INDUSTRIECHEMIKALIEN: BEFUNDE UND ZUKÜNFTIGE PARAMETER
UBA-Fachgespräch: Bewertung der Trinkwasserrelevanz von Prof. Dr. Heinz-Jürgen Brauch
INDUSTRIECHEMIKALIEN
ALLE UNTER REACH GEREGELTEN STOFFE
„Klassische“ Industriechemikalien
(z. B. Chlor-, Nitroaromaten, Anilin- und Phenolderivate u. a.) ohne (praktische) Bedeutung ( leicht entfernbar)
„Moderne Industriechemikalien“
(z. B. synthetische Komplexbildner, nicht-halogenierte (z. B. synthetische Komplexbildner, nicht-halogenierte Lösemittel, Zusatzstoffe u. a.)
polarer, wasserlöslicher, schlechter abbaubar?
( schwieriger zu entfernen)
PRODUKTIONSPROZESSE IN DER CHEMISCHEN INDUSTRIE
Erhebliche Veränderungen
(u. a. wegen Ressourceneffizienz, Sicherheit, Gesundheits- und Umweltschutz)
Reaktionen/Prozesse überwiegend in wässrigen Systemen gewisse Wasserlöslichkeit erforderlich
Zunehmender Einsatz von Spezialchemikalien
(PFC, Flammschutz- und Korrosionsschutzmittel etc.) Neue Produkte und Verbindungen (mit Elementen wie
Fluor, Silicium, Phosphor, aber auch Stickstoff, Schwefel) zunehmende Polarität und Wasserlöslichkeit!
Nicht mehr die Produktion ist das Problem, sondern das Produkt
BEISPIEL 1: POLYETHYLENGLYKOLETHER
wichtige Lösemittel in großtechnischen Prozessen über weite pH-Bereiche stabil
hohe thermische Stabilität
gute komplexierende Eigenschaften (vergleichbar mit Kronenethern)
Einsatz bei Hochtemperaturreaktionen und Phasen-Transfer- Einsatz bei Hochtemperaturreaktionen und Phasen-Transfer-
Reaktionen, insbesondere mit metallorganischen Reagenzien (Polymerisationsreaktionen)
Dimethylpolyglykolether sind mit Wasser in allen Verhältnissen mischbar
Dibutylglykolether besitzen nur eine geringe Wasserlöslichkeit
WICHTIGE POLYETHYLENGLYKOLETHER
R n Bezeichnung CAS-Nr.
CH 1 Ethylenglykoldimethylether, Monoglyme 110-71-4
R O O
[ ] n R
R O O
[ ] n R
CH3 1 Ethylenglykoldimethylether, Monoglyme 110-71-4 CH3 2 Diethylenglykoldimethylether, Diglyme 111-96-6 CH3 3 Triethylenglykoldimethylether, Triglyme 112-49-2 CH3 4 Tetraethylenglykoldimethylether, Tetraglyme 143-24-8
n-C4H9 2 Diethylenglykoldibutylether, Butyldiglyme 112-73-2
DIGLYME UND TRIGLYME
H
3C O CH
2CH
2O CH
2CH
2O CH
3Diethylenglykoldimethylether
Triethylenglykoldimethylether
H
3C O CH
2CH
2O CH
2CH
2O CH
2CH
2O CH
3inerte Lösemittel
mit Wasser in allen Verhältnissen mischbar
Siedepunkte: 162 °C (Diglyme) und 220 °C (Triglyme) geringe akute Toxizität
kein Risiko für aquatische Organismen (EC10(Alge, Daphnie)
> 1000 mg/L)
Triethylenglykoldimethylether
DIGLYME IM RHEIN BEI BIMMEN-LOBITH
3 4 5 6
c in µg/L
0 1 2 3
04.02.2005 04.03.2005 04.04.2005 04.05.2005 04.06.2005
c in µg/L
www.aqualarm.nl
DIGLYME IM RHEIN
1,0 1,5 2,0 2,5
c in µg/L
Karlsruhe Mainz
Köln
Düsseldorf
10.02.05
07.03.05
05.04.05
04.05.05
30.05.05
29.06.05
01.08.05
25.08.05
22.09.05
17.10.05 0,0
0,5 1,0
TRIGLYME IM RHEIN
0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0
c in µg/L
Karlsruhe Mainz
Köln
Düsseldorf
10.02.05 07.03.05
05.04.05
04.05.05
30.05.05
29.06.05
01.08.05
25.08.05
22.09.05
17.10.05 0,0
0,2 0,4 0,6
c in µg/L 0,8
BEISPIEL 2: BENZOTRIAZOLE
Korrosionsschutzmittel
Kühl- und Schmierstoffen von Motoren Flugzeugenteisenern
Silberschutz in Geschirrspülmittel
H H
N N N H
N N N H
H
3C
Benzotriazol (BT) 5-Methylbenzotriazol (MBT)
BENZOTRIAZOLE IN KOMMUNALEN ABWÄSSERN
Ablauf, Kläranlage B Ablauf, Kläranlage A
1H-BT 4Me-BT
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Ablauf, Kläranlage KA Zulauf, Kläranlage KA
Konzentration in ng/L
4Me-BT 5Me-BT DM-BT
BENZOTRIAZOLE IN OBERFLÄCHENGEWÄSSERN
Main, Frankfurt Rhein, Karlsruhe Elbe, bei Dresden
1H-BT
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000
Körsch, Friedrichsmü hle
Schwarzbach, Ginshe im
Neckar, Mannheim
Konzentration in ng/L
4Me-BT 5Me-BT DM-BT
BENZOTRIAZOL IM RHEIN
1500 2000 2500
c in ng/L
Basel
Karlsruhe Mainz
Köln
Düsseldorf
04.05.05
30.05.05
29.06.05
28.07.05
24.08.05
22.09.05
17.10.05 0
500
c in ng/L 1000
5-METHYLBENZOTRIAZOL IM RHEIN
500 600 700 800
c in ng/L
Basel
Karlsruhe Mainz
Köln
Düsseldorf
04.05.05
30.05.05
29.06.05
28.07.05
24.08.05
22.09.05
17.10.05 0
100 200 300 400
c in ng/L
AUSWAHL: AKTUELLE UND ZUKÜNFTIGE
„TRINKWASSERRELEVANTE“ SUBSTANZEN
Synthetische Komplexbildner MTBE/ETBE
PFBA/PFBS Benzotriazole
Neben- und Transformationsprodukte
kleine, nicht-aromatische, polare und persistente Moleküle (Stoffe)
SCHLUSSBEMERKUNGEN
Biologische Abbaubarkeit (Persistenz) lässt sich (derzeit) nicht modellmäßig erfassen.
praxisnahe Teststrategien/-methoden erforderlich
Physikalisch-chemische Stoffdaten reichen nicht für eine Bewertung der „Trinkwasserrelevanz“ aus.
„wasserchemisches“ Knowhow and Expertise unverzichtbar
unverzichtbar
Klare und eindeutige Definition der Begrifflichkeiten notwendig
was ist trinkwasserrelevant?
Beispiel: 1,2 pg/L (Picogramm pro Liter) Dioxin im Trinkwasser
ist Dioxin trinkwasserrelevant?
