Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird ein innovativer Recyclingprozess von WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) entwickelt, der die Versorgung mit Technologiemetallen (TM) langfristig verbessert. Das Vorhaben fokussiert auf Leiterplatten, da diese strategisch wichtige TM enthalten. Ein anforderungsgerechter Prozess, von der Bereitstellung von Leiterplatten, staubarmer Zerkleinerung über eine innovative sensorgestützte Sortierung bis hin zur metallurgischen Verwertung, ist heute nicht Stand der Technik. 'MetalSens' hingegen berücksichtigt alle Prozessschritte sowie deren individuelle Anforderungen und optimiert die Sortierung durch den innovativen Einsatz von Sensorik. SICON entwickelt unter methodischer Leitung des Fraunhofer IPT statistische Versuchspläne für die Durchführung von Testreihen zur Ermittlung optimaler Parametereinstellungen zur staubarmen mechanischen Konditionierung zur Entstückung von Leiterplatten. Diese Parameter basieren auf der Identifikation von Zusammenhängen im Prozess zwischen dessen Parametern und der Entwicklung toxischer Stäube. Darauf aufbauend werden wiederum Stellhebel identifiziert, die den Versuchsreihen und Testplänen nach der Methode Design of Experiments (DoE) zugrundegelegt werden. Darüber hinaus beteiligt sich SICON intensiv an Workshops zur funktionsübergreifenden Anforderungsanalyse, da das Unternehmen als erster Prozessschritt in der Kette signifikanten Einfluss auf die nachfolgenden Prozessschritte nimmt.
Gewaesserversauerung, neuartige Waldschaeden und Materialschaeden haben die umweltschaedigenden Wirkungen von fernverbreiteten grenzueberschreitenden Luftschadstoffe als gravierendes Umweltproblem ins allgemeine Bewusstsein gerueckt und 1979 zum UN/ECE-'Uebereinkommen ueber weitraeumige grenzueberschreitende Luftverunreinigung' (LRTAP-Konvention) gefuehrt. Als Methode zur Optimierung von wirkungsbasierten und zugleich kosteneffizienten Luftreinhaltestrategien ist der Critical Levels-/Loads-Ansatz entwickelt worden, bei dem auf der Grundlage einer flaechendeckenden Kartierung erkennbar wird, wo und in welchem Ausmass, die wissenschaftlich festgestellten unterschiedlichen Belastungsgrenzen (Wirkungsschwellen) der verschiedenen naturnahen Oekosysteme (Moore, Trockenrasen, Waelder) durch die jeweiligen aktuellen Schadstoffeintraege ueberschritten werden (je empfindlicher ein Oekosystem von Natur aus ist - wie z.B. ein Hochmoor - um so rascher wird seine spezifische Belastungsgrenze durch entsprechende Schadstoffeintraege ueberschritten). Die aktuelle Gesamtbelastung (Gesamtdeposition) ergibt sich in regional schwankenden Anteilen zum einen aus der Nassdeposition (Stoffeintraege mit Niederschlaegen) zum anderen aus der Trockendeposition (Eintraege von Gasen und Partikeln). Waehrend die Nassdeposition auf der Grundlage von interpolierbaren Messungen kartiert werden kann, ist die Trockendeposition nur mit Hilfe hochaufloesender Modelle bestimmbar. Als Grundlage fuer die kleinraeumige flaechendeckende Berechnung der Gesamtdeposition und der Ueberschreitung der oekosystemspezifischen Belastbarkeit (Critical Loads) soll in einem Teilvorhaben die Datenbasis zur Nassdeposition vervollstaendigt werden sowie um Eintragsdaten zu Schwermetallen und persistenten Organika ergaenzt werden. Fuer eine Beschreibung der langfristigen Situation sollen zudem Karten der Ueberschreitung von Critical Levels flaechendeckend fuer weitere Jahre bestimmt werden. In einem zweiten Teilvorhaben wird eine Kartierung der Trockendeposition auf der Basis einer flaechendeckenden Modellierung der Trockendeposition von versauernden, eutrophierenden und toxischen Luftschadstoffen in Deutschland erarbeitet. Die in diesem Teilvorhaben angewandten Modelle sollen durch exemplarische Gesamtdepositionsmessungen validiert werden. Gleichzeitig sollen im Rahmen dieses Vorhabens die angewandten Modelle mittels Gesamtdepositionsmessungen u.a. in Waeldern validiert werden.
Benzol Benzol und seine Wirkungen auf Mensch und Umwelt Benzol ist eine klare, farblose, leicht flüchtige und leicht brennbare Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch und gehört der Klasse der aromatischen Kohlenwasserstoffe an. Benzol wird Kraftstoffen beigemischt um die Klopffestigkeit zu erhöhen. Durch Verdunstung beim Betankungsvorgang kam in der Vergangenheit jeder mit dieser Substanz in Kontakt. Dieses Verdunstungsproblem wurde in den letzten Jahren durch die Einführung von Gasrückführungssystemen (Saugrüssel) gelöst. Der Hauptanteil der Belastung geht jedoch auf den Straßenverkehr zurück. Benzol ist Bestandteil der entweichenden Abgase. In hoher Konzentration führt Benzol zu Schädigungen der Leber, der Nieren und des Knochenmarkes. Aber auch geringe Konzentrationen sind nicht unbedenklich, da dieser Stoff auch Krebs erzeugen kann. Feinstaub Feinstaub und seine Wirkungen auf Mensch und Umwelt Als Schwebstaub oder englisch „Total Suspended Particles“ (TSP) bezeichnet man Partikel in der Luft, die eine gewisse Zeit in der Atmosphäre verweilen. Hierbei unterscheidet man primären und sekundären Feinstaub[1]. Unter Feinstaub („Paticulate Matter“; PM10) versteht man alle Partikel, deren aerodynamischer Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer ist. Feistaub kann natürlichen Ursprungs sein (beispielsweise Pollen, Vulkane) oder antropogen („vom Menschen verursacht“) erzeugt werden. Wichtige antropogene Feistaubquellen sind Kraftfahrzeuge, Hausbrand, Schüttgüterumschlag, Tierhaltung sowie Industrieprozesse. Welche gesundheitlichen Auswirkungen Feinstaubpartikel auf Mensch und Umwelt haben hängt von folgenden Parametern ab: • Konzentration • Expositionszeit • Partikelgröße • morphologischen Struktur • chemischen Zusammensetzung • Beladung mit Radikalen, Gasen, Allergenen Die Partikelgröße spielt hierbei eine entscheidende Rolle. Aufgrund der verschieden Wirkungspotentiale auf die Gesundheit, werden folgende Feistaubfraktionen unterschieden: Charakteristik Durchmesser Anthropogene Quellen Außenluft Luft in Innenräumen Gesamtschwebstaub (TSP) < 35 µm Aufwirbelungen Industrieabgase Hausbrand Verkehr Aufwirbelungen Kochen Rauchen Inhalierbarer Feinstaub (PM10) < 10 µm Aufwirbelungen Industrieabgase Hausbrand Verkehr Aufwirbelungen Kochen Rauchen Lungengängiger Feinstaub (PM2.5) < 2,5 µm Industrieabgase Hausbrand Verkehr Aufwirbelungen Kochen Rauchen Ultrafeine Partikel < 0,1 µm Industrieabgase Hausbrand Verkehr Kochen Rauchen ________________ [1] Primärer Feinstaub wird direkt aus der Quelle emittiert (beispielsweise bei Verbrennungsprozessen). Sekundärer Feinstaub entsteht durch komplexe chemische Reaktionen in der Atmosphäre. Je kleiner der Durchmesser der Partikel ist, desto weiter können diese in den Atemtrakt eindringen und schließlich sogar in den Blutkreislauf gelangen. Partikel < 0,1 µm werden teilweise vom Körper wieder ausgeschieden, können aber auch im Gewebe verbleiben oder in die Blutbahn gelangen und somit in alle Organe transportiert werden. Gelangen die Partikel in den Blutkreislauf, können sie folgende Wirkungen verursachen: 1. Physikalische Wirkung Partikel können zu einer erhöhten Blutviskosität beitragen und somit zu Bluthochdruck (Herz- /Kreislauferkrankungen) und Gefäßablagerungen führen. 2. Chemische Wirkung Aufgrund der heterogenen Zusammensetzung des Feinstaubs ist eine exakte Wirkungsabschätzung nur bedingt möglich. Durch bestimmte Staubinhaltsstoffe (Radikale) können Zellschädigungen hervorgerufen oder Enzyme, die für den Zellstoffwechsel verantwortlich sind in ihrer Wirkung gehemmt werden. Kohlenmonoxid Kohlenmonoxid (CO) und seine Wirkungen auf Mensch und Umwelt Steht bei Verbrennungsprozessen zu wenig Sauerstoff zur Verfügung, bildet sich Kohlenmonoxid durch unvollständige Verbrennung. Es ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Es beisitzt auch keine reizende Wirkung und ist somit kaum wahrnehmbar. Daher überprüfen Schornsteinfeger bei Wohnraumheizungen in regelmäßigen Abständen die Zufuhr von Luft zur Verbrennung und die Abluftführung, denn immer wieder kommt es hier zu Unfällen. Auch Garagen müssen gut durchlüftet sein, da Kraftfahrzeuge Kohlenmonoxid emittieren, welches bei geschlossenen Räumen zu Problemen führen kann. Um Schädigungen zu vermeiden, sind auch für die Außenluft vorsorglich Grenzwerte für Kohlenmonoxid festgelegt worden, diese werden aber nirgendwo in Deutschland auch nur annähernd erreicht. Eine negative Beeinflussung der Gesundheit ist auszuschließen. In höheren Konzentrationen kann Kohlenmonoxid als starkes Atemgift wirken. Wenn es über die Lunge in den Blutkreislauf gelangt, kann es sich an das zentrale Eisenatom des Hämoglobins anlagern und behindert so den Sauerstofftransport im Blut, was zum Tod durch Erstickung führen kann. Kohlenwasserstoffe Kohlenwasserstoffe und ihre Wirkungen auf Mensch und Umwelt Organische Verbindungen gelangen in kaum zu überschauender Zahl und Zusammensetzung in die Atmosphäre. Um sie messtechnisch in ihrer Gesamtheit zu erfassen, wird der Summenparameter "Kohlenwasserstoffe" mithilfe geeigneter Messeinrichtungen ermittelt. Die Kohlenwasserstoff-Emissionen entstehen hauptsächlich bei der Lösemittelanwendung und bei unvollständig ablaufenden Verbrennungsvorgängen, insbesondere in Kraftfahrzeugen. Weitere Emissionsquellen sind die Nahrungs- und Genussmittelindustrie sowie chemische und petrochemische Produktionsanlagen. Nicht zuletzt entstehen Kohlenwasserstoffe auch aus natürlichen Quellen, wie Wäldern und Sümpfen. Für die Kohlenwasserstoffe gibt es wegen des völlig unterschiedlichen Wirkpotentials der Einzelkomponenten keine vorgegebenen Grenz-, Richt- oder Zielwerte. Sie bilden den Hauptteil der flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) und werden als umweltschädlich eingestuft. Ozon Ozon und seine Wirkungen auf Mensch und Umwelt Ozon ist ein in der Atmosphäre natürlich vorkommendes Spurengas. Chemisch betrachtet handelt es sich um eine sehr reaktionsfreudige Form des Elements Sauerstoff, das sich in Unterschied zu diesem nicht aus zwei, sondern aus drei Sauerstoffatomen (daher O3) zusammensetzt. Ozon unterscheidet sich von den anderen Luftschadstoffen dadurch, dass es sich um einen so genannten Sekundärschadstoff handelt, der erst aus Vorläuferstoffen, wie Stickoxiden und Kohlenwasserstoffe in einem komplexen photochemischen Prozess unter Einwirkung des Sonnenlichts gebildet wird. Die Vorläuferstoffe stammen hauptsächlich aus dem Verkehrssektor, der Anwendung von Lösemitteln sowie aus Industrieprozessen. Erhöhte Ozonkonzentrationen können beim Menschen Reizung der Atemwege, Husten, Kopfschmerzen und Atembeschwerden bis hin zu Einschränkungen der Lungenfunktion und Lungenkrankheiten hervorrufen. Ihr Ausmaß wird hauptsächlich durch die Aufenthaltsdauer in der ozonbelasteten Luft bestimmt. Befindlichkeitsstörungen wie Reizerscheinungen an Augen und Schleimhäuten werden vor allem durch Begleitstoffe des Ozons hervorgerufen. Jedoch schützt Ozon in den höheren Luftschichten der Atmosphäre (Stratosphäre, „Ozonschicht“) Lebewesen vor ultravioletter Strahlung. Bei Pflanzen können erhöhte Ozonkonzentrationen Schäden an Blattorganen hervorrufen. Ozon kann bei den Pflanzen über die Spaltöffnungen ins Blattinnere gelangen und zu Störung der Photosynthese, Zerstörung von Zellstrukturen, Bleichung von Zellgewebe, Hemmung des Pflanzenwachstums und zu Einbußen in Ertrag und Qualität führen. Weitere Informationen finden Sie auch unter https://luft.rlp.de/de/zentrales-immissionsmessnetz-zimen/hintergrundinformationen-zu-den-luftschadstoffen/ Schwefeldioxid Schwefeldioxid (SO2) und seine Wirkungen auf Mensch und Umwelt Das besonders in den 80er und 90er Jahren bekanntgewordene Problem des „sauren Regen“ ist vor allem auf des emittieren von Schwefeldioxid (SO2), einem farblosem, leicht wasserlöslichem, stechend riechendem Gas zurückzuführen. Schwefeldioxid natürlichen Ursprungs entsteht beispielsweise bei Vulkanausbrüchen. Anthropogen verursachte Emissionsquellen sind Verbrennungsprozesse, Kraftfahrzeuge, Industrieprozesse, Gewerbe und Haushalte. Der tonnenweise Ausstoß von Schwefeldioxid führte in den 80er Jahren zu Atemwegserkrankungen, Bauwerke bröckelten und Sandsteinplastiken wurden zerstört. Durch die Schwefeldioxidemissionen trugen die Pflanzen nicht nur Schäden davon, sondern starben regelrecht ab. Durch den Einsatz schwefelarmer beziehungsweise schwefelfreier Kraft- und Brennstoffe wurden die Schwefeldioxidemissionen in den letzten Jahren erheblich gesenkt, so dass Schwefeldioxid heutzutage keine Belastung für Mensch und Umwelt mehr darstellt. Stickstoffdioxid Stickstoffdioxid (NO2) und seine Wirkung auf Mensch und Umwelt Als Stickstoffoxide (NOX) wird die Summe aus Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) bezeichnet. Stickstoffdioxid ist ein rotbraunes, giftiges, stechend chlorähnlich riechendes Gas, das als Spurengas in der Atmosphäre vorkommt. Wie andere Luftschadstoffe auch wirken Stickstoffoxide schädlich auf die Atemwege. Eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Atemwegsinfektionen, chronische Bronchitis bei länger einwirkenden höheren Konzentrationen lassen sich nachweisen. Stickstoffdioxid stammt insbesondere aus Abgasen von Industrieanlagen, Kraft- und Fernheizwerken, von Gebäudeheizungen und Verkehrsabgasen. Den größten Anteil an den Emissionen hat heute mit Abstand der Verkehr.