Typische Schadstoffe und Verunreinigungen bei Abfällen aus ... · Teer/PAK -4 PAK Polycyclische...

05.05.2011 SBB - Veranstaltung: Chemie des Abfalls

Typische Schadstoffe und

Verunreinigungen bei Abfällen

aus der Gebäudesanierung

Dieter Quantzöbuv Sachverständiger für Schadstoffe in Gebäuden

und Beurteilung von Unfällen mit wassergefährdenden

Stoffen, bestellt durch die IHK zu Berlin


Schadstoffproblematik in Gebäuden ist ein altes Problem

(z.B. bereits in der Bibel, 3. Buch Moses, Kap. 14, Verse 33-57)

☞ Wenn ... ich lasse an einem Hause eures Landes eine aussätzige Stelle ent-stehen, so soll der kommen, dem das Haus gehört, es dem Priester ansagen und sprechen: Es sieht so aus, als sei Aussatz an meinem Hause. Da soll der Priester gebieten, dass sie das Haus ausräumen, ehe der Priester hineingeht, die Stelle zu besehen, damit nicht alles unrein werde, was im Hause ist….

☞ Wenn er nun den Aussatz besieht und findet, dass an der Wand grünliche oder rötliche Stellen sind, die tiefer aussehen als sonst die Wand, so soll er aus dem Haus hinausgehen, an die Tür treten und das Haus für sieben Tage verschließen….

☞ Und wenn er am siebenten Tage wiederkommt und sieht, dass sich der Ausschlag weiter gefressen hat an der Wand des Hauses, so soll er die Steine ausbrechen lassen, an denen der Ausschlag ist, und hinaus vor die Stadt an einen unreinen Ort werfen. Und das Haus soll man innen abschaben und den abgeschabten Lehm vor die Stadt an einen unreinen Ort schütten und andere Steine nehmen und statt jener einsetzen und anderen Lehm nehmen und das Haus neu bewerfen.

☞ Und wenn er sieht, dass der Ausschlag weiter gefressen hat an dem Hause, so ist gewiss ein fressender Aussatz an dem Hause, und es ist unrein. Darum soll man das Haus abbrechen, Steine und Holz und allen Lehm am Hause, und es hinausbringen vor die Stadt an einen unreinen Ort.


„alte Schadstoffe und Verunreinigungen in

Gebäuden“ (vor 1860)

Schwermetalle (z.B. Arsen, Blei, Cadmium,

Chrom, Quecksilber, Thallium aus Mineralien

und Pigmenten)

Teer (u.a. mit den Schadstoffen PAK,

Phenolen / Kresolen, Benzol und Aromaten

aus Abdichtmaterialien)

Nikotin, Teer , Ruß (starkes Rauchen)

Schimmelpilze, Bakterien und deren Sporen

und (Endo- oder Exo-)Toxine


„neue Schadstoffe und Verunreinigungen

in Gebäuden“ (nach 1860 bis 1995)

Holzschutzmittel (z.B. PCP, DDT, Lindan)

chlorierteTeerprodukte (u.a. mit den Schadstoffen

Clx-Naphthalin, Clx-Phenolen)

Andere polychlorierte Stoffe (z.B. PCB)

Lösemittel, VOC (Volatile organic Compounds)

Asbest (gefährliche Fasern aus Dämmung,

Wärmeisolierung, AZ-Bauteilen, Klebern,

Bodenplatten u.a.)

KMF (gefährliche Fasern aus Dämmung,

Wärmeisolierung u.a.)


„zukünftige Schadstoffe und Verunreinigungen in

Gebäuden“ (nach 1995)

Weichmacher (z.B. Adipate, Phthalate wie

DEHP)

Organo-Zinnprodukte (u.a. TBT)

Radioaktive Stoffe (z.B. Radon)

Tenside und Phasenvermittler (Volatile

organic Compounds)

Flammschutzmittel (halogenierte

Polyphosphate, bromierte Substanzen u.a.)


Die wichtigsten Bauschadstoffe sind in der

Chemikalienverbotsverordnung genannt -1 Abschnitt 1: DDT

Abschnitt 2: Asbest

Abschnitt 3: Formaldehyd

Abschnitt 4: Dioxine und Furane PCDD / PCDF

Abschnitt 6: Benzol

Abschnitt 8-10 und 18: die Schwermetalle Blei, Cadmium, Quecksilber und Arsen

Abschnitt 13: Polychlorierte Biphenyle PCB und polychlorierte Terphenyle PCT

Abschnitt 15: Pentachlorphenol

Abschnitt 16: aliphatische Chlorkohlenwasserstoffe, z.B. das Pentachlorethan

Abschnitt 17: Teeröle und Teerprodukte

Abschnitt 22: Hexachlorethan

Abschnitt 23: biopersistente Fasern (KMF)

Abschnitt 25: Flammschutzmittel

Abschnitt 27: Alkylphenole

Abschnitt 28: Chromat (in Zement)

Abschnitt 29: Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

Abschnitt 30: Toluol


Die wichtigsten Bauschadstoffe sind in der

Chemikalienverbotsverordnung genannt -2

…sie sind also „verbotene Chemikalien“

…sie dürfen daher gewerbsmäßig nicht mehr in Verkehr gebracht oder verwendet werden, es gilt ein Verbot für alle gewerblichen Bereiche außer der Entsorgung und umweltunschädlichen Beseitigung

…dies gilt sowohl für die Reinsubstanzen als auch für Gemische, Gemenge oder Produkte, die diese Stoffe in relevanter Konzentration enthalten


Was findet man davon in Abbruch- und

Rückbauabfällen aus Gebäuden?

Die leichtflüchtigen Schadstoffe werden in der Regel als Dämpfe bereits beim Ausbau an die Luft abgegeben, also ein Arbeits- und Emissionsschutzproblem, meist kein Problem mehr in normalen Abfällen aus dem Baubereich

Es bleiben die anorganischen Schadstoffe im Abfall, Staub und Material (Schwermetalle, Salze), Asbest, KMF und die schwerflüchtigen organischen Schadstoffe (PAK/Teer, org. Chlor- und andere Halogenverbindungen, HSM, PCB)


Asbest -1

Natürliches Mineral /Gestein

Serpentin-Asbest (vor allem Chrysotil),

Amphibolasbest (Antho-phyllit - Amosit und Mon-tasit, Aktinolith, Tremolit),

die Hornblende Krokydolit

die technisch unbedeu-tenden Xylotilasbeste (Bergleder oder Bergholz)

Verwendung am Bau

Spritzasbest und asbesthaltige Stopfmassen

Asbestgewebe, Asbestschnur, Asbestdichtungsscheiben z.B. als Isolierbänder bei Herden, Öfen, Kaminen, Elektrospeicherheizgeräten, Stromverteilerkästen, Schaltern, Lampen, Dichtungen in Lüftungsanlagen, Wärmekreisläufen usw.

Asbesthaltige schwach gebundene Leichtbauplatten als Wand- und Dachkonstruktionen innen und außen

Asbesthaltige Pappe, z.B. hinter Heizungen und unter Fensterbrettern

Asbesthaltiger Putz, Mörtel und Estrich

Asbesthaltiger Kitt, Schaumstoff, Spachtelmasse und Kleber

Kleinformatige Asbestplatten und Bauteile, Netze und Filter

Asbestzementprodukte, -platten und –bauteile (AZ-Produkte)

Bremsbeläge (z.B. in Aufzügen und Paternostern)

Cushion-Vinyl-, Marley- oder Floor-Flex-Fußbodenplatten

Asbesthaltiger Bitumen- oder Teerkleber


Asbest -2

Bekannte Handelsnamen

Eternit, Promabest, Internit, it-Dichtungen, Glasal (BRD)

Sokalit, Baufatherm, Baufanit, Neptunit. Geronit und Morinol-Kitt (DDR)

Einbau in Gebäuden

☞ ca. 1950 – 1982 (West)

Spritzasbest bis 1979

☞ Ca. 1950 – 1988 (0st)

Spritzasbest bis 1969

☞ bis 1995 letzte Produkte in D (z.B. Druckrohre)

Materialien sind „asbesthaltig“ ab 0,1 %!

Stäube sind „asbesthaltig“ ab 1 F/mm2!

WHO-Fasern:Faserdurchmesser von D < 3 µm,

Länge L von > 5 µm

Verhältnis von Länge zu Durchmesser L : D = > 3


KMF künstliche Mineralfasern -1

künstlich hergestellte, glasig amorphe Fasern mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, oft auf silikatischer Basis.

Glas- oder Steinfasern (GL, ST)

Schlackefasern (SL), die als Dämm-Materialien,

Keramikfasern und

Fasern aus anderen refraktären Stoffen (Bor, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid), die als Isolierungen verwendet werden.

Verwendung am Bau

Feuerfestauskleidungen von Industrieöfen

Isolierungen in Haushaltgeräten, Heizanlagen, Kachelöfen usw.

Dämmungen im Automobil-, Luftfahrt und Schiffs- bzw. sonstigem Metallbau (Dämmung, Klapperschutz, Schallisolierung

Isoliermaterialien bei Wärme-, Hochtemperaturanwendungen, Kältegeräten und Klimatechnik

Leichtbauwände, Fassaden- und Dachdämmungen (als Filze, Matten, Platten, mit /ohne Kaschierung, Formteile, Zöpfe, Wolle als lose Sackware), Schalldämmung in Estrich und an Wänden

Brandschutzschichten (z.T. auch Spritzisolierungen)

Akustik- Wand- und Deckenplatten, z.T. kaschiert oder mit anorganischen Füllstoffen und Bindemitteln


KMF künstliche Mineralfasern -2

WHO-Fasern:Faserdurchmesser von D < 3 µm,

Länge L von > 5 µm

Verhältnis von Länge zu Durchmesser L : D = > 3

Aber teilweise biologisch abbaubar, daher:

KI-Kanzerogenitäts-Index

=

(Na2O + K2O + B2O3 + CaO + MgO + BaO)

– 2 x Al2O3

KI > 40 gilt als nicht krebserregend

40 > KI > 30 begründeter Verdacht K 3

30 > KI gilt als krebserregend K 2

Seit 1998 KMF „neuer Art“, die durch Faser-modifikationen nicht mehr krebserregend sind (keine WHO-Fasern)

Bis dahin oft K 2 / K 3-Stoffe → Analyse nötig

Gefährliche KMF „alter Art“wurden seit 1994-1998 weitgehend im Handel ersetzt durch unschädliche Neuprodukte ohne WHO-Fasern (Mineralfasern der neuen Generation“ )

KMF „alter Art“ dürfen seit dem 01. 06. 2000 nicht mehr eingebaut werden!

Also: bis zu diesem Zeitpunkt legale Verwendung der KMF alter Art am Bau, d.h. gefährlicher Abfall bei Rückbau


Schwermetalle -1

Arsen As *

Blei Pb *

Cadmium Cd*

Chrom Cr *

Kupfer Cu

Nickel Ni*

Quecksilber Hg *

Zink Zn

As → Nervenleiden. Schwäche, Blutarmut, Hautentzündungen

Pb → Appetitlosigkeit, Müdigkeit, Nervosität, Kopfschmerzen

Cd → Leber-, Nierenschädigung, Knochenveränderungen

Cr → Allergien, Hautschädigungen

Cu → ZNS- und Gen-Schädigungen

Ni → ZNS-Schädigungen

Hg→ Störung des Immunsystems, Hautreizungen,Kopfschmerzen

Zn → Hormonstörungen

* teilweise auch Salze mit carcinogener, mutagener, teratogener Wirkung


Schwermetalle -2

In metallischer Form weitgehend unkritisch, Recycling möglich (Kupferbleche, Bleibleche sind z.Z. sehr wertvoll)

In Altholz (siehe HSM-Belastung), relativ fest in oberen 2-3 mm der Oberfläche gebunden

Oft SM-Belastungen in Bodenschüttungen

alle andere Formen (Salze, Oxide usw.) kritisch im Staub und Abrieb (z.B. bei Wandanstrichen Liegestaub beachten, Bodenschüttung staubarm aufnehmen)

Entsorgung wie Bauschutt nach LAGA-TR 20 - Werten


Schwermetalle -3

Man kennt unterdessen die meisten Quellen von Schwermetallen sehr gut, daher reicht i.d.R. bei normalen Baustellen eine Beschränkung auf die „LAGA“-Schwermetalle (TR 20)

Aber: Bei spezifischem Verdacht (je nach Vornut-zung!)

sind ggf. weitere nötig (Tl, Sr,Sb Sn …)


Teer /PAK -1

Teer ist carbostämmig =

Rückstand aus Kohle-

destillation

Gefahrstoffe im Teer :

PAK polycyclische

aromatische Kohlen-

wasserstoffe ≥ 20 Gew%

Phenole, Kresole, Xylenole

BTEX-Aromaten

Schwefel-,

Stickstoffheterocyclen

Bitumen ist mineralölbürtig

= Destillationsrückstand aus

Ölraffination

Gefahrstoffe im Bitumen:

PAK ≤ 1 Gew %

Bitumen gilt nicht als

Gefahrstoff,

aber : Bei alten Dächern oft

mit Teer gemischt oder

Carbobitumen = Gefahrstoff


Teer /PAK -2

Teer wurde als Baustoff verwendet

Bis ca. 1968 (West), danach nur noch in Sonderanwendungen bis in die 80er (Bahnschwellen, Licht-masten, Tunnelabdichtungen)

Bis Wendezeit (ehem. DDR: 1990 Übernahme der GefahrstoffV, Übergangsfrist bis 1992 wurde ausgenutzt)

Verwendung Teer und Bitumen identisch als

Tränkmittel von Dachpappe und Isolier-pappen, teilweise mit Sand betreut

Gußmassen und plast. Fugendichtungen

Asphaltschichten, also mit Zuschlagstoffen, z.B. Schlacke, Split, Kies versetzt und als Schicht aufgebracht

Fußboddichtungen und Abdichtung innen/außen „schwarze Wanne“

Carbolineum-öle als Holzschutzmittel (nur Teer)


Teer/PAK -4

PAK Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe

Analysiert werden von mehr als 300 Substanzen im Teer nur 16 Leitsubstanzen (PAK nach EPA)

Leitsubstanz für Gefährdung: Benz(a)pyren

Teerpech enthält ca. :

10 % Naphthalin

5 % Phenanthren

3,3 % Fluoranthen

2,3 % Pyren

2 % Acenaphthylen

2 % Fluoren

2 % Crysen

2 % Benzo(a)anthracen

1,4 % Anthracen und

1 % Benz(a)pyren

sowie weitere PAK wie Methylnaphthalin, Indenopyren und Carbazol


Teer/PAK -5

Benz(a)pyren und viele andere PAK sind krebserregend

PAKEPA= Es sind:

Naphthalin,

Acenaphthylen,

Acenaphthen,

Fluoren,

Phenanthren,

Anthracen,

Fluoranthen,

Pyren,

Benzo[a]anthracen,

Chrysen,

Benzo[b]fluoranthen,

Benzo[k]fluoranthen,

Benzo[a]pyren,

Dibenzo[a,h]anthracen,

Indeno[1,2,3-cd]pyren

Benzo[g,h,i]perylen.

Strukturformel B(a)P


Phenole/Kresole -1

Phenole wurden früher auch als CARBOL-Säure bezeichnet und sind zusammen mit den PAK für den typischen Teergeruch verantwortlich. In Teer findet man neben dem Phenol als weitere Hauptkomponenten die o-, m-, p-Kresole und die Dimethylkresole (Xylenole).

Außer als Teerbestandteil auch vielfache Verwendung in

Phenolklebern,

Phenolhaltigem Holzestrich

DDR-Desinfektionsmitteln

Strukturformel Kresole (ortho-, meta-, para-)

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:O-Kresol.svg&filetimestamp=20071214222327

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:M-Kresol.svg&filetimestamp=20071214222326

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:P-Kresol.svg&filetimestamp=20071214184313

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:O-Kresol.svg&filetimestamp=20071214222327

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:M-Kresol.svg&filetimestamp=20071214222326

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:P-Kresol.svg&filetimestamp=20071214184313


Holzschutzmittel (HSM) -1

Die wichtigsten chlorierten HSM:

PCP Pentachlorphenol

γ – HCH = Gamma-Hexachlorcyclohexan (Lindan)

DDT = Dichlor-diphenyl-Trichlorethan

Dichlofluanid, Chlordan, Chlornaphthaline

Sonstige wichtige HSM:

Carbolineum (s.Teer), Endosulfan

anorganische HSM (Arsenate, Chromate, Quecksilbersalze, Tributylzinn-verb., Fluoride, Ammonium-, Borat- und Phosphorverbindungen)

Außerdem oft mit dazugerechnet: PCB Polychlorierte Biphenyle(Flamm- und Brandschutz, Weichmacher)


PCB (polychlorierte Biphenyle)

PCB wurden 1929 als hoch-temperaturfestes Öl für Brandschutzanwendungen entwickelt

seit 1989 verboten

Am Bau als PCB-Kleber, PCB-Fugendichtungen, PCB-Hochtemperaturfarben u. Beschichtungen, Weichmacher in Farben/Kunststoffen, Leckagen aus TRAFOs und Kondensatoren

Analyse der 209 Kongenere über 6 Leitsubstanzen (Kongenere Nr. 28, 52, 101, 138, 153, 180)

Deren Summe x 5 = Gesamt-PCB (Konvention!)

Strukturformel PCB


PCP (Pentachlorphenol)

Typisch „Westen“

(Xylamon -Produkte bis

Ende 70er), aber seltener

auch im Osten (Hylotox S,

Hylotox IP und IP braun)

Seit 1989 verboten (BRD)

Technische Gemische mit

87% PCP-Wirkstoff, Rest

Chlorphenole, Chlorben-

zole, oft 1 % PCB, Spuren

hochtoxische Dioxine =

„dreckige“ Mischung!

Fungizid, algizid, bakterizid,

insektizid

Lipophil in Ölen gelöst, als

Na-Salz wasserlöslich

Krebserzeugend, mutagen,

teratogen

Persistenter Schadstoff

(reichert sich im Körper an!)


DDT

DDT Dichlor-Diphenyl-Tri-chlorethan (korrekt:

1,1,1-Trichlor-2,2´-Bis(4-Chlorphenyl)-Ethan)

Typisch „Osten“ (Hylotox-59) und Konversions-Gebäude (Alliierte)

In BRD seit 1972 bereits verboten

verwendet in DDR bis Einigungsvertrag

Im Dachstuhl weitverbreitet (geschätzt ca. 2/3 aller Gebäude im ehem. DDR-Territorium!)

Breit wirkendes Insektizid, nicht systemisch

Weißgraues Pulver, lipophil, meist in Öl gelöst (meist Mineralöl, auch z.T. Teeröle)

Auch wasserlösliche Formulierung vorh.

Oft weiße Kristallausblühungen am Balken erkennbar

Krebserzeugend (umstritten), mutagen, Zellgift und immunotoxisch

Persistenter Schadstoff (reichert sich im Körper an!)


Lindan

Meist in Kombipräparaten mit PCP und / oder DDTverwendet

Seit 1935 als Insektizid

Bis heute nicht verboten als HSM

Auch „Mottenschutzmittel“ im Haushalt (NEXALOTTE )

Leichter flüchtig und biologisch besser abbaubar als PCP und DDT

Krebserzeugende Wirkung ?? Umstritten

Insektizid

Weißes Pulver , meist in öligen Formulierungen verwendet, Kombimittel

Nicht persistent,

Leicht flüchtig und biologisch abbaubar


Industrie- und Gewerberückstände

Kohlenwasserstoffe und Mineralöle (KFZ-

Betriebe, Firmen mit Hydraulik- oder Bohr-

und Schneidöle/-emulsionen, Tankstellen, …)

Cyanide und andere toxische Salze

–C≡N


Ich danke für Ihr Zuhören und die

Aufmerksamkeit

D I E T E R Q U A N T Z

Staatlich geprüfter u. zugelassener Lebensmittelchemiker

öbuv SV für Schadstoffe in Gebäuden • Wasser • Boden • Luft

SV-Büro: Homburgstraße 52, D-12309 Berlin

www.quantz-berlin.de

http://www.quantz-berlin.de/



Typische Schadstoffe und Verunreinigungen bei Abfällen aus ... · Teer/PAK -4 PAK Polycyclische...

Documents

Transcript of Typische Schadstoffe und Verunreinigungen bei Abfällen aus ... · Teer/PAK -4 PAK Polycyclische...