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Luftqualität 2019: NO2-Rückgang setzt sich fort

Noch etliche Städte über dem NO2-Grenzwert – erstmals keine Überschreitung bei Feinstaub, hohe Ozon-Spitzen 2019 wurde der Jahresmittelgrenzwert für Stickstoffdioxid (NO2) von 40 µg/m³ Luft an rund 20 Prozent der verkehrsnahen Messstationen überschritten. 2018 waren es noch 42 Prozent. Insgesamt ist die Belastung mit Stickstoffdioxid deutschlandweit weiter rückläufig. Das zeigt die vorläufige Auswertung der Messdaten der Länder und des Umweltbundesamtes (UBA). Hierbei sind überwiegend nur die etwa 400 automatisch messenden Stationen berücksichtigt. Die Daten von ca. 130 der 140 in Laboren analysierten Passivsammlern liegen erst im Mai 2020 vor. Beim Feinstaub gab es 2019 erstmals keine Überschreitungen des derzeit geltenden Grenzwertes. Dirk Messner, Präsident des Umweltbundesamtes (⁠ UBA ⁠): „Dass die Luft besser wird, ist erfreulich, und zeigt, dass Umweltpolitik wirkt. Bund, Länder und Kommunen, die viel für bessere Luft investiert haben, können den Erfolg nun an den niedrigeren Messwerten ablesen. Der bereits 1999 beschlossene NO2-Grenzwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit muss seit 10 Jahren eingehalten werden. Trotz der Erfolge liegen immer noch etliche deutsche Städte über dem Grenzwert. Aktuell sind es 19, wenn alle Daten ausgewertet sind, könnte die Zahl noch auf 25 bis 30 Städte steigen.“ Hauptquelle der Stickstoffoxide in Städten ist der Straßenverkehr und hier vor allem Diesel-Pkw. Dirk Messner: „Heute haben moderne Diesel-Autos der Abgasnorm Euro 6d-TEMP auch auf der Straße niedrige Stickstoffoxid-Emissionen, was zur Abnahme der NO2-Belastung beiträgt. Dies zeigt, dass wir schon längst die Grenzwerte in den Städten hätten einhalten können, wenn bereits ältere Diesel-Pkw sauber gewesen wären, und zwar nicht nur auf dem Prüfstand, sondern real auf der Straße. Und eins bleibt klar: Der beste Garant für saubere Luft in den Städten sind weniger Autos auf den Straßen.“ Der Rückgang der mittleren NO2-Konzentrationen an verkehrsnahen Messstationen um etwa drei Mikrogramm pro Kubikmeter lässt sich auf mehrere Faktoren zurückführen: Lokale Maßnahmen wie zum Beispiel Tempolimits, Fahrverbote oder der Einsatz schadstoffärmerer Busse, nationale Maßnahmen wie Softwareupdates sowie die jährlich stattfindende Erneuerung der Fahrzeugflotte und meteorologische Einflüsse, die die Ausbreitung von Luftschadstoffen beeinflussen. Modellierungen zeigen, dass Softwareupdates und Flottenerneuerung 2019 eine Minderung von ein bis zwei Mikrogramm NO2 pro Kubikmeter bewirkten. Davon sind rund drei Viertel auf neue, sauberere Fahrzeuge zurückzuführen und nur etwa ein Viertel auf die Wirkung der Softwareupdates. Im Sinne des Gesundheitsschutzes müssen die NOx-Emissionen während des gesamten Fahrzeuglebens niedrig bleiben. Bei der Weiterentwicklung der europäischen Abgasnormen (Post-Euro-6/VI-Gesetzgebung) sollten daher die Anforderungen an die Dauerhaltbarkeit der Abgasreinigungssysteme erhöht werden. Zudem sollte in der regelmäßig durchzuführenden Abgasuntersuchung (AU) die Messung der NOx-Emissionen aufgenommen werden, um die Wirksamkeit der Stickstoffoxid-Katalysatoren überprüfen und mögliche Defekte frühzeitig erkennen zu können. Feinstaub (⁠ PM10 ⁠): 2019 war das am geringsten mit Feinstaub belastete Jahr seit Beginn der Feinstaubmessungen Ende der 1990er Jahre. Die Feinstaubgrenzwerte (höchstens 35 Tage pro Jahr über 50 µg/m³ Luft im Tagesmittel und maximal 40 µg/m³ Luft im Jahresmittel) wurden erstmals deutschlandweit eingehalten. Dirk Messner: „Was zunächst wie ein Erfolg klingt, ist im Sinne des Gesundheitsschutzes leider noch nicht ausreichend. Feinstaub ist ein deutlich größeres Gesundheitsproblem als Stickstoffoxide – global und auch in Deutschland. Die Grenzwerte für Feinstaub sind mittlerweile mehr als 20 Jahre alt und bedürfen dringend einer Anpassung an die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse der Weltgesundheitsorganisation (⁠ WHO ⁠). Solange die von der WHO empfohlenen, deutlich niedrigeren Werte nicht eingehalten werden, ist der Schutz der menschlichen Gesundheit vor Feinstaub noch nicht ausreichend. Auch die EU-Kommission hat im europäischen Green Deal festgestellt, dass eine Überarbeitung der Grenzwerte notwendig ist. Dies empfehlen wir auch: Um die Gesundheit der Menschen zu schützen sollten die Feinstaub-Grenzwerte strenger werden.“ Auf der Grundlage wissenschaftlicher Studien empfiehlt die WHO, dass die PM10-Konzentrationen den Wert von 20 µg/m3 im Jahresmittel nicht überschreiten sollen. Hintergrund ist die erhebliche gesundheitliche Gefahr, die von Feinstaub ausgeht. Laut der Studie zur weltweiten Krankheitslast (oder: Global Burden of Disease Studie) des Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME) sind statistisch gesehen weltweit im Jahr 2017 etwa 2,9 Millionen Todesfälle auf die Feinstaubbelastung (⁠ PM2,5 ⁠) zurückzuführen. Im Vergleich dazu sind es für Rauchen und Alkohol, als die klassischen Risiken, etwa 7 beziehungsweise 2,8 Millionen Todesfälle. Feinstaub gehört weltweit, in Europa und in Deutschland zu den 10 Risikofaktoren mit der höchsten Krankheitslast. Für Europa geht das IHME von etwa 415.000 attributablen Todesfällen aus. Eigene Berechnungen des UBA zeigen im jährlichen Durchschnitt für Deutschland etwa 44.900 attributable Todesfälle. 2019 wurde an 13 Prozent aller Messstationen der WHO Richtwert im Jahresmittel nicht eingehalten. Die Empfehlung der WHO in Bezug auf die Tagesmittelwerte (höchstens drei Tage pro Jahr über 50 µg/m³ im Tagesmittel) hielten rund ein Drittel (36%) aller Messstationen in Deutschland nicht ein. Dirk Messner: „Während der Ausstoß von Feinstaub aus Verbrennungsmotoren schon länger zurück geht, sollten besonders die Emissionen aus der Landwirtschaft und aus Holzfeuerungen reduziert werden.“ Ozon: Im Vergleich zu den letzten 20 Jahren war 2019 ein durchschnittlich mit Ozon belastetes Jahr. Die außergewöhnlich hohen Temperaturen von 40° Celsius und mehr in den Tagen Ende Juli 2019 führten jedoch zu zahlreichen Überschreitungen der Informations- und Alarmschwelle (180 bzw. 240 µg/m³ Luft) und einem Maximalwert über 300 µg/m³ Luft. Zudem wurde das Langfristziel zum Schutz der Gesundheit (maximal 120 µg/m³ Luft im Mittel über 8 Stunden) wie bereits im Vorjahr an allen 260 Stationen überschritten, und zwar an durchschnittlich 24 Tagen pro Station. Die Empfehlung der WHO, 100  µg/m3 Luft im 8-Stundenmittel nicht zu überschreiten, wurde, wie auch in der Vergangenheit, weit verfehlt. Ozon wird bei intensiver Sonneneinstrahlung durch komplexe Reaktionen aus Vorläuferschadstoffen − überwiegend Stickstoffoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen − gebildet. Stickstoffoxide stammen zum großen Teil aus dem Verkehrsbereich, flüchtige organische Stoffe aus der Verwendung von Lösemitteln, wie Farben und Lacke, Klebstoffe, Reinigungsmitteln. Aber auch viele Pflanzenarten geben flüchtige organische Verbindungen (biogene ⁠ VOC ⁠ bzw. BVOC) ab und liefern daher, neben den vom Menschen verursachten Emissionen, selbst Vorläuferstoffe für die Ozonbildung. Das Ausmaß des Einflusses der BVOC auf die Ozonbildung wird neben anderen Faktoren – wie z.B. Vegetationscharakteristik, Schädlingsbefall – maßgeblich von der Lufttemperatur und der Wasserversorgung der Pflanzen beeinflusst. Hohe Temperaturen über 30° Celsius führen bei ausreichender Wasserversorgung zu einem starken Anstieg der BVOC-Emissionen, die zur verstärkten Ozonbildung beitragen. Dirk Messner: „Hitzeperioden werden im Zuge des Klimawandels künftig häufiger auftreten, was hohe Ozonspitzen nach sich ziehen könnte. Um gesundheitliche Risiken durch Ozon zu verringern müssen wir die Emissionen der von Menschen verursachten Ozonvorläuferstoffe deutlich mindern.“

Sicherung der Berichterstattung für 2008 und 2010 über Menge und Art der VOC-Emissionen aus Anlagen im Geltungsbereich der 31.BImSchV

Anhand beispielhafter Emissionsdaten von mehr als 600 Anlagen, die die Länderbehörden zur Verfügung gestellt haben, sowie über Zusatzrecherchen bei Branchenverbänden, Einzelfirmen und Branchenexperten wurden für alle Tätigkeiten im Geltungsbereich der 31.⁠ BImSchV ⁠ Abschätzungen der Emissionen in 2008 erstellt. Die Abschätzungen wurden mit den Daten des deutschen Lösemittelinventars verglichen, in dem die Emissionsanteile abgeschätzt wurden, die aus Anlagen im Geltungsbereich der 31.BImSchV resultieren. Veröffentlicht in Texte | 53/2011.

Lösemittelverordnung in Kraft getreten

In Deutschland ist die Lösemittelverordnung (Verordnung zur Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen bei der Verwendung organischer Lösemittel in bestimmten Anlagen - 31. BImSchV) in Kraft getreten. Damit wurde die EG-Lösemittelrichtlinie (Richtlinie 1999/13/EG) in deutsches Recht umgesetzt. Die Verordnung gilt ab sofort für neue Industrieanlagen und - mit einer Übergangsfrist bis zum Jahr 2007 - auch für bestehende Anlagen. Ziel ist es, den Ausstoß von organischen Lösemitteln bei ihrer Anwendung um weitere 250.000 Tonnen im Jahr zu senken. Unter die Verordnung fallen sehr verschiedene Tätigkeiten, vom Lackieren, Drucken, Kleben über die Textilreinigung bis hin zur Herstellung von Schuhen und Arzneimitteln, wenn deren Lösemittelverbrauch einen branchenspezifischen Schwellenwert überschreitet.

Stickstoffdioxidbelastung geht 2018 insgesamt leicht zurück

NO2-Grenzwert wird weiterhin in etlichen Städten überschritten, nur noch eine Überschreitung bei Feinstaub, hohe Ozon-Belastung. Die Stickstoffdioxidbelastung geht in Deutschland insgesamt leicht zurück. 2018 wurde der Grenzwert für NO2 von 40 µg/m³ im Jahresmittel nach vorläufigen Daten in etlichen deutschen Städten aber nicht eingehalten. Überschreitungen traten hochgerechnet an rund 39 Prozent (2017: 45 Prozent) der verkehrsnahen Messstationen auf. Im Mittel ist die Belastung mit Stickstoffdioxid deutschlandweit mit etwa zwei Mikrogramm Minderung gegenüber dem Vorjahr aber leicht rückläufig. Das zeigt die vorläufige Auswertung der Messdaten der Länder und des Umweltbundesamtes (UBA). Hierbei können nur die 399 Messstationen berücksichtigt werden, die ihre Daten automatisch an die Ämter melden. Von 132 Stationen müssen die Daten noch ausgewertet werden, die Ergebnisse liegen voraussichtlich im Mai 2019 vor. Erst dann kann eine vollständige Aussage getroffen werden, wie viele Städte den Grenzwert für NO2 einhalten. Maria Krautzberger, Präsidentin des ⁠ UBA ⁠: „Der Grenzwert, der seit 2010 eingehalten werden muss, wird immer noch in vielen deutschen Städten überschritten. Das gefährdet die Gesundheit der dort lebenden Menschen. Die Hauptquelle ist der Straßenverkehr und hier vor allem die Diesel-Pkw mit zu hohen Realemissionen. Hier muss endlich angesetzt werden: Diese Fahrzeuge müssen mit wirksamen Katalysatoren nachgerüstet werden – auf Kosten der Verursacher, nämlich der Automobilindustrie. Nur saubere Autos bieten Sicherheit vor drohenden Fahrverboten. Die Technologie wie auch die rechtliche Regelung zur Nachrüstung sind da und müssen nun schnell zum Einsatz kommen. Denn mit den derzeitigen Maßnahmen dauert es einfach zu lange, bis wir überall saubere Luft haben.“ Der Rückgang der mittleren NO 2 -Konzentrationen an verkehrsnahen Messstationen um etwa zwei Mikrogramm lässt sich auf mehrere Faktoren zurückführen: lokale Maßnahmen wie Tempolimits oder Verkehrsbeschränkungen, regionale bzw. nationale Maßnahmen wie die Erneuerung der Fahrzeugflotte durch Umtauschprämien oder Softwareupdates sowie meteorologische Einflüsse, die die Ausbreitung von Luftschadstoffen begünstigen oder verschlechtern können. Anhand der Messdaten allein können keine Aussagen getroffen werden, welchen Beitrag einzelne Maßnahmen zur Minderung haben, da alle genannten Faktoren gemeinsam die Messergebnisse beeinflussen. Dies ist nur über detaillierte Berechnungen möglich. Solche Berechnungen liegen für einzelne Messstationen jedoch nicht vor. Die Messstationen werden von den Bundesländern nach einheitlichen, europäischen Regeln aufgestellt. Maria Krautzberger: „Deutschland hält sich an die Vorgaben, die die EU-Mitgliedstaaten aufgestellt haben. Die europäische Luftreinhalte-Richtlinie wurde 1:1 in deutsches Recht umgesetzt. Allein das ist unser Maßstab, und nicht, ob andere Staaten sich vielleicht nicht an gemeinsam beschlossene Regeln halten.“ Feinstaub (⁠ PM10 ⁠): Erstmals wurde der seit 2005 einzuhaltende Feinstaubgrenzwert in keinem Ballungsraum mehr überschritten. Nur an einer industrienahen Messstation in Nordrhein-Westfalen wurden 36 Tage mit Feinstaubwerten über 50 µg/m³ und damit eine Grenzwertüberschreitung gemessen, zulässig sind 35 Tage. Ozon: Die Ozonkonzentrationen stiegen 2018 im Vergleich zum Vorjahr an. So wurde das Langfristziel zum Schutz der Gesundheit (maximal 120 µg/m³ im Mittel über 8 Stunden) im Rekordsommer an allen 265 Stationen überschritten, und zwar an durchschnittlich 37 Tagen pro Station. Das ist ungewöhnlich oft und wird – seit 2000 betrachtet – nur vom Sommer 2003 mit durchschnittlich 50 Tagen übertroffen. Besonders problematisch war dabei, dass die gesundheitsgefährdenden Ozonkonzentrationen vor allem über einen längeren Zeitraum von Mitte Juli bis Mitte August 2018 durchgehend und großräumig auftraten. Die gesundheitlichen Wirkungen von Ozon bestehen in einer verminderten Lungenfunktion, entzündlichen Reaktionen in den Atemwegen und Atemwegsbeschwerden. Laut ⁠ WHO ⁠ sollten die 8-Stunden-Mittelwerte sogar den Wert von 100 µg/m³ nicht überschreiten. Sie empfiehlt der EU in einem Gutachten, eine Neubewertung für Ozon vorzunehmen. Maria Krautzberger: „Ozon entsteht durch Reaktion von Sauerstoff mit anderen Molekülen, vor allem Stickstoffoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen, z. B. aus Farben, Lacken und Reinigungsmitteln. Deshalb müssen wir alles daran setzen, die Emissionen dieser Ozonvorläuferstoffe weiter zu mindern.“

COM draft proposal endangers level of health protection against hazardous VOC emissions from construction products

This Scientific Opinion Paper reports about current plans of the European Commission to issue a delegated act on communication of emissions of volatile organic compounds (⁠ VOC ⁠) from construction products in form of “VOC classes”. German authorities consider this draft delegated act as completely insufficient regarding health requirements for the marketing of construction products and campaign for resumption of discussions and supplementation of the proposal in order to efficiently avoid unacceptable adverse health effects. Veröffentlicht in Scientific Opinion Paper.

Aktualisierung des deutschen Inventars für NMVOC-Emissionen aus der Verwendung von Lösemitteln und lösemittelhaltiger Produkte für die Berichtsjahre 2019, 2020 und 2021

Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen, außer Methan, aus der Herstellung und Verwendung von Lösemitteln und lösemittelhaltigen Produkten werden als Summenwert im deutschen Emissionsinventar geführt und berichtet (⁠ NMVOC ⁠ – non-methane volatile organic compounds). Im Vorhaben wurden die NMVOC-Emissionen aus der Herstellung und Verwendung von Lösemitteln und lösemittelhaltigen Produkten für die Jahre 2019, 2020 und 2021 auf Basis aktueller Statistiken berechnet. Zusätzlich wurden die Projektionen der NMVOC-Emissionen für die Jahre 2025, 2030 und 2035 aktualisiert berechnet. Diese Projektionen wurden für die Aktualisierung des nationalen Luftreinhalteprogrammes in 2023 verwendet. Veröffentlicht in Texte | 99/2023.

Sensorische Bewertung der Emissionen aus Bauprodukten

Emissionen aus Bauprodukten können die Qualität der Innenraumluft erheblich beeinträchtigen. Mit Hilfe des AgBB-Schemas werden die Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (⁠ VOC ⁠) aus Bauprodukten bewertet. Die gesundheitliche Bewertung nach dem AgBB-Schema erfordert produktspezifische Messverfahren. Diese gibt es mittlerweile für eine Reihe von Produkten. Sie wurden durch Beteiligung verschiedener Forschungseinrichtungen und Messinstitute validiert und u. a. in die Vergabekriterien des Umweltzeichens Blauer Engel übernommen. Die Bewertung ist allerdings – mit zumeist niedrigeren Grenzwerten – strenger, als nach AgBB-Schema. Veröffentlicht in Texte | 35/2011.

Harmonised VOC Emission Classes for Construction Products

This documentation summarises the presentations and the discussions of the international online conference "Limiting Health Impacts of Construction Products regarding Volatile Organic Compounds" organised by the German Environment Agency in April 2021. The conference presented the current status of harmonisation activities on the topic of construction product emissions as well as a concrete proposal for harmonised emission classes for volatile organic compounds. The publication is addressed to national authorities, universities, research institutes and non-governmental organisations dealing with the topic of health protection and emissions from construction products. Veröffentlicht in Dokumentationen | 05/2021.

Chem-Org\PVC(Suspens)-DE-2010

PVC-Polymerisation von monomerem Vinylchlorid (VCM) zu Polyvinylchorid (PVC) nach dem Suspensionsverfahren. Drei Verfahren zur Herstellung von PVC werden industriell durchgeführt, das Suspensionsverfahren, das Masseverfahren und das Emulsionsverfahren. Das Herstellungsverfahren beeinflußt die Eigenschaften des PVC und damit dessen Anwendungsgebiete. [PVC wird nie in Reinform verarbeitet. Hilfsstoffe (Farbmittel, Weichmacher etc.) ermöglichen die reibungslose Verarbeitung und bestimmen die Eigenschaften des Produkts. Die Weiterverarbeitung von PVC wird in diesem Prozess nicht berücksichtigt.]. Ein wesentlicher Teil des technischen Aufwandes zur PVC-Herstellung gilt der Verhinderung von VCM-Emissionen und der Entmonomerisierung (Entfernen von VCM aus dem Polymerisationsprodukt). Bei der Suspensionspolymerisation des VCM wird dieses durch starkes Rühren in Wasser fein verteilt. Die Polymerisation wird durch die Zugabe von Initiatoren (meist ein organisches Peroxid) in Gang gesetzt, die sich im Monomeren lösen. Suspendierungsmittel verhindern ein Zusammenbacken der sich bildenden Partikel. Die Polymerisation (Dauer 6 bis 8 Stunden) erfolgt diskontinuierlich in Rührkesseln. Wenn 90 % des VCM polymerisiert sind, wird die Reaktion abgebrochen. Nicht polymerisiertes VCM wird wiedergewonnen. Die Suspension (etwa 32 % Feststoff) wird in Zentrifugen weitgehend vom Wasser befreit. Anschließend erfolgt die Trocknung und Lagerung des PVC. Ortsbezug: Weltweit wurden 1990 18,3 Mio. t PVC produziert (Nordamerika 4,7 Mio. t, Westeuropa 4,8 Mio. t, Japan 2,1 Mio. t) (Ullmann 1992). In (APME 1994) werden für Westeuropa 1994 PVC-Produktionsmengen von 5,243 Mio. t angegeben. Nach (Ullmann 1992) entfallen 80 % der Weltprodukion auf das Suspensionsverfahren, 12 % auf das Emulsionsverfahren (1989: weltweit 1,6 Mio. t; davon 41 % Westeuropa, 17 % USA, 10 % Japan) und 8 % auf das Masseverfahren. Nach (OEKO 1989) entfallen in der Bundesrepublik Deutschland 60 % der PVC-Produktion auf das Suspensionsverfahren, 28 % auf das Emulsionsverfahren und 12 % auf das Masseverfahren. In der BRD wurden 1987 1,32 Mio PVC hergestellt (Tötsch 1990). Für die Genese der Kennziffern in GEMIS wurden Daten aus #1 und #2 bzw. #3 verwendet (siehe unten). Die dort enthaltenen Werte geben den Stand der Technik Ende der 80er bzw. Anfang der 90er Jahre in der BRD bzw. von Standorten der Fa. Norsk Hydro wieder. Allokation: keine Genese der Daten: Massenbilanz - Für die Erzeugung von 1 t PVC werden 1010 kg an monomerem Vinylchlorid eingesetzt. Weiterhin werden und Initiatoren (organische Peroxide 0,87 kg) zum Starten der Polymerisation und Stabilisatoren (Methylzellulose 0,5 kg) von zusammen 1,37 kg benötigt. Die Verluste bei der Massenbilanz werden in #1 mit "Verluste im Abwasser" 3 kg, "Verluste als PVC Staub" 1 kg und "sonstige Verluste" ca. 7,4 kg beziffert. Energiebedarf - Der Energiebedarf zur Herstellung einer Tonne PVC beträgt nach #1 rund 0,72 GJ an elektrische Energie. Emissionen - An prozessspezifischen Luftemissionen bei der PVC-Polymerisation ist vor allem VCM von Bedeutung. Es wird in #1 mit einem Umwelteintrag von 300 t VCM für 1988 gerechnet. Legt man die PVC-Produktionszahlen von 1987 (1,32 Mio. t) zugrunde, so ergibt sich für die VCM-Emission ein Wert von ca. 0,23 kg/tP. Verfahrensunterschiede (Suspensions-, Masse- oder Emulsionsverfahren) bleiben bei dieser Berechnung unberücksichtigt. In #2 werden die prozessbedingten VOC-Emissionen bei der PVC-Herstellung (Suspensionsverfahren) abgeschätzt. Daraus ergibt sich ein Wert von ca. 1,5 kg VOC/t PVC. Dieser Wert wird bei GEMIS unter NMVOC aufgeführt. In #3 werden Emissionen der PVC-Produktion nach einer Studie von Norsk Hydro (Grundlagen sind Daten von vier Standorten der Fa. Norsk Hydro) aufgeführt. Es werden folgende Emissionen genannt: 0,675 kg VCM/t PVC (Luft), 0,185 kg PVC-Staub/t PVC (Luft), 0,059 kg PVC/t PVC (Wasser) und 3,9 kg verunreinigtes PVC/t PVC (Abfall). Eine Zuordnung der Emissionen zu einem bestimmten Herstellungsverfahren ist dabei nicht möglich. Wasser - Für die Herstellung von einer Tonne PVC werden insgesamt 104 t Wasser benötigt. 100 t werden davon als Kühlwasser, 1,0 t als Mitteldruckdampf verwendet. Bei den restlichen 3 t handelt es sich um entmineralisiertes Wasser (#1). Beim Suspensions- und Emulsionsverfahren entstehen VCM-belastete Abwässer (quantitative Angaben zu Abwasserfrachten liegen nicht vor). Im Ablauf von zentralen biologischen Abwasserreinigungsanlagen ist VCM in der Regel nicht nachweisbar. Wegen der Flüchtigkeit geben VCM-haltige Abwässer das Vinylchlorid relativ schnell an die Atmosphäre ab (UBA 1991). Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Chemie gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2010 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 99% Produkt: Kunststoffe

Chem-Org\PVC(Suspens)-DE-2030

PVC-Polymerisation von monomerem Vinylchlorid (VCM) zu Polyvinylchorid (PVC) nach dem Suspensionsverfahren. Drei Verfahren zur Herstellung von PVC werden industriell durchgeführt, das Suspensionsverfahren, das Masseverfahren und das Emulsionsverfahren. Das Herstellungsverfahren beeinflußt die Eigenschaften des PVC und damit dessen Anwendungsgebiete. [PVC wird nie in Reinform verarbeitet. Hilfsstoffe (Farbmittel, Weichmacher etc.) ermöglichen die reibungslose Verarbeitung und bestimmen die Eigenschaften des Produkts. Die Weiterverarbeitung von PVC wird in diesem Prozess nicht berücksichtigt.]. Ein wesentlicher Teil des technischen Aufwandes zur PVC-Herstellung gilt der Verhinderung von VCM-Emissionen und der Entmonomerisierung (Entfernen von VCM aus dem Polymerisationsprodukt). Bei der Suspensionspolymerisation des VCM wird dieses durch starkes Rühren in Wasser fein verteilt. Die Polymerisation wird durch die Zugabe von Initiatoren (meist ein organisches Peroxid) in Gang gesetzt, die sich im Monomeren lösen. Suspendierungsmittel verhindern ein Zusammenbacken der sich bildenden Partikel. Die Polymerisation (Dauer 6 bis 8 Stunden) erfolgt diskontinuierlich in Rührkesseln. Wenn 90 % des VCM polymerisiert sind, wird die Reaktion abgebrochen. Nicht polymerisiertes VCM wird wiedergewonnen. Die Suspension (etwa 32 % Feststoff) wird in Zentrifugen weitgehend vom Wasser befreit. Anschließend erfolgt die Trocknung und Lagerung des PVC. Ortsbezug: Weltweit wurden 1990 18,3 Mio. t PVC produziert (Nordamerika 4,7 Mio. t, Westeuropa 4,8 Mio. t, Japan 2,1 Mio. t) (Ullmann 1992). In (APME 1994) werden für Westeuropa 1994 PVC-Produktionsmengen von 5,243 Mio. t angegeben. Nach (Ullmann 1992) entfallen 80 % der Weltprodukion auf das Suspensionsverfahren, 12 % auf das Emulsionsverfahren (1989: weltweit 1,6 Mio. t; davon 41 % Westeuropa, 17 % USA, 10 % Japan) und 8 % auf das Masseverfahren. Nach (OEKO 1989) entfallen in der Bundesrepublik Deutschland 60 % der PVC-Produktion auf das Suspensionsverfahren, 28 % auf das Emulsionsverfahren und 12 % auf das Masseverfahren. In der BRD wurden 1987 1,32 Mio PVC hergestellt (Tötsch 1990). Für die Genese der Kennziffern in GEMIS wurden Daten aus #1 und #2 bzw. #3 verwendet (siehe unten). Die dort enthaltenen Werte geben den Stand der Technik Ende der 80er bzw. Anfang der 90er Jahre in der BRD bzw. von Standorten der Fa. Norsk Hydro wieder. Allokation: keine Genese der Daten: Massenbilanz - Für die Erzeugung von 1 t PVC werden 1010 kg an monomerem Vinylchlorid eingesetzt. Weiterhin werden und Initiatoren (organische Peroxide 0,87 kg) zum Starten der Polymerisation und Stabilisatoren (Methylzellulose 0,5 kg) von zusammen 1,37 kg benötigt. Die Verluste bei der Massenbilanz werden in #1 mit "Verluste im Abwasser" 3 kg, "Verluste als PVC Staub" 1 kg und "sonstige Verluste" ca. 7,4 kg beziffert. Energiebedarf - Der Energiebedarf zur Herstellung einer Tonne PVC beträgt nach #1 rund 0,72 GJ an elektrische Energie. Emissionen - An prozessspezifischen Luftemissionen bei der PVC-Polymerisation ist vor allem VCM von Bedeutung. Es wird in #1 mit einem Umwelteintrag von 300 t VCM für 1988 gerechnet. Legt man die PVC-Produktionszahlen von 1987 (1,32 Mio. t) zugrunde, so ergibt sich für die VCM-Emission ein Wert von ca. 0,23 kg/tP. Verfahrensunterschiede (Suspensions-, Masse- oder Emulsionsverfahren) bleiben bei dieser Berechnung unberücksichtigt. In #2 werden die prozessbedingten VOC-Emissionen bei der PVC-Herstellung (Suspensionsverfahren) abgeschätzt. Daraus ergibt sich ein Wert von ca. 1,5 kg VOC/t PVC. Dieser Wert wird bei GEMIS unter NMVOC aufgeführt. In #3 werden Emissionen der PVC-Produktion nach einer Studie von Norsk Hydro (Grundlagen sind Daten von vier Standorten der Fa. Norsk Hydro) aufgeführt. Es werden folgende Emissionen genannt: 0,675 kg VCM/t PVC (Luft), 0,185 kg PVC-Staub/t PVC (Luft), 0,059 kg PVC/t PVC (Wasser) und 3,9 kg verunreinigtes PVC/t PVC (Abfall). Eine Zuordnung der Emissionen zu einem bestimmten Herstellungsverfahren ist dabei nicht möglich. Wasser - Für die Herstellung von einer Tonne PVC werden insgesamt 104 t Wasser benötigt. 100 t werden davon als Kühlwasser, 1,0 t als Mitteldruckdampf verwendet. Bei den restlichen 3 t handelt es sich um entmineralisiertes Wasser (#1). Beim Suspensions- und Emulsionsverfahren entstehen VCM-belastete Abwässer (quantitative Angaben zu Abwasserfrachten liegen nicht vor). Im Ablauf von zentralen biologischen Abwasserreinigungsanlagen ist VCM in der Regel nicht nachweisbar. Wegen der Flüchtigkeit geben VCM-haltige Abwässer das Vinylchlorid relativ schnell an die Atmosphäre ab (UBA 1991). Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Chemie gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2030 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 99% Produkt: Kunststoffe

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