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Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK

Bundesamt für Umwelt BAFU

Entsorgung von Nanoabfällen

André Hauser

Abteilung Abfall, Stoffe, Biotechnologie

2André Hauser, BAFU | 9. Schweizer Sonderabfalltag, 5. Juni 2012, Olten

Nanomaterialien, Nanoobjekte, Nanostrukturen

Nano-Komposite,

die NPR enthalten

Nano-Objekt(eine oder mehrere externe Dimensionen auf der Nanoskala)

Nanomaterial(externe oder interne Dimensionen auf der Nanoskala)

Nano-strukturiertes Material(interne oder Oberflächen-Struktur auf der Nanoskala)

Nanotechnologie

NanofaserNano-partikel

Nano-plättchen

NPR


Chemische Verbindungen

• Kohlenstoffverbindungenz.B. Fullerene; Carbon Black; Carbon Nanotubes

• Oxidez.B. TiO2, CeO2, SiO2

• Metallez.B. Ag

• Halbleiter• Organische Polymere• "Bio-inspired Nanomaterials„

z.B. Micellen, Liposomen, Protein-Partikel


Potentielle Risiken beim Umgang mit Nanomaterialien• Erhöhte toxische Wirkung durch grössere

spezifische Oberfläche• Grössere Bioverfügbarkeit durch kleinere Partikel• Unbekannte Auswirkungen aufgrund anderer

chemisch-physikalischen Eigenschaften des gleichen Materials in mikro- oder makroskaliger Erscheinung

• Können biologischer Barrieren durchdringen(Lunge -> Blutbahn)

• Ähnliche Wirkung bestimmter CNT wie Asbest-Fasern möglich


Entsorgung von Abfällen mit Nanomaterialien• Abfälle aus der Herstellung und Verarbeitung von

synthetisch hergestellten Nanomaterialien• Abfälle von Nanopartikeln oder –stäbchen (NPR) in

Pulverform oder Suspensionen• Gegenstände, die mit NPR verunreinigt sind (z.B.

Behälter, Wischtücher, Schutzausrüstung)• Abfälle mit NPR, die z.B. bei der Entsorgung

freigesetzt werden können• Abfälle von Konsumgütern, die synthetisch hergestellte

Nanomaterialien enthalten• z.B. Kunststoffe, elektronische Geräte

• De-Novo erzeugte Nanopartikel• z.B. Verbrennungsrückstände


Konzeptpapier


Klassierung

Abfälle aus der Herstellung oder der industriellen und gewerblichen Verarbeitung von Nanomaterialien

Abfall enthält Nanomaterialien Abfall enthält keine Nano-materialien

Abfall enthält freie oder sich freisetzende NPR

Abfall enthält Nanostrukturen, die sich nichtfreisetzen

NPR mit unbekanntem oder erhöhtem Risikopotential

NPR mit nachweislich geringem nano-spezifischen Risiko

Sonderabfall


Vorsorgeraster

• Ausfüllen und Auswerten im Hinblick auf die Entsorgung

• Klasse B => Sonderabfall

• Ausser: Risikoverdacht wird durch weitere Untersuchungen entkräftet


Abfallcode

• Zuordnung des Abfallcodes nach Herkunft und Materialeigenschaften z.B.• Nanoskalige Silikate in Ethanol/Isopropanol

=> 07 07 04 S Andere organische Lösungsmittel, …

• Falls kein zutreffender Code gefunden wird: Kapitel 16 03• 16 03 03 S Anorganische Abfälle, die gefährliche Stoffe

enthalten• 16 03 05 S Organische Stoffe, die gefährliche Stoffe

enthalten

• Ergänzung der Abfallbezeichnung mit nanospezifischen Informationenz.B. enthält nanoskalige Silikate


Grundsätze zur Entsorgung

• Keine Vermischung von Nano-Sonderabfällen mit anderen Abfällen (ausgenommen spezifische Aufbereitung für die nachfolgende Behandlung)

• Weitergabe der notwendigen Information an Entsorgungsunternehmen (z.B. Begleitschein)

• Freisetzung von NPR verhindern (z.B. durch Konditionierung am Ort der Entstehung)

• Rückstände aus der Behandlung sollen keine freien oder freisetzbaren NPR mehr aufweisen (z.B. gesichert Verbrennen, Auflösen, Sintern)

• Persönliche Schutzausrüstung• Räumliche Trennung von Nano-Abfällen


CeO2 in einer KVA

CeO2-Aufgabe

Schlacke Filterstaub Abluft


Angewandte Silberpartikel in Textilien


Abfallbehandlung

• Abwasser (CH: 10 kg Ag / Jahr)• Abwasserbehandlung• Transfer von Ag in Klärschlamm(95%)• Verbrennung von Klärschlamm

• Masterbatch (CH: 10 kg Ag / Jahr)• Verbrennung

• Sonderabfallbehandlung / Recycling• Recyclingoptionen

• Tiefe Konzentrationen in Textilien• Detektion und Extraktion nicht machbar


Partikel aus der Aufbereitung von Elektronikschrott

Metallpartikel < 100 nm eingebettet in grössere Kunststoffpartikel


Nanopartikel in Konsumgütern

• Bilanzierung von Art und Mengen von kurz-und langlebigen Konsumgütern mit Nanomaterialien und ihre Relevanz für die Abfallwirtschaft.

• Recherche über Forschungsarbeiten zum Verhalten von Nanomaterialien in bei Entsorgungsprozessen

• Konzept für ein umweltverträgliches und sicheres Abfallmanagement für Nanoprodukte spezifisch in Bezug auf die schweizerische Abfallwirtschaft

• Identifizierung von wesentlichen Wissenslückenund Vorschläge zur Beantwortung der Wissenslücken


De-Novo Erzeugung von Nanopartikel

• Charakterisierung von Verbrennungsrückständen einschliesslich des Anteil < 100 nm

• Charakterisierung von pulverförmigen Produkten (z.B. Pigmente TiO2, ZnO, SiO2)

• Modellierung des Eintrags in Deponien

• Wie relevant sind synthetische im Vergleich zu De-Novo erzeugten Nanopartikel?

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