INDUSTRIECHEMIKALIEN: BEFUNDE UND ZUKÜNFTIGE PARAMETER. UBA-Fachgespräch: Bewertung der Trinkwasserrelevanz von Prof. Dr. Heinz-Jürgen Brauch

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1 INDUSTRIECHEMIKALIEN: BEFUNDE UND ZUKÜNFTIGE PARAMETER UBA-Fachgespräch: Bewertung der Trinkwasserrelevanz von Prof. Dr. Heinz-Jürgen Brauch

2 INDUSTRIECHEMIKALIEN ALLE UNTER REACH GEREGELTEN STOFFE Klassische Industriechemikalien (z. B. Chlor-, Nitroaromaten, Anilin- und Phenolderivate u. a.) ohne (praktische) Bedeutung ( leicht entfernbar) Moderne Industriechemikalien (z. B. synthetische Komplexbildner, nicht-halogenierte Lösemittel, Zusatzstoffe u. a.) polarer, wasserlöslicher, schlechter abbaubar? ( schwieriger zu entfernen)

3 PRODUKTIONSPROZESSE IN DER CHEMISCHEN INDUSTRIE Erhebliche Veränderungen (u. a. wegen Ressourceneffizienz, Sicherheit, Gesundheitsund Umweltschutz) Reaktionen/Prozesse überwiegend in wässrigen Systemen gewisse Wasserlöslichkeit erforderlich Zunehmender Einsatz von Spezialchemikalien (PFC, Flammschutz- und Korrosionsschutzmittel etc.) Neue Produkte und Verbindungen (mit Elementen wie Fluor, Silicium, Phosphor, aber auch Stickstoff, Schwefel) zunehmende Polarität und Wasserlöslichkeit! Nicht mehr die Produktion ist das Problem, sondern das Produkt

4 BEISPIEL 1: POLYETHYLENGLYKOLETHER wichtige Lösemittel in großtechnischen Prozessen über weite ph-bereiche stabil hohe thermische Stabilität gute komplexierende Eigenschaften (vergleichbar mit Kronenethern) Einsatz bei Hochtemperaturreaktionen und Phasen-Transfer- Reaktionen, insbesondere mit metallorganischen Reagenzien (Polymerisationsreaktionen) Dimethylpolyglykolether sind mit Wasser in allen Verhältnissen mischbar Dibutylglykolether besitzen nur eine geringe Wasserlöslichkeit

5 WICHTIGE POLYETHYLENGLYKOLETHER [ ] n R O O R R n Bezeichnung CAS-Nr. CH 3 1 Ethylenglykoldimethylether, Monoglyme CH 3 2 Diethylenglykoldimethylether, Diglyme CH 3 3 Triethylenglykoldimethylether, Triglyme CH 3 4 Tetraethylenglykoldimethylether, Tetraglyme n-c 4 H 9 2 Diethylenglykoldibutylether, Butyldiglyme

6 DIGLYME UND TRIGLYME H 3 C O CH 2 CH 2 O CH 2 CH 2 O CH 3 Diethylenglykoldimethylether H 3 C O CH 2 CH 2 O CH 2 CH 2 O CH 2 CH 2 O CH 3 Triethylenglykoldimethylether inerte Lösemittel mit Wasser in allen Verhältnissen mischbar Siedepunkte: 162 C (Diglyme) und 220 C (Triglyme) geringe akute Toxizität kein Risiko für aquatische Organismen (EC10(Alge, Daphnie) > 1000 mg/l)

7 DIGLYME IM RHEIN BEI BIMMEN-LOBITH c in µg/l

8 DIGLYME IM RHEIN 2,5 2,0 c in µg/l 1,5 1,0 0,5 0, Düsseldorf Köln Mainz Karlsruhe

9 TRIGLYME IM RHEIN 2,0 1,8 1,6 1,4 in µg/l c 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Düsseldorf Köln Mainz Karlsruhe

10 BEISPIEL 2: BENZOTRIAZOLE Korrosionsschutzmittel Kühl- und Schmierstoffen von Motoren Flugzeugenteisenern Silberschutz in Geschirrspülmittel H N N N H 3 C H N N N Benzotriazol (BT) 5-Methylbenzotriazol (MBT)

11 BENZOTRIAZOLE IN KOMMUNALEN ABWÄSSERN Ablauf, Kläranlage A Ablauf, Kläranlage B Zulauf, Kläranlage KA 1H-BT 4Me-BT 5Me-BT DM-BT Ablauf, Kläranlage KA Konzentration in ng/l

12 BENZOTRIAZOLE IN OBERFLÄCHENGEWÄSSERN Elbe, bei Dresden Rhein, Karlsruhe Main, Frankfurt Neckar, Mannheim 1H-BT 4Me-BT 5Me-BT DM-BT Schwarzbach, Ginshe im Körsch, Friedrichsmü hle Konzentration in ng/l

13 BENZOTRIAZOL IM RHEIN c in ng g/l Düsseldorf Köln Mainz Karlsruhe Basel

14 5-METHYLBENZOTRIAZOL IM RHEIN c in ng/l Düsseldorf Köln Mainz Karlsruhe Basel

15 AUSWAHL: AKTUELLE UND ZUKÜNFTIGE TRINKWASSERRELEVANTE SUBSTANZEN Synthetische Komplexbildner MTBE/ETBE PFBA/PFBS Benzotriazole Neben- und Transformationsprodukte kleine, nicht-aromatische, polare und persistente Moleküle (Stoffe)

16 SCHLUSSBEMERKUNGEN Biologische Abbaubarkeit (Persistenz) lässt sich (derzeit) nicht modellmäßig erfassen. praxisnahe Teststrategien/-methoden erforderlich Physikalisch-chemische Stoffdaten reichen nicht für eine Bewertung der Trinkwasserrelevanz aus. wasserchemisches Knowhow and Expertise unverzichtbar Klare und eindeutige Definition der Begrifflichkeiten notwendig was ist trinkwasserrelevant? Beispiel: 1,2 pg/l (Picogramm pro Liter) Dioxin im Trinkwasser ist Dioxin trinkwasserrelevant?