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Emissionen persistenter organischer Schadstoffe

Die Emissionsentwicklung persistenter organischer Schadstoffe verläuft uneinheitlich. Minderungserfolge sind bei den polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen zu verzeichnen. Umweltwirksamkeit von persistenten organischen Schadstoffen Persistente organische Schadstoffe (Persistent Organic Pollutants, POPs) werden in der Umwelt nur langsam abgebaut. Besondere Umweltrelevanz ergibt sich daraus, dass sie nach ihrer Freisetzung in der Umwelt verbleiben und sich in der Nahrungskette anreichern. Damit können sie ihre schädigende Wirkung auf Ökosysteme und Mensch langfristig entfalten. Einige POPs weisen eine hohe Toxizität auf – in der breiten Öffentlichkeit wurde dies durch Unglücke wie in Seveso deutlich. Da sie weiträumig transportiert werden, können sie nach ihrer ⁠ Deposition ⁠ selbst in entlegenen Gebieten zu einer Belastung führen. Zu den POPs gehören Chemikalien, die zum Zwecke einer bestimmten Anwendung hergestellt werden (zum Beispiel ⁠ Pflanzenschutzmittel ⁠ und Industriechemikalien) aber auch solche, die unbeabsichtigt bei Verbrennungs- oder anderen thermischen Prozessen entstehen (sogenannte ⁠ uPOPs ⁠ wie polychlorierte Dibenzo-p-dioxine und –furane (PCDD/F) oder polyaromatische Kohlenwasserstoffe (⁠ PAK ⁠) (siehe Tab. „Emissionen persistenter organischer Schadstoffe nach Quellkategorien“). Internationale Regelungen zum Schutz vor persistenten organischen Schadstoffen Im Rahmen der Konvention über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigungen ( Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution , CLRTAP) der ⁠ UN ⁠-Wirtschaftskommission für Europa (⁠ UNECE ⁠) wurde 1998 ein Protokoll zur Reduktion der POP-Emissionen von 32 Staaten und der EU unterzeichnet. Deutschland hatte hierzu unter Federführung des Umweltbundesamts technische Basisdokumente erstellt, zum Beispiel zum Stand der Technik der Emissionskontrolle stationärer Quellen. 2009 wurde das Protokoll novelliert; Regelungen zu sieben weiteren POPs wurden aufgenommen und bestehende Regelungen aktualisiert. Darüber hinaus ist seit 2004 das weltweit geltende Stockholmer Übereinkommen zu POPs in Kraft, das inzwischen von 186 Staaten ratifiziert wurde. Beide Vertragswerke, das POPs-Protokoll und die Stockholm-Konvention, regeln derzeit über 20 verschiedene POPs, die aber nicht alle deckungsgleich in beiden Abkommen vertreten sind. Zudem werden neue POPs aufgenommen. Die formulierten Ziele der Abkommen richten sich im Detail nach dem jeweils betroffenen ⁠ Stoff ⁠ und umfassen alle Möglichkeiten vom Verbot über Substitution bis hin zu der Anforderung, dass die Emissionen des Stoffes den Wert eines Referenzjahres zukünftig nicht überschreiten darf. Umfang der Emissionen Die Schätzungen der Emissionen unbeabsichtigt freigesetzter POPs (⁠ uPOPs ⁠) sind in der Regel mit größeren Unsicherheiten behaftet als die der Schadstoffe, die beabsichtigt eingesetzt werden. Polychlorierte Biphenyle (PCB) Polychlorierte Biphenyle (⁠ PCB ⁠) sind in ihrer Anwendung strikt reglementiert, teilweise bereits seit Jahrzehnten. Rund zwei Drittel der insgesamt eingesetzten PCB von rund 100 Tausend Tonnen (Tsd. t) befinden sich geschlossen in Trafos, Kondensatoren oder Hydraulikflüssigkeit. Die restlichen Anwendungen in offenen Systemen (zum Beispiel Dichtungsstoffe, Anstriche und Weichmacher) liegen schon lange zurück. Daher werden die verbleibenden Emissionen der laufenden Anwendungen nur noch gering eingeschätzt (1990: 1.736 kg, 2022: 213 kg). Die Entsorgungssituation ist dennoch problematisch, da bei nicht kontrolliertem Verbleib von erheblichen Re-Emissionen auszugehen ist. Dioxine Polychlorierte Dibenzodioxine und -furane (⁠ PCDD/PCDF ⁠, kurz oft ⁠ Dioxine ⁠ genannt) entstehen in Gegenwart von Chlorverbindungen bei jeder nicht vollständigen Verbrennung. Größte Quelle war 1990 noch die Abfallverbrennung in der Energiewirtschaft, deren Eintrag heute jedoch vernachlässigbar ist. Von insgesamt ca. 814 Gramm (Emissionsangaben in I-⁠ TEQ ⁠: Internationales Toxizitätsäquivalent) im Jahr 2022 stammten rund die Hälfte aus der Energiewirtschaft und 15 % aus den Industrieprozessen, dort fast ausschließlich aus der Metallindustrie (größtenteils aus Sinteranlagen). 37 % stammen aus Haus- und Autobränden. Insgesamt sanken die Emissionen zwischen 1990 und 2009 um etwa 85 % und stagnieren seither auf diesem Niveau beziehungsweise fluktuieren leicht. Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) Zu den polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (⁠ PAK ⁠) gehören über 100 Verbindungen. ⁠ PAK ⁠ entstehen durch unvollständige Verbrennung. Hauptquellgruppe sind mit Abstand die kleinen Feuerungsanlagen der Haushalte. Die vorhandenen Messwerte sind jedoch mit hohen Unsicherheiten verbunden, da ähnlich wie bei den Dioxinen eine repräsentative Aussage zum Nutzerverhalten bei kleinen Feststofffeuerungen nicht möglich ist. Weiterhin gibt es Schätzungen (unterschiedlicher Qualität) zu PAK-Emissionen der Stahl- und mineralischen Industrie sowie von Kraftwerken und Abfallverbrennungsanlagen. Insgesamt ist das deutsche PAK-Inventar jedoch fast vollständig, da diese Emissionen weitestgehend aus Verbrennungsprozessen entstehen, die gut überwacht werden. Hexachlorbenzol (HCB) Die Datenlage für ⁠ HCB ⁠ ist deutlich schlechter als für ⁠ Dioxine ⁠/Furane und ⁠ PAK ⁠. Dieser Schadstoff wird in Anlagen normalerweise nicht gemessen, da er nicht gesetzlich geregelt ist. Seit 1977 ist HCB als reiner Wirkstoff in der Anwendung als ⁠ Pflanzenschutzmittel ⁠ verboten. Jedoch kann es als chemische Verunreinigung in anderen Wirkstoffen vorkommen. Mit Hilfe des Bundesamts für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) konnten erstmals für die Berichterstattung 2016 HCB-Emissionen für diesen Bereich über die Inlandsabsätze der Pflanzenschutzmittel mit den Wirkstoffen Chlorthalonil und Picloram seit 1990 bis 2016 und der zulässigen HCB-Maximalgehalte ermittelt werden. ⁠ Lindan ⁠ ist bis zum Anwendungsverbot im Jahr 1997 berücksichtigt. Der rückläufige Trend ist nicht nur auf verminderte Maximalgehalte zurückzuführen, sondern auch auf die schwankenden Absatzmengen sowie die jeweiligen Wirkstoffzulassungen. Verschiedene Branchen, bei denen HCB-Emissionen zu erwarten wären, sind derzeit noch unberücksichtigt, wie zum Beispiel die Metallindustrie und die Zementindustrie. Weitere POPs Für weitere prioritär betrachtete POPs liegen wenig belastbare oder sehr geringe Emissionsschätzungen vor oder die Substanzen wurden in Deutschland weder hergestellt noch angewendet. Gleichwohl sind Immissionen über den Import nicht auszuschließen. Gleiches gilt für Ausgasungen von im Inland früher einmal verwendeten Produkten, für die die großräumige Immissionssituation vernachlässigbar ist (zum Beispiel ⁠ DDT ⁠ und ⁠ Lindan ⁠ im Holzschutz von Innenbauten der neuen Länder). Trends Weitere Emissionsminderungen sind bei Dioxinen (PCDD/F) aufgrund der bereits vollzogenen Maßnahmen nur noch in geringem Umfang zu erwarten. Die Benzo(a)pyren- (BaP-) Emissionen dürften sich großräumig bei den Kleinfeuerungen (Kamine, Öfen) durch Brennstoffsubstitution und -einsparung weiter verringern, solange der Holzeinsatz in der Kleinfeuerung nicht weiter zunimmt. Die hier vereinzelt bei Anlagen der Eisen- und Stahlindustrie noch vorhandenen Reduktionspotenziale haben vor allem lokale Bedeutung. Bei ⁠ PCB ⁠ könnte die Altlastenproblematik mangels Kontrolle der umweltgerechten Rückführung vornehmlich durch Aufklärung entschärft werden. Bei Chlorparaffinen gibt es ein Stoffsubstitutionspotenzial kurzkettiger durch langkettige Stoffe. Die Verwendung kurzkettiger Chlorparaffine in der metallverarbeitenden Industrie und in der Lederverarbeitung und Zurichtung wurde in der EU mit der Richtlinie 2002/45/EG im Jahre 2002 verboten.

Ermittlung von potentiell POP-haltigen Abfällen und Recyclingstoffen - Ableitung von Grenzwerten

Das Projekt "Ermittlung von potentiell POP-haltigen Abfällen und Recyclingstoffen - Ableitung von Grenzwerten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB), Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: Ramboll Deutschland GmbH.Die Stoffe/Stoffgruppen Hexabromcyclododekan (HBCD), Hexachlorbutadien (HCBD), polychlorierte Naphtaline (PCN), Pentachlorphenol (PCP) und kurzkettige chlorierte Paraffine (SCCP) wurden zur Aufnahme in das Stockholmer Übereinkommen über persistente organische Schadstoffe vorgeschlagen. Damit sind sie auch Kandidaten der europäischen POP-Verordnung. Diese sieht für die Entsorgung von POPs enthaltenden Abfällen bestimmte Entsorgungsverfahren in Abhängigkeit von Grenzkonzentrationen vor. Die Stoffe wurden in der Vergangenheit Produkten zugesetzt, um gezielt deren Eigenschaften zu verändern. Diese Produkte fallen jetzt und in absehbarer Zukunft als Abfälle an. Ziel des Vorhabens ist es, die tatsächlichen Konzentrationen der POP-Kandidaten in relevanten Abfallströmen zu ermitteln und unter Berücksichtigung der anfallenden Mengen und einer möglichen stofflichen Verwertung Entsorgungsverfahren vorzuschlagen. Die relevanten Abfallströme sollen in einer Vorrecherche ermittelt werden, an die sich Laboranalysen anschließen. Darauf aufbauend sollen Entsorgungsszenarien entwickelt werden, aus denen sich Art und Menge der ausgeschleusten bzw. im Wirtschaftskreislauf verbleibenden POPs in Abhängigkeit von Konzentrationsgrenzen abschätzen lassen. In Auswertung dieser Szenarien sollen Grenzwerte für Anhang IV der POP-Verordnung vorgeschlagen werden.

Identification of potentially POP-containing Wastes and Recyclates - Derivation of Limit Values

A condition for the setting of limit values is the detailed knowledge of the presence of pollutants in waste, products as well as recyclates. In the present project data were collected on the presence of Hexabromocyclododecane (HBCD), Hexachlorobutadien (HCBD), Polychlorinated naphthalenes (PCN), Pentachlorophenol (PCP) and short chain chlorinated paraffins (SCCP) in relevant waste, products and recyclates in Germany. In addition, an estimation of the quantities of POP-containing waste and recyclates was carried out. On the basis of these data proposals for limit values to be defined in Annex IV of the POP Regulation as well as for certain disposal pathways were derived, which enable a maximised removal of pollutants on the one hand and environmentally sound recycling processes on the other hand.<BR>Quelle: http://www.umweltbundesamt.de/

Ermittlung von potentiell POP-haltigen Abfällen und Recyclingstoffen - Ableitung von Grenzwerten

Eine Voraussetzung für die Festlegung von Grenzwerten ist die detaillierte Kenntnis über das Vorhandensein der Schadstoffe in Abfällen, Erzeugnissen sowie Recyclingprodukten. In dem Vorhaben wurden Daten über das Vorkommen von Hexabromcyclododekan (HBCD), Hexachlorbutadien (HCBD), Polychlorierten Naphthalinen (PCN), Pentachlorphenol (PCP) und kurzkettigen chlorierten Paraffinen (SCCP) in relevanten Abfällen, Erzeugnissen und Recyclingprodukten in Deutschland erhoben und eine Schätzung über die Mengen an POP-haltigen Abfällen und Recyclingstoffen vorgenommen. Auf der Grundlage der Daten wurden Vorschläge für die Grenzwerte des Anhangs IV der POP-Verordnung sowie für bestimmte Entsorgungswege abgeleitet, die einerseits eine möglichst weitgehende Ausschleusung von Schadstoffen gewährleisten und andererseits umweltgerechte Recyclingprozesse ermöglichen.<BR>Quelle: www.umweltbundesamt.de/

Selektive Aufnahme im Stoffwechsel gebildeter gen- und zytotoxischer Aminosaeurekonjugate in die Niere und Schaedigung essentieller Strukturen: Ein Mechanismus der organotropen Nephrokanzerogenese

Das Projekt "Selektive Aufnahme im Stoffwechsel gebildeter gen- und zytotoxischer Aminosaeurekonjugate in die Niere und Schaedigung essentieller Strukturen: Ein Mechanismus der organotropen Nephrokanzerogenese" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Würzburg, Institut für Pharmakologie und Toxikologie.Die halogenierten Alkene Trichlorethen, Perchlorethen, Hexachlorbutadien und das Alkin Dichloracetylen erzeugen nach langfristiger Gabe an Ratten selektiv Tumore an den proximalen Tubuli der Niere. In der Leber werden nephrotoxische halogenierte Alkene durch Glutathion(GSH)-S-Transferasen mit GSH konjugiert. Die entstandenen S-Konjugate werden zur Niere transportiert und dort aufkonzentriert. Durch die Enzyme der Merkaptursaeurebiosynthese werden GSH-S-Konjugate zu den entsprechenden Cystein-S-Konjugaten abgebaut, die durch N-Acetyltransferasen weiter zu Merkaptursaeuren umgesetzt werden. Cystein-S-Konjugate halogenierter Alkene sind auch Substrate fuer die Cysteinkonjugat-Beta-Lyase, die diese S-Konjugate unter Bildung von Pyruvat, Ammonium-lonen und einem reaktiven Intermediat spaltet. Beta-Lyase und die Enzyme der Merkaptursaeurebiosynthese sind in den proximalen Tubuli der Niere in hoher Konzentration vorhanden, diese topographische Verteilung und die Faehigkeit der Niere zur Konzentrierung von Aminosaeuren und deren Derivaten kann den organspezifischen Effekt erklaeren. Folgende Schritte waren nachgewiesen: Konjugation mit Glutathion wurde fuer Dichloracetylen, Hexachlorbutadien, Perfluorpropen, in geringem Ausmass auch fuer Tetrachlorethen und Trichlorethen, sowohl in vitro als auch in vivo demonstriert. Die Cystein-S-Konjugate S-(1,2-Dichlorvinyl)-L-cystein (DCVC), S-(1,2,2-Trichlorvinyl)-L-cystein (TCVC) und S-(1,2,3,4,4-Pentachlorbutadienyl)-L-cystein (PCBC) sowie die davon abgeleiteten Merkaptursaeuren sind mutagen in Salmonella typhimurium und gentoxisch in kultivierten Nierentubulusepithelzellen; die Bildung der mutagenen Intermediate, identifiziert als Chlorthioketene, wird von Beta-Lyase katalysiert. Sowohl in vitro als auch in vivo kann nach 14C-HCBD bzw. 35S-PCBC-Behandlung Radioaktivitaet an der DNA nachgewiesen werden, insbesondere an der int. DNA von mit 14C-HCBD behandelten Maeusen. (Ajet: AS-Addukte). Bei Bildung kovalenter Proteinaddukte in Nieren mitochondriale maenl. Ratten konnte sowohl in vitro durch Inkubation mit TCVC als auch in vivo nach Gabe von Perchlorethan durch die Indentifizierung der Verbindung NE-(Dichloracetyl)-L-lysin als modifizierte Aminosaeure nachgewiesen werden.

Forschungsvorhaben ueber Hexachlorbutadien (HCBD)

Das Projekt "Forschungsvorhaben ueber Hexachlorbutadien (HCBD)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Würzburg, Institut für Pharmakologie und Toxikologie.Hexachlorbutadien wird zu den Stoffen gezaehlt, bei denen ein begruendeter Verdacht auf ein krebserzeugendes Potential besteht. Untersuchungen zum Stoffwechsel, zur Kinetik, Metabolismus, dem Nachweis von Metaboliten und deren Reaktivitaet sind daher geeignet, um das Expositionsrisiko mit HCBD abzuschaetzen.

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