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Zinkoxid-Nanoformen in der REACH-Stoffbewertung: Umweltaspekte

<p>Zusammen mit der Bundesstelle für Chemikalien und dem Bundesinstitut für Risikobewertung führt das Umweltbundesamt (UBA) seit 2017 eine REACH-Stoffbewertung zu den registrierten Nanoformen von Zinkoxid durch. Die Auswertung der Daten zu Umweltverhalten und -wirkung der registrierten Zinkoxid-Nanoformen ist abgeschlossen.</p><p>Auf Grundlage der von den Registranten vorgelegten Studien kommt das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ zu dem Schluss, dass die getesteten Nanoformen eine vergleichbare aquatische Toxizität wie andere Zinkverbindungen haben und die harmonisierte Einstufung im Anhang VI der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CLP#alphabar">CLP</a>⁠-Verordnung als akut und chronisch gewässergefährdend der Kategorie 1 auch für die getesteten Nanoformen zutreffend ist. Es kann allerdings nicht ausgeschlossen werden, dass ein nanopartikelspezifischer Effekt zur Gesamttoxizität der getesteten Zinkoxid-Nanoformen beiträgt. Auch zeigen sich leichte Unterschiede in der Toxizität sowohl zwischen den verschiedenen Nanoformen als auch zwischen den Nanoformen und dem als Kontrolle mitgetesteten leichtlöslichen Zinkchlorid.</p><p>Aus den von den Registranten vorgelegten Studien wird deutlich, dass sich die registrierten Nanoformen neben ihrer Größe und Geometrie vor allem in ihren Oberflächeneigenschaften, aber auch in ihrer Löslichkeit und Dispersionsstabilität über die Zeit unterscheiden.</p><p>Im Rahmen der Stoffbewertung wurde für alle registrierten Nanoformen von Zinkoxid die Löslichkeit entsprechend des Screeningtests nach dem „Transformation/Dissolution Protokoll“ der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/o?tag=OECD#alphabar">OECD</a>⁠ sowie die Dispersionsstabilität nach der OECD Prüfrichtlinie 318 bestimmt. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden von den Registranten drei Nanoformen ausgewählt, für die die toxische Langzeitwirkung auf Algen und Flohkrebse anhand der OECD-Prüfrichtlinien 201 und 211 untersucht wurde.</p><p>Gemäß ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/r?tag=REACH-Verordnung#alphabar">REACH-Verordnung</a>⁠ liegt es in der Verantwortung der Registranten, sicherzustellen, dass die vorliegenden Informationen hinreichend sind, um die Risiken aller von der Registrierung abgedeckten Formen zu bewerten. Die Prüfung der Erfüllung dieser Verpflichtung ist nicht Gegenstand der Stoffbewertung, sondern wird ggf. durch die ECHA im Rahmen einer Dossierbewertung stichprobenhaft geprüft.</p><p>Zinkoxid ist ein chemischer Grundstoff, der für die Herstellung unterschiedlichster Produkte eingesetzt wird. Weltweit werden große Mengen pigmentäres und mikroskaliges Zinkoxid als Weißpigment in Wandfarben, als Additiv zur Vulkanisierung von Gummi oder als Zusatz zu Zement eingesetzt. Nanopartikuläres Zinkoxid weist auf Grundlage seiner geringen Größe und großen spezifischen Oberfläche spezielle physikalisch-chemische Eigenschaften auf. Hierzu zählen katalytische, optische und elektronische Eigenschaften. Diese Eigenschaften eröffnen zusätzliche Einsatzmöglichkeiten für Zinkoxid, wie z.B. als UV-Filter in Sonnenschutzmitteln, in Textilien, in Klarlacken oder für transparenten Kunststoffe.</p><p>Die Stoffbewertung ist ein Instrument der REACH-Verordnung, anhand dessen die zuständigen Behörden der EU-Mitgliedstaaten klären, ob sich aus der Herstellung oder Verwendung eines in der EU registrierten Stoffes ein Risiko für die menschliche Gesundheit und/oder die Umwelt ergibt. Zur Bewertung des Stoffrisikos werden sowohl die Daten, die bei der Registrierung des Stoffes zur Verfügung gestellt wurden, als auch alle weiteren verfügbaren Informationsquellen zu Rate gezogen. Sollte die vorhandene Datenlage keine eindeutige Beurteilung des Risikos ermöglichen, können die nationalen Behörden weitere Informationen von den Registranten des bewerteten Stoffes anfordern. Kann die Besorgnis nicht ausgeräumt werden oder erhärtet sich der Risikoverdacht, kann es als Konsequenz einer Stoffbewertung zu EU-weiten Risikomanagementmaßnahmen, wie z.B. Beschränkungen des Stoffes, Identifizierung als besonders besorgniserregend oder andere Maßnahmen, wie eine harmonisierte Einstufung nach CLP-Verordnung, kommen.</p><p>Der Fokus der Stoffbewertung von Zinkoxid durch die deutschen Bundesoberbehörden liegt auf den im Registrierungsdossier enthaltenen Nanoformen. Unter Nanoformen eines Stoffes versteht man die Formen eines chemischen Stoffes, die der Definitionsempfehlung der EU zu Nanomaterialien entsprechen.</p><p>Das UBA ist alleine für die Umweltaspekte der Stoffbewertung von Zinkoxid zuständig. Die Aspekte hinsichtlich der menschlichen Gesundheit liegen in der Verantwortung des Bundesinstitut für Risikobewertung.</p>

Modellprojekt Moorklimaschutz an der Ostseeküste, TP 2: Moorrestaurierung, Koordination und Umsetzung

Stabilisierung des Wasserdargebotes durch Kleinspeicher, TP5: Bilanz

Sozialgerechte Wärmewende im Wohnungsbestand, Teilvorhaben: Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes zur Förderung der sozialen Verträglichkeit in der Wärmewende im Wohnungsbau

Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung der Nutzung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau, Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung der Nutzung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau

Die Landwirtschaft ist für etwa 80% der gesamten N2O-Emissionen in Deutschland und für 45% der Treibhausgasemissionen (THG) aus dem Agrarsektor verantwortlich. Die größte N2O-Quelle in der Landwirtschaft ist der Einsatz von Stickstoffdüngern (Mineraldünger und organischer Dünger, einschließlich Biogasgärresten), der ca. 60% der gesamten N2O-Emissionen aus der Landwirtschaft verursacht. Dabei sind sowohl direkte N2O-Emissionen aus den gedüngten Böden als auch indirekte N2O-Emissionen durch die Freisetzung reaktiver Stickstoffverbindungen (z.B. Auswaschung von Nitrat, Emission von Ammoniak) von Bedeutung. Die Verringerung dieser Emissionen und die Verbesserung der Effizienz der Stickstoffnutzung sind unerlässliche Maßnahmen, um die in internationalen Vereinbarungen festgelegten Emissionsminderungsziele für den Agrarsektor zu erreichen. Nitrifikationshemmer werden als robuste und skalierbare Maßnahme zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Pflanzenbau vorgeschlagen. Ob dies jedoch eine effiziente, praktikable und umweltverträgliche Maßnahme zur Reduzierung der düngemittelbedingten N2O-Emissionen unter mitteleuropäischen Bedingungen ist, wird in Wissenschaft, Politik und Praxis kontrovers diskutiert. Einerseits besteht das Potenzial, durch die Hemmung der Nitratbildung sowohl die direkten als auch die indirekten N2O-Emissionen deutlich zu reduzieren und damit die Effizienz der Stickstoffdüngung zu verbessern. Andererseits fehlen wissenschaftlich belastbare und standortdifferenzierte Ergebnisse, die NI-Effekte unter mehreren Gesichtspunkten verlässlich bewerten: i) die standortdifferenzierten jährlichen N2O-Emissionen und Nitratauswaschungen, ii) die ökologische Langzeitwirkung der Hemmstoffe und ihr Einfluss auf andere umwelt- und klimawirksame Emissionen (z.B. Ammoniakemissionen) und iii) die Gesamtbewertung als Klimaschutzmaßnahme unter Berücksichtigung von Klimaschutzeffekten, ökologischen Risiken sowie ökonomischen und pflanzenbaulichen Effekten.

Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung der Nutzung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau, Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung der Nutzung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau

Lachgas(N2O)-Emissionen der Landwirtschaft sind für rund 80% der gesamten N2O-Emission in Deutschland verantwortlich und für 45% der Treibhausgasemission (THG) des Sektors Landwirtschaft. Die größte N2O-Quelle in der Landwirtschaft ist der Einsatz von Stickstoffdüngern, der rund 60% der gesamten N2O-Emission der Landwirtschaft verursacht. Bedeutend sind hierbei sowohl direkte N2O-Emissionen aus den gedüngten Böden als auch indirekte N2O-Emissionen, die durch den Austrag reaktiver Stickstoffverbindungen verursacht werden. Sowohl direkte als auch indirekte THG Emissionen der N-Düngung hängen direkt mit der ausgebrachten N-Menge zusammen. Die Minderung dieser Emissionen und die Verbesserung der Effizienz des Stickstoffeinsatzes sind daher vordringliche Maßnahmen für das Einhalten des verbindlichen Emissionsreduktionsziels des Sektors Landwirtschaft. Nitrifikationshemmstoffe werden als robuste und skalierbare THG Reduktionsmaßnahme für den Pflanzenbau vorgeschlagen. Ob dies aber eine effiziente, praxisgerechte und umweltschonende Maßnahme zur Verringerung düngungsinduzierter N2O-Emissionen unter mitteleuropäischen Bedingungen ist, wird von Wissenschaft, Politik und Praxis kontrovers diskutiert. Einerseits bestehen die Potenziale, durch die Hemmung der Nitratbildung sowohl die direkten als auch indirekten N2O-Emissionen deutlich zu mindern und die Effizienz der Stickstoffdüngung zu verbessern. Andererseits fehlen für eine gesicherte Bewertung in mehreren Punkten wissenschaftlich belastbare und standortdifferenzierende Ergebnisse: i) die Bewertung der Wirkung auf die N2O-Jahresemission und Nitratauswaschung, ii) die ökologischen Langzeitwirkungen einer regelmäßigen Ausbringung der Hemmstoffe und ihre Wirkung auf andere umwelt- und klimawirksamen Emissionen sowie iii) die zusammenführende und standortdifferenzierende Gesamtbewertung als Klimaschutzmaßnahme unter Einbeziehung von Klimaschutzeffekten, ökologischen Risiken, sowie ökonomischen und pflanzenbaulichen Effekten.

Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung der Nutzung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau, Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau

Die größte N2O-Quelle in der Landwirtschaft ist der Einsatz von Stickstoffdüngern, der rund 60% der gesamten N2O-Emission der Landwirtschaft verursacht. Bedeutend sind hierbei sowohl direkte N2O-Emissionen aus den gedüngten Böden als auch indirekte N2O-Emissionen, die durch den Austrag reaktiver Stickstoffverbindungen (z.B. Auswaschung von Nitrat, Emission von Ammoniak) verursacht werden. Sowohl direkte als auch indirekte THG Emissionen der N-Düngung hängen direkt mit der ausgebrachten N-Menge zusammen. Die Minderung dieser Emissionen und die Verbesserung der Effizienz des Stickstoffeinsatzes sind daher vordringliche Maßnahmen für das Einhalten des verbindlichen Emissionsreduktionsziels des Sektors Landwirtschaft. Nitrifikationshemmstoffe werden als robuste und skalierbare THG Reduktionsmaßnahme für den Pflanzenbau vorgeschlagen. Ob dies aber eine effiziente, praxisgerechte und umweltschonende Maßnahme zur Verringerung düngungsinduzierter N2O-Emissionen unter mitteleuropäischen Bedingungen ist, wird von Wissenschaft, Politik und Praxis kontrovers diskutiert. Einerseits bestehen die Potenziale, durch die Hemmung der Nitratbildung sowohl die direkten als auch indirekten (Minderung der Nitratauswaschung) N2O-Emissionen deutlich zu mindern und die Effizienz der Stickstoffdüngung zu verbessern. Andererseits fehlen für eine gesicherte Bewertung in mehreren Punkten wissenschaftlich belastbare und standortdifferenzierende Ergebnisse: i) die Bewertung der Wirkung auf die N2O-Jahresemission und Nitratauswaschung, ii) die ökologischen Langzeitwirkungen einer regelmäßigen Ausbringung der Hemmstoffe und ihre Wirkung auf andere umwelt- und klimawirksamen Emissionen (z.B. Ammoniakemission) sowie iii) die zusammenführende und standortdifferenzierende Gesamtbewertung als Klimaschutzmaßnahme unter Einbeziehung von Klimaschutzeffekten, ökologischen Risiken, sowie ökonomischen und pflanzenbaulichen Effekten.

Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung der Nutzung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau, Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung der Nutzung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau

Lachgasemissionen (N2O-Emissionen) der Landwirtschaft sind für rund 80% der gesamten N2O-Emission in Deutschland verantwortlich und für 45% der Treibhausgasemission des Sektors Landwirtschaft. Die größte N2O-Quelle in der Landwirtschaft ist der Einsatz von Stickstoffdüngern (mineralische Dünger und organische Wirtschaftsdünger), der rund 60% der gesamten N2O-Emission der Landwirtschaft verursacht. Bedeutend sind hier sowohl direkte N2O-Emissionen aus gedüngten Böden als auch indirekte N2O-Emissionen, die durch den Austrag von Stickstoffverbindungen (z.B. Nitratauswaschung, Ammoniakemissionen) verursacht werden. Die Minderung dieser Emissionen und die Verbesserung der Effizienz des Stickstoffeinsatzes sind daher vordringliche Maßnahmen für das Einhalten des verbindlichen Emissionsreduktionsziels. Nitrifikationshemmstoffe werden als robuste und skalierbare THG Reduktionsmaßnahme für den Pflanzenbau vorgeschlagen. Ob dies eine effiziente, praxisgerechte und umweltschonende Maßnahme zur Verringerung düngungsinduzierter N2O-Emissionen unter mitteleuropäischen Bedingungen ist, wird kontrovers diskutiert. Einerseits bestehen Potenziale, durch die Hemmung der Nitratbildung sowohl die direkten als auch indirekten (Minderung der Nitratauswaschung) N2O-Emissionen deutlich zu mindern und die Effizienz der Stickstoffdüngung zu verbessern. Andererseits fehlen für eine gesicherte Bewertung in mehreren Punkten wissenschaftlich belastbare und standortdifferenzierende Ergebnisse: i) Bewertung der Wirkung auf die N2O-Jahresemission und Nitratauswaschung, ii) ökologische Langzeitwirkungen einer regelmäßigen Ausbringung der Hemmstoffe und ihre Wirkung auf andere umwelt- und klimawirksamen Emissionen (z.B. Ammoniakemission) sowie iii) zusammenführende und standortdifferenzierende Gesamtbewertung als Klimaschutzmaßnahme unter Einbeziehung von Klimaschutzeffekten, ökologischen Risiken, sowie ökonomischen und pflanzenbaulichen Effekten.

Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung der Nutzung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau, Standortdifferenzierte Bewertung und Anrechnung der Nutzung von Nitrifikationsinhibitoren als Klimaschutzmaßnahme im Pflanzenbau

Nitrifikationshemmstoffe werden als robuste und skalierbare THG Reduktionsmaßnahme für den Pflanzenbau vorgeschlagen. Ob dies aber eine effiziente, praxisgerechte und umweltschonende Maßnahme zur Verringerung düngungsinduzierter N2O-Emissionen unter mitteleuropäischen Bedingungen ist, wird von Wissenschaft, Politik und Praxis kontrovers diskutiert. Einerseits bestehen die Potenziale, durch die Hemmung der Nitratbildung sowohl die direkten als auch indirekten N2O-Emissionen deutlich zu mindern und dadurch die Effizienz der Stickstoffdüngung zu verbessern. Andererseits fehlen für eine gesicherte Bewertung in mehreren Punkten wissenschaftlich belastbare und standortdifferenzierende Ergebnisse: i) die standortdifferenzierende Bewertung der Wirkung auf die N2O-Jahresemission und Nitratauswaschung, ii) die ökologischen Langzeitwirkungen einer regelmäßigen Ausbringung der Hemmstoffe und ihre Wirkung auf andere umwelt- und klimawirksamen Emissionen sowie iii) die zusammenführende und standortdifferenzierende Gesamtbewertung als Klimaschutzmaßnahme unter Einbeziehung von Klimaschutzeffekten, ökologischen Risiken, sowie ökonomischen und pflanzenbaulichen Effekten. Ziel dieses Teilprojekts ist die standortabhängige pflanzenbauliche Bewertung des Einsatzes von Nitrifikationsinhibitoren und damit verbundener Düngungsstrategien auf die Qualität und Höhe der Erträge und Stickstoffnutzungseffizienz. Neben bereits verfügbaren Daten aus der Literatur fließen hier insbesondere die pflanzenbaulichen Daten aus den Feldversuchen des Verbundprojektes ein. Zur weiteren Extrapolation der Erkenntnisse werden statistische und pflanzenbauliche Modelle herangezogen.

Entwicklung einer integrierten Nährstoffgesetzgebung

Die aktuelle Düngegesetzgebung stößt mittlerweile an ihre Grenzen, da sie mit jeder neuen Novellierung komplexer geworden ist und die Umsetzung als auch der Vollzug vor große Herausforderungen gestellt sind, während ihre Wirksamkeit unsicher bleibt. Dies liegt u.a. daran, dass die Anforderungen des Umwelt- und Klimaschutzes stetig gestiegen sind, aber diese übergreifenden Anforderungen gegenwärtig nur unzureichend berücksichtigt werden. Zum anderen hat die gegenwärtige Düngegesetzgebung den Nachteil, dass sie nicht nach wissenschaftlichen Ansätzen aus den zu erreichenden Umweltzielen abgeleitet ist. Ziel des Vorhabens ist es deshalb, eine übergreifende, langfristig wirksame und für Landwirtschaft wie Vollzug praktikable Lösung der Nährstoffproblematik zu entwickeln, die alle Umweltwirkungen adressiert (Gewässerbelastung, Wirkung auf Luftqualität und Landökosysteme, Klimagasemissionen und Bodenschutz). Hierzu soll A) zunächst ein fachliches Konzept für eine integrierte Nährstoffgesetzgebung unter Berücksichtigung von ordnungsrechtlichen, förderrechtlichen und ökonomischen Instrumenten erstellt werden. Anschließend soll B) ein Indikatorenset zur Bewertung des betrieblichen Nährstoffmanagements und zur Bestimmung des Verlustpotentials für die Emission von Nitrat, Ammoniak, Lachgas und Phosphor zusammengestellt werden. In einem nächsten Schritt wird dann C) ein schutzgutbezogener Ansatz zur Ausweisung von Gebietskulissen mit unterschiedlicher Nährstoffproblematik entwickelt. Die gleichzeitige Betrachtung von Emissionen und Immissionen dient dann als Grundlage für die Festlegung von spezifischen Maßnahmen zur Reduktion von Nährstoffeinträgen. Das Indikatorenset und der schutzgutbezogene Ansatz zur Ausweisung von Gebietskulissen sollen zentrale Bestandteile einer integrierten Nährstoffgesetzgebung sein, mit dem Ziel statt der bisherigen einheitlichen, flächendeckenden Maßnahmen, verstärkt lokale, zielgerichtete und verursachergerechte Maßnahmen einführen zu können.

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