Aktiver Umweltschutz geht uns alle an!

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1 Aktiver Umweltschutz geht uns alle an! & Ein Leitfaden für umweltorientierte Verkäuferinnen und Verkäufer in Drogerien und Refomhäusern Bearbeitet von W. Pönitz, Wirtschaftsingenieur, KINESSA GmbH, Dürnau, D M. Weishaupt, Dipl. Drogist, AMIDRO, Biel, CH O.Temme, Dr. rer. nat., Dipl. Chem., Schweizer Effax GmbH, Nordwalde, D A. van het Reve, Chemiker, Schweizer Effax GmbH, Nordwalde, D Schweizer Effax GmbH

2 Inhaltsverzeichnis Seite I. Umwelt fängt im Haushalt an 3 1. Mit umweltschonenden Wasch- und Reinigungsmitteln auf neuen Wegen 4 2. Vermeiden von Problemstoffen 4 3. Das umweltorientierte Magische Viereck 5 II. Erläuterungen zu den Inhaltsstoffen 6 1. Natürliche Roh- und Wirkstoffe 6 2. Naturverwandte Rohstoffe 6 3. Giftige Substanzen? 6 4. Reine Seifen 7 5. Waschaktive Stoffe/Tenside 9 6. Weitere Waschmittel-Inhaltsstoffe Organische Säuren Verbesserung der Hautverträglichkeit Natürliche Lösungsmittel und Duftstoffe Öle, Fette und Wachse Konservierungsmittel 15 III. Erläuterungen zu den umweltrelevanten technischen Begriffen Technik der Abwasserreinigung Biologische Abbaubarkeit organischer Substanzen Biologische Abbaurate Fischtoxizität waschaktiver Stoffe (Tenside) Wasserhärte der Feind des Waschens Chemie in Spuren Wasch- und Reinigungsmittel ohne Tierversuche Die umweltfreundliche Verpackung Die Kunststoff-Flaschen als Nachfüllpackung 21 Seite IV. Produktebeschreibungen 22 (Anwendung, Eigenschaften und Inhaltsstoffe) 1. Putz- und Pflegemittel für Haushalt, Bad und WC Geschirrspülmittel, flüssig Allzweckreiniger Reine Seife Bad- und WC-Reiniger Putz-Essig, doppelt konzentriert Kalklöser Glasreiniger Holz- und Bodenpflege Fußbodenreiniger Holzwachs Möbelbalsam Waschmittel und Seifen Vollwaschmittel Feinwaschmittel Daunen-Feinwaschmittel Gallseife 25 V. Literaturverzeichnis 2

3 I. Umwelt fängt im Haushalt an Kontakt mit Chemikalien im Haushalt Gewässerschutz ist die Aufgabe schlechthin: Sparsamer Umgang mit dem wertvollen Gut Wasser und Vermeidung von allem, was dem Wasser schadet. Es darf nicht mehr heißen: Blitzsauber geht die (Um)Welt zu Grunde. Wir stehen in superweißen Hemden fassungslos an verschmutzten Flüssen und schimpfen auf die anderen. Beispiele: Waschmittel Spülmittel Reinigungsmittel Fleckenentferner Entkalkungsmittel Lösemittel Rostschutzmittel Insektenvertilgungsmittel Trockenbrennstoffe Kohlenmonoxid (Gas) Süsswasserkreislauf Aufteilung des häuslichen Wasserverbrauchs Immer mehr Stimmen werden laut, die nicht noch mehr Sauberkeit und Hygiene verlangen, sondern Schutz für unsere Umwelt, für Menschen, Tiere und Natur fordern. Selbstreinigungskraft des Wassers Waschen und Putzen im Haushalt haben in erster Linie mit Wasser zu tun. Wasser ist ein wichtiges Reagens-, Transport- und Lösungsmittel für Schmutz- und andere Stoffe, die von den unterschiedlichsten Haushaltsgegenständen und -Materialien freigesetzt werden. Wasser braucht der Mensch zum Leben, ohne Wasser müssten aber auch Pflanzen und Tiere sterben. Wasserbedarf in Deutschland Abwässer mit nicht abbaubaren Schadstoffen aus Haushalt und Industrie verunreinigen weiterhin unsere Flüsse. Mit schätzungsweise verschiedenen synthetischen Stoffen sind unsere Gewässer belastet. Die Abbauorganismen der Natur, die Abfälle in den ökologischen Kreislauf aufnehmen und damit für die Selbstreinigung der Gewässer und der gesamten Natur sorgen, werden immer noch geschädigt. Die nicht abbaubaren Stoffe sind mobil. Durch ihre Lebenszeit werden sie über die Nahrungskette (Wasser Pflanzen Tiere Menschen) in unsere Körper eingeschleust. Dort lagern sie sich ab und können gesundheitliche Schäden verursachen. Das muss sicher nicht sein. 3

4 1. Mit umweltschonenden Wasch- und Reinigungsmitteln auf neuen Wegen! Unter der Marke kinessin entwickelt, produziert und vertreibt die Schweizer Effax GmbH, Nordwalde zeitgemäße, das heißt weniger umweltbelastende Haushaltsreinigungsund Pflegemittel. Die Schweizer Effax hat in Zusammenarbeit mit einem anthroposophisch orientierten Heilmittelbetrieb und einer namhaften deutschen Drogeriegruppe seit Anfang 1982 mit der Entwicklung dieser Putz-und Pflegemittel begonnen. Entsprechend den Marktbedürfnissen wurde im Laufe der Zeit die Produktenlinie zu dem praxisgerechten Sortiment, im Sinne eines Putzschrankes, ergänzt. Dieses umfasst Putz- und Pflegemittel für Haushalt, Bad und WC, Holz- und Bodenpflege, Schuh- und Lederpflege sowie Waschmittel und Seifen. Mit kinessin ist dies gelungen. Die Putz- und Pflegemittel zeigen, dass es möglich ist, hochwertige, technische Produkte aus natürlichen oder naturverwandten Stoffen herzustellen. Es ist bekannt, dass die Natur die Frage nach Hygiene anders beantwortet als der Mensch. Die Natur stellt keine waschenden Substanzen her. Sie bietet Stoffe an, die nach einer Umwandlung reinigende und waschende Eigenschaften bekommen. Ganz gleich, ob wir Saponine, Seifen oder andere waschaktiven Substanzen nutzen. Immer handelt es sich um Naturstoffe, die durch mechanisch-technische 4 Aktiver Umweltschutz hat einen Namen... kinessin für verschiedene Haushaltsreinigungs- und Waschmittel kinessin aus natürlichen und naturverwandten Stoffen, die schnell und vollständig eliminiert werden. kinessin konzentriert, wirksam und ergiebig. kinessin umweltbewußt mit Nachfüll-Service: Plastikflaschen werden zu Mehrwegflaschen. (natürliche) oder chemisch-technische (naturverwandte) Stoffe) Eingriffe verändert wurden. Das Maß der Veränderung ist das entscheidende Beurteilungskriterium; KINESSA verwendet Rohstoffe, deren ursprüngliche Molekülstruktur nur unwesentlich verändert wurde. 2. Vermeiden von Problemstoffen Wasch- und Reinigungsmittel, die bisher vorzugsweise auf den Märkten angeboten werden, enthalten zahlreiche Problemstoffe, die Umwelt, Abwasser und Gesundheit der Verbraucher nach wie vor stark belasten. Umweltorientierte Putz- und Waschmittel verzichten auf diese Stoffe: 1. Phosphate, Phosphonate und andere Gerüststoffe und Enthärter wie NTA und EDTA. 2. Problem-Tenside auf petrochemischer Basis, z. B. APEO, LAS (Alkylbenzolsulfat) sowie kationischen Tenside (Weichspüler!). 3. Bleichmittel auf Basis von Natriumperborat (Bundesrepublik und Österreich) und keine chlorabspaltende Stoffe, z. B. Natriumhypochlorit. 4. Weißtöner, z. B. optische Aufheller. 5. Synthetische Duft- und Farbstoffe. 6. Enzyme. 7. Unnötige Füllstoffe, die keine reinigende Wirkung haben. 8. Salmiakgeist (Ammoniak). 9. Formaldehyd als Konservierungsmittel. KINESSA verspricht sich mehr von Wirk- und Rohstoffen aus nachwachsenden Stoffen wie reine Seife, z. B. Kali- und Natronseifen aus pflanzlichen und tierischen Fetten (Kokosfett, Sojaöl, Talg u.a.), waschaktive Substanzen auf der Basis natürlicher Fette, z. B. anionischer Tenside wie Fettalkoholsulfate, Fettalkoholäthersulfate; nichtionogene Tenside wie Fettalkoholpolyglykoläther mit 98 % Primär-Abbaubarkeit; amphotäre Tenside, z. B. Kokossäurebetaine. Als Wasserenthärter die Natriumsalze der Zitronenund Gluconsäure oder Silikate, z. B. Zeolith A sowie Polycarbonsäuren. Organische Säuren, z. B. naturvergorener Branntweinoder Apfelessig, Zitronensäure. Natürliche Wachse, Fette und Harze, z. B. Bienenwachs und Carnaubawachs, Wollfett. Natürliche Lösungsmittel wie Zitrus-Orangenterpene bzw. Zitronen- und Orangenöl. Besonders hautverträgliche Produkte enthalten Spuren von Molkenproteinen.

5 Durch die Auswahl der Stoffe, die Gestaltung der Rezepturen und Herstellungsvorschriften ist es KINESSA gelungen, den Anforderungen an praktische Eigenschaften und dem Umweltschutz gerecht zu werden. len und sparsamen Einsatz ermöglichen, gleichzeitig aber auch gute Reinigungs- und Waschergebnisse ermöglichen, aus. Deshalb: 3. Das umweltorientierte Magische Viereck Betonen die konventionellen Hersteller nach wie vor das strahlendste Weiß und die günstigen Preise ihrer Produkte, so werfen sie den alternativen Herstellern vor allem eine schlechte Wasch- und Reinigungswirkung vor. Die ökologisch bewusste Hausfrau ist verunsichert, zumal es zurzeit noch keine offiziellen Prüfkriterien für umweltgerechte Wasch- und Reinigungsmittel gibt. Der verunsicherte Verbraucher kann demnach eine vernünftige Lösung nur durch eine sachliche und umfassende Information, durch persönliche Überprüfung der Werbeaussagen, des Waschergebnisses und des Preis-Leistungsverhältnisses finden. Mit der haushaltsgerechten Palette macht es KINESSA dem umweltbewussten Verbraucher leicht, etwas für die Umwelt und hier besonders für die Entlastung der Abwässer zu tun. kinessin Inhaltsstoffe Haushalt, Bad und WC Das magische Viereck Geschirrspülmittel Allzweckreiniger Reine Seife, flüssig Bad- und WC-Reiniger at, nt, amt, Sa, haut, loe Sei, nt, amt, Sa, haut, loe Sojakaliseife nt,amt, OS: Branntweinessig, loe Putz-Essig, dopp. Konz. OS: Branntweinessig 10% nt, amt Kalklöser Glasreiniger OS: Zitronensäure OS: Agraralkohol, naturvergorener Apfelessig Holz- und Bodenpflege Fußbodenreiniger Holzwachs Möbelbalsam Sei, nt, loe Wa, pflanzliche Öle und Harze Ioe Pflanzl. Öle, Wollfett, Agraralkohol, loe Waschmittel und Seifen Eine wesentliche Entscheidungshilfe kann das so genannte umweltorientierte Magische Viereck sein: Wie ist es zu bewerten: 1. Die Wasch- und Reinigungswirkung (ohne Super- Weiß, mit dem Waschmittelbaukasten-System)? 2. Die Umweltfreundlichkeit durch geringere Gewässerbelastung (Stoffauswahl und biologische Abbauwerte)? 3. Die Gesundheits-, besonders Hautverträglichkeit (Verzicht auf Problemstoffe)? 4. Der Preis und die Ergiebigkeit (Dosierung und Kosten für den Reinigungs- oder Waschgang)? Ein weiteres Qualitätsmerkmal der kinessin Wasch-, Reinigungs- und Pflegemittel: sie zeichnen sich durch die hohen Konzentrationen der verwandelten Stoffe, die einen maßvol- Vollwaschmittel Feinwaschmittel Daunen- un Feinwaschmittel Gallseife Sei, at, nt, Silikate, Carbonate, Sulfate, Zeolith A, Polycarboxylate at, nt, amt, Sa, haut, loe nt, amt, loe Sei mit Galle Sei at nt amt OS haut Wa loe Reine Seifen, z.b. Kali- und Natron-Seifen aus pflanzlichen und tierischen fetten und Oelen (Kokosfett, Sojaoel, Talg) anionische Tenside (Fettalkoholsulfate, Fettalkoholsuccinate) nichtionogene Tenside (Fettalkoholpolyglykoether mit 98% Primärabbaubarkeit, Zuckerderivate) amphotere Tenside (Kokossäurebetaine) organische Säuren: naturvergorener Branntweinund Apfelessig, Zitronensäure besonders hautverträglich, enthält Spuren von Molkenproteinen Wachse, z.b. Bienenwachs, Carnaubawachs organische Lösungsmittel wie Citrus-/Orangenterpene, natürliche Orangen- und Lavendeloel 5

6 II. Erläuterungen zu den Inhaltsstoffen 1. Natürliche Roh- und Wirkstoffe Natürliche oder auch nachwachsende Rohstoffe, vor allem in Zukunft die Agrarprodukte, gewinnen zunehmend an Bedeutung für die Naturchemie und Biotechnologie. Die Substanzen aus der Natur, die als natürliche Stoffe in Putz- und Pflegemitteln verwandelt werden, sind keinen weiteren chemisch-technischen Reaktionen unterzogen worden. Sie werden aus pflanzlichen oder tierischen Materialien isoliert, durch Zerkleinern und Pressen derselben oder durch Extraktions- und Destillationsverfahren gewonnen. Zwischen Ursprungs- und Gebrauchsform der Stoffe liegen weitgehend mechanisch-technische oder physikalische Prozesse, die die Molekülstruktur der Wirkstoffe nicht oder nur unwesentlich verändern. Hierzu gehören die ätherischen Öle, die als Duftstoffe und als Lösungsmittel, z. B. Citrus-/Orangenöle und -terpene, Anwendung finden. Methoden der Rohstoffgewinnung durch ISOLIERUNG aus pflanzlichen und tierischen Materialien Mit Lösungsmitteln wird der Wirkstoff ausgezogen (herausgelöst) Es folgen Reinigungsverfahren z.b. Destillation bis der gewünschte Wirkstoff als Reinstoff vorliegt Materialien werden zerkleinert Wirkstoffe, die in der Natur vorkommen 2. Naturverwandte Rohstoffe durch chemische SYNTHESEN Ausgangsstoffe werden zumeist aus Erdöl oder Kohle hergestellt Reinigungsverfahren bis der gewünschte Wirkstoff als Reinstoff vorliegt Gewünschte Wirkstoffe entstehen durch chemische Reaktionen der Ausgangsstoffe Wirkstoffe, die es in der Natur nicht gibt Naturverwandte Rohstoffe: Die Grenzen zwischen den natürlich vorkommenden und naturbelassenen Stoffen einerseits und den erst nach chemischer Bearbeitung verwendbaren Stoffen andererseits sind fließend. Ein Beispiel dafür ist der Wein- oder Branntweinessig, der durch eine natürlichen Gärungsvorgang mittels Essigbakterien aus Wein, Obstwein oder Branntwein aus Kartoffeln, Getreide oder Zuckerrüben mit viel Sauerstoff entsteht. Dieser naturchemische Prozess ergibt ein Lebensmittel, aber auch einen umweltentlastenden Stoff, da dieser biologisch schnell und vollständig abbaubar ist. Ein schon etwas weitergehendes chemisch-technisches Verfahren ist bei der Seifenherstellung notwendig, wo natürliche Fette mit Natron- oder Kalilauge verseift werden und damit die natürlichen Ausgangsstoffe waschende und abwasserentlastende Eigenschaften (schnelle und vollständige Abbaubarkeit) erhalten. Ähnlich ist die Herstellung der nativen Tenside, bei denen pflanzliche Öle und Fette chemischen Verfahren (Spaltung, Hydrierung, Veresterung, Sulfatierung) unterworfen werden. Die umweltentlastenden Eigenschaften sind durch die natürlichen Ausgangsmaterialien deutlich besser als bei den vollsynthetischen Tensiden aus der Petrochemie, die hier nicht in Reinigungs- und Waschmitteln eingesetzt werden. 3. Giftige Substanzen? Die öffentliche Diskussion über die zunehmende Belastung unserer Umwelt mit Giftstoffen konzentriert sich auf industriell hergestellte chemische Substanzen. Die einfache Gleichsetzung von biologisch = natürlich = gesund chemisch = unnatürlich = gesundheitsbelastend lässt jedoch eine grundlegende Tatsache der Biologie außer Acht: Alle Stoffwechselvorgänge der Natur (Mensch, Tier, Pflanzen) sind chemische Reaktionen. Ihre natürlichen Inhaltsstoffe bestehen aus chemischen Substanzen. Insoweit ist es auch nicht richtig, zwischen natürlichen und chemischen Stoffen zu unterscheiden, sondern allenfalls zwischen natürlich-chemischen und vollsynsthetischen Stoffen. Die Giftigkeit eines Stoffes für den menschlichen Organismus hängt nicht von seiner natürlichen oder künstlerischen Herkunft ab, sondern von seinem chemischen Aufbau, der aufgenommenen Menge und der Einwirkungsdauer. Bei der Diskussion über Schadstoffe in der Nahrung entsteht in der Öffentlichkeit der Eindruck, dass Gifte und Heilmittel extreme Gegensätze seien. Das Gegenteil ist der Fall. So genannte Gifte wirken oft in niedriger Dosis als Heilmittel und in höherer Menge als Gift. Die Giftigkeit ist keine Stoffeigenschaft, sondern eine Stoff-Wirkung. Für die Giftigkeit eines Stoffes ist entscheidend, dass er dem Organismus in einer bestimmten Menge verabreicht wird. Auch die Einwirkungszeit spielt eine Rolle: Allein die Dosis aufgenommene Menge pro Zeit macht das Gift. Paracelsus-Zitat Einen weiteren naturchemischen Prozess finden wir bei der fermentativen Herstellung der Zitronensäure aus Zucker bzw. Rohr- und Rübenmaische der Zuckergewinnung. 6

7 Wie gefährlich oder heilsam Naturstoffe sein können, zeigen viele Beispiele: Curare, das Pfeilgift der südamerikanischen Indianer, ist der Grundstoff für krampflösende Mittel. Das Gift des Fingerhutes bildet die Grundlage wirksamer Herzmittel. Schlangengifte und Bakteriengift Streptokinase werden gegen Blutgerinsel und Thrombosen eingesetzt. Gifte in der Natur 4. Reine Seifen (Sei) Seife ist das älteste, bekannte Waschmittel. Die ersten Hinweise auf Seife findet man auf sumerischen Tontafeln 2500 v. Chr. Die Araber haben im 7. Jahrhundert n. Chr. die Kunst des Seifensiedens nach Europa gebracht (Marseiller Seife). Die Einfuhr billiger Palmfette und die Erfindung von künstlichem Soda um 1820 machte die Seife zum erschwinglichen Massenartikel. Seife wird aus pflanzlichen oder tierischen Fetten, Öl und Laugen fabriziert. Zur Herstellung von Lauge Der Kreislauf der Seife in der Natur Im Übermaß verzehrt kann bei natürlichen Lebensmitteln eine Gesundheitsschädigung, d. h. Giftwirkung auftreten: Zwiebeln, Karotten, Käse mit Wein, Rhabarber, unreife Kartoffeln u.a. Giftigkeit verschiedener Substanzen und als Hilfsmittel beim Seifensieden wird Kochsalz benötigt. Die Herstellung und der Verbrauch von Seife fügen sich in den Kreislauf der Natur ein (durch ständig erneuerbare Rohstoffe wie Salz, Fette und Öle). Somit muss die sehr bedenkliche und bei vielen Verbrauchern weit verbreitete Gedankenassoziation natürlich = ungefährlich chemisch = giftig zurückgewiesen werden. Die wichtigsten Rohstoffe für die Seifenherstellung sind tierische und pflanzliche Fette wie Rindertalg, Kernfett und Palmöl. Werden diese Fette mit konzentrierter Natronlauge gekocht, erfolgt eine Spaltung in Glyzerin und die Natriumsalze der Fettsäure = Kernseife. Durch Zugabe von Kochsalz scheidet sich die Seifenmasse ab und kann von der löslichen überschüssigen Lauge und dem Glyzerin abgetrennt werden. Führt man diese Verseifung (= basische Hydrolyse) von Fetten mit Kalilauge durch, so erhält man die Kaliumsalze der Fettsäure, die wegen ihrer Weichheit als Schmierseife und flüssige Seifen bezeichnet werden. Diese Seifen gehören zu den Tensiden, also zu den waschaktiven Substanzen, die grenzflächenaktiv und waschwirksam sind. 7

8 Seifenherstellung die Wasseroberfläche nun andere Moleküle enthält, wird die Oberflächenspannung stark erniedrigt und das Benetzungsvermögen, eine Grundvoraussetzung für die Ablösung von Schmutz, erhöht. b) Elektrische Aufladung: In Wasser sind Schmutzteilchen und Textilfasern elektrisch negativ aufgeladen. Unterschiedliche Oberflächenspannung Wassertropfen auf einer hydrophoben Oberfläche Schmutzablösung durch Seifenanionen Fügt man Seife, d. h. ein anionisches Tensid hinzu, so schieben sich Tensid-Moleküle infolge ihrer Grenzflächenaktivität zwischen Faser und Schmitz und fördern durch verstärkte negative Aufladung von Faser und Verunreinigung die Ablösung des Schmutzes. Die Wirkung eines Seifenteilchens, und dies gilt auch für alle WAS, beruht auf seiner chemischen Struktur: Das Seifenanion besitzt einen Wasserkopf (negativ geladen, hydrophil, polar) und einen Fettschwanz (ungeladen, lipophil, unpolarisch). Wesentliche Faktoren beim Waschvorgang sind dabei die Erniedrigung der Oberflächenspannung des Wassers, die elektrische Aufladung der Schmutzpartikel sowie das Emulgier- und Dispergiervermögen: a) Oberflächenspannung: Wasser besitzt aufgrund der starken zwischenmolekularen Wasserbrücken-Bindung eine sehr hohe Oberflächenspannung. Es perlt daher von der Haut oder von Textilien tropfenförmig ab und besitzt ein schlechtes Benetzungsvermögen. Bei Zugabe von Seife zu Wasser taucht der Seifen- Wasserkopf ins Wasser, während der Seifen- Fettschwanz aus dem Wasser herausgedrängt wird. Da 8 c) Emulgier- und Dispergiervermögen: Ölig-fettige Verschmutzungen werden durch Seifenanionen zu kleineren Kügelchen zusammengeschoben, die sich von der Textilfaser ablösen. Die lipophilen Enden, also die Fettschwänze der Seifenteilchen dringen in den Schmutz ein, während die hydrophilen Bereiche, die Wasserköpfe, nach außen gerichtet sind. Die öligen Schmutzteilchen werden sie eingeigelt, erhalten und hydrophilen, d. h. wässrigen Charakter, und bilden im Wasser eine Emulsion, z. B. wie Milch. Entsprechende Vorgänge laufen auch beim Ablösen von Pigmentschmutz ab, der von Seifen- bzw. Detergentien-Molekülen fein zerteilt, also dispergiert wird. d) Störende Eigenschaften der Seife: Die Seifen reagieren als Salze schwacher Säuren und starken Basen alkalisch (ph 8,5), wodurch Textilien und die menschliche Haut (mit einem Säureschutzmantel von etwa ph 5,5) angegriffen werden. Diese Alkalität bewirkt allerdings auch ein Quellen der Faser und damit einen positiven Reinigungseffekt.

9 Abtrennung von Pigmentschutz Außerdem bedingt milde Seife eine willkommene Wasseraufnahme in die Hornschicht menschlicher Haut und damit einen Austrockungsschutz, bis genügend Hautfett nachgebildet worden ist. Neutrale oder saure Tenside bewirken dagegen meist eine starke Austrocknung der Haut. Starke Säuren setzen aus den Seifen die wasserunlöslichen Fettsäuren frei. Aus diesem Grund können Seifen für stark saure Verschmutzungen nicht verwendet werden. Die Härtebildner des Wassers, hauptsächlich Kalzium- und Magnesium-Ionen, bilden mit Seife schwerlösliche Salze, die Kalkseifen. In hartem Wasser wird dadurch unnötig mehr Seife verbraucht, da Kalkseife keine Waschwirkung mehr besitzt. Diese Kalkseife lagert sich auf Heizspiralen (Energieverbrauch wird stark erhöht, Waschmaschine wird langsam zerstört) und auf Textilien ab, wodurch diese grau und spröde werden. Diese Fettläuse zersetzen sich langsam und die Wäsche verströmt einen ranzigen Geruch. Saponine: Das sind kompliziert gebaute pflanzliche Tenside. Sie sind in der Natur weit verbreitet, technisch können sie jedoch nur aus wenigen Pflanzen gewonnen werden. U. a. gehört dazu die Panamarinde, die Rinde des tropischen Baumes Quillajae saponariae, und die Seifenwurzeln. Der Sud der Rinde wurde früher zum Waschen von Textilien benutzt, hat aber heute keine Bedeutung mehr. Saponine sind stark fischgiftig, so dass sie in bionatura-erzeugnissen keinesfalls eingesetzt werden. 5. Waschaktive Stoffe / Tenside (at, nt, amt) Waschaktive Substanzen (WAS, Tenside) sind organische Verbindungen mit grenzflächenaktiven und waschwirksamen Eigenschaften. Darunter fällt die bereits beschriebene Seife ebenso wie alle anderen Tenside. Waschmittel sind chemische Zubereitungen, die aus einer großen Zahl von Inhaltsstoffen bestehen. Sie werden auch als Detergentien bezeichnet. Die Tenside sind die wichtigste Gruppe der Waschmittel-Inhaltsstoffe. es handelt sich dabei um wasserlösliche Stoffe, deren Moleküle aus einem hydrophilen, d. h. wasserfreundlichen (polaren und damit lipophoben = fettfeindlichen), Teil und einem hydrophoben, d. h. wasserfeindlichen (unpolaren und damit lipophilen = fettfreundlichen), Teil bestehen. Modelldarstellung eines Tensidanions Aufgrund ihres amphiphilen Charakters reichern sich die Tenside in den Grenzflächen der wässrigen Phase an und richten sich aus: der polare hydrophile Teil steckt im Wasser, während das unpolare hydrophobe Ende in die Luft ragt. Bei einer Wasser-/Öl-Grenzschicht ragt der polare Teil ins Wasser, der unpolare Teil ins Öl. Wassertropfen auf einer Textiloberfläche Kalkseife vor Tensidzugabe nach Tensidzugabe Calcium- bzw. Magnesionionen bilden mit Seifenanionen die schwerlösliche Kalkseife Diese Eigenschaft der Tenside bewirkt eine Erniedrigung der Oberflächen- bzw. Grenzflächenspannung und erlaubt beispielsweise ein besseres Benetzen von festen Körpern oder die Mischbarkeit zweier ansonsten nicht mischbarer Flüssigkeiten. Beides spielt beispielsweise beim Waschvorgang eine wichtige Rolle. 9

10 Die Erhöhung der Tensidkonzentration geht einher mit einer Erniedrigung der Grenzflächenspannung, allerdings nur bis zu einer bestimmten Konzentration. Ab dieser Konzentration erniedrigt sich die Grenzflächenspannung nicht mehr, da aus Platzgründen keine weiteren Tensidmoleküle in die Grenzfläche gelangen können. Es kommt zur Ausbildung von stab- oder kugelförmigen Aggregaten, den Micellen. Die Herstellung der synthetischen Tenside erfolgt mit natürlichen Fetten und Ölen (= native Tenside) oder auf petrochemischer Basis (= vollsynthetische Tenside). Letztere finden hier in der Anwendung keine Beachtung. Emulgierung durch Tensidzugabe Tensidaggregate in der wässrigen Phase Die Tenside lassen sich nach ihrem chemischen Aufbau in 4 Gruppen unterteilen: Wirkungsweise der Tenside am Beispiel des Waschvorgangs: Bei der Ablösung von Fetten und Ölen schiebt sich das Netzmittel allmählich unter das Öl, welches sich zu einer Kugel der energetisch günstigsten Form einer Flüssigkeit zusammenzieht und von der Faser löst. An der Grenzfläche zwischen Öl und Waschflotte bildet sich eine Adsorptionsschicht von Tensiden, deren hydrophobe Enden in das Öl oder Fett und deren hydrophile Teile zum Wasser zeigen. Dadurch erscheint der Öltropfen hydrophil und kann in der wässrigen Phase dispergiert und weggeschwemmt werden. Ähnlich verhält es sich bei der Ablösung von Pigmentschmutz. at = anionische Tenside, in denen ein hydrophober Kohlenwasserstoff-Rest mit einer hydrophilen, negativ geladenen Gruppe verbunden ist. Zu dieser Gruppe gehören die Seifen und Fettalkoholsulfate mit sehr guter Reinigungswirkung. Tensidklassen Abtrennung von Pigmentschutz Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 Phase 5 10 kt = kationische Tenside, in denen hydrophober Kohlenwasserstoff mit einer hydrophilen, positiv geladenen Gruppe verbunden ist. Sie sind also positiv geladen und haben nur eine geringe Reinigungskraft. Sie wirken antistatisch und werden für Fische und Mikroorganismen als giftig eingestuft. Kation-Tenside werden in Desinfektionsmitteln und Weichspülern verarbeitet. In letzteren ziehen sie die positive Ladung auf die negative Textilfaser auf. In bionatura-erzeugnissen werden keine Kation-Tenside verwendet. nt = nichtionische Tenside tragen keine Ladung und reagieren im Gegensatz zu den anionischen Tensiden auf hartes Wasser unempfindlich. Sie zeigen eine

11 gute Waschwirkung und werden erfolgreich mit anionischen Tensiden für Vollwaschmittel kombiniert, da ihre Waschkraft bei höheren Temperaturen nachlässt. Hierzu gehören Fettalkoholpolyglykoläther. amt = Amphotere Tenside tragen eine positive und negative Ladung, sind zwitterionisch. Sie gehören zu den mildesten, haut- und umweltfreundlichsten Tensiden. Beispiel: Alkylbetain aus Kokos- oder Palmöl. Rohstoffquellen und Grundstoffe für die Tensidherstellung men geführt, die heute unter dem Stichwort Eutrophierung zusammengefasst werden. Bleichmittel ca %: Diese dienen zur Fleckenentfernung bei Verunreinigung durch Obstsaft, Rotwein, Tee oder Farbstoffen aus Kosmetika oder Haarfärbemitteln. Dabei werden die Farbstoffe oxydativ zerstört. In den herkömmlichen Waschmitteln werden Natriumperborat verwandt, das mit steigendem ph-wert und steigender Temperatur in der Bleichwirkung zunimmt. Bei der Kochwäsche (95 Grad C) ist die Bleichwirkung sehr gut. Das Waschen bei Temperaturen bis 60 Grad C und weniger verlangt Bleichaktivatoren (0 1 %; TAED-System). Weiterhin werden auch Bleichmittel-Stabilisatoren (0,2 2 %) eingesetzt. Natriumperborat hat neben dem Nachteil der Temperaturabhängigkeit aber auch einen negativen Umwelteffekt. Im Abwasser bilden sich andere Bor-Verbindungen, die als Gift für Fische und Wasserpflanzen/Schilf gelten. KINESSA hat Perborat aus seinem Vollwaschmittel herausgenommen und bietet Deutschland und Österreich einen Fleckentferner auf Basis Natriumpercarbonat an. In der Schweiz fällt dieses Bleichmittel in die Giftklasse 3 und ist damit nur beschränkt verkäuflich. Bis auf Weiteres muss der Fleckentferner daher mit Natriumperborat hergestellt werden, das seit Spätherbst 1987 wie Natriumpercarborat in allen Bleich- und Waschmitteln behandelt und der Giftklasse 5 zugeordnet wird. Enzyme: ca. 0,3 1 %: 6. Weitere Waschmittel-Inhaltsstoffe Neben den waschaktiven Stoffen (Seifen und Tensiden) enthalten die heutigen modernen Universalwaschmittel wesentliche weitere Substanzen, die ein perfektes Waschresultat garantieren, unabhängig, ob weiches oder hartes Wasser aus der Leitung kommt. Sie haben verschiedene Wirkungen, unterstützen aber gleichzeitig in ihren Waschaufgaben. Wie sieht nun die Rezeptur eines pulverförmigen Universalwaschmittels aus? Waschaktive Stoffe / Tenside ca %. Komplexbildner (Gerüststoffe, Enthärter) ca %: Als Wasserenthärter oder auch als Gerüststoffe bezeichnet, werden seit Jahren Waschmittelphosphate eingesetzt. Diese Stoffe sind zwar gesundheitlich unbedenklich und u. a. für die tierische wie für die pflanzliche Ernährung unersetzlich. Im Abwasserbereich hat die Phosphat-Eigenschaft Nährstoff zu Umweltproble- Proteasen werden in herkömmlichen Waschmitteln eingesetzt, um unlösliche Eiweißverschmutzungen (Blut, Milch, Kakao) durch Eiweißspaltung in löslicher Verbindung überzuführen. Wenn Enzyme ihre Arbeit getan haben, sind sie jedoch nicht verbraucht, sondern so frisch wie zuvor. Nur kochen zerstört die Enzyme. Sie gelangen bei niedrigeren Temperaturen in das Abwasser und, da sie auch am textilen Gewebe haften bleiben, auf die Haut. Dort sind sie möglicherweise Schadstoffe für die Gesundheit /Allergien. KINESSA verwendet keine Enzyme. Stellmittel/Füllstoffe ca %: Diese werden oftmals in Form des Glaubersalzes (Sulfate) zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit bei der Produktion der Waschmittelpulver benutzt. Sie bewirken eine Rieselfähigkeit des Waschmittels und verhindern Verklumpung oder Staubbildung. Korrosionsinhibitoren ca. 2 7 %: Sie bestehen aus Wasserglas (Alkalisilikate) und schützen die Aluminiumteile der Waschmaschine vor Korrosion. Optische Aufheller ca. 0,1 0,3 %: 11

12 Die heute in den herkömmlichen Waschmitteln eingesetzten optischen Aufheller wandeln das für das menschliche Auge unsichtbare ultraviolette Licht in sichtbares, blaues um. Dieses ergibt mit dem Gelbstich der Wäsche einen weißen Ton, so dass der gesamte Weißgrad des Gewebes erhöht wird. Die optischen Aufheller lagern sich bei jedem Waschgang auf den textilen Fasern ab, sie können möglicherweise Ursache für Allergien sein. Diese Schmutzträger bewirken, dass der von der Faser abgelöste Schmutz in Lösung gehalten wird. Es werden dazu Zelluloseverbindungen (Carboxymethylzellulose) verwendet. Schaumregulatoren ca. 1 5 %: Spezielle Seifen aus längerkettigen Fettsäuren verhindern ein Überschäumen in der Waschmaschine. Die Übersicht zeigt, dass die Waschmittel, die bisher vorzugsweise auf dem Markt angeboten werden, zahlreiche Problemstoffe enthalten, welche die Umwelt, Abwasser und Gesundheit der Verbraucher nach wie vor stark belasten. 7. Organische Säuren (OS) Naturvergorener Branntweinessig: Bei der Herstellung wird von Wein oder Branntwein in Form einer Maische ausgegangen, die mit Essigbakterien versetzt werden. Die auf der Oberfläche bald erscheinende Kahmhaut enthält die Essigbakterien, die Alkohol zu Essigsäure oxidieren, d. h. die eine natürliche Alkoholvergärung in Gang bringen. Beim Schnellessigverfahren rieselt die Maische in hohen Standfässern herab, die mit Rollspänen aus Buchenholz gefüllt sind. Durch die große Oberfläche wird eine schnelle Oxidation begünstigt. Wein- oder Branntweinessig hat eine Essigsäurekonzentration von ca. 7 max. 11 % Essigsäure, ist leicht verdünnbar und ein sehr guter Kalklöser. Essigsäure in Form des Branntweinessigs ist biologisch sehr schnell und vollständig abbaubar und bietet damit eine natürliche Basis für umweltgerechte Haushaltsreiniger, z. B. Putz-Essig sowie Bad- und WC-Reiniger. Essigessenz ist ein chemisch-synthetisches Produkt aus Ethylen der Erdölverarbeitung und wird durch ka- 12 talytische Oxidation gewonnen. Der Säuregehalt liegt bei 25 %. Unzulässig ist für Lebensmittelzwecke das Vermischen von Gärungsessig mit Essigsäure. Herstellung von naturvergorenem Essig KINESSA verwendet keine optischen Aufheller. Duftstoffe 0,1 0,3 %: Synthetische Parfümöle sollen der Wasche einen angenehmen frischen Duft geben, aber auch unerfreuliche Laugengerüche beim Waschen überdecken. Diese Duftstoffe ziehen auf die Faser auf und können bei empfindlichen Personen ebenfalls Hautirritationen verursachen. KINESSA verwendet keine Duftstoffe. Vergrauungsinhibitoren ca. 0,5 2 %: Zitronensäure: Sie ist eine natürliche Fruchtsäure, die in Früchten, Gemüse, Milch und Fleisch vorkommt. Im menschlichen Stoffwechsel entsteht Zitronensäure beim Abbau von Fetten und Kohlehydraten. Die Herstellung erfolgt auf biotechnologischem Wege aus Zucker oder Melasse, einem Abfallstoff der Zuckerfabrikation. Aus Kostengründen wird Zitronensäure heute fermentativ nach dem Oberflächen- (Fermentationsmedium in Ruhe, Luftzufuhr durch Einblasen 7 12 Tage) oder Submersverfahren (Umwandlung des Zuckers in Zitronensäure durch Rühren und Belüften) mit Zucker, Rübenmelasse oder Rohrmelasse und bestimmten Stämmen von Aspergillus niger als Microorganismus, d. h. einem speziellen Gärungsverfahren, hergestellt. Die so gewonnene Zitronensäure ist der in Zitronen vorkommenden Säure völlig gleich. Zitronensäure ist ein farbloses, geruchloses, staubfreies Kristallsalz bzw. weißes Pulver mit einem reinen, milden, fruchtsauren Geschmack. Zitronensäure ist nicht ätzend und daher ungefährlich in der Handhabung. Sie ist komplexbildend, konservierend, geruchshemmend und phregulierend. Zitronensäure ist biologisch schnell und vollständig abbaubar. Sie ist daher bei der Anwendung im Haushalt ein idealer, umweltschonender Kalklöser. 8. Verbesserung der Hautverträglichkeit (haut) Die Verbesserung der Hautverträglichkeit von Wasch- und Reinigungsmitteln kann unter anderem durch Zusatz von Molkesubstanzen, hier: Molkenproteine, erreicht werden. Als Molkenproteine bezeichnet man die nach Abtrennung der Caseine (Milcheiweiß) in Molke verbleibenden Proteine. Ihr Anteil beträgt % Gesamtproteingehalt der Milch.

13 Die Molkenproteine bestehen aus Lactalbumin, Semalbumin, Immunoglobulin. In Geschirrspülmittel, Allzweckreiniger und Feinwaschmittel werden Spuren (weniger als 0,5 %) eingesetzt. Sie sind biologisch schnell und vollständig abbaubar. 9. Natürliche Lösungsmittel und Duftstoffe/ Parfüme (loe) Ätherische Öle: Pflanzen lagern ätherische Öle in besonderen Zellen oder Öldrüsen ab, die sich an verschiedenen Stellen befinden können, z. B. Blüten, Blätter, Früchte, Schalen, Wurzeln und Holz. Es können auch mehrere ätherische Öle in derselben Pflanze verstreut auftreten: so stammt z. B. beim Orangenbaum das Neroliöl aus den Blüten, das Petitgrainöl aus den Zweigen und Blättern und das Orangenöl aus den Früchten. Teilweise ist das Ernten der zur Verarbeitung kommenden Pflanzen sogar an eine bestimmte Tageszeit gebunden, da z. B. der ätherische Ölgehalt in vielen Blüten und Blättern kurz nach Tagesanbruch höher ist als zu anderen Tageszeiten. Nach dem Ernten ist vielfach eine rasche Verarbeitung geboten, da ätherische Öle in der Hauptsache leicht flüchtige Bestandteile enthalten und eine längere Lagerdauer sich deshalb negativ auf die Ausbeute auswirken würde. Ätherische Öle werden heute, wie seit altersher, teilweise auf dem Wege der Destillation, vorwiegend aber durch Auspressen der Schalen als so genannte Agrumenöle (Orangen-, Zitronen-, Mandarinen-, Limetten-, Grapefruit-, Bergamotte-, Pomeranzenöl) gewonnen. In früheren Zeiten mussten hierbei in mühevoller Handarbeit die Früchte (sie werden zur Saft- und Konzentratherstellung weiterverarbeitet) von den Schalen getrennt und diesen durch handbetriebenen Pressen das ätherische Öl abgetrennt werden. Heute erfolgt diese Bearbeitung mittels vollautomatisch arbeitenden Maschinen. Ätherische Öle sind im Allgemeinen sehr licht-, luft- und wärmeempfindlich und sollten deshalb kühl, dunkel und möglichst luftdicht gelagert werden. Die Oxydation bringt es mit sich, dass Öle, die bei der Destillation eine wasserhelle bis leicht gelbliche Färbung aufweisen, schon innerhalb kurzer Zeit einen mittelgelben bis gelbbraunen Farbton annehmen, ohne dass sich dies negativ auf die Qualität auswirkt. Die ätherischen Öle sind unter anderem desodorierend. Am bekanntesten sind die Citrusöle, aber auch Thymianöl, Kamillenöl, Lavendelöl und Johanniskrautöl. Als hervorragende, natürliche Duftstoffe finden sie in einer Reihe von bionatura und anderen KINESSA-Putzmitteln ihren Einsatz. Citrus- und Orangenterpene: Diese natürlichen, organischen Lösungsmittel werden aus den ätherischen Ölen gewonnen. Sie sind ungiftig, schwach gelblich und stellen ein Gemisch aus monocyolonischen Kohlenwasserstoffen (ca % D-Limonen und ca. 2 % Delta-3-Caren) dar. Mit organischen Lösungsmitteln sind die Terpene unbeschränkt mischbar, in Wasser unlöslich, jedoch in Verbindung mit waschaktiven Stoffen emulgierbar, so dass keine Terpenabscheidung stattfindet. Die leichte Oxydation durch Luft-Sauerstoff bringt eine hohe und schnelle biologische Abbaubarkeit mit sich. Anwendung: In Öl-, Fett-, Harz- und Wachspasten als Lösungsmittel, z. B. Holzwachs sowie in verschiedenen Putzmitteln als Geruchsstoff, Desodorant und Reinigungsverstärker, z. B. Geschirrspülmittel (Citruskraft!). Balsamterpentinöl: Unter Terpentinölen versteht man allgemein ätherische Öle mit festgelegten Siedegrenzen, die aus Nadelhölzern (Pinus-Arten) stammen und durch verschiedene Destillationsverfahren gewonnen werden. Diese Öle werden nach Rohstoff- und Herstellungsverfahren unterschieden. Terpentin und Pinöle enthalten nur Bestandteile, die durch die Herstellung bedingt sind. Balsamterpentinöl ist durch schonende Destillation aus dem Harzausfluss geeigneter lebender Pinusarten bis 180 Grad C gewonnenes Destillat. Wurzelterpentinöl: Ist ein Terpentinöl, das durch Wasserdampfdestillation aus dem zerkleinerten Holz der Wurzeln und Stümpfe der Pinusarten unmittelbar oder nach Extraktion mit Lösungsmitteln gewonnen wird. Die chemisch-naturbedingte Zusammensetzung der Terpentinöle bestimmt die Verwendung als Primärprodukt, d. h. als Lösungsmittel oder als Rohstoffbasis für Veredelungsprodukte. Als Lösungs- und Verdünnungsmittel ist es in Bohnerwachs und Schuhpflegemitteln seit Jahrzehnten bekannt. Es wurde aber durch preiswertere Produkte der Petrochemie zurückgedrängt. 10. Öle, Fette und Wachse (Wa) Seit 1954 werden die zahlreichen Typen von Wachsen als eine Warenklasse verstanden. Unter dieser technologischen Sammelbezeichnung lassen sich die Wachse in 4 Hauptgruppen einteilen: Naturwachse, modifizierte Naturwachse, teilsynthetische und vollsynthetische Wachse. Gemeinsam haben sie in der Regel die folgenden Eigenschaften: Bei 20 Grad C knetbar, fest bis brüchig hart; grob bis feinkristallin, durchscheinend bis opak, jedoch nicht glasartig; über 40 Grad C ohne Zersetzung schmelzend. Oberhalb des Schmelzpunktes verhältnismäßig niedrigviskos und nicht fadenziehend. Stark temperaturabhängige Konsistenz und Löslichkeit. Unter leichtem Druck polierbar. a) Naturwachse: In der Natur sind Wachse häufiger anzutreffen als allgemein angenommen wird. Sie übernehmen dort eine große Anzahl wichtiger Funktionen, die mit anderen Stoffen nicht zu er- 13

14 reichen sind. Die Gewinnung der Naturwachse in größeren Mengen erfordert jedoch sehr viel manuelle Arbeit. Die Naturwachse gliedern sich in 2 Gruppen: Die fossilen oder Mineralwachse als Erd-, Erdöl-, Braunkohlen- und Torfwachse. 14 Während die Pflanzen der Vorzeit zu Torf und Braunkohle wurden, überstanden die Wachse ihre Oberflächen unbeschadet Inkohlungszeiten von bis zu 60 Millionen Jahren. Mit Hilfe eines Lösungsmittels werden sie dem Torf oder der Braunkohle entzogen. Eine besondere Bedeutung haben die Rohmontanwachse aus der Braunkohle bestimmter Provenienz. Erdöl enthält beträchtliche Anteile höher molekularer Kohlenwasserstoffe unterschiedlicher Kettenlänge und unterschiedlicher Verzweigungsgrade. Sie werden bei der Verarbeitung abgetrennt und als Paraffine, Petrolate und mikrokristalline Wachse vertrieben. Die nichtfossilen, so genannten rezenten wachse, die in geologischer Neuzeit durch tierische oder pflanzliche Stoffwechsel gebildet wurden. Hierzu gehören die Pflanzenwachse ebenso wie die tierischen Wachse. Die gebräuchlichen Naturharze im Einzelnen: Tierische Wachse: Bienenwachs: Das Sekret, das Arbeitsbienen zum Wabenbau verwenden. Chinesisches Insektenwachs: Die Ausscheidung der Larve einer Schildlaus, die im Wesentlichen in China zu Hause ist. Schellack-Wachs: Eine in Indien vorkommende Schildlaus sticht zur Eiablage junge Triebe von Feigenbäumen an. Aus der Pflanze tritt ein Saft aus, der allmählich an der Luft erhärtet. Er wird geerntet und zu Schellack verarbeitet, wobei auch etwa 6 Schellack-Wachs anfallen. Walrat: Dieses Wachs wird aus dem Spermöl der Pottwale gewonnen. Wollwachs: Zum Schutz von Haut und Wolle gegen Witterungseinflüsse scheiden die Schafe Wollfett aus, das durch Wollwäsche gewonnen wird. Aus dem Fett wird Wollwachs gewonnen. Pflanzliche Wachse: Pflanzen benötigen zum Atmen bzw. für die Photosynthese große Oberflächen. Je größer die Oberfläche, desto größer ist aber auch die Gefahr, dass die Pflanzen bei Feuchtigkeitsmangel verdorren. Sie schützen sich dagegen mit einer Schutzschicht aus Wachs, die das Austrocknen verhindert, ohne die Atmung zu beeinträchtigen. In sehr heißen und trockenen Gegenden kann der Wachsfilm auf den Blättern und Halmen sehr dick werden. Die aufwändige Gewinnung der Wachse lohnt sich dann, wenn ausreichend Arbeitskräfte zur Verfügung stehen. Palmwachse, z. B. Carnaubawachs: Es wird in Brasilien von den wedeln der Carnaubapalme gewonnen (pro Palmwedel 3 6 g). Unter den Pflanzenwachsen hat es größte Bedeutung. Gräserwachse, z. b. Candelillawachs: Es wird in Mexico von den Stengeln des ca. 1-Meter-Candelilla- Strauches entfernt. Ein sehr ähnliches Wachs wird von den Steppengräsern Nordafrikas gewonnen = Espartowachs. Hervorzuheben sind die wasserabweisenden Eigenschaften der Wachse. Beim Erwärmen lassen sich die Wachse verformen und gehen dann in niedrigviskose Schmelzen über, lassen sich so untereinander mischen, färben oder mit organischen Lösungsmitteln zu Wachspasten oder mit Wasser zu stabilen Wachsemulsionen dispergieren. Anwendungsbeispiele: Holz- und Steinpflege Holzwachs und Lederbalsam (Schuh- und Lederpflege). b) Modifizierte Naturwachse Diese werden aus der Natur durch Raffination, Extraktion oder Destillation gewonnen, z. B. Paraffine aus den wachsartigen Anteilen des Erdöls, die bei der Erdöldestillation anfallen. Bei diesen Prozessen wird die chemische Zusammensetzung des Naturwachses unterschiedlich verändert. Bei der Herstellung von doppelt gebleichten Montanwachsen stärker = chemisch verändert, als bei Rohmontanwachsen. Der Übergang zu den teilsynthetischen Wachsen, die man aus Naturstoffen gewinnt, ist fließend und wird durch definierte Reaktionen wie Oxydation, Veresterung, Hydrierung oder Amidierung bestimmt. Dabei werden die ursprünglichen Produkte in ihrer Zusammensetzung grundlegend umgewandelt. Dies führt zu spezifischen Eigenschaften und Anwendungsgebieten, die aber keine Umweltrelevanz haben. Das biologische Verhalten der Wachse in der Umwelt wird durch die Wasserunlöslichkeit bestimmt. Sie verursachen in Gewässern und Kläranlagen keinen Sauerstoffbedarf und werden als Ballaststoffe zusammen mit Schlamm aus dem Abwasser ausgeschieden. c) Öle und Fette Als Öl bezeichnet man diejenigen Fette, die bei Zimmertemperatur flüssig sind. Aus der Sicht des Chemikers sind Fett und Öl gleich aufgebaut: aus einem Teil Glyzerin und drei Teilen Fettsäure, wobei pflanzliche Öle einen hohen Anteil an einfach und mehrfach ungesättigten Fettsäuren (= Linolsäure) aufweisen. Allgemein unterscheidet man raffinierte Extraktionsöle und so genannte naturbelassene Öle, die im Kalt- oder Warmpressverfahren hergestellt und nicht raffiniert, d. h. chemisch nachbehandelt werden. 90 % der im Handel erhältlichen Öle werden im Extraktionsverfahren hergestellt. Dabei wird die Ölsaat mit Leichtbenzin (Hexan) besprüht, das als Lösungsmittel dient. Hexan verflüchtigt sich anschließend. Mit diesem internationalen Standardverfahren erhält man die größte Ausbeute. Zurück bleiben ein fast fettfreies Eiweißkonzentrat, das in der

15 Futtermittelindustrie Verwendung findet, und ein Öl, das raffiniert werden muss, bevor es genießbar ist. Die chemische Nachbehandlung umfasst mehrere Stufen: Entschleimen, Entsäuren, Bleichen und Desodorieren. Die Raffination ist nicht nur deswegen notwendig, um etwaige Rückstände von Leichtbenzin oder von Schädlingsbekämpfungsmitteln aus dem Rohöl zu entfernen, sondern auch dessen Begleitstoffe Schleimstoffe, wachse, freie Fettsäuren und Farbstoffe. Die freien Fettsäuren oxydieren leicht und verursachen einen ranzigen Geschmack. Würden sie im Öl verbleiben, ließe es sich nicht auf 180 oder gar 200 Grad erhitzen. Tatsache ist, dass beim Bleichen nicht nur Schwermetalle, sondern auch die natürlichen Farbstoffe abgefiltert und ebenso beim Desodorieren (dabei wird heißer Wasserdampf durch Öl geblasen) eben nicht nur Pflanzenschutzmittelreste entfernt, sondern auch die Geschmacksstoffe. Nichtraffinierte Öle dagegen behalten sämtliche Begleitstoffe, was einen charakteristischen Eigengeschmack verleiht. Naturbelassene Öle werden im Kalt- oder Warmpressverfahren hergestellt. Bei der Kaltpressung dürfen Temperaturen von 50 Grad nicht überschritten werden. Am problemlosesten geht das bei Olivenöl, weil hier das Öl aus dem Fruchtfleisch gewonnen wird und nicht, wie bei den meisten anderen Ölsaaten, aus dem Samen oder aus den Kernen. Wird für den Pressvorgang eine hydraulische Presse verwendet, kommt man auch bei anderen Ölen mit Temperaturen zwischen 35 und 40 Grad aus. Bei der Warmpressung entstehen Temperaturen um 100 Grad. Warmgepresste Öle müssen nicht raffiniert werden und behalten daher, ebenso wie Kaltpressöle, sämtliche Fettbegleitstoffe. Unraffinierte Öle sind dickflüssiger als raffiniertes Öl und haben ein ausgeprägtes Aroma. III. Erläuterungen zu umweltrelevanten, technischen Begriffen 1. Technik der Abwasserreinigung Zur Reinigung des Abwassers stehen mechanische, biologische und chemische Verfahren in Kläranlagen zur Verfügung. Das heute am weitesten verbreitete Verfahren ist die kombinierte mechanisch-biologische Reinigung. Sie vollzieht sich in folgenden Schritten: a) Mechanik grobe und sperrige schwimmende Feststoffe werden durch einen Rechen entfernt leicht absetzbare, feinkörnige Feststoffe scheiden sich im so genannten Sandfang ab ungelöste Stoffe, die im Sandfang nicht abgetrennt werden, scheiden sich im Vorklärbecken ab aufschwimmende Stoffe wie Fette und Öle werden durch geeignete Abscheider zurückgehalten. b) Biologie Bei der biologischen Abwasserbehandlung wird die Fähigkeit der im Abwasser lebenden Mikroorganismen genutzt, organische Verunreinigungen in Gegenwart von Sauerstoff zu Wasser, Kohledioxyd und Biomasse (Schlamm) abzubauen. Das so gereinigte Abwasser kann nach der Trennung vom Belebtschlamm im Gewässer eingeleitet werden. In der biologischen Stufe der Kläranlage werden biologisch gut abbaubare Stoffe zu 90 % und mehr eliminiert. Technik der Abwasserreinigung Für die Herstellung der Haushaltsreinigungs- und Waschmittel sind beschriebene Verfahren nur zum Teil bedeutsam, da bei der Weiterverarbeitung von Seifen oder nativen Tensiden andere Prozesse eingreifen. Zu erwähnen sind hier: Sojaöl, Leinöl und Kokosfett (Palmkernfett) sowie Jojoba-Öl, das durch seine Struktur auch den wachsen zugerechnet wird. 11. Konservierungsmittel KINESSA verwendet in der Regel keine chemisch-synthetischen Konservierungsmittel und grundsätzlich kein Formaldehyd sowie keine Formaldehydabspalter, Phenole und Schwermetalle. Wie die Erfahrung zeigt, ist für eine praxisgerechte Lagerzeit bei Feinwaschmitteln jedoch eine bakterizide und fungizide Konservierung notwendig. Wir verwenden dafür N, S-heterocyclen, das der 14. und 36. Empfehlung des Deutschen Bundesgesundheitsamtes entspricht. Die so behandelten Waschmittel sind selbstverständlich nach der schweizerischen Giftliste giftklassefrei. 2. Biologische Abbaubarkeit organischer Substanzen Entsprechend dem deutschen Waschmittelgesetz und der dazugehörigen Verordnung müssen anionische und nicht ionische grenzflächenaktive Stoffe (waschaktive Substanzen, Tenside) darunter fallen auch naturverwandte Produkte wie Seifen und Tenside auf der Basis natürlicher Fette 15

16 in Wasch- und Reinigungsmitteln mindestens 80 % biologisch abbaubar sein (Primärabbaubarkeit). Erfasst werden demnach im Augenblick nur die genannten Stoffgruppen, jedoch nicht andere organische Stoffe oder anorganische Stoffe. Mit dem so genannten Auswahltest (OECD-Screeningtest) wird die Primärabbaubarkeit gemessen. Das Ergebnis zeigt, in welchem Maße die Tenside im Test ihre grenzflächenaktiven Eigenschaften verloren haben. Biologische Reinigung Inwieweit ein Wasch- oder Reinigungsmittel als umweltschonend bezeichnet werden kann, hängt davon ab, wie dieses vollständig und restlos abbaubar, d. h. mineralisierbar ist. Unter der Primärabbaubarkeit versteht man den Abbau nur bis zum Verlust der Oberflächenaktivität. Interessanter ist jedoch der vollständige Abbau, d. h. die Totalabbaubarkeit, die zurzeit gesetzlich nicht erfasst wird. Die Totalabbaubarkeit ist die vollständige Zerlegung der Stoffverbindungen im Abwasser in Kohlensäure, Wasser und Teile, die in der Natur vorhanden sind. Ein Problem ist diese Metabolit-Bildung, da Bruchstücke entstehen können, deren ökologische Auswirkungen noch nicht erforscht sind. Der Abbau von Stoffen erfolgt schrittweise, unter anderem in den mechanischen und biologischen Kläranlagen, und nicht einheitlich. Nicht abbaubare Stoffe verbleiben im Abwasser als Fremdstoffe, gelegentlich als Giftstoffe bzw. belastende Stoffe. 3. Biologische Abbaurate Die gesetzlich vorgeschriebene Abbaurate von mindestens 80 % muss innerhalb von drei Wochen erreicht sein. Während des Primärabbaus und beim anschließenden Totalabbau wird ein bedeutender Teil des im Wasser gelösten Sauerstoffes verbraucht. Dieser wird in den großflächigen Belebungsbecken durch spezielle Rührwerke in großer Menge aus der Luft eingebracht, so dass im normalen Ablauf die Sauerstoffzehrung im Gleichgewicht steht. definiert. Meist erfolgt die Prüfung im OECD-Screeningtest, einem statischen Test mit mineralischem Medium und dem Tensid als einziger organischer Nährstoffquelle; nach Beimpfung mit Abwasserbakterien muss innerhalb von 19 Tagen ein 80 %iger Abbau erfolgt sein. Wenn dieses Limit nicht eindeutig erreicht ist, entscheidet das Resultat einer Untersuchung des Tensidabbaus in einem Kläranlagensimulationstest, dem OECD-Confirmatory-Test. Hier wird unter kontinuierlichen Versuchsbedingungen (die Aufenthaltsdauer der Testverbindung in der Versuchsanlage beträgt durchschnittlich 3 Stunden) das Tensid in Gegenwart eines hohen Überschusses an leicht abbaubaren Verbindungen, also unter realistischen Konkurrenzbedingungen, geprüft. Gemessen wird der biologische Abbau jeweils mit Hilfe so genannter substanzgruppenspezifischer Analyseverfahren, die eine Quantifizierung des noch vorhandenen a- oder n- Tensidanteils erlauben. Man benutzt hierbei die Eigenschaft anionischer Tenside, mit Methylenblau bzw. nichtionischer Tenside, mit Wismutjodid einen Komplex zu bilden, so dass der Tensidabbau als Abnahme an Methylenblau-aktiver Substanz (MBAS) bzw. Wismut-aktiver Substanz (BiAS) angegeben wird. In den beschriebenen gesetzlichen Abbautests wird mit der MBAS- bzw. BiAS-Abnahme die so genannte Primärabbaubarkeit von Tensiden ermittelt, da bereits durch die ersten biologischen Abbauschritte das Tensidmolekül so verändert wird, dass wesentliche Eigenschaften der Ausgangsverbindung wie Oberflächenaktivität und ökologisch besonders wichtig die aquatische Toxizität verschwinden bzw. drastisch reduziert sind. Die biologische Abbaurate ergibt sich aus dem prozentualen Verhältnis zwischen dem biochemischen Sauerstoffbedarf und dem chemischen Sauerstoffbedarf. BSB 5 : Unter dem biochemischen Sauerstoffbedarf versteht man die Menge an Sauerstoff, die von Mikroorganismen verbraucht wird, um im Wasser enthaltene organische Stoffe bei 20 Grad C innerhalb 5 Tagen oxidativ abzubauen (Abb. 30). CSB Unter dem chemischen Sauerstoffbedarf versteht man Bestimmung des biologischen Sauerstoffbedarfs Während die grenzflächenaktiven Eigenschaften der WAS nach dem Primärabbau schnell verschwunden sind, bleiben deren Abbauprodukte bis zum Totalabbau in den Gewässern. Die entsprechenden Test- und Analyseverfahren zur Prüfung der biologischen Abbaubarkeit sind genau 16

17 die Menge an Sauerstoff, die ohne Mitwirkung von Mikroorganismen, allein zur chemischen Oxidation von Inhaltsstoffen benötigt wird. Prozentualer Abbau = BSB5-Wert x 100 CSB-Wert Die Grafik stammt von einem Laborversuch. Sie zeigt die unterschiedliche Abbaubarkeit der Tenside: Biologische Elimination (% DOC) In Praxis: Der Bericht zur Prüfung der biologischen Abbaubarkeit einiger kinessin Putzmittel im Vergleich mit einem Abbaustandard W (synthet. Tensid) enthält folgende Darstellung: Schema einer automatischen BSB-Bestimmung Harte Tenside: Schlecht abbaubar, niedrige Totalabbaubarkeit, z. B. TPS und APEO (in der Zwischenzeit wird dieses fischgiftige Tensid nicht mehr eingesetzt). Für die Bestimmung der biologischen Abbauraten wurde unter den Bedingungen des Auswahltests der Verordnung über die Abbaubarkeit anionischer und nichtionischer grenzflächenaktiver Stoffe in Wasch- und Reinigungsmitteln vom Januar 1977 der Biologische Sauerstoffbedarf (BSB) nach steigenden Zehrungszeiten ermittelt und mit dem Chemischen Sauerstoffbedarf (CSB = 100 % Abbau) in Beziehung gesetzt. Entsprechend der Auswertung der Abbauwerte nach der DIN bzw. den Deutschen Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlamm-Untersuchung, DEV L25: Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit Statischer Test, werden zu Vergleichszwecken die Anzahl der Tage angegeben, in denen eine Abbaurate > 90 % erreicht wird. Der Versuch wurde gemäß der erwähnten DIN-Vorschrift nach Bestätigung eines gleichen Analysenwertes bei einer Abbaubarkeit von mehr als 90 % abgebrochen, da die Messgenauigkeit im Bereich % deutlich nachlässt. Die Ergebnisse sind bei den einzelnen Reinigungsmitteln aufgeführt. Mittelharte Tenside erfüllen die Bedingungen des Waschmittelgesetzes gerade noch, wobei das LAS (lineares Alkylbenzolsulfonat) eine Zwischenstellung zu den weichen Tensiden einnimmt. Weiche Tenside haben eine sehr gute Primärabbaubarkeit (mind. 98 %) und eine Totalabbaubarkeit von mind. 95 %. Seifen nehmen insoweit eine Sonderstellung ein, als sie eine hohe Primärabbaubarkeit, deren Bestimmungsmethoden jedoch nicht klar definiert sind und eine vollständige Totalabbaubarkeit aufweisen. Biologische Abbaubarkeit typisch waschaktiver Substanzen Die Tabelle zeigt, dass nicht nur Seife, sondern auch bestimmte synthetische Tenside eine gute Totalabbaubarkeit von mehr als 60 % ausweisen. Abbaubarkeit von Tensiden Zur Erfassung der Totalabbaubarkeit wird auch die EMPA- Methode (% DOC = dissolved organic carbon) diskutiert, bei der eine 100 %ige biologische Elimination heißt, dass die eingebrachten Stoffe zu 100 % in CO 2 (Kohlendioxyd) und Wasser umgewandelt worden sind. 17

18 Die Zeitdauer des Abbaus ist recht unterschiedlich je nach Kläranlage, Zustand des Abwassers usw. Das Verhältnis der Abbauzeiten zwischen den einzelnen Substanzen bleibt jedoch immer in etwa gleich. So erreichen mittelharte Tenside, von denen jährlich rund Tonnen in der Schweiz verwendet werden, in nützlicher Frist keinen vollständigen Abbau, während Seife sehr rasch vollständig abgebaut wird. kinessin Wasch- und Reinigungsmittel enthalten Seifen und Tenside von Typ 1 + 2, d. h. mit hoher biologischer Abbaubarkeit. 4. Fischtoxizität von waschaktiven Stoffen (Tensiden) Die fischtoxischen Eigenschaften dieser Stoffe treten zwar nur bei ungewöhnlichen Konzentrationen auf, sind aber bei synthetischen Tensiden auf petrochemischer Basis und in einzelnen Fällen auch auf Basis natürlicher Fette vorhanden. Die akute aquatische Toxizität von Tensiden gemessen als LC 50 /EC 50 (Konzentration, bei der im Fisch- bzw. Daphnientest 50 % der Organismen überleben), liegt abgesehen von wenigen Ausnahmen oberhalb von 1 mg/l. Stoffe, die unter 1 mg/l schädlich wirken, werden als hochgiftig und zwischen 1 und 10 mg/l als stark giftig bezeichnet. 18 Toxizitätsprüfung an Fischen Schädliche Konzentrationen für Fische: Anionische Detergentien Kationische Detergentien Nichtionische Detergentien 3 5 mg/l 0,3 mg/l 2,5 mg/l In Fischen und in den Bodensedimenten der Flüsse und Seen reichern sich Detergentien an. Über dadurch entstandene Schäden ist bislang nichts bekannt. Hinzu kommt, dass durch die Tenside fettlösliche Schadstoffe im Wasser leichter durch die Fische aufgenommen werden. Durch Detergentien werden auch bei Säugetieren und Menschen die Durchlässigkeit der Haut und Schleimhäute für Gifte und Bakterien verändert, im Magen- und Darmtrakt sogar erhöht. 5. Wasserhärte der Feind des Waschens Die Wasserhärte stellt nach wie vor das größte Hindernis beim Waschen dar. Jede Erwärmung oder Belüftung eines harten Wassers, das im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht steht, führt zur Tendenz der Kalkabscheidung und so zur Wassersteinbildung. So kommt es z. B. durch die intensive Belüftung in Perlatoren zu Kohlendioxid-Verlust und zur Abscheidung von Calciumcarbonat, meist als runde Kügelchen, die wie Sandkörner aussehen. die Kunden reklamieren daher oft, dass im Wasser Sand sei. Schwerwiegender sind Kalkabscheidungen in Wasch- und Spülmaschinen, die man durch geeignete Wasch- und Reinigungsmittel oder durch Wasseraufbereitung in den Griff bekommen kann. Besonders betroffen von der Wassersteinbildung können sein: Heißwasserbereiter Siedendwasserbereiter Kaffeemaschinen Spülmaschinen Waschmaschinen Strahlregler (Perlatoren) Wandfliesen im Bad Dampfbügeleisen private Schwimmbäder u. a. In Dusche und Bad ist beim Waschen mit reinen Seifen die Bildung von unlöslichen schmierigen Kalkseifen ein Hartwasserproblem. Diese Schmieren setzen sich überall fest. Sie sind vor allem für die Schmutzränder in Wannen und Becken verantwortlich. Heute gibt es seifenfreie Körper- Reinigungs-Pasten und Neutralseifen, die keine unlöslichen Calciumverbindungen bilden. Sehr hartes Wasser kann sich in den Warmwasserbereitern bemerkbar machen. Durch Herabsetzen der Warmwassertemperatur kann im Allgemeinen eine schädliche Wassersteinbildung verhindert werden. Bei Spülmaschinen erhält man nur mit relativ weichem Wasser (Härtebereich 1) einen einwandfreien Spülerfolg ohne Enthärtung. Auf den glatten, glänzenden Porzellan- und Glasoberflächen, bei ungenügender Wasserenthärtung, bildet schon ein dünner Kalkfilm unschöne Schlieren vor allem beim heißen Trocknen in der Maschine. Spülmaschinen werden daher vom Hersteller grundsätzlich mit durch Salz regenerierbaren Ionenaustausch-Enthärtern ausgestattet. In Waschmaschinen werden heute Waschmittel angeboten, die keine unlöslichen Kalkverbindungen bilden. Die Wasch- und Reinigungsmittel oder gesondert zuzusetzende Mittel (3-Komponenten-Baukasten-System) verhindern die Kalkabscheidung im Gewebe, aber auch an den Heizflächen der Waschmaschinen.

19 Als Wasserhärte bezeichnet man die Summe der Konzentration der Erdalkali-Ionen im Wasser, d. h. praktisch die Summe der Calcium- und Magnesiumionen. Die Dimension ist mmol/l oder, seltener, mol/m³. Härte = [Ca²] + [Mg² + ] Im letzten Jahrhundert gab man den Kalkgehalt eines Wassers in mg Ca/O/ 100 ml bzw. 100 mg/l = 1 d. Da das Molekulargewicht von CaO 56 ist, gilt: 1 mmol/l = 5,6 d Die Franzosen sind fein heraus. Sie legten das Molekül CaCO 3 zu Grunde, das zufällig das Molekulargewicht 100 hat. Daher gilt 1 mmol/l = 10 f Calcium und Magnesium-Ionen verhalten sich unterschiedlich. Bei normalen Haushaltsverhältnissen beteiligt sich praktisch nur das Calciumion an der Wassersteinbildung. Bei Komplexierungsreaktionen mit Polyphosphaten oder anderen Stabilisierungsmitteln und bei der Seifenreaktion beteiligen sich Calcium- und Magnesium-Ionen. Zur Wasserstein-(Calciumcarbonat-)Bildung werden Carbonat-Ionen benötigt. Sie entstehen durch CO2-Verlust beim erhitzen und beim Belüften aus Bicarbonat-Ionen: 2 HCO 3 - CO 3 ²- + CO 2 + H 2 O Die Maßeinheit für die Härte eines Wassers ist mmol/l bezogen auf Ca² +. In der Analyse können Calcium- und Magnesium-Konzentrationen jeweils für sich in mg/l angegeben werden. Zur Umrechnung dient nachstehende Tabelle: In der Schweiz wird die Wasserhärte nach der französischen 3-stufigen Einteilung angegeben: bis 15 fh, fh und über 25 fh. Im Wasserkreislauf entsteht die Neubildung von Oberflächen- und Grundwasser immer wieder durch Niederschlag von salzarmem Wasser als Regen, Schnee und Tau. Die Wasserhärte entsteht dann durch Auflösung von Calciumund Magnesium-Verbindungen aus Boden und Gestein. In silikatischem Gestein und in Urgestein entstehen sehr weiche Wässer, in Kalk-, Dolomit- und Gipsgestein entstehen harte und sehr harte Wässer. Daher ist die Wasserhärte regional sehr verschieden. So hat z. B. Baden-Württemberg im Schwarzwald sehr weiche Wässer, weil dort großenteils silikatischer Sandstein ansteht. Das Bodenseewasser ist mittelhart. Es stammt großenteils aus Schneeschmelzwasser, teilweise aber auch aus Quellwässern aus den Kalkalpen. Auf der Schwäbischen Alb, einem Kalk-Jura-Gebirge, und im Neckartal im Muschelkalk und teilweise im Gipskeuper sind die Wässer hart und teilweise sehr hart. Deutsche Trinkwasserhärte 0 12 fh % der Bevölkerung fh % der Bevölkerung fh % der Bevölkerung > 38 fh 7 10 % der Bevölkerung Verteilung der Wasserhärtebereiche Einheit mmol/l mg/l Ca² + mg/l Mg² + d f mmol/l ,3 5,6 1 0 mg/l Ca² + 0, ,61 0,14 0, 2 5 mg/l Mg² + 0,041 1,6 1 0,23 0, 4 1 d 0,18 7,1 4,3 1 1, 8 f 0,1 4 2,43 0,56 1 Weil man für härtere Wässer mehr stabilisierende Stoffe braucht als für weiche Wässer, sollen die Dosierung oder die Rezepturen der Wasserhärte angepasst werden, damit das Wasser möglichst wenig mit Waschmitteln belastet wird. Um solche Rezepturen oder Dosierempfehlungen anfertigen zu können, brauchte man eine Skala. Das Gesetz legte vier Härtebereiche entsprechend der Tabelle fest, ohne den Härtebereichen bewertende Adjektive beizufügen, wie sie im Gesetzesentwurf noch enthalten waren. Härtebereiche-Werte in mmol/l (in Klammern in fh) Härtebereich 1 0-1, fh Härtebereich 2 1,3-2, fh Härtebereich 3 2,5-3, fh Härtebereich 4 >3,8 >38 fh Durch die Wasserhärte wird der Waschvorgang gestört: Waschaktive Substanzen verlieren zum Teil ihre Wirkung, Seife schlägt sich als Kalkseife nieder und losgelöster 19

20 Wasserhärte in der Schweiz Wie sind die in der Umweltdiskussion verwendeten Messzahlen wie z. B. Milli-, Mikro-, Nanogramm einzuordnen und was hat es mit den Begriffen ppm, ppb oder ppt auf sich? 1/100 Prozent (Teile pro Hundert), % Dieser Bereich stellt einen geläufigen Erfahrungs- und Erfassungsbereich dar, geprägt durch die Anwendung im täglichen Leben. Prozentangaben werden z. B. bei banküblichen Zinssätzen, jährlichen Teuerungsraten, gesetzlicher Mehrwertsteuer, Wahlergebnissen oder Umsatzsteigerungen gemacht. In Prozentangaben formuliert der Chemiker Rezepturen. Beispiele für niedrige Konzentrationen Schmutz lagert sich erneut auf den Textilien ab. Unlösbare Kalkniederschläge bewirken zudem eine Vergrauung der Textilien. Verkrustungen an den Heizstäben und anderen Bauteilen der Waschmaschine führen zu erhöhtem Energieverbrauch und schnellerem Verschleiß. 6. Chemie in Spuren Bei vielen Menschen besteht der Eindruck, in unserer Umwelt nehme die Belastung durch chemische Schadstoffe ständig zu. Meldungen über den Nachweis von Spuren dieses oder jenes Stoffes in Luft, Wasser oder Boden und Berichte von Überschreitungen der Schadstoffgrenzwerte in Nahrungsmitteln scheinen dies zu bestätigen. Die meisten Menschen reagieren mit Erschrecken auf die Information, dass z. B. DDT oder Dioxin in Verdünnungen v on Milliardstelgramm und weniger nachgewiesen worden sind, weil sie die kleinen Zahlen nicht richtig einordnen können. Die moderne chemische Analytik, die Wissenschaft vom Nachweis der Stoffe und der Bestimmung von Konzentrationen, ist in Spurenbereiche vorgedrungen, die sich der Vorstellungskraft weitgehend entziehen. Während man vor 40 Jahren noch alle Stoffemengen jenseits von einem Zehntel Promille als Null betrachten musste, können heute Milliardstelgramm aufgespürt werden. Wichtige Analysemethoden und deren Nachweisgrenzen 1/1000 Promille (Teile pro Tausend) Auch dieser Bereich ist noch vorstellbar durch den gedanklichen Rückschluss auf den Prozentwert. Bekannt ist die Promillegrenze für Blutalkohol im Zusammenhang mit der Fahrtauglichkeit. 1/ Parts per Million (Teile pro Million) ppm ein ppm ist ein tausendstel Promille oder zur Veranschaulichung ein Preuße pro München. In diesem Konzentrationsbereich bewegen sich z. B. Grenzwerte für gefährliche Stoffe am Arbeitsplatz. Als hochgiftig bezeichnet man Stoffe, deren kleinste tödliche Dosis gleich oder weniger als 5 Milligramm (tausendstel Gramm)/kg Körpergewicht (= 5 ppm) bei Aufnahmen über den Verdauungstrakt beträgt. 1/ Parts per Billion (Teile pro Milliarde), ppb Der ppb-bereich entzieht sich dem Vorstellungsvermögen. Dazu ein paar praktische Beispiele: Eine nur fünfköpfige Familie stellt bereits mehr als 1 ppb der gesamten Weltbevölkerung von derzeit ca. 4,7 Milliarden Menschen dar. Ein ppb entspricht dem Konzentrationsbereich eines Körnchens Speisesalz in einem mit Wasser gefüllten Schwimmbecken von Olympiagröße. 20