A review of technological solutions to prevent or reduce marine plastic litter in developing countries

Growing global plastic production combined with poor waste collection has led to increasing amounts of plastic debris being found in oceans, rivers and on shores. The goal of this study is to provide an overview on currently available technological solutions to tackle marine plastic litter and to assess their potential use in developing countries. To compile an inventory of technological solutions, a dedicated online platform was developed. A total of 51 out of initially 75 submitted solutions along the plastics value chain were assessed by independent experts. Collection systems represent more than half of the shortlisted solutions. A quarter include processing and treatment technologies, either as a stand-alone solution (30%) or, more commonly, in combination with a first litter capturing step. Ten percent offer digital solutions. The rest focuses on integrated waste management solutions. For each stage in the source-to-sea spectrum—land, rivers, sea—two illustrative examples are described in detail. This study concludes that the most cost-effective type of solution tackles land-based sources of marine litter and combines technology with people-oriented practices, runs on own energy sources, connects throughout the plastics value chain with a convincing valorization plan for captured debris, and involves all relevant stakeholders

Knowledge base to facilitate anthropogenic resource assessment

The traditional mining sector uses resource assessments to estimate the mineability of natural resources. The results are communicated to investors, authorities and corporate management boards in a standardized manner, at least on a country level. The recycling sector also requires estimates of recoverable anthropogenic resources. Evidence-based resource assessment, including the selection of parameters for characterising resources and methods for assessing their recoverability, is essential to obtain comparable estimates over time and across scales. Within this report, the COST Action MINEA presents a practical and user-friendly knowledge base for facilitating anthropogenic resource assessments. The fouces is on extractives industry residues, residues in landfills, residues from municipal solid waste incineration as well as construction & demolition waste flows. The key objectives are: To relate current knowledge levels, gaps and future needs to assessments of viability of anthropogenic resource recovery. To review case studies that demonstrate anthropogenic resource assessment in combination with resource classification in order to communicate the viability of anthropogenic resource recovery. We encourage academics, businesses and government organisations to use this report for: designing and developing case studies, future planning, developing standards for characterizing resource quantities and evaluating their recoverability, and collecting and harmonizing resource statistics. ************* The “Mining the European Anthroposphere” (MINEA) is a pan-European expert network, which received funding from the COST Association between 2016 and 2020. The network pools knowledge for estimating the future recoverability of raw materials from anthropogenic resources

Mines of Tomorrow : eine neue Methodik zur Bewertung und Klassifizierung von Anthropogenen Ressourcen

Zusammenfassung in deutscher SpracheDas Kernstück dieser Dissertation sind anthropogene Ressourcen, die hier als Lager und Flüsse von Materialien definiert werden, die von Menschen geschaffen oder durch menschliche Aktivitäten verursacht werden, und auf welche potentiell zugegriffen werden kann wenn nötig". Verschiedene politische Initiativen der jüngsten Vergangenheit zielen auf die effiziente Nutzung von Ressourcen ab. Sie deuten somit auf ein gesteigertes Bedürfnis hin, ein ganzheitliches Bild über die insgesamt verfügbaren und potentiell abbaubare Rohstoffe zu erhalten, welche sowohl in der Lithosphäre als auch in der Anthroposphäre vorhanden sind. Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist es, eine Methode zur Klassifizierung und Bewertung von anthropogenen Ressourcen, d.h. für Abfallströme und Materiallager, in Analogie zu bestehenden Konzepten für geogenen Lagerstätten zu entwickeln. Drei große Themenbereiche werden in dieser Arbeit behandelt. Die erste grundlegende zu beantwortende Frage lautet, ob das Klassifikationssystem "United Nations Framework Classification for Fossil Energy and Mineral Reserves and Resources 2009" (UNFC-2009), prinzipiell auch auf anthropogene Ressourcen angewendbar ist. Das zweite Themenfeld beschäftigt sich mit den Eigenschaften von anthropogenen Lagerstätten, welche im Rahmen ihrer Klassifizierung berücksichtigt werden müssen. In diesem Zusammenhang werden nicht nur die Unterschiede von anthropogenen Ressourcen im Vergleich zu geogenen Lagerstätten untersucht, sondern auch die Unterschiede innerhalb der sehr heterogenen Gruppe von anthropogenen Ressourcen beleuchtet. Der dritte Themenschwerpunkt konzentriert sich auf verschiedene Settings der Klassifizierung von anthropogenen Ressourcen. Ziel ist es, spezifische Methoden, Kriterien und Indikatoren zu entwickeln, um systematisch verschiedene Arten von anthropogenen Rohstoffvorkommen innerhalb der drei Achsen / Dimensionen von UNFC-2009 zu verorten. Diese umfassen 1) das Wissen über die Zusammensetzung und den gewinnbaren Anteil an Materialien, 2) die technische Machbarkeit und den Projektstatus und 3) die sozio-ökonomische Machbarkeit. Drei wissenschaftliche Artikel vervollständigen diese Dissertation. Der erste Artikel präsentiert ein erstes Bewertungsverfahren für die Rückgewinnung von Ressourcen aus obsoleten Lagern anhand einer Fallstudie zum Rückbau einer alten Deponie in Belgien. Damit soll die mögliche Integration von anthropogenen Ressourcen in UNFC-2009 ganz grundsätzlich gezeigt werden. Darauf aufbauend war das Hauptziel der beiden folgenden Artikel, ein allgemeines Konzept für die Bewertung und Klassifizierung von verschiedenen weiteren Arten von anthropogenen Ressourcen zu entwickeln. Während der erste Artikel die grundlegende Frage beantwortet, ob UNFC-2009 auch für die Kllassifizierung von anthropogenen Lagerstätten geeignet ist (Top-Down-Ansatz), wurden im zweiten Artikel verschiedene anthropogenen Rohstoffvorkommen im Detail betrachtet, um sie bestmöglich in ein Klassifikationssystem zu integrieren, welches ursprünglich für geogene Ressourcen geschaffen wurde (Bottom-Up-Ansatz). Der dritte Artikel bringt dann diese beiden Perspektiven zusammen. Um der Heterogenität von anthropogenen Ressourcen Rechnung zu tragen, wurde die neu entwickelte Methodik auf drei Fallstudien angewendet: 1) Rückbau einer Altdeponie (obsolete Lager), 2) Recycling von obsoleten Computern (Abfallströme) und 3) Recycling von Permanentmagneten aus Windturbinen (Lager in Nutzung). Das Anliegen und der wichtigste Beitrag dieser Arbeit ist es, die Grundlage für eine umfassende Wissensbasis bezüglich verschiedener bestehender und potentiell abbaubarer anthropogener Ressourcenbestände zu schaffen. Die Integration von geogenen und anthropogenen Ressourcen in UNFC-2009 ermöglicht eine ganzheitliche Eischätzung und Bewertung der Rohstoffversorgungssituation. Außerdem können Kritikalitätsüberlegungen auf anthropogene Materialbestände ausgeweitet werden. Darüber hinaus können auf Grundlage der Klassifikationsergebnisse abfallwirtschaftliche Entscheidungen sowie das Design von Produkten hinsichtlich potentieller zukünftiger Ressourcen-Rückgewinnung optimiert werden. Diese Methodik wird politische Entscheidungsträger, potentielle Investoren sowie Abfallwirtschaftsunternehmen in Zukunft dabei unterstützen, anthropogenen Rohstoffvorkommen zu klassifizieren und mögliche Extraktionsprojekte in systematischer und transparenter Weise zu priorisieren. Schlagwörter: Anthropogene Ressourcen; Ressourcenklassifizierung; United Nations Framework Classification for Fossil Energy and Mineral Reserves and Resources 2009 (UNFC-2009), Ressourcenpolitik, Urban Mining, KreislaufwirtschaftThis PhD thesis is concerned with anthropogenic resources, which are defined here as -stocks and flows of materials created by humans or caused by human activity, which can be potentially drawn upon when needed-. Various recent policy initiatives, promoting the efficient use of resources, indicate an increasing need for a comprehensive picture of totally available and potentially minable raw materials originating from both the lithosphere and the anthroposphere. The overall goal of this thesis is to develop a method for the classification and evaluation of anthropogenic resources, meaning for waste flows and material stocks, in analogy to existing concepts used for geogenic resource deposits. To achieve this goal, three major topics are tackled in this PhD thesis. The first fundamental question to be answered is, whether the "United Nations Framework Classification for Fossil Energy and Mineral Reserves and Resources 2009" (UNFC-2009) can in principle be applied to anthropogenic resources. The second topic deals with the general characteristics of anthropogenic resource deposits, which are to be considered for their classification. In this context, not only the differences of anthropogenic resources compared to geogenic resource deposits are taken into account, but also the differences within the heterogeneous group of anthropogenic resources. The third knowledge area investigates different settings of anthropogenic resource classification, to provide specific methods, indicators and criteria in order to systematically map different types of anthropogenic resource deposits within the three axes / dimensions of UNFC-2009, i.e. "knowledge on composition and extractable material content", "technical and project feasibility" and "socioeconomic viability". This thesis comprises three research papers. The first paper presents an initial evaluation procedure for mining obsolete stocks, more specifically for a case study on landfill mining, to facilitate the integration of anthropogenic resources into UNFC-2009. Building on these results, the main goal for the following two research papers was to develop a general concept that allows for evaluating and classifying various other types of anthropogenic resources, by going beyond landfill mining. While the first paper answers the basic question, whether the framework is generally suitable for anthropogenic deposits (top-down approach), the focus of the second paper was more on the nature of various anthropogenic resource deposits, to see, how they can be fit into a classification system, that has originally been designed for geogenic resources (bottom-up approach). The third paper brings those two perspectives together. In order to account for the heterogeneity of anthropogenic resources, the newly developed method was applied to case studies for landfill mining (obsolete stocks), recycling of obsolete personal computers (waste flows) and recovering materials from in-use wind turbines (in-use stocks). The major contribution of this PhD thesis is to lay a foundation for a comprehensive knowledge base of various existing potentially minable anthropogenic resources. The integration of geogenic and anthropogenic resources into UNFC-2009 will facilitate complete and comprehensive assessments of raw material supply. Also, criticality considerations can be extended by including anthropogenic material stocks. In addition, waste management as well as product designs can be optimized, based on the classification results, to facilitate future resource recovery. This methodology will assist governments, potential investors and waste management companies in the future to classify anthropogenic resource deposits and prioritize potential extraction projects in a systematic and transparent way. Keywords: Anthropogenic resources; Resource classification; United Nations Framework Classification for Fossil Energy and Mineral Reserves and Resources 2009 (UNFC- 2009); Resource policy, Urban Mining, Circular Economy13

The role of anthropogenic resource classification in supporting the transition to a circular economy

A successful transition to a Circular Economy, as promoted by the European Commission, requires solid information on the future availability of anthropogenic resources. Anthropogenic resources are human-made material stocks and flows, such as old landfills, buildings or different waste streams. A case study approach was adopted in this paper to investigate the role of the classification of anthropogenic resources in supporting the transition to a Circular Economy. The first objective is to identify the motivation and scope of the reviewed case studies. The second objective is to investigate to what extent they address the challenges linked to anthropogenic resource recovery. The third objective is to elicit in how far resource classification can contribute to promote anthropogenic resource recovery and to support the EU Action Plan for the Circular Economy. This paper includes case studies that classify materials recovered from old landfills, built infrastructure, national secondary metal stocks, electrical and electronic waste and waste incineration residues. With respect to anthropogenic resource recovery, five areas were identified, in which resource classification can have a meaningful contribution in the future, namely in knowledge management, research and development, policy support, (pre-) feasibility studies, and marketing. In a wider Circular Economy context, resource classification can play a key role in assessing anthropogenic resources in analogy to natural resources for integrated resource management. Further, it can be useful to improve communication along the value chain, e.g., to optimize waste management operations, processes and products for enhanced resource recovery and recyclability. Resource classification can also help compare different Circular Economy options. The paper concludes that a standardized classification, which encompasses guidance on detailed assessment of different types of anthropogenic resources, is necessary. This should take into account the fact that the availability of resources does not solely depend on the material quantities, but also on the technical, operational, economic, social, environmental and regulatory conditions which cumulatively enable or prevent recovery of these resources

Vorratsklassifikation von anthropogenen Ressourcen: Historischer Kontext, Kurzvorstellung und Ausblick

Das Arbeitspapier findet sich in gekürzter Form im Konferenzband der Recy & DepoTech 2018 veröffentlicht.Vorratsklassifikation hat im Bergbau eine lange Tradition und dient der systematischen Kategorisierung von mineralischen Ressourcen in Lagerstätten. Damit werden Informationsgrundlagen geschaffen um Bergbauunternehmen und Investoren einen Überblick über die Entwicklung ihres Projektportfolios zu geben, und staatlichen Einrichtungen eine nationale Rohstoffplanung zu ermöglichen. Für Ressourcen in anthropogenen Quellen wie Halden, Deponien, Gebäuden, Konsumgütern oder auch industriellen Prozessen gab es bis vor kurzem keine international anerkannte Methode zur Vorratsklassifikation. Die Rahmen-Vorratsklassifikation der Vereinten Nationen (R-VK), mit ihrer auf anthropogene Ressourcen erweiterten Anwendungsmöglichkeit, füllt nun diese Lücke. Dieses Arbeitspapier gibt einen historischen Abriss über die Entwicklung der R-VK und zeigt deren gesellschaftlichen Anspruch im Wandel der Zeit auf, stellt die Spezifikationen der R-VK für anthropogene Ressourcen und deren Nutzen vor, und zieht Schlussfolgerungen in Hinblick auf zukünftige Entwicklungsmöglichkeiten.1