Umwelt-Material-Interaktionen
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- 4.1 Biologische Materialschädigung und Referenzorganismen (14)
- 7 Bauwerkssicherheit (11)
- 6 Materialchemie (10)
- 7.6 Korrosion und Korrosionsschutz (9)
- 6.6 Physik und chemische Analytik der Polymere (7)
- 1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien (6)
- 4.0 Abteilungsleitung und andere (6)
- 4.3 Schadstofftransfer und Umwelttechnologien (5)
- 1.2 Biophotonik (3)
Eingeladener Vortrag
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The processing of laser-induced periodic surface structures (LIPSS) represents a simple and robust way for the nanostructuring of solids that allows creating a wide range of surface functionalities featuring applications in optics, tribology, medicine, energy technologies, etc. While the currently available laser and scanner technology already allows surface processing rates at the m2/min level, industrial applications of LIPSS are sometimes hampered by the complex interplay between the nanoscale surface topography and the specific surface chemistry. This typically manifests in difficulties to control the processing of LIPSS and in limitations to ensure the long-term stability of the created surface functions. This presentation aims to identify some unsolved scientific problems related to LIPSS, discusses the pending technological limitations, and sketches the current state of theoretical modelling. Hereby, it is intended to stimulate further research and developments in the field of LIPSS for overcoming these limitations and for supporting the transfer of the LIPSS technology into industry.
It is of high priority to capture the extent of microplastics (MP) contamination for understanding its impact and consequences to our environment. However, due to a lack of standardized methods, MP analysis as well as its quality assurance, is still a challenge. The thermal extraction desorption-gas chromatography/-mass spectrometry (TED-GC/MS) as a novel innovative thermoanalytic method can detect MP particles in environmental samples based on their decomposition products. According to MP analysis, a distinctively larger polyethylene (PE) content in comparison to other synthetic polymers was detected in environmental samples. Various substances within the matrix which have a similar molecular structure to PE, like fats and oils, might interfere with its marker and lead to an overestimation. In this investigation an automated extraction method, the accelerated solvent extraction (ASE), is introduced as quality control tool before TED-GC/MS measurement. Thereby, not the extract like usually used, but the solid filtrate is analyzed. The aim is to clean the environmental samples from solvent removable compounds which could lead to false positive signals and thus receive a more accurate PE mass. Consequently, a sample mimicking environmental samples with a defined matrix and a known polymer mass was generated. The common polymers polyethylene, polypropylene, polystyrene and styrene-butadiene rubber, used as an indication for tire wear, were added to the matrix. Different parameters for ASE extraction were varied such as different solvents, filters and purge time. Finally, a PE recovery rate of 91 % after extraction could be reached.
Der Fachbeirat kommt bereits seit 13 Jahren in seiner jetzigen Form zusammen, um Zulassungsrichtlinien, weitere Dokumente und fachliche Fragestellungen zu beraten. Die Zeit bringt auch personelle Veränderungen mit sich, darüber wollen wir berichten. Derzeit wird die Zulassungsrichtlinie für Schutzschichten im Fachbeirat und in seiner Arbeitsgruppe Geotextilien und Kunststoff Dränelemente (AG Geotextilien) überarbeitet. Zudem wurde die Zulassungsrichtlinie für Kunststoffdichtungsbahnen auf den aktuellen Stand der Regelsetzung und Normung gebracht. Bestimmte Medien, die hier bei einigen Prüfungen verwendet werden, dürfen nicht mehr in der EU in Verkehr gebracht werden. Hier werden die Hintergründe und Zusammenhänge in Kürze aufgezeigt. Zuletzt wird die Diskussion in Bezug auf den Einsatz von Rezyklaten in den zugelassenen Produkten aufgeführt.
The talk is about microplastics in soil. Some results were presented with mainly state of the art according to microplastics in standardization.
Mit dem stetigen weltweiten Anstieg der Nachfrage nach Polymerprodukten nimmt auch die potenzielle Menge an Kunststoffabfällen in der Umwelt zu. Problematisch ist, dass viele der wirtschaftlich relevantesten Kunststoffe sehr lange brauchen, um in der Umwelt abzubauen, sich dort akkumulieren und in kritisch betrachtetes Makro- und Mikroplastik zu zerfallen. Auf der Grundlage des Vorsorgeprinzips fordert die Europäische Kommission daher die Entwicklung neuer polymerer Materialien, die diesem Problem der Persistenz entgegenwirken und unter natürlichen Umweltbedingungen schneller abgebaut werden können. 1,2
Um dieses Problem anzusprechen, wurden mittels additiver Fertigung Polymerblends aus photooxidationsempfindlichem Polystyrol (PS) und hydrolyseempfindlicher Polymilchsäure (PLA) hergestellt. Die Hypothese war, dass sich die beiden Thermoplaste aufgrund ihrer unterschiedlichen Abbauprozesse gegenseitig in ihrem Abbau unterstützen, wenn sie unter moderaten, realitätsnahen Umweltalterungsbedingungen (45 °C) abwechselnd der Photooxidation und Hydrolyse ausgesetzt werden.
In der Praxis zeigten die Ergebnisse, dass die Degradation von PLA durch die Anwesenheit von PS deutlich beschleunigt worden ist – wohingegen die Degradation von PS gehemmt wurde. In diesem Vortrag werden die detaillierten Ergebnisse der Oberflächen- (ATR-FTIR, REM) und Bulk-Analysen (DSC, TGA, FTIR-Transmission, TED-GC/MS) der Blends sowie ergänzende Mikroplastik-Ergebnisse des umgebenden Wassermediums (TED-GC/MS) erörtert.
Antimicrobial resistance (AMR) is a global health problem with the environment being an important compartment for the evolution, selection and transmission of AMR. These processes are impacted by pollution with antibiotics. However, biocides used as disinfectants and material preservatives are major pollutants by far excceding the market for antibiotics in terms of mass. Our work shows that biocides have the potential to affect evolutionary processes towards AMR by increasing the rates of de-novo mutation and conjugation. These effects depend on the species and biocidal substance. Importantly, chlorhexidine and quaternary ammonium compounds (QACs) affect rates of mutation and conjugation at environmentally relevant concentrations in E. coli. Moreover, our results show a connection between the RpoS-mediated general stress and the RecA-linked SOS response with increased rates of mutation and conjugation, but not for all biocides. Furthermore, our work highlights the potential of biocides to contribute to selection and transmission of AMR. We show that the application of biocides, especially QAC disinfectants, leads to the rapid evolution of tolerance (i.e. increased survival) in adaptive laboratory evolution (ALE) experiments. The evolved tolerant strains have a selective advantage in the presence of environmentally-relevant concentrations of antibiotics, which could lead to the stabilization of biocide tolerance in environments where biocides and antibiotics co-occur (e.g. wastewater, animal stables). ALE experiments with biocide tolerant strains indicate a decreased evolvability of resistance to antibiotics. Taken together, our work shows the importance of assessing the contribution of biocides on evolution, selection and transmission of AMR in the environment.
In recent years, the demand for new and sustainable products has been constantly rising. Especially cementitious materials are known for their high carbon footprint and novel approaches will be needed to counterbalance that. The BAM departments 7.1 (building materials) and 4.0 (Material and the environment) try to improve the sustainability of concrete panels by establishing a biofilm on the weather protection layer. Using an ultra-high-performance-concrete allows the production of very thin facade tiles with a small carbon footprint. Furthermore, the durability of these tiles is expected to surpass the one of “normal” concrete facades and offer the possibility of modular renewing of defective tiles instead of a wall, or even remodeling a whole building. The controlled application of biofilms on facades aims to improve biodiversity, microclimate, and air quality in cities. Furthermore, the greening of typically gray surfaces could improve the mental health of the residents. The project focuses on testing a multiplicity of concrete samples, varying e.g., in roughness or pH. The bioreceptivity is analyzed via laboratory tests, as well as in perennial outdoor experiments.
Der Vortrag fasst den aktuellen Stand der Forschung an der BAM zum Thema "Biorezeptive Betonfassaden" zusammen. Während im Projekt Funktionsbeton der Einfluss der Textur von ultrahochfestem Beton auf die Biorezeptivität im Vordergrund steht, wird im Projekt Algenbiofilmfassade untersucht, inwieweit ein Biofilm künstlich auf Betonsubstraten etabliert werden kann.
Deutschland befindet sich inmitten eines umfassenden Transformationsprozesses hin zu einer klimaneutralen und nachhaltigen Wirtschaft und Gesellschaft. Sowohl das Erreichen der Klimaziele als auch die Anpassung an die Folgen des Klimawandels fordern ein rasches, bestimmtes und gleichzeitiges Handeln in vielen Sektoren und Lebensbereichen.
Normen und Standards können einen wichtigen Beitrag zum Erreichen dieser Ziele leisten. So haben Normungsorganisationen weltweit mit der ISO London Declarationeinen Pakt zur Unterstützung des Klimas geschlossen. Das bestehende Normenwerk muss auf Klimawandel-Tauglichkeit überprüft und eine Überarbeitung angestoßen werden.
Der Klimawandel als Querschnittsthema betrifft alle Wirtschaftszweige, und daher bieten DIN, DKE und VDI mit dieser durch Impulsvorträge eingeleiteten Diskussionsreihe eine Plattform zum Austausch über Normung als Werkzeug zum Thema Klima mit allen Akteuren.