Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK Bundesamt für Umwelt BAFU Abteilung Abfall, Stoffe, Biotechnologie Entsorgung von Nanoabfällen André Hauser
Nanomaterialien, Nanoobjekte, Nanostrukturen Nanotechnologie Nanomaterial (externe oder interne Dimensionen auf der Nanoskala) Nano-Objekt (eine oder mehrere externe Dimensionen auf der Nanoskala) Nano-strukturiertes Material (interne oder Oberflächen-Struktur auf der Nanoskala) Nanofaser Nanopartikel Nanoplättchen Nano- Komposite, die NPR enthalten NPR 2
Chemische Verbindungen Kohlenstoffverbindungen z.b. Fullerene; Carbon Black; Carbon Nanotubes Oxide z.b. TiO2, CeO2, SiO2 Metalle z.b. Ag Halbleiter Organische Polymere "Bio-inspired Nanomaterials z.b. Micellen, Liposomen, Protein-Partikel 3
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 4
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 5
Konzeptpapier 6
Klassierung Abfälle aus der Herstellung oder der industriellen und gewerblichen Verarbeitung von Nanomaterialien Abfall enthält Nanomaterialien Abfall enthält freie oder sich freisetzende NPR NPR mit unbekanntem oder erhöhtem Risikopotential Sonderabfall NPR mit nachweislich geringem nanospezifischen Risiko Abfall enthält Nanostrukturen, die sich nicht freisetzen Abfall enthält keine Nanomaterialien 7
Vorsorgeraster Ausfüllen und Auswerten im Hinblick auf die Entsorgung Klasse B => Sonderabfall Ausser: Risikoverdacht wird durch weitere Untersuchungen entkräftet 8
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 Informationen z.b. enthält nanoskalige Silikate 9
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 10
CeO 2 in einer KVA CeO 2 -Aufgabe Schlacke Filterstaub Abluft 11
Angewandte Silberpartikel in Textilien 12
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 13
Partikel aus der Aufbereitung von Elektronikschrott Metallpartikel < 100 nm eingebettet in grössere Kunststoffpartikel 14
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 Wissenslücken und Vorschläge zur Beantwortung der Wissenslücken 15
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? 16