Kurzbeschreibung Entwicklung und Umsetzung von Design-Strategien zur Reduktion der Einträge von Kunststoff-Müll in Land, Luft und Wasser in interdisziplinären FED-Demonstrations-Projekten in den Schwerpunkten: - Gestaltung einer Effektiven Kunststoff-Nachnutzungs-Ökonomie, - Entkoppelung von Kunststoffen und fossilen Rohstoffen, - Reduktion von Leckagen von Kunststoffen in natürliche Systeme und andere negative externe Effekte, - Neue Produkte aus biologisch abbaubaren Werkstoffen. Ergebnisse - Forschungsergebnisse/Empfehlungen, Produkt-/Prozess-Entwicklungen, Rechte, Auftrags-entwicklungen - Informatik-Projekt ,,Modellierung und Interaktion mit wissenschaftlichen Forschungsdaten. Erfassen und Verfügbarmachen von Wissensbeständen" aus dem Gegenstandsfeld Land- und seebasierter schädigender Eintrag von Kunststoff-Müll in Böden, Gewässer und Mee-ren. [Die Grundlagen für die informationelle Repräsentation von Daten wurden in Koopera-tion mit den Einrichtungen IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik), TZI (Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik), BIK (Institut für integrierte Produktentwick-lung) an der Universität Bremen entwickelt], [Kooperationspartner: Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik TZI, Universität Bremen] - Hochschulpolitik-Projekt ,,Plastik-Müll überall", und ,,Die Zukunft der Kunststoffe neu den-ken". Ausbringen von thematischen Anregungen für studentische Arbeiten, Unterrichts- und Bildungseinheiten sowie Studien in Umwelt- und Nachhaltigkeitsforschung [Kooperationspartner: COAST- Zentrum für Umwelt- und Nachhaltigkeitsforschung der Uni-versität Oldenburg und kooperierende Instituten. Produktentwicklungsgruppe ,,Reduktion des seebasierten Eintrags von Hochsee- und Küsten-Fi-scherei-Netzen, Dolly ropes sowie Freizeit- und Sport-Fischerei-Utensilien in Meere und Gewäs-ser" [Aufbau eines Forschungs/Entwicklungs/Design-Projektes zur Nachhaltigen Entwicklung der Fi-scherei mit Mitteln der Fanggeräte-Modifikation, biologisch/marin abbaubare Materialien für An-gelschnüre und entsprechenden Informations- und Kommunikations-Design-Projekten] [Kooperationspartner: COAST- Zentrum für Umwelt- und Nachhaltigkeitsforschung der Universität Oldenburg, Faserinstitut der Universität Bremen, [Thünen-Institut Cuxhaven, Jade Hochschule Fachbereich Seefahrt, Unternehmen als Praxispartner (angefragt)].
Mikrokunststoffe in der Umwelt: Interne UBA-Forschung gestartet Wie gelangt Mikroplastik in Gewässer? Wie können Kunststoffe schneller und umweltfreundlicher abgebaut werden? Und wie können besonders kleine Mikroplastik-Teile (Submikroplastik) zuverlässig analysiert werden? Das Umweltbundesamt ist mit seinen experimentellen Forschungseinheiten am Forschungsschwerpunkt „Mikroplastik in der Umwelt“ des Bundesforschungsministeriums beteiligt. Kunststoffe zu entwickeln, die bei gleicher Stabilität schneller und umweltfreundlicher abgebaut werden können, ist das Ziel des Konsortiums ENSURE. Hintergrund ist, dass viele biologisch abbaubare Werkstoffe nicht die gleichen Materialeigenschaften haben, wie die Standardkunststoffe. Ferner sollen mit Blick auf die Quellen und Senken im terrestrischen Bereich innovative Methoden zur Quantifizierung und Charakterisierung, zum biologischen Abbau der relevanten Kunststoffe und zur Analyse gesellschaftlicher Wahrnehmungs- und Verhaltensmuster entwickelt werden. In der Fließ- und Stillgewässersimulationsanlage ( FSA ) des UBA wird in verschiedenen Uferzonen der naturähnlicher Wellenschlag simuliert, um die Stabilität von Kunststoffen unter naturnahen Bedingungen im Uferbereichen zu untersuchen. Unterschiedliche Einflüsse auf die Degradationsprozesse, wie z. B. die Einwirkung von UV-Licht oder die Beschaffenheit des Ufers werden betrachtet. Im Konsortium RUSEKU wird untersucht, über welche Wege Mikroplastik in Gewässer gelangt. Ziel ist es, die Verfahren für die Entnahme repräsentativer Proben aus Wasser und Abwasser zu optimieren. Nur durch eine repräsentative Probenentnahme können die Quellen von Mikroplastik genauer erfasst und daraus Vermeidungsstrategien abgeleitet werden. Bis Anfang 2021 will das Verbundprojekt Untersuchungsverfahren entwickeln, die den Mikroplastikgehalt über die verschiedenen Bereiche des Wasserkreislaufs besser und schneller messen können. Im Fokus stehen dabei Probeentnahmeverfahren. Neben der Probenahme in Oberflächengewässern, die auch in der Fließ- und Stillgewässersimulationsanlage weiter entwickelt wird, finden auch Untersuchungen in Lysimteren statt, um Transportprozesse vom Boden ins Grundwasser zu untersuchen. Im Konsortium SUBµTRACK sollen Technologien entwickelt werden, die es erlauben, Submikroplastik – also Kunststoffteile kleiner als 1µm - zuverlässig zu analysieren. Dies umfasst die Entwicklung und Überprüfung der Probennahme und -aufbereitung sowie von analytischen Verfahren zu Trennung, Größenbestimmung, Vermessung und Identifizierung. Darüber hinaus will das Projektteam erforschen, ob und in welchem Ausmaß Submikroplastik Schadstoffe anlagert und welchen Einfluss dies auf die Umweltwirkung der Kleinstpartikel hat. Im zweiten Schwerpunkt wird Submikroplastik umfassend toxikologisch bewertet. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf sozialen, politischen und rechtlichen Aspekten. Es geht darum, wie die Gesellschaft Plastikeinträge in die Umwelt wahrnimmt und welche Handlungsstrategien sowie Möglichkeiten für neue gesetzliche Maßnahmen es gibt. UBA ist hier aufgrund seiner Kompetenz im regulatorischen Bereich gefragt. Das Bundesforschungsministerium finanziert aktuell einen großen Forschungsschwerpunkt zum Thema „Mikroplastik in der Umwelt“. In insgesamt 18 Konsortien werden verschiedenste Fragestellungen untersucht. Das Umweltbundesamt ist an drei dieser Konsortien mit seinen experimentellen Forschungseinheiten aktiv beteiligt.
Das Projekt "Herstellung von Kombinations- und Verbundwerkstoffen niedriger Dichte aus Faserpflanzen und Holz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Forstwissenschaften, Institut für Forstnutzung und Forsttechnik durchgeführt. Das Ziel des Projektes ist es, neue Einsatzmoeglichkeiten fuer Nachwachsende Rohstoffe zu erschliessen, insbesondere die Restprodukte aus der land- und forstwirtschaftlichen Verwertung wie Flachsschaeben, Sonnenblumenmark, Koernermaisstengel, Holzspaene bzw. stueckige Holzreste, Parkpflegeholz, Rinde u.a. wertschoepfend einer stofflichen Verwendung zur Herstellung von oekologisch wertvollen Werkstoffen fuer die Waermedaemmung, den Schallschutz und biologisch abbaubaren Verpackungsmitteln zuzufuehren. Im einzelnen werden folgende Schwerpunkte beruecksichtigt: - Erarbeitung einer Prioritaetenliste von Agrar- und Holzprodukten, bei denen neue stoffliche Anwendungsmoeglichkeiten die groesste Erfolgswahrscheinlichkeit besitzen, - Kombination von Faser- und Fuellstoffen zu Produkten mit guenstigen Daemm-, Verarbeitungs- und brandhemmenden Eigenschaften, - Beteiligung am Aufbau einer kontinuierlich arbeitenden Pilotanlage zur Daemmstoffherstellung, - Entwicklung geeigneter Pruefmethoden fuer Daemmmstoffe niedriger Dichte, - Langzeittests der Daemmstoffe nach Einbau in ein Experimentalhaus, - Bildung geschlossener Stoffkreislaeufe durch Weiterverwertung am Ende der Nutzungsdauer oder Kompostierung, - Pruefen der Voraussetzungen fuer die Aufnahme der Produktion von Daemmstoffen aus Nachwachsenden Rohstoffen in saechsischen Unternehmen.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Feinmahlung von Kleie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UVR-FIA GmbH Verfahrensentwicklung-Umweltschutztechnik-Recycling- GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist es, biologisch abbaubare Werkstoffe mit einem Anteil aus nachwachsenden Rohstoffen in Form von Getreidepolymeren zu versehen um qualitativ hochwertige sowie umweltverträgliche Biocomposite für Gebrauchsartikel herzustellen, die gute Festigkeiten und Steifigkeiten für die praktische Anwendung besitzen und ein gutes Verarbeitungsverhalten auf Kunststoffmaschinen aufweisen. Im Vordergrund der Arbeitsplanung steht das Erarbeiten, Erproben und Bewerten von technischen Lösungen zur Zerkleinerung von Getreidekleie zur Erzeugung eines Endproduktes, das den Anforderungen an eine Weiterverarbeitung unter den technischen Bedingungen im Non-Food-Bereich genügt. Vor Beginn der Untersuchungen sind weitere Patentrecherchen durchzuführen. Im Erfolgsfall soll das Verfahren zur Herstellung der Biocomposite von den Projektpartnern durch eigene Produkte bzw. Ausrüstungen sowie über Lizenzen vermarktet werden.
Das Projekt "Eignung des biologisch abbaubaren Werkstoffes (BAW) 'Biopol' fuer die Kompostierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PlanCoTec durchgeführt. In den Arbeitsschritten: - praxisorientierte Modell- und Optimierungsversuche (Technikumsstab), - Kompostierungsversuche auf Praxisanlagen und - Pruefung der Verwertungseignung von Komposten, die mit Biopol-Zuschlag hergestellt wurden, wird entsprechend den Vorgaben des bei GOTTSCHALL et al. (1993) veroeffentlichten 'Pruefrasters fuer BAW, die in der Kompostierung integriert werden sollen', die Kompostierbarkeit des BAW 'Biopol' untersucht. Darueber hinaus werden Empfehlungen zur Optimierung der Zusammensetzung von Biopol aus Sicht der Abfallverwertung gegeben und die Moeglichkeiten bzw. Grenzen einer Integration von Biopol in die Kompostierung bewertet.
Das Projekt "Steuerung der Kristallisation von Poly-(R)-3.Hydroxybutyrat (PHB)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Regensburg, Institut für Experimentelle und Angewandte Physik durchgeführt. 1.Ziel ist es, thermoplastische Werkstoffe mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften zu erzeugen, deren Bestandteile aus erneuerbaren Rohstoffen gewonnen werden und die nach dem Gebrauch biologisch abbaubar sind. Als Kandidat für dieses Vorhaben soll das biosynthetisch hergestellte Polymer Poly-(R)-3-Hydroxybutyrat (PHB) ausgewählt werden. 2. Die Struktur von PHB-Folien soll mittels der Röntgen-Streuung, der dielektrischen Spektroskopie und der Polarisations-Lichtmikroskopie in Abhängigkeit von der Zeit nach der Herstellung untersucht werden, um Alterungserscheinungen auf die Spur zu kommen. Außerdem sollen unterschiedliche Behandlungsmethoden ausprobiert werden, um die progressive Kristallisation, die zur Verschlechterung der Eigenschaften führt, zu unterbinden. Vorgesehen sind sowohl Strahlenvernetzungsversuche mit der Elektronenquelle der Fa. BGS KG in Saal-an-der-Donau als auch Temperierungsversuche im eigenen Labor. 3. Das optimale Verfahren zur Erzeugung erwünschter Eigenschaften, insbesondere der mechanischen Stabilität soll ermittelt werden. Gewerbliche Anwendbarkeit soll durch ein Patent geschützt werden, und ggf. durch einen Lizenznehmer verwertet.
Das Projekt "Entwicklung eines Testverfahrens zur Ueberpruefung der Eignung von biologisch abbaubaren Werkstoffen fuer aerobe und anaerobe Behandlungsverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 10 Bauwesen, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Die stoffliche Verwertung organischer Reststoffe ist vorgeschrieben (Ablagerung auf Deponien und Verbrennung sind ausgeschlossen), ein Abbau biologisch verwertbarer Stoffe, z.B. in Kompostierungs- und Vergaerungsanlagen, hat demzufolge in fuer die Entsorgungswirtschaft akzeptablen Zeiten zu erfolgen. Derzeit werden rund 1,4 Millionen Tonnen an Bioabfaellen aus Haushaltungen einer biologischen Abfallbehandlung einer technischen Anlage zugefuehrt, wobei rund 92 Prozent der Abfaelle kompostiert, der Rest vergaert wird. Experten prognostizieren im Laufe der naechsten 5 Jahre ein weiteres Anwachsen - der Inputmengen fuer die biologische Abfallbehandlung um 200 - 300 Prozent; - des Anteils, der einer Vergaerung zugefuehrt wird, ebenfalls um 200 - 300 Prozent. Eine hohe Prioritaet wird somit zukuenftig dem Schliessen von Stoffkreislaeufen in der Biosphaere durch abfallwirtschaftliche Massnahmen zukommen muessen. Hierzu sind die Begriffe nachwachsende Rohstoffe, bioabbaubare Werkstoffe (BAWs), Kompostierung und Vergaerung zu nennen. Zunehmend ist in den letzten Jahren zu bemerken, dass Bemuehungen unternommen werden, das Schliessen solcher Stoffkreislaeufe in der Biosphaere zu intensivieren. Es draengen verstaerkt Produkte auf den Markt, die aus bestimmten Anteilen an nativer und fossiler Organik aufgebaut sind oder kuenstlich hergestellt wurden. Fuer diese Stoffe gilt es, Richtlinien zu erstellen, die regeln, ob und wann solche Abfaelle einer biologischen Abfallbehandlung zugefuehrt werden koennen. Ein Pruefraster zum Nachweis der Eignung von BAWs fuer die Kompostierung ist existent (nach LAGA Merkblatt MIO vom Januar 1995), ein DIN-Entwurf soll Mitte 1996 verabschiedet werden. Der Nachweis erfolgt in 3 aufeinanderfolgenden Schritten. Punkt 3.2 des Pruefrasters (Untersuchungen im Routinebetrieb von Kompostierungsanlagen) wurde an der Universitaet GH Essen entwickelt. Das gesamte Pruefraster, hauptsaechlich Punkt 3.2, wird derzeit auf seine Tauglichkeit hin ueberprueft und entsprechend optimiert.
Das Projekt "Tagung Biorefinica 2004" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsinstitut Bioaktive Polymersysteme biopos e.V. Forschungsstandort Teltow-Seehof durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Nutzung nachwachsender Rohstoffe wird in den nächsten Jahren und Jahrzehnten aus vielen Gründen an Bedeutung gewinnen. Die nächsten 50 Jahre werden die nationalen Volkswirtschaften und die globale Weltwirtschaft in bisher nicht gekanntem Umfang gravierend verändern, sagen nicht nur namhafte Ökonomen, sondern auch immer mehr Regierungen. Gemeint ist die Umstellung von fossilen Rohstoffen auf biogene Rohstoffe. Das Symposium unter Federführung von DBU, DECHEMA der GDCh und biopos e.V. möchte neben einer Bestandsaufnahme deutscher Aktivitäten auf dem Gebiet der biobasierten Produkte und Bioraffinerien auch einen Dialog mit Wissenschaft, Politik und Wirtschaft über Chancen und Erfordernisse einer nachhaltigen biobasierten Stoffwirtschaft im Europäischen Raum führen. Fazit: Advisor Committee Biorefinery': Im Nachgang der biorefinica 2004 wurde beschlossen, eine Strategiegruppe Biobasierte Industrielle Produkte, Prozesse und Bioraffinerien' zu installieren. Bereitschaft zur aktiven Mitarbeit hat die Chemische Industrie (BASF, Degussa, Dow Deutschland), Verbände wie die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh), die DECHEMA, die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU), der Deutscher Bauernverband, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR), die Interessensgemeinschaft Biologisch abbaubare Werkstoffe (IBAW), der Verband der Chemischen Industrie (VCI), Forschungs- und Entwicklungsinstitute, wie biopos e.V., Fraunhofer ICT, Universitäten und Fachhochschulen, sowie Vertretern der Politik und Bundesministerien signalisiert. Eine wesentliche Aufgabe soll die Erarbeitung einer 'Roadmap' für Deutschland sein.
Das Projekt "Verbesserung der Eigenschaften von Biopolymeren fuer den Einsatz in der Lebensmittelindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurbüro für Verpackung durchgeführt. Folien aus nachwachsenden Rohstoffen sollen so veredelt werden, daß sie für fetthaltige Lebensmittel eingesetzt werden können. Aus diesen Folien werden im Tiefziehverfahren Einsätze, z. B. für Pralinen, Kekse, Snacks, oder Becher für die Frischetheke z. B. zum Verpacken von Salaten hergestellt. Für diesen Einsatzfall sind geeignete Materialien auf pflanzlicher Basis auszuwählen und zu testen. Das Veredeln, d. h. das Einbringen der erforderlichen Barriereeigenschaften, erfolgt durch Besprühen, Bepinseln, Vakuumbedampfen und Kaschieren, wobei die industriell umsetzbare und ökonomisch zweckmäßige Variante zu ermitteln ist.Nach umfangreichen Vorversuchen mit beschaffbaren biologisch abbaubaren Werkstoffen wurde eine Variante gefunden, mit der das Ziel erreicht werden kann. Das Kaschieren der Folie erscheint gegenwärtig als die günstigste Variante, wobei als Trägerfolie Stärkepolyvinylacetal (PVACL) zum Einsatz kommt. Als Kaschiermaterial ist Kasein vorgesehen, das zu einer dünnen Folie verarbeitet werden muß. Die Prüfergebnisse haben gezeigt, daß PVACL in der gewählten Zusammensetzung bereits fettundurchlässig ist. Unbedingt verbessert werden muß die Wasserdampfdurchlässigkeit. Beschichtungsversuche mit Aluminium und (Hexamethyldisiloxan) HMDSO, die zur Untersuchung der generellen Haftfähigkeit der Folie durchgeführt wurden, haben diese Eigenschaft nur unwesentlich beeinflußt. Tiefziehversuche haben bewiesen, daß die Folie tiefziehfähig ist. Aufgrund der Wasseraufnahme aus der Luft hatte sich die Form jedoch nach einigen Stunden verändert. Gegenwärtig wird an einer Optimierung der Verarbeitungsmethode für Kasein und an einer Modifizierung der Kaseinfolie gearbeitet, um deren Wasserdampfdurchlässigkeit zu minimieren.
Das Projekt "Rapsschrot als Industrierohstoff - Projektphase II" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landgraf Kunststoffe durchgeführt. Mit der Projektphase I war der Nachweis der Machbarkeit für den Einsatz von Rapsextraktionsschrot als Basis einer thermoplastischen Formmasse geführt und ihre Eignung zur Verarbeitung in Spritzgießautomaten in ersten Versuchen erprobt worden. In der Projektphase II sollen ausgewählte Produkte aus Rapsschrotformmasse als Beispielerzeugnisse bis zur Fertigungsreife gebracht werden. Hierzu sollen besonders auf dem Gebiet der biologisch abbaubaren Werkstoffe wettbewerbsfähige Einsatzmöglichkeiten untersucht werden, wobei von einem Einsatz des Rapsschrotes zu Futtermittelpreisen ausgegangen wird. Die Formmasserezepturen sind hierfür entsprechend den jeweiligen Einsatzgebieten technologisch zu optimieren, wobei Formmassekosten im Bereich der Standardkunststoffe angestrebt werden.Durch Marktanalysen für eine Reihe möglicher Spritzgieß-Erzeugnisse aus abbaubaren Werkstoffen wurde das Zielgebiet auf den Bereich 'verrottbarer' Produkte eingeengt. Versuche mit Preßteilen aus für diesen Bereich entwickelten Formmassemischungen weisen auf die erwarteten Standzeiten von 1 bis 3 Jahren bei Erdeinbau hin. In Laborversuchen wurden die Untersuchungen zur Beeinflussung des Abbauverhaltens auf den Einsatz hydrophober Stoffe ausgedehnt. In diesem Zusammenhang wurden auch Rapsschalen als Zuschlagstoff einbezogen. Vergleichende Untersuchungen zur Nutzungsmöglichkeit von Industrie- (Eruca-) Rapsschrot als Formmassebasis werden vorbereitet. Zur Optimierung der Mischungsvorbereitung laufen kleintechnische Versuche hinsichtlich der Auswirkungen unterschiedlicher Vorbehandlungen des Schrotes auf die Verarbeitbarkeit in Spritzgießautomaten. Mit für Standardkunststoffe ausgelegten Spritzgießformen wurden günstige Temperatur- und Druckwerte an serienmäßigen Spritzgießmaschinen für unterschiedliche Formmasserezepturen ermittelt. Es konnten gut ausgeformte Stücke mit Wandstärken von 2 bis 4 mm erzielt werden. Weitere Probepressungen mit den Beispielerzeugnissen weiter angenäherten Formen sind in Vorbereitung.
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