Langlebige organische Schadstoffe


Langlebige organische Schadstoffe

Langlebige organische Schadstoffe oder POPs (von engl. persistent organic pollutants) sind organische Verbindungen, die in der Umwelt nur sehr langsam abgebaut oder umgewandelt werden (Persistenz). Typischerweise wendet man den Begriff auf die Organochlor-Insektizide der „ersten Generation“ (zum Beispiel Chlordan, DDT, Dieldrin, Toxaphen), einige industriell hergestellte Chemikalien (PCB) sowie Nebenprodukte von Herstellungs- und Verbrennungsprozessen (Dioxine) an.

Eigenschaften

POP sind „semi-volatil“, sie können also sowohl in der Gasphase als auch an Staubpartikel gebunden vorkommen. Dadurch sind sie in gewissem Umfang in der Umwelt mobil und können durch Ferntransportmechanismen weltweit (ubiquitär) verteilt werden. Sie lassen sich selbst in sehr entlegenen Regionen wie den Polgebieten nachweisen.

Langlebige organische Schadstoffe sind relativ widerstandsfähig gegenüber chemischen, biologischen und photolytischen Abbauprozessen. Häufig sind sie aus Chlor- und Kohlenstoffatomen zusammengesetzt, die Chlor-Kohlenstoff-Bindung ist gegenüber einer Hydrolyse sehr beständig. Je höher der Chloranteil, desto besser ist die Widerstandsfähigkeit gegen biologischen Abbau und Photolyse. Durch die Halogenierung sind POP schlecht wasser-, aber gut fettlöslich (Lipophilie). Sie können sich im Fettgewebe von Tieren und Menschen anreichern (Bioakkumulation).

Einige POP gelten als Endokrine Disruptoren oder sind kanzerogen, teilweise wurden sie auch mit Fertilitätsstörungen, Verhaltensstörungen und Immundefekten in Verbindung gebracht.[1]

Stoffklassen

Vorwiegend sind es halogenierte organische Verbindungen, die in der Nahrungskette angereichert werden. Alle in die Stockholmer Konvention aufgenommenen Substanzen gehören zu dieser Gruppe. Das sogenannte Dirty Dozen besteht nur aus Organochlorverbindungen. Insbesondere sind die Organochlorpestizide, wie DDT oder Endrin, von Bedeutung. Hinzu kommen bromierte Flammschutzmittel und polyfluorierte Verbindungen wie PFOS, die als oberflächenaktive Substanzen bei Textilien eingesetzt werden.[2]

Humanexposition

Aufgrund der hohen Persistenz gelangen viele halogenierte Schadstoffe über die Nahrungskette auch in den menschlichen Organimus und können durch chromatogrphische Verfahren sicher identifiert und quantifiziert werden.[3]

Regulierung

Aufgrund ihrer ubiquitären Verbreitung, der Anreicherung im Körpergewebe und möglichen Gesundheitsschäden wird auf internationaler Ebene versucht, Herstellung und Einsatz von bestimmten POP einzuschränken oder ganz zu verbieten. In einem ersten Ansatz wurden 2001 mit der Stockholmer Konvention Herstellung und Gebrauch von zwölf Stoffen und Stoffgruppen (Dreckiges Dutzend) eingeschränkt oder verboten. Dabei unterscheidet sie Stockholmer Konvention auf der einen Seite die gezielt hergestellten Substanzen, wie Pflanzenschutzmittel oder PCB, die auf eine Bannliste kamen und deren Herstellung untersagt ist. Zum anderen sind aber die POP benannt, die unabsichtlich als „Nebenprodukt“ bei „umweltrelevanten Ereignissen“ (Brände, Feuerwerk, Vulkanausbrüche) entstehen und letztlich ebenfalls langfristig in die Umwelt und in die Nahrungskette kommen, wie die Dioxine oder Pentachlorphenol.

Am 29. April 2004 sind mit der Verordnung über persistente organische Schadstoffe[4] detaillierte Vorgaben hinsichtlich der Herstellung, des Inverkehrbringens, der Verwendung und der Freisetzung von POP für die Mitgliedsstaaten der EU festgelegt worden. Ziel der Verordnung ist, im Einklang mit dem Vorsorgeprinzip, die menschliche Gesundheit und die Umwelt vor den POP zu schützen.

Im Sinne der REACH-Verordnung gilt eine Verbindung als persistent, wenn sie eines der folgenden Kriterien erfüllt:

Persistenzkriterien in der REACH-Verordnung[5]
Umweltkompartiment Halbwertszeit
Süßwasser oder Flussmündungen 0> 40 Tage
Meerwasser 0> 60 Tage
Süßwasser- oder Flussmündungssediment > 120 Tage
Meeressediment > 180 Tage
Boden > 120 Tage

Literatur

  • Bernd Beek: Biodegradation and Persistence. The Handbook of Environmental Chemistry Vol. 2. Springer, Berlin 2001 ISSN 1433-6839.
  • J. Hosseinpour, H. Rottler: Persistente organische Umweltschadstoffe (POP). In: Umweltwissenschaften und Schadstoffforschung – Zeitschrift für Umweltchemie und Ökotoxikologie 11(6), S. 335–342 (1999) ISSN 0934-3504.
  • S. Richter, K.-G. Steinhäuser, H. Fiedler: Globaler Vertrag zur Regelung von POPs: Die Stockholm Konvention. Umweltwissenschaften und Schadstoffforschung – Zeitschrift für Umweltchemie und Ökotoxikologie 13(1), S. 39–44 (2001), ISSN 0934-3504.
  • Gerhard Lammel, Cornelius Zetsch: POPs – schwer abbaubare Chemikalien. Chemie in unserer Zeit 41(3), S. 276–284 (2007), ISSN 0009-2851.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. L. Ritter, K.R. Solomon, J. Forget, M. Stemeroff, C. O'Leary: Persistent organic pollutants. United Nations Environment Programme
  2. Hans-Joachim Hübschmann, Kyle D'Silva: Dioxin-Analytik. In: GIT-Laborfachzeitschrift. März 2011, ISSN 0016-3538
  3. Bjermo H, Darnerud PO, Lignell S, Pearson M, Rantakokko P, Nälsén C, Enghardt Barbieri H, Kiviranta H, Lindroos AK, Glynn A.: Fish intake and breastfeeding time are associated with serum concentrations of organochlorines in a Swedish population., Environ Int. 2013 Jan;51:88-96. PMID 23201820
  4. Verordnung (EG) 850/2004 des Europäischen Parlaments und des Rates über persistente organische Schadstoffe und zur Änderung der Richtlinie 79/117/EWG (Amtsblatt L 158 v. 30. April 2004, S. 7–49)
  5. REACH-Helpdesk: Wann ist ein Stoff ein PBT- oder vPvB-Stoff?