TecEUS – Technology-critical elements in urban spheres

The project aims at the systematic quantification of drivers, sources, pathways and sinks as well as environmental and human health threats of technology-critical elements (TCEs; e.g. indium, gold, antimony, neodymium) in the urban spheres of Vienna. For the first time, TCE fluxes will be studied at urban scales. TCEs are key components in novel technologies (e.g. electronic devices, cars, thin-layer photovoltaics, nanoparticles and contrast agents in medical imaging). Due to their abundant use, TCEs are increasingly released into the environment during manufacturing, use and disposal. Substantial knowledge is missing with regards to current levels found in the environment, environmental cycles and potential health hazards of TCEs. The potential toxicity to human health and the environment requires the development of analytical techniques, monitoring and scenario modelling to inform precautionary policy and requirements for innovation. Within this project, TCEs levels will be measured systematically in water, soil, plants, aerosol, supported by citizen science approaches involving residents and gardeners. Novel analytical techniques based on mass spectrometry will allow to detect the low levels of TCEs expected in natural samples. Green façades and plants will be evaluated for the efficiency to bind airborne TCEs both in field studies and in controlled greenhouse experiments. A simplified socio-ecological model will be developed depicting the biophysical stocks and flows of TCEs and their human health implications along with the development of prospective scenarios and monitoring requirements. Maps of exposure and emissions will be made publicly available. The transdisciplinary project combines analytical environmental chemistry (Montanuniversität Leoben, Dept. of Chemistry), landscape engineering (University of Natural Resources Vienna, Institute of Soil Bioengineering and Landscape Construction), socio-ecological modelling (University of Natural Resources Vienna, Institute of Social Economy) and human health (Medical University Vienna, Centre of Public Health).

Das TecEUS (Technology-critical Elements in Urban Spheres) Projekt erforschte die Verteilung von wichtigen technologie-kritischen Elementen (TCEs) wie Indium, Gold, Antimon und Neodym in Wien, Österreich. Diese Elemente sind entscheidend für moderne Technologien in den Bereichen Gesundheitswesen, Transport und Elektronik. Mithilfe fortschrittlicher Techniken zielte das Projekt darauf ab, das Vorkommen dieser Elemente in der Umwelt besser zu verstehen. Das Projekt erfüllte erfolgreich seine Ziele und produzierte wichtige Forschungspublikationen. Es zeigte, dass TCEs in städtischem Staub vorhanden sein können und mit menschlichen Aktivitäten verbunden sind, was die Notwendigkeit unterstreicht, TCEs in Umweltüberwachungspläne einzubeziehen. Das Projekt identifizierte auch Lücken in den aktuellen Methoden, wie den Bedarf an umfassenderen Referenzmaterialien. TecEUS untersuchte, wie grüne Fassaden und urbane Gärten TCEs filtern und akkumulieren können. Es wurden TCE-Werte in Wasser, Boden, Pflanzen und Luft gemessen, unterstützt von Anwohnern und Gärtnern. Neue Techniken halfen, niedrige TCE-Werte in diesen Proben zu erkennen. Grüne Fassaden und Pflanzen wurden sowohl in realen Umgebungen als auch in kontrollierten Experimenten getestet, um zu sehen, wie gut sie TCEs aus der Luft aufnehmen. Das Projekt erstellte den ersten umfassenden Datensatz über TCEs in der Wiener Umwelt, der für zukünftige Forschungen wertvoll sein wird. Diese Daten helfen, die Verteilung von TCEs zu verstehen und unterstützen weitere Studien zu ihren Umwelt- und Gesundheitsauswirkungen. Ein vereinfachtes sozio-ökologisches Modell wurde entwickelt, um die biophysikalischen Bestände und Flüsse von TCEs sowie deren Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit darzustellen. Dieses Modell umfasste zukünftige Szenarien und Überwachungsanforderungen und zeigte, wie die weitverbreitete Anwendung von TCEs in Produkten, insbesondere in den Bereichen Mobilität und Energie, quantitativ mit Umwelt- und Gesundheitsproblemen verbunden werden kann. Die Materialflussanalyse (MFA) skizzierte Forschungslücken und zukünftige Schritte für eine systematische Überwachung und Szenariomodellierung. Die entwickelten Szenarien veranschaulichen, welche Strategien der Kreislaufwirtschaft am effektivsten die Nachfrage nach und die Verbreitung von TCEs reduzieren können und leiten somit politische Entscheidungsträger an, wie Gesundheitsauswirkungen im Zusammenhang mit der erhöhten Nutzung von TCEs gemindert werden können. TecEUS ist das erste Projekt, das Fachwissen aus den Bereichen Chemie, Datenanalyse, Vegetationswissenschaft, sozioökonomische Modellierung und Public Health kombiniert. Dieser breite Ansatz bot eine umfassende Sicht auf die Forschung und lieferte wichtige Erkenntnisse und Empfehlungen für zukünftige Überwachungs- und Politikentscheidungen.