- Einführung
- Eigenschaften und Bedeutung von Tensiden - Amphiphile Struktur und Mizellbildung
- Einteilung in Tensidklassen
- Verwendung in Industrie und Haushalt - Tenside als Umweltchemikalien
- Tenside im Abwasser
- Abwasserbehandlung in Kläranlagen - Tensideintrag in die Umwelt
- Biologischer Tensidabbau
- Tensidmetabolismus in Kläranlagen und Oberflächengewässern - Prüfmethoden
- Abbaubarkeit einzelner Tensidtypen
- Verhalten von Tensiden in der aquatischen Umwelt - Eutrophierung
- Aquatische Toxizität
- Schadwirkung auf Wasserorganismen - Prüfmethoden
- Toxizitäten der einzelnen Tenside - Umweltanalytik von Tensiden
- Untersuchungsmethoden der Wasserbelastung
- Übersicht über die wichtigsten Verfahren zur Tensidanalytik - Bestimmung linearer Alkylbenzensulfonate mittels
Hochleistungsflüssigchromatographie und Kapillarelektrophorese - Grundlagen der Trennmethoden
- Experimentelles - Ergebnisse - Diskussion
- Humantoxikologische Eigenschaften von Tensiden - Übersicht zu allgemeiner und spezieller Tensidtoxizität - Haut- und Schleimhauttoxizität
- Haut- und Schleimhautreizung - Prüfung auf Hautreizung - Prüfung auf Augenreizung - Risikobeherrschung - Zusammenfassung - Literaturverzeichnis Einführung
Als industrielle Großprodukte (Produktion jährlich etwa 650000 t) gelangen Tenside in vielen Industriezweigen zur Anwendung. Aufgrund ihrer grenzflächenaktiven Eigenschaften werden sie vor allem als Bestandteile von Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzt. So kommen sie in engen Kontakt mit der humanen Haut und Schleimhaut, weshalb eine toxikologische Unbedenklichkeit derartiger
Produkte zu gewährleisten ist. Für den Umgang der Arbeitnehmer mit konzentrierten technischen Produkten sind Sicherheitshinweise zu erstellen. Vor dem Inverkehrbringen neuer Tenside ist es deshalb notwendig, die mögliche Schadwirkung auf den Menschen zu untersuchen, um das Risiko auf die Gesundheit abschätzen und eventuelle Gefahren abwenden zu können.
Als Umweltchemikalien gelangt ein Großteil der Tenside nach bestimmungsgemäßem Gebrauch in das Abwasser und über Kläranlagen in die aquatische Umwelt. Erfolgt keine ausreichende Behandlung des Abwassers in biologischen Reinigungsstufen, können toxische Tensidkonzentrationen in die Oberflächengewässer eingetragen werden. Bei chronischer Einwirkung führen jedoch auch geringe Konzentrationen zu einer Störung des biologischen Gleichgewichtes.
Deshalb ist vor dem kommerziellen Einsatz von Tensiden deren aquatische Toxizität (auch die der Metaboliten) und ihre biologische Abbaubarkeit zu prüfen, so daß keine schwer metabolisierbaren und stärker toxischen Produkte zur industriellen Anwendung kommen.
Im Folgenden sollen die biologische Abbaubarkeit, die aquatische und Humantoxizität von Tensiden diskutiert werden. Methoden zur Ermittlung des Abbauverhaltens sowie der akuten und chronischen Toxizität werden dargestellt. Die Arbeit umfaßt ebenfalls eine Literaturübersicht zu chemischen Analysenmethoden für die Bestimmung von Tensiden in Umweltproben. Des Weiteren werden eigene Arbeiten zur Analytik linearer Alkylbenzensulfonate in Gewässerproben und Klärschlämmen mittels Hochleistungsflüssigchromatographie und Kapillarelektrophorese vorgestellt.
Zusammenfassung
Der Nachweis, daß tensidhaltige Produkte für den Menschen und die Umwelt sicher sind, bleibt eine ständige Herausforderung für Tensid-, Wasch- und Reinigungsmittelindustrie. Tenside gelangen in engen Kontakt mit dem Menschen, was Untersuchungen zur Humantoxizität notwendig macht. Es muß gewährleistet sein, daß mit Hautpflegemitteln keine Beeinträchtigung der Gesundheit erfolgt.
Nichtionische Tenside sind besonders gut verträglich. Darunter erlangen die Alkylpolyglukoside aufgrund besonders guter Umweltverträglichkeit und geringer Reizwirkung eine steigende Bedeutung. Anionische Tenside werden aufgrund besserer Verträglichkeit in Kombination mit Neutraltensiden eingesetzt. Kationische Tenside kommen wegen ihrer stärkeren Reizwirkung in geringer Konzentration zur Anwendung. Besonders für Allergiker ist eine umfassende Deklaration der Reinigungs- und Pflegemittel notwendig. Die Kennzeichnung technischer Produkte für Gebrauch in Labor und Industrie erfolgt nach der Gefahrstoffverordnung zum Schutz der Mitarbeiter.
Ein Großteil wird über Abwasser und Kläranlagen in die Umwelt eingetragen, so daß Fragen zur biologischen Abbaubarkeit und aquatischen Toxizität geklärt werden müssen. In dieser Hinsicht gehören die Tenside zu den am besten untersuchten Substanzen. Heute sind alle Tenside zu mindestens 90 % biologisch abbaubar.
Besonders gut abbaubar sind Fettalkoholethoxylate, Alkylsulfate und Alkylpolyglukoside. Schwer abbaubare Tenside, z. B. Tetrapropylenbenzensulfonat, werden nicht mehr verwendet. Produkte mit höherer aquatischer Toxizität, z. B.
Nonylphenolpolyethoxylate und Distearyldimethylammoniumchlorid, Es wird angestrebt, alle Haushalte so schnell wie möglich an Kläranlagen mit biologischer Reinigungsstufe anzuschließen.
Eine leistungsfähige Tensidanalytik ist wichtig, um Umweltbelastungen und deren Verursacher zu erkennen. Außerdem hilft sie bei der Produktentwicklung beim Charakterisieren der Stoffe, Untersuchung des Abbauverhaltens und der aquatischen Toxizität. Eine ständige Kontrolle der Produkte ist wichtig, da sich mit veränderter Homologen- und Isomerenverteilung auch die Tensideigenschaften verändern. Die HPLC ist gut für eine LAS-Bestimmung in Umweltproben geeignet, während die CE aufgrund geringerer Nachweisstärke vor allem zur Produktanalytik in Frage kommt.
Bei der Entwicklung neuer Tenside wird darauf geachtet, die Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen zur Schonung der Ressourcen und Minimierung von Abfall und Energieverbrauch herzustellen. Ein Kompromiß zwischen Wirksamkeit, biologischer Abbaubarkeit und aquatischer Toxizität muß gefunden werden. Eine möglichst schnelle Abbaubarkeit und geringe Toxizität wird gefordert. Um den Eintrag von Tensiden in die Umwelt zu verringern, müssen die Produkte eine bessere Leistung (Wasch- und Reinigungswirkung) bei geringer Einsatzmenge aufweisen.
