M. Burkhardt - Academia.edu (original) (raw)
Papers by M. Burkhardt
Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung, 2009
Zusammenfassung Hintergrund, Ziel und Zweck Die Belastung von Flieβgewässern durch organische Mik... more Zusammenfassung Hintergrund, Ziel und Zweck Die Belastung von Flieβgewässern durch organische Mikroverunreinigungen wirft häufig die Frage der Quellenzuordnung auf. Baumaterialien als Quellen problematischer Spurenstoffe finden in der Gewässerbeurteilung bisher wenig Beachtung, obwohl bereits heute biozide Wirkstoffe aus Materialschutzanwendungen zu einer Belastung des Regen-wasserabflusses führen. In der vorliegenden Untersuchung wurden (1) die ökotoxikologischen Kenngrößen für typische Biozide in Fassadenbeschichtungen ermittelt, (2) die Auswaschung von besonders problematischen Bioziden aus Fassaden quantifiziert und (3) das Belastungsrisiko für Gewässer mittels Stofftransportmodellierung abgeschätzt. Methoden Acht Biozide wurden untersucht, die in kunstharzgebundenen Fassadenbeschichtungen verwendet werden. Dazu gehören auch Wirkstoffe, deren Umwelteintrag bisher eher der Landwirtschaft zugerechnet wurde, z. B. Diuron, Carbendazim und Terbutryn. Für jedes Biozid wurden ökotoxikologische Qualitätskriterien für aquatische Organismen bestimmt. Die Auswaschung von vier Bioziden aus einer verputzten Fassade wurde im Laborversuch unter Berücksichtigung von UV-Bestrahlung untersucht, wobei die Temperatur variiert wurde. Über 80 Beregnungsintervalle in 28 Tagen wurden Proben des Fassadenabflusses entnommen, die Wirkstoffkonzentrationen gemessen und die ausgewaschenen Wirkstoffmengen berechnet. Basierend auf einem Austragsszenario wurde das mögliche Belastungsrisiko im Gewässer durch das Biozid Cybutryn mit einer Stofftransportmodellierung abgeschätzt. Die ermittelten wirkstoffspezifischen Qualitätskriterien und die Auswaschcharakteristik wurden darin berücksichtigt. Ergebnisse Die akuten und chronischen Kriterien sowie vorhergesagten Konzentrationen ohne Effekt weisen auf eine hohe Ökotoxizität der betrachteten Biozide hin. Die Ergebnisse zum Auswaschungsverhalten von vier Bioziden (Diu ron, Terbutryn, Cybutryn und Carbendazim) zeigen, dass die Wirkstoffe im Fassadenabfluss vorkommen und die Belastung unter den gewählten experimentellen Bedingungen exponentiell abnimmt. Dabei führt eine Temperaturerhöhung wieder zu einem Konzentrationsanstieg. Die ausgewaschenen Stoffmengen liegen zwischen 7 % und 29 %. Bereits innerhalb der ersten 15 min wurde mehr als
Environmental Pollution, 2010
We provide direct evidence for the release of silver nanoparticles from exterior paints to the aq... more We provide direct evidence for the release of silver nanoparticles from exterior paints to the aquatic environment.
Oberflächlich abfliessendes Regenwasser aus urbanen Einzugsgebieten kann mit Subtanzen aus Baumat... more Oberflächlich abfliessendes Regenwasser aus urbanen Einzugsgebieten kann mit Subtanzen aus Baumaterialien belastet sein und in gewissen Fällen zu einer Beeinträchtigung der Oberflächengewässerqualität führen. Bislang wenig untersucht ist die potentielle Gewässerbelastung durch den Einsatz von Bioziden in Fassadenbeschichtungen. Diese können mit dem Regen ausgewaschen und in die Gewässer transportiert werden. Mit einem Niederschlag-Abfluss-Modell, welches für die Vorhersage des Stofftransports in einem Siedlungsgebiet entwickelt worden ist, wurde eine Grobabschätzung zur Exposition durch die in Gebäudefassaden eingesetzten Biozide Diuron und Irgarol® 1051 durchgeführt. Dabei wurden unterschiedliche Expositionsszenarien über fünf Jahre simuliert. Das hydraulische Modell basiert auf dem Konzept des Linearspeichers und der Grenzwertmethode. Datengrundlagen für das Modell bilden Regen- und Abflussmessungen, welche im Einzugsgebiet erhoben wurden. Mit dem Modell können auch Einzelereignis...
Gas Wasserfach Wasser Abwasser
Eine ganze Palette von Schadstoffen kann aus Aussenhüllen von Gebäuden vom Regenwasser ausgewasch... more Eine ganze Palette von Schadstoffen kann aus Aussenhüllen von Gebäuden vom Regenwasser ausgewaschen und in die Gewässer gelangen. Darunter sind verschiedene Biozide, die in grossen Mengen in Fassadenbeschichtungen gegen Algen und Pilze eingesetzt werden. Ein Niederschlag-Abfluss-Modell, kombiniert mit einem auf Experimenten basierenden «Leaching»-Modell wurde entwickelt und dafür genutzt, für verschiedene bauliche Szenarien eines realen Einzugsgebietes die Regenabwasser- und Gewässerbelastung durch die Auswaschung der Biozide Terbutryn und Cybutryn und deren ökotoxisches Risiko im Gewässer vorherzusagen. Die Ergebnisse zeigen, dass durch beide Biozide akute und chronische Qualitätskriterien insbesondere in kleinen Fliessgewässern überschritten werden. Am höchsten dürfte die Belastung sein, wenn im Einzugsgebiet von zahlreichen neuen und renovierten Gebäuden das Regenwasser direkt in den Vorfluter geleitet wird.
Gas Wasserfach Wasser Abwasser
Wood used in construction is treated with chemical products which increase its durability and pro... more Wood used in construction is treated with chemical products which increase its durability and protect it against attack by harmful organisms. The substances used are often extremely toxic and may be leached by the action of rainwater and find their way into surface water. They thus pose a risk to aquatic organisms and should be monitored. In the study summarised in this article, 51 wood protection substances were evaluated and a priority list of 18 substances to be monitored was drawn up. This should be updated on a regular bBasis as new products come onto the market and new research findings emerge.
Nanopartikel tauchen in immer mehr Produkten auf. Damit wächst die Wahrscheinlichkeit, dass sie a... more Nanopartikel tauchen in immer mehr Produkten auf. Damit wächst die Wahrscheinlichkeit, dass sie auch in Gewässer eingetragen werden. Das kann bei der Produktion, Anwendung oder Entsor- gung direkt (z. B. aufgrund von Unfällen) oder über das Abwasser geschehen. Obwohl der Anteil synthetischer Nanopartikel in der Umwelt im Vergleich zu den natürlichen Partikeln bis jetzt noch gering ist (1), gilt es dennoch, die Risiken für die Umwelt abzuschätzen. Dafür braucht es einerseits analytische Systeme zur Quantifizierung und anderseits Informationen zu den Eintrags- wegen, Mengen und zum Verbleib der synthetischen Nanopar- tikel im Gewässer sowie zur Toxizität. Zwar gibt es inzwischen erste Studien, die negative Auswirkungen von Nanopartikeln auf verschiedene Gewässerorganismen beschreiben, insgesamt jedoch fehlt dieses Wissen heute noch weitestgehend. Dass das Spektrum der synthetischen Nanopartikel aufgrund ihrer unter- schiedlichen chemischen, physikalischen und morphologischen Eigenscha...
Seit 2001 werden Biozide gegen Algen und Pilze in Fassadenbeschichtungen auch verkapselt eingeset... more Seit 2001 werden Biozide gegen Algen und Pilze in Fassadenbeschichtungen auch verkapselt eingesetzt. Durch die Verkapselung soll unter anderem die hohe Auswaschung an neuen Fassaden reduziert werden. Verwendet werden zur Einbettung der Wirkstoffe Polymerkugeln mit 10-20 μm Grösse. Diese Technologie des „controlled release“ wird gegenwärtig von einem Hersteller angeboten. Es ist zu erwarten, dass innerhalb der nächsten 2-5 Jahre alle Hersteller entsprechende Produkte auf dem Markt anbieten und diese Technologie den Applikationsstandard darstellt. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wurde die prinzipielle Wirksamkeit der Verkapselungstechnologie auf die Auswaschung der Wirkstoffe Diuron, Terbutryn, OIT und DCOIT unter Laborbedingungen geprüft. Die Tests erfolgten mit Kompaktfassaden, bestehend sowohl aus Deckputz als auch Deckputz mit Farbanstrich, in einer Bewitterungskammer. Der Putz und die Farbe waren mit Bioziden ausgerüstet. In der Kammer sind UV-Strahlung, Temperatur und Be...
Fast täglich erscheinen Meldungen zu Nanopartikeln. Einerseits werden die damit verbundenen techn... more Fast täglich erscheinen Meldungen zu Nanopartikeln. Einerseits werden die damit verbundenen technologischen Chancen, andererseits die unklaren Risiken für Mensch und Umwelt thematisiert. Zur Klärung der Risikodiskussion ist es wichtig, effektive Massenflüsse zu kennen und zu beurteilen. Wird ein Handlungsbedarf festgestellt, sind Massnahmen einzuleiten. Was so einfach klingt, ist es nicht. Am Beispiel von Nanosilber wird das Problem beleuchtet.
Engineered nanoparticles in soils and waters: Fate, effects and transformation" 2 3 4
Bei der Produktion von Nanomaterialien und deren Weiterverarbeitung entstehen Abfälle. Das Risiko... more Bei der Produktion von Nanomaterialien und deren Weiterverarbeitung entstehen Abfälle. Das Risikopotential solcher Abfälle verbindet sich mit der Funktionalität und grossen spezifischen Oberfläche der Nanomaterialien, die zu hoher Reaktivität und Mobilität führen können. Im Auftrag des Bundesamts für Umwelt (BAFU) wurden die Massenflüsse von Silber, welches auch in Nanogrösse verfügbar ist, über den Herstellungsprozess von Textilien bilanziert und so erste Grundlagen für den Umgang mit Nanoabfällen erarbeitet werden. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wurden (1) die Anwendung in Textilien erfasst und die Textilabfälle bilanziert, sowie (2) Verfahren zur Rückgewinnung von Silber geprüft. Die Anwendung von Silber wurde mittels Befragung von Herstellern innerhalb der Wertschöpfungskette recherchiert. Ausgewählte Verfahren zur Identifikation und Rückgewinnung von Silberpartikeln wurden auch experimentell getestet. Nachfolgend werden die wichtigsten Resultate vorgestellt. Biozide An...
Wärmedämm-Verbundsysteme an Fassaden helfen den Energieverbrauch der Gebäude zu senken. Andererse... more Wärmedämm-Verbundsysteme an Fassaden helfen den Energieverbrauch der Gebäude zu senken. Andererseits werden Kompaktfassaden gegen Algen- und Pilzbefall mit Bioziden geschützt. Diese Biozide können mit dem Regen in die Umwelt gelangen. Lässt sich der scheinbare Zielkonflikt zwischen Energieeinsparung und Gewässerschutz auflösen?
Biozide sind biologisch aktive Substanzen und können somit eine potenzielle Gefährdung für Umwelt... more Biozide sind biologisch aktive Substanzen und können somit eine potenzielle Gefährdung für Umwelt und Mensch darstellen. Daraus resultiert die Notwendigkeit eines Risikomanagements. Für alle Produktebereiche wird das Vorgehen in der europäischen Biozidprodukte-Richtlinie (BPRL, 98/8/EG) und in der schweizerischen Biozidprodukteverordnung (VBP) geregelt. In diesen Regelwerken sind die Biozidprodukte in vier Hauptgruppen eingeteilt: (1) Desinfektionsmittel, (2) Schutzmittel, (3) Schädlingsbekämpfung und (4) sonstige Biozidprodukte. Innerhalb dieser Hauptgruppen werden insgesamt 23 Produktarten unterschieden. Die als Biozide eingesetzten, mehreren hundert Wirkstoffe wurden innerhalb der EU identifiziert, notifiziert und in einer Liste zusammengestellt. Die Registrierung und Zulassung der Biozidprodukte wird über die Beurteilung der darin enthaltenen Wirkstoffe erfolgen, für die von den Herstellerfirmen Grundlagendaten zur Verfügung gestellt werden müssen. Die Bereitstellung der Grundlagendaten und die Beurteilung durch die Behörde ist sowohl zeitlich als auch finanziell limi tiert. Für die Prüfung und Bewertung der Wirkstoffe sollten daher die richtigen Prioritäten festgelegt werden.
sbe.hw.ac.uk
Organic pollutants from the built environment enter urban water systems and occur in sewer system... more Organic pollutants from the built environment enter urban water systems and occur in sewer systems and natural surface waters. It is state-of-the-art to protect construction materials for facades by biocides against algae and fungi. The leaching of the commonly used biocides diuron, terbutryne, cybutryne and carbendazim from facades was investigated in a semi-scale experimental facility. The biocides were determined in the facades runoff in high concentrations just after the beginning of irrigation and these values decreased exponentially over the entire simulation time as well as over each irrigation interval by two orders of magnitude. A similar concentration dynamics was observed for every biocide, but at different concentration levels. In a field study the concentrations from the laboratory were confirmed in facade runoff of real buildings. We concluded that modern coatings of buildings applied on new or refurbished facades are important sources of pollutants in receiving waters. The occurrence of these biocides and their ecotoxicological effect values arise the question how to manage storm water from building envelopes and urban catchments, respectively, more sustainable.
Journal of Environment Quality, 2005
Environmental Science & Technology, 2011
Environmental Science & Technology, 2012
Biocides are included in organic building facade coatings as protection against biological attack... more Biocides are included in organic building facade coatings as protection against biological attack by algae and fungi but have the potential to enter the environment via leaching into runoff from wind driven rain. The following field study correlates wind driven rain to runoff and measured the release of several commonly used organic biocides (terbutryn, Irgarol 1051, diuron, isoproturon, OIT, DCOIT) in organic facade coatings from four coating systems. During one year of exposure of a west oriented model house facade in the Zurich, Switzerland area, an average of 62.7 L/m 2 , or 6.3% of annual precipitation came off the four facade panels installed as runoff. The ISO method for calculating wind driven rain loads is adapted to predict runoff and can be used in the calculation of emissions in the field. Biocide concentrations tend to be higher in the early lifetime of the coatings and then reach fairly consistent levels later, generally ranging on the order of mg/L or hundreds of μg/L. On the basis of the amount remaining in the film after exposure, the occurrence of transformation products, and the calculated amounts in the leachate, degradation plays a significant role in the overall mass balance.
Environmental Science & Technology, 2009
The European Biocidal Products Directive 98/8/EC requires a risk assessment concerning possible e... more The European Biocidal Products Directive 98/8/EC requires a risk assessment concerning possible effects of active ingredients on the environment. Biocides can be leached from treated materials exposed to outdoor use. These emissions have to be estimated and evaluated during the authorization procedure. Different immersion and irrigation tests were performed to investigate leaching of biocides from façade coatings. Several marketed formulations of textured coatings and paints spiked with a mixture of commonly used active ingredients (OIT, DCOIT, IPBC, carbendazim, isoproturon, diuron, terbutryn, and Irgarol 1051) were investigated. The emission process can be described by time-dependent functions that depend on the test conditions. The results of all test procedures confirm that leachability is related to water solubility and n-octanol-water partition coefficient of the active ingredients and that leaching of biocides from façade coatings is mainly a diffusion controlled process. Other factors like the composition of the product, availability and transport of water, concentration of active ingredients in the coatings, as well as UV-exposure of the coatings influence biocide emissions.
Environmental Pollution, 2008
We present direct evidence of the release of synthetic nanoparticles from urban applications into... more We present direct evidence of the release of synthetic nanoparticles from urban applications into the aquatic environment. We investigated TiO 2 particles as these particles are used in large quantities in exterior paints as whitening pigments and are to some extent also present in the nano-size range. TiO 2 particles were traced from exterior facade paints to the discharge into surface waters. We used a centrifugation based sample preparation which recovers TiO 2 particles between roughly 20 and 300 nm. Analytical electron microscopy revealed that TiO 2 particles are detached from new and aged facade paints by natural weather conditions and are then transported by facade runoff and are discharged into natural, receiving waters. Microscopic investigations are confirmed by bulk chemical analysis. By combining results from microscopic investigations with bulk chemical analysis we calculated the number densities of synthetic TiO 2 particles in the runoff.
Building and Environment, 2012
Organic architectural coatings require the use of biocides to prevent microbial defacement of bui... more Organic architectural coatings require the use of biocides to prevent microbial defacement of building façades. The biocides are meant to slowly release to the surface, but they can still potentially enter the environment via runoff during rain events. Accurate source emissions estimates are necessary for risk assessments, and knowledge of the release mechanism can aid both regulators and producers alike. In this study, several biocides and several market and reference coating systems were subjected to regular irrigation and drying cycles with varying temperature conditions. The results were compared to other studies and models from the controlled release literature, demonstrating diffusion controlled release with dependence on the experimental conditions. The role of wetting and drying cycles in accelerating release is highlighted.
Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung, 2009
Zusammenfassung Hintergrund, Ziel und Zweck Die Belastung von Flieβgewässern durch organische Mik... more Zusammenfassung Hintergrund, Ziel und Zweck Die Belastung von Flieβgewässern durch organische Mikroverunreinigungen wirft häufig die Frage der Quellenzuordnung auf. Baumaterialien als Quellen problematischer Spurenstoffe finden in der Gewässerbeurteilung bisher wenig Beachtung, obwohl bereits heute biozide Wirkstoffe aus Materialschutzanwendungen zu einer Belastung des Regen-wasserabflusses führen. In der vorliegenden Untersuchung wurden (1) die ökotoxikologischen Kenngrößen für typische Biozide in Fassadenbeschichtungen ermittelt, (2) die Auswaschung von besonders problematischen Bioziden aus Fassaden quantifiziert und (3) das Belastungsrisiko für Gewässer mittels Stofftransportmodellierung abgeschätzt. Methoden Acht Biozide wurden untersucht, die in kunstharzgebundenen Fassadenbeschichtungen verwendet werden. Dazu gehören auch Wirkstoffe, deren Umwelteintrag bisher eher der Landwirtschaft zugerechnet wurde, z. B. Diuron, Carbendazim und Terbutryn. Für jedes Biozid wurden ökotoxikologische Qualitätskriterien für aquatische Organismen bestimmt. Die Auswaschung von vier Bioziden aus einer verputzten Fassade wurde im Laborversuch unter Berücksichtigung von UV-Bestrahlung untersucht, wobei die Temperatur variiert wurde. Über 80 Beregnungsintervalle in 28 Tagen wurden Proben des Fassadenabflusses entnommen, die Wirkstoffkonzentrationen gemessen und die ausgewaschenen Wirkstoffmengen berechnet. Basierend auf einem Austragsszenario wurde das mögliche Belastungsrisiko im Gewässer durch das Biozid Cybutryn mit einer Stofftransportmodellierung abgeschätzt. Die ermittelten wirkstoffspezifischen Qualitätskriterien und die Auswaschcharakteristik wurden darin berücksichtigt. Ergebnisse Die akuten und chronischen Kriterien sowie vorhergesagten Konzentrationen ohne Effekt weisen auf eine hohe Ökotoxizität der betrachteten Biozide hin. Die Ergebnisse zum Auswaschungsverhalten von vier Bioziden (Diu ron, Terbutryn, Cybutryn und Carbendazim) zeigen, dass die Wirkstoffe im Fassadenabfluss vorkommen und die Belastung unter den gewählten experimentellen Bedingungen exponentiell abnimmt. Dabei führt eine Temperaturerhöhung wieder zu einem Konzentrationsanstieg. Die ausgewaschenen Stoffmengen liegen zwischen 7 % und 29 %. Bereits innerhalb der ersten 15 min wurde mehr als
Environmental Pollution, 2010
We provide direct evidence for the release of silver nanoparticles from exterior paints to the aq... more We provide direct evidence for the release of silver nanoparticles from exterior paints to the aquatic environment.
Oberflächlich abfliessendes Regenwasser aus urbanen Einzugsgebieten kann mit Subtanzen aus Baumat... more Oberflächlich abfliessendes Regenwasser aus urbanen Einzugsgebieten kann mit Subtanzen aus Baumaterialien belastet sein und in gewissen Fällen zu einer Beeinträchtigung der Oberflächengewässerqualität führen. Bislang wenig untersucht ist die potentielle Gewässerbelastung durch den Einsatz von Bioziden in Fassadenbeschichtungen. Diese können mit dem Regen ausgewaschen und in die Gewässer transportiert werden. Mit einem Niederschlag-Abfluss-Modell, welches für die Vorhersage des Stofftransports in einem Siedlungsgebiet entwickelt worden ist, wurde eine Grobabschätzung zur Exposition durch die in Gebäudefassaden eingesetzten Biozide Diuron und Irgarol® 1051 durchgeführt. Dabei wurden unterschiedliche Expositionsszenarien über fünf Jahre simuliert. Das hydraulische Modell basiert auf dem Konzept des Linearspeichers und der Grenzwertmethode. Datengrundlagen für das Modell bilden Regen- und Abflussmessungen, welche im Einzugsgebiet erhoben wurden. Mit dem Modell können auch Einzelereignis...
Gas Wasserfach Wasser Abwasser
Eine ganze Palette von Schadstoffen kann aus Aussenhüllen von Gebäuden vom Regenwasser ausgewasch... more Eine ganze Palette von Schadstoffen kann aus Aussenhüllen von Gebäuden vom Regenwasser ausgewaschen und in die Gewässer gelangen. Darunter sind verschiedene Biozide, die in grossen Mengen in Fassadenbeschichtungen gegen Algen und Pilze eingesetzt werden. Ein Niederschlag-Abfluss-Modell, kombiniert mit einem auf Experimenten basierenden «Leaching»-Modell wurde entwickelt und dafür genutzt, für verschiedene bauliche Szenarien eines realen Einzugsgebietes die Regenabwasser- und Gewässerbelastung durch die Auswaschung der Biozide Terbutryn und Cybutryn und deren ökotoxisches Risiko im Gewässer vorherzusagen. Die Ergebnisse zeigen, dass durch beide Biozide akute und chronische Qualitätskriterien insbesondere in kleinen Fliessgewässern überschritten werden. Am höchsten dürfte die Belastung sein, wenn im Einzugsgebiet von zahlreichen neuen und renovierten Gebäuden das Regenwasser direkt in den Vorfluter geleitet wird.
Gas Wasserfach Wasser Abwasser
Wood used in construction is treated with chemical products which increase its durability and pro... more Wood used in construction is treated with chemical products which increase its durability and protect it against attack by harmful organisms. The substances used are often extremely toxic and may be leached by the action of rainwater and find their way into surface water. They thus pose a risk to aquatic organisms and should be monitored. In the study summarised in this article, 51 wood protection substances were evaluated and a priority list of 18 substances to be monitored was drawn up. This should be updated on a regular bBasis as new products come onto the market and new research findings emerge.
Nanopartikel tauchen in immer mehr Produkten auf. Damit wächst die Wahrscheinlichkeit, dass sie a... more Nanopartikel tauchen in immer mehr Produkten auf. Damit wächst die Wahrscheinlichkeit, dass sie auch in Gewässer eingetragen werden. Das kann bei der Produktion, Anwendung oder Entsor- gung direkt (z. B. aufgrund von Unfällen) oder über das Abwasser geschehen. Obwohl der Anteil synthetischer Nanopartikel in der Umwelt im Vergleich zu den natürlichen Partikeln bis jetzt noch gering ist (1), gilt es dennoch, die Risiken für die Umwelt abzuschätzen. Dafür braucht es einerseits analytische Systeme zur Quantifizierung und anderseits Informationen zu den Eintrags- wegen, Mengen und zum Verbleib der synthetischen Nanopar- tikel im Gewässer sowie zur Toxizität. Zwar gibt es inzwischen erste Studien, die negative Auswirkungen von Nanopartikeln auf verschiedene Gewässerorganismen beschreiben, insgesamt jedoch fehlt dieses Wissen heute noch weitestgehend. Dass das Spektrum der synthetischen Nanopartikel aufgrund ihrer unter- schiedlichen chemischen, physikalischen und morphologischen Eigenscha...
Seit 2001 werden Biozide gegen Algen und Pilze in Fassadenbeschichtungen auch verkapselt eingeset... more Seit 2001 werden Biozide gegen Algen und Pilze in Fassadenbeschichtungen auch verkapselt eingesetzt. Durch die Verkapselung soll unter anderem die hohe Auswaschung an neuen Fassaden reduziert werden. Verwendet werden zur Einbettung der Wirkstoffe Polymerkugeln mit 10-20 μm Grösse. Diese Technologie des „controlled release“ wird gegenwärtig von einem Hersteller angeboten. Es ist zu erwarten, dass innerhalb der nächsten 2-5 Jahre alle Hersteller entsprechende Produkte auf dem Markt anbieten und diese Technologie den Applikationsstandard darstellt. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wurde die prinzipielle Wirksamkeit der Verkapselungstechnologie auf die Auswaschung der Wirkstoffe Diuron, Terbutryn, OIT und DCOIT unter Laborbedingungen geprüft. Die Tests erfolgten mit Kompaktfassaden, bestehend sowohl aus Deckputz als auch Deckputz mit Farbanstrich, in einer Bewitterungskammer. Der Putz und die Farbe waren mit Bioziden ausgerüstet. In der Kammer sind UV-Strahlung, Temperatur und Be...
Fast täglich erscheinen Meldungen zu Nanopartikeln. Einerseits werden die damit verbundenen techn... more Fast täglich erscheinen Meldungen zu Nanopartikeln. Einerseits werden die damit verbundenen technologischen Chancen, andererseits die unklaren Risiken für Mensch und Umwelt thematisiert. Zur Klärung der Risikodiskussion ist es wichtig, effektive Massenflüsse zu kennen und zu beurteilen. Wird ein Handlungsbedarf festgestellt, sind Massnahmen einzuleiten. Was so einfach klingt, ist es nicht. Am Beispiel von Nanosilber wird das Problem beleuchtet.
Engineered nanoparticles in soils and waters: Fate, effects and transformation" 2 3 4
Bei der Produktion von Nanomaterialien und deren Weiterverarbeitung entstehen Abfälle. Das Risiko... more Bei der Produktion von Nanomaterialien und deren Weiterverarbeitung entstehen Abfälle. Das Risikopotential solcher Abfälle verbindet sich mit der Funktionalität und grossen spezifischen Oberfläche der Nanomaterialien, die zu hoher Reaktivität und Mobilität führen können. Im Auftrag des Bundesamts für Umwelt (BAFU) wurden die Massenflüsse von Silber, welches auch in Nanogrösse verfügbar ist, über den Herstellungsprozess von Textilien bilanziert und so erste Grundlagen für den Umgang mit Nanoabfällen erarbeitet werden. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wurden (1) die Anwendung in Textilien erfasst und die Textilabfälle bilanziert, sowie (2) Verfahren zur Rückgewinnung von Silber geprüft. Die Anwendung von Silber wurde mittels Befragung von Herstellern innerhalb der Wertschöpfungskette recherchiert. Ausgewählte Verfahren zur Identifikation und Rückgewinnung von Silberpartikeln wurden auch experimentell getestet. Nachfolgend werden die wichtigsten Resultate vorgestellt. Biozide An...
Wärmedämm-Verbundsysteme an Fassaden helfen den Energieverbrauch der Gebäude zu senken. Andererse... more Wärmedämm-Verbundsysteme an Fassaden helfen den Energieverbrauch der Gebäude zu senken. Andererseits werden Kompaktfassaden gegen Algen- und Pilzbefall mit Bioziden geschützt. Diese Biozide können mit dem Regen in die Umwelt gelangen. Lässt sich der scheinbare Zielkonflikt zwischen Energieeinsparung und Gewässerschutz auflösen?
Biozide sind biologisch aktive Substanzen und können somit eine potenzielle Gefährdung für Umwelt... more Biozide sind biologisch aktive Substanzen und können somit eine potenzielle Gefährdung für Umwelt und Mensch darstellen. Daraus resultiert die Notwendigkeit eines Risikomanagements. Für alle Produktebereiche wird das Vorgehen in der europäischen Biozidprodukte-Richtlinie (BPRL, 98/8/EG) und in der schweizerischen Biozidprodukteverordnung (VBP) geregelt. In diesen Regelwerken sind die Biozidprodukte in vier Hauptgruppen eingeteilt: (1) Desinfektionsmittel, (2) Schutzmittel, (3) Schädlingsbekämpfung und (4) sonstige Biozidprodukte. Innerhalb dieser Hauptgruppen werden insgesamt 23 Produktarten unterschieden. Die als Biozide eingesetzten, mehreren hundert Wirkstoffe wurden innerhalb der EU identifiziert, notifiziert und in einer Liste zusammengestellt. Die Registrierung und Zulassung der Biozidprodukte wird über die Beurteilung der darin enthaltenen Wirkstoffe erfolgen, für die von den Herstellerfirmen Grundlagendaten zur Verfügung gestellt werden müssen. Die Bereitstellung der Grundlagendaten und die Beurteilung durch die Behörde ist sowohl zeitlich als auch finanziell limi tiert. Für die Prüfung und Bewertung der Wirkstoffe sollten daher die richtigen Prioritäten festgelegt werden.
sbe.hw.ac.uk
Organic pollutants from the built environment enter urban water systems and occur in sewer system... more Organic pollutants from the built environment enter urban water systems and occur in sewer systems and natural surface waters. It is state-of-the-art to protect construction materials for facades by biocides against algae and fungi. The leaching of the commonly used biocides diuron, terbutryne, cybutryne and carbendazim from facades was investigated in a semi-scale experimental facility. The biocides were determined in the facades runoff in high concentrations just after the beginning of irrigation and these values decreased exponentially over the entire simulation time as well as over each irrigation interval by two orders of magnitude. A similar concentration dynamics was observed for every biocide, but at different concentration levels. In a field study the concentrations from the laboratory were confirmed in facade runoff of real buildings. We concluded that modern coatings of buildings applied on new or refurbished facades are important sources of pollutants in receiving waters. The occurrence of these biocides and their ecotoxicological effect values arise the question how to manage storm water from building envelopes and urban catchments, respectively, more sustainable.
Journal of Environment Quality, 2005
Environmental Science & Technology, 2011
Environmental Science & Technology, 2012
Biocides are included in organic building facade coatings as protection against biological attack... more Biocides are included in organic building facade coatings as protection against biological attack by algae and fungi but have the potential to enter the environment via leaching into runoff from wind driven rain. The following field study correlates wind driven rain to runoff and measured the release of several commonly used organic biocides (terbutryn, Irgarol 1051, diuron, isoproturon, OIT, DCOIT) in organic facade coatings from four coating systems. During one year of exposure of a west oriented model house facade in the Zurich, Switzerland area, an average of 62.7 L/m 2 , or 6.3% of annual precipitation came off the four facade panels installed as runoff. The ISO method for calculating wind driven rain loads is adapted to predict runoff and can be used in the calculation of emissions in the field. Biocide concentrations tend to be higher in the early lifetime of the coatings and then reach fairly consistent levels later, generally ranging on the order of mg/L or hundreds of μg/L. On the basis of the amount remaining in the film after exposure, the occurrence of transformation products, and the calculated amounts in the leachate, degradation plays a significant role in the overall mass balance.
Environmental Science & Technology, 2009
The European Biocidal Products Directive 98/8/EC requires a risk assessment concerning possible e... more The European Biocidal Products Directive 98/8/EC requires a risk assessment concerning possible effects of active ingredients on the environment. Biocides can be leached from treated materials exposed to outdoor use. These emissions have to be estimated and evaluated during the authorization procedure. Different immersion and irrigation tests were performed to investigate leaching of biocides from façade coatings. Several marketed formulations of textured coatings and paints spiked with a mixture of commonly used active ingredients (OIT, DCOIT, IPBC, carbendazim, isoproturon, diuron, terbutryn, and Irgarol 1051) were investigated. The emission process can be described by time-dependent functions that depend on the test conditions. The results of all test procedures confirm that leachability is related to water solubility and n-octanol-water partition coefficient of the active ingredients and that leaching of biocides from façade coatings is mainly a diffusion controlled process. Other factors like the composition of the product, availability and transport of water, concentration of active ingredients in the coatings, as well as UV-exposure of the coatings influence biocide emissions.
Environmental Pollution, 2008
We present direct evidence of the release of synthetic nanoparticles from urban applications into... more We present direct evidence of the release of synthetic nanoparticles from urban applications into the aquatic environment. We investigated TiO 2 particles as these particles are used in large quantities in exterior paints as whitening pigments and are to some extent also present in the nano-size range. TiO 2 particles were traced from exterior facade paints to the discharge into surface waters. We used a centrifugation based sample preparation which recovers TiO 2 particles between roughly 20 and 300 nm. Analytical electron microscopy revealed that TiO 2 particles are detached from new and aged facade paints by natural weather conditions and are then transported by facade runoff and are discharged into natural, receiving waters. Microscopic investigations are confirmed by bulk chemical analysis. By combining results from microscopic investigations with bulk chemical analysis we calculated the number densities of synthetic TiO 2 particles in the runoff.
Building and Environment, 2012
Organic architectural coatings require the use of biocides to prevent microbial defacement of bui... more Organic architectural coatings require the use of biocides to prevent microbial defacement of building façades. The biocides are meant to slowly release to the surface, but they can still potentially enter the environment via runoff during rain events. Accurate source emissions estimates are necessary for risk assessments, and knowledge of the release mechanism can aid both regulators and producers alike. In this study, several biocides and several market and reference coating systems were subjected to regular irrigation and drying cycles with varying temperature conditions. The results were compared to other studies and models from the controlled release literature, demonstrating diffusion controlled release with dependence on the experimental conditions. The role of wetting and drying cycles in accelerating release is highlighted.