain significant amounts of chromium. Therefore, a reliable analysis of chromium and the fraction of Cr(VI) are crucial for safe use of fertilizers. This problem is expected to increase in the future, since more and more recycled fertilizers emerge due to increasing fertilizer demand and respective supply risks. However, existing analytical methods have been developed for conventional fertilizers and have to be tested whether they are suitable for the new materials. Thus, we performed a wet-chemical extraction for Cr(VI) on several matrices as well as respective quality control experiments including spiking with Cr(III) and Cr(VI)compounds. We found the Cr(VI) amounts to be below 2 mg/kg except for a thermally post-treated sewage sludge ash (SSA) that showed 12.3 mg/kg. The presence of organic matter e.g. in sludge or precipitated struvite caused a reduction of spiked Cr(VI) and thus no satisfying recovery for Quality control. Cr(VI) reduction was also observed for SSA, presumably due to the presence of Fe(II) compounds. Even though the tested procedure can be hampered in some recycled fertilizer matrices, it might be adapted to be applicable also for these complex samples.
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