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Deutscher Naturschutzring (DNR) 30 Jahre PCB-Management – Was ist (noch) zu tun? Prof. Dr. rer. nat. habil. Uwe Lahl Riskcycle Was sind die Ursachen, was.

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1 Deutscher Naturschutzring (DNR) 30 Jahre PCB-Management – Was ist (noch) zu tun? Prof. Dr. rer. nat. habil. Uwe Lahl Riskcycle Was sind die Ursachen, was sind die Risiken und wo liegen die Lösungsmöglichkeiten?

2 1. Problem 2. Risiken 3. Lösungsmöglichkeiten Agenda DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 2

3 RISKCYCLE Worum geht es bei Riskcycle? Riskcycle = Kunstwort: Risiko + Kreislaufwirtschaft Fokus: Risiken von (Alt-)Chemikalien und Additiven (Zusatzstoffen) in Produkten im Rahmen globaler Recycling-Ströme Relevant etwa bei Altkunststoffen, Elektronikschrott, Altpapier usw. Problem: Recycling in Schwellen-und Entwicklungsländern oftmals auf niedrig(er)em technischen Niveau Recycling kann vor Ort zur Gefährdung der Beschäftigten, der Bevölkerung und/oder der Umwelt führen Auch Rückführung in Industrieländer über Einsatz von Rezyklaten in Produkten möglich DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 3

4 Altpapier-Ströme 2009 weltweit DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 4

5 Problem der Kontrolle von PCB-Anwendungen und der damit verbundenen Recycling-Flüsse Landfill- Mining Altölentsorgung & Recycling Metallrecycling Recycling Baustoffe Klärschlamm DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 5

6 Mehrere Recyclingkreisläufe Recycling-Baustoffe Altöl (Maschinenöl, Heizung) Altholz; Einstreu-Altholz Altpapier Asphalt Klärschlamm Überblick PCB/Dioxin-Exposition Huhn DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 6

7 Ergo Die wichtigste Schlussfolgerungen aus der Causa PCB: Man darf keine POPs in große Materialienflüsse bringen, die dann über Dekaden in Umwelt und zum Schluss zum Teil in Lebensmittel enden. Selbst ein Industrieland wie Deutschland mit ausgearbeiteter Gesetzgebung, gebildetem Personal, analytischer Kapazität, entwickelter Abfallwirtschaft, Beseitigungskapazität und vielleicht bestem Vollzug auf der Welt hat - wenn man PCB in der Gesamtheit betrachtet - die letzten 30 Jahre das Problem nicht in den Griff bekommen und etwa 50% der Gesamtmenge in die Umwelt gebracht und zum Teil im Kreis geführt. DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 7

8 Thermisch/Indust. (z.B. Abfallverbrennung, Zement-, Metallindustrie, industrielle Feuerungen) Produkte (z.B. Pestizide, PCB, BFRs and PFCs in WEE, Textilien, Teppichböden, Kunststoffen, PVC, etc.) Emissionsquellen Transport in der Umwelt Expositions- pfade Anwendung von Chlor/Brom (z.B. Papier- und Zellstoffproduktion, Wasseraufbereitung, Produktion von TiO 2, Magnesium etc.) Chlor/Brom/ Fluor im Produktionsprozess (z.B. früher Chloralkali-Elektrolyse) Herstellung von Organohalogenen (z.B. Pestizide, PCBs, CPs, BFRs- PBDE, HBCD, PFCs- PFOS, PFOA) Atmosphäre Land Meer Pflanzen Tiere/ Vieh Fische & Schalen- tiere Inhalation Nahrungs- aufnahme Arbeitsplatz Zwischen Generationen Unfall Reservoir (z.B. Halden, Deponien, kontaminierte Standorte, Böden, Sedimente) Innenraum Konsument Bodenaufnahme Trinkwasser Recycled Products DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 8

9 Materialfluss OctaBDE/DecaBDE enthaltende Produkte/Artikel und Recyclingkreisläufe UNEP 2010; modified from Alcock et al DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 9 BDE = Bromdiphenylether HIPS = High impact polystyrene PBT = Polybutylene Terephthalate

10 DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 10 Bekannte und vermutete Routen des Dumpings von Elektro(nik)schrott

11 DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 11

12 Alte versus neue/aufkommende POPs Zeittrends in schwedischer Muttermilch Aufkommende POPs nehmen zu (z.B. PBDE) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 12

13 CP-Konzentration [ng/g TS] Summe PCB-Konzentration [ng/g TS] PCBs Cl-Paraffine (CP) Sedimentkerne Därligen Iozza et al ES&T 42, (2008) Alte POPs versus neu POPs PCB and Chlorparaffine (CP) im Thunersee (CH) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 13 Achtung, unterschiedliche Skalen!

14 Risiken Chlorierte Paraffine haben PCB in einer Reihe von Anwendungen substituiert (Flammschutz Kunststoffe; Farben, Fugenmassen; Schneidöle etc.). Produktionssteigerung von 1.000% in den letzten 10 Jahren. Heute > 1 Mio. t/a vor allem in China und in Indien. Damit so viel wie historische PCB-Produktion. Die kurzkettigen CP werden zur Zeit vom POP Reviewing Committee untersucht. Auch mittel- und langkettige CP sind persistent. Abbauprodukte? Schlecht untersuchte Toxizität (wohl geringer als PCB, aber Eintrag größerer Mengen) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 14 Produktion chlorierter Paraffine (1.000 t/a)

15 Welche Risiken bestehen für Mensch & Umwelt? PBDE/BFRs Videokasetten (5/5) (Hirai et al, BFR 2007) PBDE in Spielzeug in Süd-China (Chen et al. ES&T 43, 4200, 2009) Dieses Beispiel zeigt, dass das Recycling von Kunststoffen, die PBDE/BFR enthalten, schlecht (nicht?) kontrolliert wird und zum Teil in sensitive Artikel gelangt, mit der Folge eines höheren Expositionsrisikos. Kontamination von Kunststoffrezyklaten? DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 15

16 Quelle: Stapleton et al. ES&T 42, 3453 (2008) PBDE Blut Serum Fett (ng/g) PUR-Schaum- Recycler Teppichleger Kontrolle (Partner) Untersuchung in den USA zur Humanexposition gegen PBDE beim Recycling von PUR-Schaum DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 16 Achtung: logarithmischer Maßstab! 1

17 Recycling von PBDE-haltigen PUR- Schäumen für Teppichrücken in den USA DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 17 Weber 2013

18 Hexabromcyclododecan (HBCD) im Hühnerei HBCD wurde auf COP6 (05/2013) als Persistent Organic Pollutant (POP) in der Stockholmer Konvention gelistet. Die Haupanwendung war/sind Polystyrol-Dämmstoffe (XPS/EPS). Eine weitere wichtige Verwendung sind Textilien. Nun wurden in Deutschland erstmals Eier mit hoher HBCD-Konzentration gefunden. Ursache: Die betroffenen Hühner hatten Dämmmaterial gepickt ! (Hiebl & Vetter J., Agric. Food Chem. 55, 3319, Wie ist der Recycling-Kreislauf von XPS/EPS? Polystyrol wird z.B. in (Blumen-)Erde zur Lockerung eingebracht. Polystyrol wird als Einweggeschirr verwendet (vor allem Asien). XPS/EPS mit HBCD soll laut POPRC gelabelt werden. Wie jedoch ist das nicht gelabelte XPS/EPS mit HBCD zu erkennen, das die letzten 30 Jahre produziert und in Dämmstoffen eingesetzt wurde? DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 18 Weber 2013

19 Heute sind mehr als 1000 PFCs auf dem Markt Lindstrom et al. ES&T (2011) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 19 Polyfluorierte POPs/POP-ähnliche Stoffe

20 Source: Risk and Policy Analysts (2004); Fricke & Lahl, UWSF 17, 36 – 49 (2005) Geschätzter Verbrauch von PFOS- Verbindungen in der EU PFOS & PFOS- Vorläufer DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 20 Geschätzter Verbrauch von PFOS-Verbindungen in der EU pro Jahr

21 Oberflächenbeschichtungen Papier und Karton Textilien und Möbel Synthetische Teppiche Lederimprägnierung andere Oberflächenadditive Farben: z.B. Imprägnierung von Bauteilen in Häusern Hydraulikflüssigkeiten, Insektizide, Putzmittel, Polituren für Auto und Böden, Wachse (z.B. Ski), Kosmetika … Verwendung von PFOS/PFC DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 21

22 More than 115 molecular structures were found in industrial blends from the EU, US and China, belonging to the groups of polyfluoroalkyl-mono- and - diester phosphates (monoPAPS, diPAPS and S-diPAPS), -ethoxylates, -acrylates, -amino acids, -sulfonamide phosphates and -thio acids, together with residuals and synthesis byproducts. In addition, a number of starting materials such as perfluorooctane sulfonamide N-alkyl esters were analysed. Di- and trialkylated PAPS and S-diPAPS were found in migrates from European food contact materials. Conclusion: This study highlights the need to monitor for more types of PFS in order to map the sources of PFAS in humans and the environment. Wer mehr wissen möchte über den Stand der Wissenschaft … Xenia Trier & Kit Granby & Jan H. Christensen DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 22

23 M. Scheringer et al., (2012), Atmos. Pollut. Res. 3 DOI: /APR : How many persistent organic pollutants should we expect? Wie viele POPs gibt es noch? 574 Potenzielle POPs Chloriert Gemischt halogeniert Fluoriert Bromiert Prozentwerte von Chemikalien mit unterschiedlichen Halogenierung innerhalb der halogenierte Stoffe in der Pop-Gruppe (A) und in der Gruppe very POP (B). Enthalten sind nur Chemikalien mit "reinen" Halogenierung; darüber hinaus gibt es 19% der Chemikalien mit gemischten Halogenierung in der Pop-Gruppe und 23% in der sehr POP-Gruppe. 1,4% der Stoffe in der Pop-Gruppe sind nicht halogenierte. 193 Chemikalien very POP Fluoriert Chloriert Bromiert Iodiert Gemischt halogeniert Nicht halogeniert

24 Lösung Europäische Ökodesign-Richtlinie Europäische Abfallgesetzgebung Europäisches Umweltzeichen (Ecolabel) REACH – die europäische Chemikalienverordnung DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 24 Der Gesetzgeber ist gefordert. Welche Ansatzpunkte gäbe es?

25 Ökodesign-Richtlinie Schwerpunkt Richtlinie: Energieverbrauch Berücksichtigung von ausgewählten Stoffen in LCA-Betrachtungen (Stichwort Ressourceneffizienz) Allerdings keine Berücksichtigung des Aspekts RISKCYCLE Ausweitung des Anwendungsbereichs der Richtlinie in Diskussion Fokus auf Energieverbrauch wird bleiben Relevanter Beitrag zur Lösung des Riskcycle-Problems daher eher nicht zu erwarten DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 25

26 Europäische Abfallgesetzgebung RoHS-Richtlinie Regulierung von elektrische und elektronische Geräte Erfolgreich bei der Beschränkung/beim Verbot des Einsatzes ausgewählter Schadstoffe und des RISKCYCLE-Problems Ausdehnung des Anwendungsbereichs auf weitere Produkte? Ausdehnung des Katalogs der beschränkten/verbotenen Substanzen (Annex II der Richtlinie) Problematisch: Kontrolle und Überwachung? DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 26

27 Identifizierung der wichtigsten Umweltkategorien für diese Produktgruppe LCA- Studien 3. Schadstoffeintrag in die Innenraumluft 4. Geräuschemissionen während des Betriebs 5.Produktdesign: Vermeidung des Einsatzes von gefährlichen Substanzen und Materialien 1. Papierverbrauch 2. Energieverbrauch in der Nutzungsphase 6. Produktdesign: Förderung der Wiederverwendung, des Recycling und eines intelligenten Abfallmanagements 7. Verbrauch von Tinte und Toner Produkt- orientierte Umwelt- folgen- abschätzung LCA- Studien Ecolabel: Umweltkriterien für Drucker und Kopierer DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 27 Weber 2013

28 REACH DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 28

29 REACH – Expositionsszenarien DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 29

30 REACH – Abfall eingeschlossen ? DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 30

31 REACH – Handreichung, wie Recycling bei der Abschätzung einzubeziehen ist Abfallarten, die während des Lebenszyklus von Substanzen anfallen (ECHA 2010) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 31

32 Ausblick DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 32 Nutzung von REACH- Erkenntnissen für die Ökodesign-RL (nach Ökopol 2013)

33 Ausblick DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 33 Nutzung von Ökodesign- Erkenntnissen für die REACH- Umsetzung (nach Ökopol 2013)

34 Fazit (I) Selbst ein Land wie Deutschland - mit strenger Gesetzgebung, ausgefeilter Abfallwirtschaft, guter Analytik und funktionierendem Vollzug kann problematische Chemikalien wie etwa PCB in Stoffströmen auch nach 30 Jahren nicht angemessen handhaben. Wie sollen das dann Entwicklungsländer schaffen ?? Ein (erforderliches) globales PCB-Management ist mit den aktuellen Finanzmechanismen für die POP-Konvention nicht finanzierbar. Das Management anderer POPs wie PBDE oder PFOS startet gerade mit der Inventarisierung. Hier ist eine ähnliche Problematik zu erwarten. Wie kann man die Recyclingkreisläufe schützen, die elementar für eine Kreislaufwirtschaft sind? Wer soll das bezahlen ? PCB wurde in vielen Anwendungen durch Chorparaffine ersetzt, die z.Z. als POP evaluiert werden. Fluorierte Tenside werden zum großen Teil durch andere fluorierten Tenside ersetzt. Die Substitution von problematischen Chemikalien muss den Riskcycle-Aspekt stärker einbeziehen. Fast 600 POP-ähnliche Chemikalien sind derzeit in Anwendung. Eine Untersuchung dieser Substanzen in Bezug auf Recyclingkreisläufe, Exposition des Menschen und Risiko für eine Kreislaufwirtschaft ist dringend erforderlich. DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 34

35 Fazit (II) REACH kann hier das Instrument zur Problemlösung sein. Interessant wäre ein Bericht der ECHA, ob und wieweit es gelungen ist, Recyclingkreisläufe zu schützen. Die Ökodesign-Richtlinie könnte erweitert werden, könnte im Einzelfall zielgenauer Produkte sauber halten. Und last but not least: Wir benötigen dringend ein umfassendes Verständnis und Monitoring unserer bzw. der globalen Recyclingströme, um Handlungsprioritäten abzuleiten. Mit klaren Prioritäten könnte man auch abfallrechtlich Riskcycle adressieren (Stoff für Stoff). Strategische Frage ….. DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 35

36 Back-up für die Diskussion The RISKCYCLE issue should be explicitly noted in the regulatory text to raise awareness among the registrants of this topic. The ongoing analysis of registration dossiers should be considered and performed with sensitivity to the waste stage. This should also be done for the selection of substances of very high concern (SVHC, candidate list). For this purpose this task should be designated to the ECHA. A previous proposal given in the process of designing REACH should be revitalized: the introduction of quality assurance mechanisms in REACH regulation. This proposal could not be implemented due to the lack of majority during the political decision process on structuring REACH. But todays situation shows that such a mechanism is needed. Quality assurance mechanisms could be arranged privately. Before a registration is submitted the file could be checked by an independent expert for completeness and defined content requirements. One requirement must be riskcycle. Without such an examination a registration would be incomplete. DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl | 36


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