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Reduction of environmental impact of biocides

Within this project, large-scale drift measurements of biocidal applications with a high drift potential were carried out to evaluate the environmental impact and potential risk mitigation in more detail. These applications included, for example, the control of the oak processionary moth, the control of flying and crawling insects and the removal of algae on terraces and paths. Based on the results of the drift measurements, recommendations are given on values for the exposure assessment and drift mitigation of the respective products. An excursus includes a literature review of ultra-low volume devices that can be used for mosquito control.

Überarbeitung der statistischen Guidance zu OECD Prüfrichtlinien (OECD Series on Testing and Assessment No. 54)

Hintergrund: Datenanforderungen der Europäischen Verordnungen für Industriechemikalien (REACH 1907/2006/EG), Pflanzenschutzmittel (1107/2009/EG), Biozide (528/2012/EG), Tierarzneimittel (2019/6/EG) und der Richtlinie für Arzneimittel (2004/28/EG und 2004/27/EG) basieren auf standardisierten ökotoxikologischen Labor- und Freilandtests., i.d.R. OECD-Prüfrichtlinien. Die Festlegung der statistischen Auswertung der Labordaten erfolgt derzeit in den einzelnen OECD-Prüfrichtlinien mit Hinweis auf die 2006 veröffentlichten Grundprinzipien der statistischen Auswertung für OECD-Prüfrichtlinien im OECD Dokument Nr. 54 'Current approaches in the statistical analysis of ecotoxicity data: a guidance to application'. Die im OECD Dokument Nr. 54 beschriebenen Methoden sind (teilweise) überholt und es fehlen geeignete Methoden für die Auswertung von nicht-normalverteilten Daten. Nicht-normalverteilte Daten kommen standardmäßig in aquatischen Mesokosmen und Freilandstudien an Bodenorganismen und Arthropoden vor, die eine zentrale Rolle in der Zulassung von Chemikalien spielen. Eine Überarbeitung des OECD Dokuments Nr. 54 ist dringend notwendig, weil es direkte Auswirkungen auf die statistische Auswertung aller OECD-Prüfrichtlinien für die Bewertung von Auswirkungen auf Nichtzielorganismen hat. Forschungsziele sind: 1. Aktualisierung von OECD Dokument Nr. 54 - Aufnahme fehlender Methoden-Prüfung und Aktualisierung enthaltener Methoden, 2. Überführung des OECD Dokument Nr. 54 in ein OECD Guidance Dokument (verbindlicher) - Ermöglichung direkter Verweise zu bestehenden OECD-Prüfrichtlinien und der Vereinheitlichung statistischer Verfahrensweisen innerhalb bestehender OECD Prüfrichtlinien sowie eine präzisierte Ableitung der abgeleiteten Endpunkte zur Verbesserung der Risikobewertung für Chemikalien.

Einsatz von Ökobioziden auf unterschiedlichen Gesteinen zur Reinigung biogener Besiedlung vor dem Hintergrund der Steigerung der Wirksamkeit der Maßnahmen und zur Verlängerung der Reinigungsintervalle

Zielsetzung: Seit 15-20 Jahren wird in Fachkreisen an freibewitterten Baudenkmalen und Skulpturen eine intensivere biogene Besiedelung beobachtet. Grund ist einerseits die seit dem Beginn der 1990er Jahre extrem reduzierte SO2-Belastung der Luft. Dadurch hat sich der pH-Wert des Niederschlags in Richtung neutrales Milieu verschoben, was sich offensichtlich günstig auf Mikroorganismen und den Lebensraum Gesteinsoberfläche auswirkt. Die anthropogen verursachte Belastung der Luft mit Stickstoff befördert die Entwicklung der Mikroorgansimen wiederum deutlich. Biogene Besiedelungen können, neben der optischen Beeinträchtigung, sowohl physikalische als auch chemische Verwitterungsprozesse auslösen und damit zum Informationsverlust am Denkmal führen. Die Erfahrung zeigt, dass einmalig durchgeführte Reinigungsmaßnahmen bezogen auf die Wiederbesiedelungsneigung langfristig meistens wenig erfolgsversprechend sind. Zum Teil ist sogar eine massive Entwicklung biogener Besiedlungen an zuvor gereinigten Oberflächen zu beobachten. Eine Wiederbesiedlung kann in der Regel nur durch ein implementiertes Pflegekonzept begrenzt werden, die jedoch aufgrund damit verbundener regelmäßiger Kosten nur selten anzutreffen sind. Ein Anreiz, solche Pflegekonzepte zu etablieren, könnte beispielsweise eine Verlängerung des Zeitraums zwischen notwendigen Pflegeintervallen sein, die mit einer Steigerung der nachhaltigen Wirksamkeit von Reinigungsmaßnahmen einhergehen würde. Hauptsächlicher Fokus der Untersuchungen im Rahmen des Forschungsprojekts liegt auf Ökobioziden auf Basis verschiedener Phytochemikalien und darauf, inwieweit sie praxistauglich als biozide Wirkstoffdepots auf gereinigten Oberflächen und als Desinfektions- und Reinigungsmittel auf besiedelten Flächen eingesetzt werden können. Die Untersuchungen verfolgen auch den ökologischen Aspekt, praxistaugliche Alternativen zum Einsatz von synthetischen Bioziden herauszuarbeiten. Neben der Wirksamkeit werden auch mögliche Auswirkungen auf das Gestein mitbetrachtet. Es soll geprüft werden, inwieweit es durch den Einsatz von Ökobioziden praxistauglich gelingen kann, Oberflächen von biogener Besiedelung zu reinigen und diese nachhaltig zu vergrämen. Dadurch könnte es gelingen, Intervalle zwischen erforderlichen Reinigungsmaßnahmen deutlich zu verlängern, wodurch demzufolge weniger Eingriffe am Kulturgut erforderlich wären. Der Erhalt der historischen Substanz sowie die Schonung von Umwelt und finanzieller Ressourcen wären die Vorteile.

Modellhafte Untersuchungen arsen- und schwermetallbelasteter Bauelemente und Raumausstattungen in der Baudenkmalpflege

Zielsetzung: Historische arsen-, blei-, cadmium-, kobalt- oder quecksilberhaltige Verbindungen in Baudenkmälern und deren Ausstattungen werden heutzutage von der European Chemicals Agency (ECHA) toxikologisch als Schadstoffe bewertet. Auch frühere Holzschutzmittel auf Arsen-, Quecksilber- oder Chrombasis aus dem 18. bis frühen 20. Jahrhundert befinden sich in zu schützenden Holzkonstruktionen, Bauteilen und Raumelementen und bedeuten eine ernstzunehmende Gesundheits- sowie Umweltgefährdung. Während die Organochlorbiozide wie Lindan oder DDT bei der Thematik von Holzschutzmitteln in hölzernen Bauteilen und Konstruktionen im allgemeinen Bewusstsein angelangt und entsprechende Merkblätter zum Umgang und zur Dekontaminierung vorliegen, gerieten die früheren Biozide, die sich in ihrer Toxizität zu den Organochlorhaltigen unterscheiden, in Vergessenheit. Dabei sind gerade ihre gesundheitlichen Beeinträchtigungen nicht zu unterschätzen. Dies gilt auch für die folgenden, als Schadstoffe eingestuften Substanzen, die sich heutzutage noch in Innenräumen und deren Raumausstattungen befinden: quecksilberhaltige Wandspiegel, halb- und schwermetallhaltige Farbfassungen, beispielsweise mit Bleiweiß behaftete Wandvertäfelungen und Wände, welche offen liegen oder sich unter Umständen unter neuzeitlichen Anstrichen befinden. Das innovative Modellprojekt zielt auf die Erstellung eines entsprechenden Merkblattes der Wissenschaftlich-Technischen Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege (WTA) e.V. ab. Das Merkblatt soll sich u.a. an PlanerInnen, HandwerkerInnen, RestauratorInnen sowie EigentümerInnen richten und Hilfestellungen beim Umgang mit kontaminierten Bauteilen und Objekten geben. Um ein derartiges Merkblatt erstellen zu können, sind umfangreiche Analysen / Nachforschungen zu den Hintergründen und historischen Zusammenhänge der ausgewählten Schadstoffe notwendig. Darüber hinaus gilt es, etablierte Analysenmethoden auf Ihre quantitative Belastbar-, Reproduzierbarkeit und Präzision hin zu überprüfen, innovative Methoden zu erarbeiten sowie restauratorische Umgangsmethoden zu erfassen und Best Case Szenarien zu entwickeln. Im Rahmen des Projektes werden insgesamt zehn Gebäudeensembles als Fallstudien aus dem Raum Baden-Württemberg, Bayern, Sachsen und Thüringen untersucht.

Alternative Konservierungskonzepte für Hydro-Lacke und wässrige Beizen durch den Einsatz von natürlichen Substanzen, Teilvorhaben 1: Anwendungsuntersuchungen

Wasserbasierte Formulierungen zeigen eine Anfälligkeit für mikrobielle Verkeimung, die aktuell nur über den Einsatz geeigneter Biozide unterbunden werden kann. Bedingt durch die gesetzliche Limitierung der Methylisothiazolinon-Einsatzmenge (MIT) auf maximal 15 ppm für die Begrenzung des bakteriellen Wachstums, steht kein weiteres biozides Mittel mit einem solchen Wirkspektrum zur Verfügung. Alternative Ansätze wie ein hoher pH-Wert, z.B.bei Silikatfarben, können bei Hydro-Lacken und wässrigen Beizen nicht verfolgt werden. Dieses Defizit soll zur Vervollständigung einer ökologischeren, wasserbasierten Strategie für Lacke und Beizen durch den Einsatz geeigneter natürlicher Substanzen wie ätherischen Ölen und anderen Pflanzenextrakten ausgeglichen werden. Diese aus biogenen Rohstoffen isolierten biobasierten Feinchemikalien besitzen oft ein nachgewiesener-maßen breites Wirkspektrum. Besondere Herausforderungen beim Einsatz ätherischer Öle ergeben sich jedoch aus ihrem oftmals intensiven Geruch, der schlechten Wasserlöslichkeit und ihrer hohen Flüchtigkeit. Kompensiert werden sollen diese Nachteile durch die Mikroverkapselung dieser Biorohstoffe mit Hilfe der ebenfalls biobasierten Cyclodextrine. Damit wird gleichzeitig die Abhängigkeit von erdölbasierten Bioziden als Beitrag zur Ressourcenschonung reduziert.

Alternative Konservierungskonzepte für Hydro-Lacke und wässrige Beizen durch den Einsatz von natürlichen Substanzen

Wasserbasierte Formulierungen zeigen eine Anfälligkeit für mikrobielle Verkeimung, die aktuell nur über den Einsatz geeigneter Biozide unterbunden werden kann. Bedingt durch die gesetzliche Limitierung der Methylisothiazolinon-Einsatzmenge (MIT) auf maximal 15 ppm für die Begrenzung des bakteriellen Wachstums, steht kein weiteres biozides Mittel mit einem solchen Wirkspektrum zur Verfügung. Alternative Ansätze wie ein hoher pH-Wert, z.B.bei Silikatfarben, können bei Hydro-Lacken und wässrigen Beizen nicht verfolgt werden. Dieses Defizit soll zur Vervollständigung einer ökologischeren, wasserbasierten Strategie für Lacke und Beizen durch den Einsatz geeigneter natürlicher Substanzen wie ätherischen Ölen und anderen Pflanzenextrakten ausgeglichen werden. Diese aus biogenen Rohstoffen isolierten biobasierten Feinchemikalien besitzen oft ein nachgewiesener-maßen breites Wirkspektrum. Besondere Herausforderungen beim Einsatz ätherischer Öle ergeben sich jedoch aus ihrem oftmals intensiven Geruch, der schlechten Wasserlöslichkeit und ihrer hohen Flüchtigkeit. Kompensiert werden sollen diese Nachteile durch die Mikroverkapselung dieser Biorohstoffe mit Hilfe der ebenfalls biobasierten Cyclodextrine. Damit wird gleichzeitig die Abhängigkeit von erdölbasierten Bioziden als Beitrag zur Ressourcenschonung reduziert.

Alternative Konservierungskonzepte für Hydro-Lacke und wässrige Beizen durch den Einsatz von natürlichen Substanzen, Teilvorhaben 2: Grundlagenuntersuchungen

Wasserbasierte Formulierungen zeigen eine Anfälligkeit für mikrobielle Verkeimung, die aktuell nur über den Einsatz geeigneter Biozide unterbunden werden kann. Bedingt durch die gesetzliche Limitierung der Methylisothiazolinon-Einsatzmenge (MIT) auf maximal 15 ppm für die Begrenzung des bakteriellen Wachstums, steht kein weiteres biozides Mittel mit einem solchen Wirkspektrum zur Verfügung. Alternative Ansätze wie ein hoher pH-Wert, z.B.bei Silikatfarben, können bei Hydro-Lacken und wässrigen Beizen nicht verfolgt werden. Dieses Defizit soll zur Vervollständigung einer ökologischeren, wasserbasierten Strategie für Lacke und Beizen durch den Einsatz geeigneter natürlicher Substanzen wie ätherischen Ölen und anderen Pflanzenextrakten ausgeglichen werden. Diese aus biogenen Rohstoffen isolierten biobasierten Feinchemikalien besitzen oft ein nachgewiesenermaßen breites Wirkspektrum. Besondere Herausforderungen beim Einsatz ätherischer Öle ergeben sich jedoch aus ihrem oftmals intensiven Geruch, der schlechten Wasserlöslichkeit und ihrer hohen Flüchtigkeit. Kompensiert werden sollen diese Nachteile durch die Mikroverkapselung dieser Biorohstoffe mit Hilfe der ebenfalls biobasierten Cyclodextrine. Damit wird gleichzeitig die Abhängigkeit von erdölbasierten Bioziden als Beitrag zur Ressourcenschonung reduziert.

Evaluierung von gepufferten PAL - Bewertung neuartiger, nicht toxischer Plasmapufferlösungen als Biozidersatz an anthropogen geschädigten historischen Materialien im klimabedingt angepassten Kulturgüterschutz

Zielsetzung: Das Forschungsvorhaben zielt darauf ab, plasmaaktivierte Pufferlösungen (PAL) als umweltfreundliche Alternativen zu herkömmlichen Bioziden für die Denkmalpflege zu erforschen. Der Grundbaustein für dieses Vorhaben liegt in der gemeinsamen mit der DBD Plasma GmbH in Göttingen geplanten Weiterentwicklung eines bereits vorhandenen Plasmagenerators bis hin zum Konzeptentwurf eines praxistauglichen PAL-Gerätes. Innerhalb des Projekts wird anhand von Laborreihen die Wirksamkeit diverser PAL gegen biogenen Befall untersucht und die möglichen Wechselwirkungen mit historischen Materialien und Alt-Bioziden analysiert. Gemeinsam mit den Denkmalpflegeämtern wird ein Diskussionspapier mit geeigneten Anwendungen und Handlungsempfehlungen erarbeitet, um einen perspektivischen Einsatz von gepufferten PAL als kostengünstige, ökologisch verträgliche Alternative im Umgang mit Kulturgut aufzuzeigen

Entwicklung eines Wirksamkeitstests für thermische Alternativen zu chemischen Grünbelagsentfernern (WinchAG)

1) Zweck des Projekts: Wirksamkeitsnachweise für nicht-chemische Grünbelagsentferner fördern Reduktion der Umwelteinträge chemischer Grünbelagsentferner (Algizide), da fehlender Wirksamkeitsnachweis derzeit für Alternativen großes Markthemmnis ist. 2) Output des Projektes: Methodik für Wirksamkeitstests von innovativen thermischen Verfahren (Heißwasser/Heißschaum) zur Entfernung von Grünbelägen auf Wegen, Hausdächern und Fassaden

Umsetzung der Schwammstadt: Identifikation der 10 wirksamsten Hebel der notwendigen Transformation und nachhaltige Musterlösungen für Dächer der blau-grüne Stadt

Die Forschungsempfehlungen der UBA-Forschungskonferenz 'Klimaresiliente Schwammstadt' (20.06.2022) setzen inhaltliche Schwerpunkte für zu identifizierende Transformationsoptionen im Bestand urbaner Räume. Im AP 1 sollten methodisch innovative Konzepte, wie der 'adaptation pathways' und/oder des transformativen Policy Mix, genutzt werden, um die Identifizierung der 10 wirksamsten Hebel zur Transformation blau-grüner Infrastrukturen im Bestand zu identifizieren. Die Forschungsfragen: Zu welchen Zeitpunkten sollten welche Maßnahmen eines Policy Mixes optimalerweise angegangen werden und wie könnte der Veränderungspfad aussehen könnte? Welche Vorbereitungen müssen bereits heute getroffen werden, um in der Zukunft Rahmenkontext-spezifisch jeweils optimal Optionen aus einen Policy Mix ziehen zu können? Welche Spezifika beeinflussen in sozio-technischen, oft gekoppelten grün-blauen urbanen Infrastruktursystemen den Policy Mix, insbes. mit Blick auf Akteursbedürfnisse und -verhalten, Nutzungsroutinen, Rahmen- und Regelwerke usw.? Das AP 2 wird sich mit den naturbasierten blau-grünen Infrastrukturen, dem Kern des Schwammstadtkonzepts für die klimaresilienten Städte befassen. Gründächer sind ein wichtiger Teil der Lösung. Sie sollten Regen zurückhalten, zu Artenvielfalt beitragen, das Dachgeschoss bei Hitze kühlen und das Stadtklima verbessern. Um eine Konkurrenz mit Photovoltaik zu vermeiden, ist eine Mischnutzung mit Photovoltaik begründet. Herausforderungen der Gründächer sind Verzicht auf chemische Wurzelschutzmittel und Biozide, Minimierung anderer Schadstoffe sowie Nährstoffe und die Dauerhaftigkeit der Konstruktionen bei Modernisierung. Ziel des Vorhabens ist, Musterlösungen für Dächer in einer naturbasierten blau-grünen Infrastruktur der nachhaltigen Stadt zu konzipieren, so dass alle Ansprüche des Umweltschutzes und der Bautechnik adressiert sind.

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