Riskcycle was sind die Ursachen, was sind die Risiken und wo

Report
Deutscher Naturschutzring (DNR)
30 Jahre PCB-Management – Was ist
(noch) zu tun?
Riskcycle
Was sind die Ursachen,
was sind die Risiken und
wo liegen die Lösungsmöglichkeiten?
Prof. Dr. rer. nat. habil. Uwe Lahl
Agenda
1. Problem
2. Risiken
3. Lösungsmöglichkeiten
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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
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http://www.paperforrecycling.eu/uploads/images/ff_graphic_3.jpg
Altpapier-Ströme 2009 weltweit
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Problem der Kontrolle von PCB-Anwendungen
und der damit verbundenen Recycling-Flüsse
Altölentsorgung & Recycling
Recycling
Baustoffe
Metallrecycling
Klärschlamm
LandfillMining
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Überblick PCB/Dioxin-Exposition Huhn
Mehrere Recyclingkreisläufe
• Recycling-Baustoffe
• Altöl (Maschinenöl, Heizung)
• Altholz; Einstreu-Altholz
• Altpapier
• Asphalt
• Klärschlamm
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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.
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Emissionsquellen
Chlor/Brom/ Fluor
im
Produktionsprozess
(z.B. früher
Chloralkali-Elektrolyse)
Anwendung von
Chlor/Brom
(z.B. Papier- und
Zellstoffproduktion,
Wasseraufbereitung,
Produktion von TiO2,
Magnesium etc.)
Herstellung von
Organohalogenen
(z.B. Pestizide, PCBs,
CPs, BFRs- PBDE, HBCD,
PFCs- PFOS, PFOA)
Transport in
der Umwelt
Thermisch/Indust.
(z.B. Abfallverbrennung,
Zement-, Metallindustrie,
industrielle Feuerungen)
Atmosphäre
Pflanzen
Reservoir
(z.B. Halden,
Expositionspfade
Zwischen
Generationen
Inhalation
Nahrungsaufnahme
Deponien,
kontaminierte
Standorte, Böden,
Bodenaufnahme
Land
Trinkwasser
Sedimente)
Tiere/
Vieh
Produkte

(z.B. Pestizide, PCB,
BFRs and PFCs in
WEE, Textilien,
Teppichböden,
Kunststoffen, PVC, etc.)
Recycled
Products
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Arbeitsplatz
Unfall
Innenraum
Meer
Fische &
Schalentiere
Konsument
Materialfluss OctaBDE/DecaBDE enthaltende
Produkte/Artikel und Recyclingkreisläufe
BDE = Bromdiphenylether
HIPS = High
impact polystyrene
PBT =
Polybutylene
Terephthalate
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UNEP 2010; modified from Alcock et al. 2003
Bekannte und vermutete Routen des Dumpings von Elektro(nik)schrott
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http://www.hdk-dresden.de/dokumente/kunststoffrecycling_2012/Grundmann.pdf
Alte versus neue/aufkommende POPs
Zeittrends in schwedischer Muttermilch
Aufkommende
POPs nehmen
zu (z.B. PBDE)
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60
Aare
Thun
Thunersee
20
Achtung, unterschiedliche Skalen!
N
CP-Konzentration [ng/g TS]
2 km
Sedimentkerne
Därligen
45
Lombach
15
Aare
Kander
Spiez
Interlaken
Simme
30
10
Därligen
PCBs
15
5
Cl-Paraffine (CP)
0
1890
0
1910
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1930
1950
1970
1990
2010
Iozza et al ES&T 42, 1045-1050 (2008)
Summe PCB-Konzentration [ng/g TS]
Alte POPs versus neu POPs
PCB and Chlorparaffine (CP) im Thunersee (CH)
Risiken
Produktion chlorierter Paraffine (1.000 t/a) • 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)
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Kontamination von Kunststoffrezyklaten?
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.
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PBDE Blut Serum Fett (ng/g)
Untersuchung in den USA zur Humanexposition
gegen PBDE beim Recycling von PUR-Schaum
Achtung: logarithmischer Maßstab!
1
PUR-SchaumRecycler
Teppichleger
Kontrolle
(Partner)
Quelle: Stapleton et al. ES&T 42, 3453 (2008)
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Recycling von PBDE-haltigen PURSchäumen für Teppichrücken in den USA
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Weber 2013
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, 2007.
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jf063428b)
• 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?
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Weber 2013
Polyfluorierte POPs/POP-ähnliche Stoffe
Heute sind
mehr als 1000
PFCs auf dem
Markt
Lindstrom et al. ES&T (2011)
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Geschätzter Verbrauch von PFOSVerbindungen in der EU
Geschätzter Verbrauch von PFOS-Verbindungen in der EU pro Jahr
PFOS & PFOSVorläufer
Source: Risk and Policy Analysts (2004); Fricke & Lahl, UWSF 17, 36 – 49 (2005)
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Verwendung von PFOS/PFC
• 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 …
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Wer mehr wissen möchte über den Stand
der Wissenschaft …
“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.“
Xenia Trier & Kit Granby & Jan H. Christensen
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Wie viele POPs gibt es noch?
193 Chemikalien “very POP”
574 Potenzielle POPs
Gemischt
halogeniert
Gemischt
halogeniert
Chloriert
Chloriert
Fluoriert
Chloriert
Bromiert
Iodiert
Gemischt halogeniert
Nicht halogeniert
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.
M. Scheringer et al., (2012), Atmos. Pollut. Res. 3 DOI: 10.5094/APR.2012.044:
How many persistent organic pollutants should we expect?
Lösung
Der Gesetzgeber ist gefordert.
Welche Ansatzpunkte gäbe es?
http://www.wadef.com/projects/riskcycle/
• Europäische Ökodesign-Richtlinie
• Europäische Abfallgesetzgebung
• Europäisches Umweltzeichen (Ecolabel)
• REACH – die europäische Chemikalienverordnung
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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
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http://ec.europa.eu/enterprise/policies/sustainable-business/media/photos/ecodesign.jpg
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?
http://www.switchcraft.com/Images/icon_rohs_Compliant_large.jpg
http://www.kyocera-elco.com/prdct/enviro/images/rohs.jpg
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Ecolabel: Umweltkriterien
für Drucker und Kopierer
Identifizierung der wichtigsten Umweltkategorien für diese
Produktgruppe
1. Papierverbrauch
LCAStudien
2. Energieverbrauch in der Nutzungsphase
3. Schadstoffeintrag in die Innenraumluft
4. Geräuschemissionen während des Betriebs
5. Produktdesign: Vermeidung des Einsatzes
von gefährlichen Substanzen und Materialien
6. Produktdesign: Förderung der
Wiederverwendung, des Recycling und eines
intelligenten Abfallmanagements
7. Verbrauch von Tinte und Toner
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Weber 2013
Produktorientierte
Umweltfolgenabschätzung
LCAStudien
REACH
http://www.echa.europa.eu/image/image_gallery?uuid=cbe4a531-398c-4dc4-ac3e-7844ec57ae5d&groupId=10162&t=1335784592024
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REACH – Expositionsszenarien
http://www.in.gov/idem/images/risk_slide-01.gif
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REACH – Abfall eingeschlossen ?
http://www.downtoearth.org.in/sites/default/files/images/i.jpg
http://redroselady.edublogs.org/files/2012/02/Water-pollution-solid-waste-szrtcx-1vtorn7.jpg
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http://www.downtoearth.org.in/sites/default/files/images/1cover_0.preview.JPG
http://www.commonfloor.com/articles/wp-content/uploads/2009/03/1.jpg
REACH – Handreichung, wie Recycling
bei der Abschätzung einzubeziehen ist
Abfallarten, die
während des
Lebenszyklus
von
Substanzen
anfallen
(ECHA 2010)
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Ausblick
Nutzung von
REACHErkenntnissen für
die Ökodesign-RL
(nach Ökopol 2013)
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Ausblick
Nutzung von
ÖkodesignErkenntnissen für
die REACHUmsetzung
(nach Ökopol 2013)
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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.
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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 …..
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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 today’s 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.
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