4 Material und Umwelt
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Organisationseinheit der BAM
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- 4.5 Kunst- und Kulturgutanalyse (33)
- 4.2 Material-Mikrobiom Wechselwirkungen (25)
- 4.1 Biologische Materialschädigung und Referenzorganismen (21)
- 4.4 Thermochemische Reststoffbehandlung und Wertstoffrückgewinnung (17)
- 4.0 Abteilungsleitung und andere (14)
- 6 Materialchemie (8)
- 4.3 Schadstofftransfer und Umwelttechnologien (7)
- 1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien (5)
- 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse (4)
- 6.2 Material- und Oberflächentechnologien (3)
- 9 Komponentensicherheit (3)
- 9.3 Schweißtechnische Fertigungsverfahren (3)
- 1.1 Anorganische Spurenanalytik (2)
- 1.2 Biophotonik (2)
- 1.4 Prozessanalytik (2)
- 1.7 Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik (2)
- 1.8 Umweltanalytik (2)
- 6.6 Physik und chemische Analytik der Polymere (2)
- 8 Zerstörungsfreie Prüfung (2)
- 8.0 Abteilungsleitung und andere (2)
- 8.5 Röntgenbildgebung (2)
- 1.9 Chemische und optische Sensorik (1)
- 5 Werkstofftechnik (1)
- 5.4 Multimateriale Fertigungsprozesse (1)
- 7 Bauwerkssicherheit (1)
- 7.5 Technische Eigenschaften von Polymerwerkstoffen (1)
- 8.4 Akustische und elektromagnetische Verfahren (1)
Eingeladener Vortrag
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In the 15th century, Persian manuscripts underwent significant and lasting changes. Possibly as a response to the import of tinted and gold-decorated paper from China, which was used for manuscript production in Greater Iran, Persian papers were also tinted and embellished with gold-decorated and marbled margins or frames. In a joint project between CSMC and the University of St Andrews, we aim to analyse papers and their decorations in Persian The analyses aim to determine the consistencies of papers, pigments and metals and the techniques used for their production and application. The support will be first described in its codicological characteristics such as dimensions, thickness, colour (expressed in colour coordinates), pattern left from the sieve (observed in transmitted light). The plant used as raw material in paper production will be studied by fibres analysis, while the sizing agents, the pigments, dyes and metals will be analysed by the application of several methods: in particular Reflectography, X-Ray Fluorescence and InfraRed, Raman and Visible Reflectance Spectroscopy. The results of the analyses will form an important resource for the material aspects of Persian manuscripts and be a starting point for establishing a first chronology of the materials and techniques used in Persian manuscript production. An example of the application of the techniques on the analysis of a fragment from a 15th c. Persian Manuscript will be provided.
The story of how black fungi survive harsh conditions on sun-exposed desert rocks and material surfaces is fascinating. In the presentation examples of how knowledge of these organisms can be of practical value (e.g., in biodeterioration studies, such as on stone markers in cemeteries) would be given. Among other stories, the example of how roof tiles amended with a titanium oxide layers as a biocide actually selected for the black fungi will be told. A hypothesis about how these organisms would likely be found on solar panels and some early BAM work in that area will be presented. This then brings the connection to a study ripe for investigation in North Carolina. The talk presents the development of a study aiming at deciphering the influence of microbial biofilm formation on the energy conversion efficiency of solar photovoltaic panels or modules at two facilities (one facility under the impact of high intensity of animal agriculture and high deposition of ammonia from atmosphere and the other with low animal agriculture and lower atmospheric ammonia deposition) in North Carolina. The main hypothesis of the study is that microbial biofilm formation on solar photovoltaic panels will lead to significant decreases in energy conversion efficiency of solar photovoltaic modules and biofilm formation will also be accelerated by high ammonia concentration in the ambient atmosphere and high nitrogen deposition.
The Interdisciplinary Alchemist: Reproduction and Study of Black Inks from the Islamicate World
(2019)
The identification of the materials constituting an artefact is the basis of any correct conservation project, for this reason (among others) in the last 50 years analytical techniques have been applied to the study of manuscripts. Unfortunately, the scientific investigation of Arabic books is still uncommon, focusing mainly on single case studies, often producing unclear results, especially for black inks. This lack of knowledge prompted a recent research in which black ink recipes have been collected from written Arabic sources on bookmaking, their feasibility has been assessed, and finally some of them have been reproduced. These samples were artificially aged and analysed through an array of analytical techniques, mostly non-invasive and non-destructive, in order to build a database of Arabic inks and their ingredients and also to verify the detection limits of the portable equipment employed. In this talk I will present some instances of how this approach can help textual criticism, for example in evaluating variants and determining the competence of authors and compilers. At the same time the research highlights how much this scientific work depends on textual studies, especially concerning the identification of ingredients. Moreover, I will focus on some of the problematics I faced both during the textual interpretation and the actual reproduction of the recipes and how they influenced the results of the scientific analyses. In particular I’ll look into the role played by the degree of purity of the components and the function (real and perceived) of some of the ingredients.
Boden und Steine sind mit jährlich etwa 140 Mio t der mengenmäßig größte Abfallstrom in Deutschland. Bodenmaterial kann in Abhängigkeit seiner vorherigen Nutzung oder Herkunft mit Schadstoffen belastet sein. Seine weitere Verwertungsmöglichkeit hängt nicht nur vom Schadstoffgehalt im Feststoff, sondern auch von der Mobilisierbarkeit dieser Stoffe ab.
Die Paragraphen 6 bis 8 der vorgesehenen Novelle der BBodSchV enthalten neue Vorgaben hinsichtlich des Auf- und Einbringens von Bodenmaterial unterhalb oder außerhalb einer durchwurzelbaren Bodenschicht (4. Referentenentwurf Mantelverordnung, Stand: 06.02.2017). Es soll die Möglichkeit eingeräumt werden, Bodenmaterialien mit Feststoffgehalten von regulierten Stoffen bei Überschreitung des Vorsorgewertes einer weiteren Verwertung zuzuführen unter der Voraussetzung, dass die Eluatwerte eingehalten werden. Für die Auswirkung dieser neuen Regelungen auf die Verwertung von Bodenmaterialien bestehen bisher noch Datendefizite besonders für organische Stoffe.
Durch die Umstellung des Elutionsverfahrens von einem W/F von 10 l/kg (bisherige Regelung in der LAGA M 20) auf ein W/F von 2 l/kg bestehen zusätzliche Unsicherheiten im Hinblick auf die Einstufung von Bodenmaterialien zu Verwertungszwecken.
Im Rahmen eines UFOPLAN-Projektes (FKZ 3716 74 203 0) wurden unterschiedliche Bodenmaterialien verschiedenen Ursprungs (z.B. Baggergut, Bankettschälgut, Stadt- und Auenböden, Bergematerial) mit besonderem Fokus auf PAK untersucht. Von den unter die Kriterien fallenden, ausgewählten Bodenmaterialien wurden Feststoffgehalte, TOC-Gehalte sowie die Eluatwerte aus Säulenversuchen nach DIN 19528 und Schüttelversuchen nach DIN 19529 bei einem Wasser-/Feststoffverhältnis (W/F) von 2 l/kg und 10 l/kg ermittelt und gegenübergestellt.
Mit den neuen und auch mit Auswertung vorhandener Daten kann hinsichtlich PAK gezeigt werden, dass mit Verabschiedung der neuen Regelungen sich zusätzliche Verwertungsmöglichkeiten von Bodenmaterialien außerhalb der durchwurzelbaren Bodenschicht eröffnen und deren Deponierung vermieden werden kann. Analysen zu anorganischen Schadstoffen wurden parallel miterfasst und ausgewertet.
Paragraphs 6 to 8 of the proposed amendment to the German Federal Soil Protection and Contaminated Sites Ordinance contain new requirements regarding the application of soil-like material outside of a rootable soil layer. For example, it is intended to enable reusing of soil-like materials containing regulated substances in concentrations between the single and double precautionary values (PV), provided that the limit values for the eluate are complied with. The aim of a running project (funding code UFOPLAN 3716 74 203 0, German Federal Environmental Agency) is to fill data deficits for soil-like materials which meet the above-mentioned criteria to promote circular economy and conservation of natural resources. Different soil-like materials of various origin (for example dredged material, banquet peeling material, urban and meadow soils) are considered with a special focus on PAHs. A major challenge in sample acquisition is the relatively narrow target range of the PAH content between 3 and 6 mg/kg dm considering a high measurement uncertainty at this concentration level.
The contents of PAHs, heavy metals and other inorganic elements in solid matter are determined following established standards. In addition, the soil-like materials are characterized concerning particle size, pH, conductivity, SOM, TOC and carbonate content. To determine the eluate concentration, column tests according to DIN 19528 and batch tests according to DIN 19529 at a liquid/solid ratio (L/S) of 2 l/kg and 10 l/kg are performed comparatively.
The results show that the new requirements of the planned amendment to the Federal Soil Protection and Contaminated Sites Ordinance certainly opens additional possibilities for reuse of soil-like materials. Even most soil-like materials within 2-3 x PV comply with the eluate value for PAH (0.2 μg/l) both in the batch test and in the column test at L/S 2 l/kg. Selected inorganic substances lead to similar evaluations. Therefore, the application of such soil-like materials outside of rootable soil layers would be possible. Previously, those materials were often used for landfill construction. In the future, a utilization in the adjacent environment by backfilling, recultivation, renaturation, composting or landscaping would be conceivable.
Dem Fachbeirat Bodenuntersuchungen des BMBF/UBA wurden Ergebnisse aus BISp-Forschungsvorhaben zur Untersuchung der Stofffreisetzung aus Sportböden auf Kunststoffbasis sowie zur Modellierung des Schadstofftransfers auf dem Pfad Boden-Grundwasser vorgestellt. Dabei wurde auch auf die derzeitigen gesetzlichen Regelungen auf EU Ebene und die vorhandenen Anforderungen in der Normung eingegangen. Der verbliebene Forschungsbedarf wurde aufgezeigt und dabei auch die Problematik der Bildung von Mikroplastik im Zusammenhang mit Sportböden thematisiert.
Verwertung von Bodenmaterialien - Ergebnisse aus dem UFOPLAN-Vorhaben und Transfer der Ergebnisse
(2019)
Dem Fachbeirat Bodenuntersuchungen des BMBF/UBA wurden Ergebnisse zum UFOPLAN-Forschungsvorhaben „Monitoring zur Verwertung von Bodenmaterial“ vorgestellt. Die potentielle Auswirkung der neuen Regularien in der geplanten Novelle der BBodSchV (4. Referentenentwurf der Mantelverordnung) auf die Erweiterung der Verwertungsmöglichkeiten von Bodenmaterialien wird aufgezeigt. Probleme des Umgangs mit der analytischen Messunsicherheit im Grenzwertbereich und mit der Vergleichbarkeit der zugelassenen Elutionsverfahren werden diskutiert.