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Untersuchungen zur mechanisch-physikalischen Trennung von Altpapierspuckstoffen durch Druckluftinjektionen

Umweltrisiken durch Pestizid-Cocktails werden unterschätzt

Auf unseren Äckern werden oft mehrere Pestizide gleichzeitig oder nacheinander verwendet. Wie die einzelnen Mittel zusammenwirken, wird vorher in der Zulassung nicht überprüft. Dort werden Mittel nur einzeln bewertet. Die Folge: Unerwünschte Kombinationswirkungen von Pestiziden auf die Umwelt bleiben oft unentdeckt. Laut einer neuen Studie für das UBA muss sich das rasch ändern. Zulassungssystem mit Lücken Als ⁠ Pflanzenschutzmittel ⁠ (PSM) werden landwirtschaftlich genutzte ⁠ Pestizide ⁠ bezeichnet. Im europäischem Pflanzenschutzrecht ist festgelegt, dass PSM „keine unannehmbaren Auswirkungen auf die Umwelt“ haben dürfen (Verordnung EG 1107/2009). Daher werden in einem aufwändigen Zulassungsverfahren die Risiken der Ausbringungen von PSM für die Umwelt geprüft. In der Realität zeigt sich allerdings, dass die Anwendung von PSM maßgeblich zum Schwund an Tier- und Pflanzenarten in der Agrarlandschaft beiträgt. Mit ursächlich dafür sind „blinde Flecken“ im Zulassungsverfahren, also Faktoren, die bisher nicht erfasst werden. Eine dieser Lücken ist die gängige landwirtschaftliche Praxis, in der Anbausaison einer Kultur oft mehrere PSM gleichzeitig (als sogenannte Tankmischungen) und auch mehrmals nacheinander zu verwenden. In der Landwirtschaft wird das als Spritzfolge bezeichnet. Da in der Zulassung normalerweise nur Einzelprodukte (und nur sehr selten auch beantragte Tankmischungen) bewertet werden, kann das Gesamtrisiko durch typische Anwendungen zurzeit nicht erfasst werden. Eine neue Studie für das ⁠ UBA ⁠ hat nun untersucht, wie die Umweltrisiken in der Praxis von der ⁠ Prognose ⁠ im Zulassungsverfahren abweichen. Deutlich erhöhte Risiken durch Spritzfolgen und Tankmischungen Im Rahmen der Studie wurden fast 900 Datensätze aus landwirtschaftlichen Betrieben zur Anwendung von PSM in 12 verschiedenen Hauptkulturen ausgewertet. Ein Ergebnis: Sowohl die eingesetzten PSM-Klassen (Insektizide, Fungizide oder ⁠ Herbizide ⁠), als auch die Anzahl der Behandlungen unterscheiden sich zwischen den Kulturen stark. Mit durchschnittlich 20 Pflanzenschutzbehandlungen pro Saison werden Äpfel am intensivsten behandelt. Unter einer Behandlung versteht man die Anwendung eines, aber oft auch mehrerer PSM in einer Tankmischung an einem Tag. Tankmischungen sind dabei die Regel. Sie machten durchschnittlich 63 Prozent aller Behandlungen in den untersuchten Kulturen aus. Aus den zur Verfügung stehenden Anwendungsdaten wurden für eine genauere Analyse je zwei repräsentative Spritzfolgen aus dem Rapsanbau und aus dem Apfelanbau ausgewählt. Hierfür wurde jeweils das Gesamtrisiko für die Umwelt ermittelt, indem die Risiken der einzelnen eingesetzten PSM summiert wurden. Das Gesamtrisiko der PSM-Anwendungen ist in einer Saison im Durchschnitt doppelt bis maximal fünfmal höher als die Wirkstoffanwendung mit dem höchsten Einzelrisiko der Spritzfolge. Ergänzend wurde in der Studie ein Vorhersagemodell (MITAS) entwickelt, welches bei der Prognose des Gesamtrisikos den Abbau der PSM-Wirkstoffe zwischen den Behandlungen berücksichtigen kann. Am Beispiel der Auswirkungen von PSM-Anwendungen auf Regenwurmpopulationen wurde mit dem Modell das Gesamtrisiko einer Spritzfolge im Apfelanbau über den Zeitraum eines Jahres ermittelt. Die Ergebnisse der Anwendung dieses Modells sagen Schäden an Regenwurmpopulationen voraus, die sogar bis zum darauffolgenden Jahr bestehen bleiben. Es deutet sich daher an, dass sich Tier- und Pflanzenpopulationen in der Zeit, in der keine PSM gespritzt werden, nicht erholen können und folglich die Populationen über längere Zeit immer stärker geschädigt werden. Was tun? Diese erste umfassendere Betrachtung von Spritzfolgen und Tankmischungen zeigt, dass das Risiko typischer Anwendungsmuster deutlich höher ist, als in der Zulassungsprüfung für die einzelnen PSM vorhergesagt wird. Um das Risiko zu mindern, ist wichtig, die risikoverstärkende Wirkung von Tankmischungen und Spritzfolgen bereits in der Risikoanalyse im Zuge der Zulassungsprüfung zu beschreiben. Denn erst dann wird es möglich, die erkannten Risiken zu managen. Die EU-Bewertungsleitlinien müssten dazu überarbeitet werden. Sinnvoll ist dabei, vereinfachende Szenarien für die gemeinsame Verwendung von PSM in den verschiedenen Kulturen zu entwickeln, denn die Zahl möglicher Kombinationen von Mitteln in der landwirtschaftlichen Praxis ist sehr groß. Was die Landwirtinnen und Landwirte für die Risikominderung tun können, kann direkt bei der PSM-Zulassung durch Anwendungsbestimmungen festgelegt werden. Sinnvoll ist zudem eine bessere und intensivere Beratung schon bei der Auswahl der Pflanzenschutzmittel. Sinnvoll ist auch, durch ökologische Maßnahmen in der Agrarlandschaft die Widerstandsfähigkeit der Tier- und Pflanzenpopulationen gegen unerwünschte Pestizidauswirkungen zu stärken – so etwas war als „Refugialflächenansatz“ im Aktionsprogramm Insektenschutz von der Bundesregierung vorgesehen, wurde aber bislang nicht umgesetzt. Die in der Studie ermittelten Risiken zeigen außerdem, dass der Einsatz chemischer Pflanzenschutzmittel in der konventionellen Landwirtschaft insgesamt sinken muss. Die „Farm-to-fork-Strategie“ der Europäischen Kommission mit dem Ziel, den Einsatz von Pestiziden und deren Umweltrisiken bis 2030 in der europäischen Landwirtschaft um 50 Prozent zu reduzieren, sollte deshalb ambitioniert umgesetzt werden. Um die Risiken von Tankmischungen und Spritzfolgen überhaupt bewerten zu können, benötigen die zuständigen Behörden Zugang zu PSM-Anwendungsdaten. Die regulatorischen Voraussetzungen dafür müssen durch die zuständigen Ministerien in Deutschland erst geschaffen werden.

H2OPV - Organische Photovoltaik zur Abdeckung von Wasserreservoiren, Teilvorhaben: Integration und Erprobung

Ziel des Vorhabens ist die Integration eines OPV Filmes in einen Folienverbund, der die mechanischen, chemischen und physikalischen Bedingungen erfüllt. Es wird ein Laminierprozess zur Integration der OPV Solarzellen in die schwimmfähige und begehbare Folie, sowie der Aufbau und Testbetrieb der Demonstratormodule auf einem Versuchsreservoir durchgeführt.

Teilprojekt 5: Strukturierung transparenter Topkontakte für organische Solarzellen mittels adaptiver Laserstrahlformungsoptik^Teilprojekt 4: Entwicklung Softwaremodul zur qualitativen Vorhersage von Lebenszeiten organischer Bauelemente^Teilprojekt 3: Fundamentales Verständnis und Entwicklung organischer p-i-n Bauelemente und Materialien^InnoProfile-Transfer: Organische p-i-n-Bauelemente, Teilprojekt 2: Semitransparente organische pin-Solarzellen auf Folie

Im Rahmen dieses Projektes sollen die technologischen Grundlagen für die Herstellung von semitransparenten organischen Solarzellen auf Folie erarbeitet werden, d.h. neue Materialien, Foliensysteme, transparente Top-Elektroden und Laserstrukturierungsverfahren sollen entwickelt werden. Das Teilvorhaben der Heliatik hat zwei Schwerpunkte: Zum einen soll ein transparentes Top-Kontaktsystem entwickelt werden, welches es erlaubt, Solarzellen mit 40 Prozent Transparenz und einem Wirkungsgrad von 7 Prozent zu realisieren. Zum Zweiten soll die Verkapselungstechnologie auf Folie für die transparente Solarzelle bzw. das transparente Modul entwickelt werden.

Entwicklung eines modularen Baukastensystems zur Verbesserung der Energieeffizienz von folienproduzierenden Anlagen

Oekopur - Thermoplast aus Abfall

Cellulose- und pektinreiche Nebenprodukte der Lebensmittelindustrie werden hydrolytisch zu thermoplastisch verarbeitbaren Granulaten konvertiert.

Ökonomie, Umweltsoziologie und Praxismanagement (Teilprojekt 6 im Rahmen des Projekts: SUBICON - Entwicklung der Biodiversität im Gefüge von Ökologie, Ökonomie und Soziologie)

Im Teilprojekt Sozioökonomie werden die nachbergbaulichen Landnutzungen untersucht und ihre Arbeitsbedingungen (mit vergleichbaren Nutzungen auf gewachsenen Flächen) analysiert. Ziel ist es, die Wiederbesiedelung der Bergbaufolgelandschaft als sozioökonomischen Prozess zu erfassen und die mit ihr verbundene landwirtschaftliche Dynamik zu begreifen. Flankiert wird die Untersuchung durch Akzeptanzanalysen bei den Anwohnern zur Landnutzung.

Entwicklung von produktionsintegrierten Maßnahmen zur Reduzierung von Umweltbelastungen bei der Blasfolienextrusion, Optimierung von Fließkanalgeometrieen und Entwicklung neuer Werkzeugkonzepte zur Beschleunigung von Material- und Farbwechselvorgängen in der Blasfolienextrusion

Die Blasfolienextrusion erfordert oftmals Produktwechsel, bei denen zur Umstellung auf andere Rohstoffe aufwendige Spülprozesse notwendig sind. Ziel des Verbundprojektes es die Optimierung dieser Spülprozesse zur Verminderung der dabei anfallenden, als Abfall zu entsorgenden vermischten Rohstoffmengen sowie des Energie- und Zeitaufwand. Als Projektpartner in den Teilprojekten 3.4 und 3.5 des Verbundprojektes verfolgt die Firma ETA das Ziel, für derartige Spülprozesse optimierte Fließkanal- und Werkzeuggeometrien zu entwickeln. Mit Hilfe von CFD-Berechnungen und Laborversuchen an einer modularen Versuchsanlage sollen zunächst einzelne, bei Spülprozessen kritische Fließkanal- und Werkzeuggeometrien schrittweise optimiert werden. Diese Teilergebnisse werden danach zusammengeführt, um einen Prototyp für einen optimiertes Produktionswerkzeug aufzubauen, welches bei einem Blasfolienhersteller unter Produktionsbedingungen erprobt werden soll. Einzelne optimierte Geometrien bzw. Vorrichtungen sollen patentiert werden, um sie auf Lizenzbasis interessierten Unternehmen anzubieten. Weiterhin sollen die Ergebnisse in die von der Fa. ETA hergestellten Extrusionswerkzeuge einfließen.

Verbesserung der Eigenschaften von Biopolymeren fuer den Einsatz in der Lebensmittelindustrie

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.

Entwicklung biologisch abbaubarer Werkstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe, Stärke, Pflanzenöl und Naturfasern, Teilvorhaben 4: Folienherstellung

Im Teilvorhaben des ILV der FhG sollen die von den anderen Partnern zur Verfügung gestellten Materialien zu Blasfolien gleichbleibend hoher Qualität extrudiert werden. Es werden in diesem Zusammenhang die verarbeitungstechnologischen sowie die Gebrauchseigenschaften der Folien bestimmt. Mit den besten Proben werden Compoundierungsversuche im Technikum und ein up-scaling bei der Blasfolienextrusion im Bereich 20-100 kg/h durchgeführt.

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