Samstag, 5. Juni 2010

PCB, Dioxine und Furane - Messungen und Grenzwerte für die POPs

Wie werden Gifte gemessen? Welche Grenzwerte gibt es bei den gefährlichsten Giftstoffen von PCB, Dioxinen und Furanen? Was sind POPs, TEQ und TEF


Nicht nur beim bislang ungeklärten Giftskandal im Dortmunder Hafen, bei dem zwischen 2007 und 2010 PCB und auch PCDD/F gefunden wurden, tauchen immer wieder Formulierungen auf wie die "bis zu 20-fach erhöhter Dioxin- und Furangehalte". Was heißt das eigentlich? Welche Grenzwerte gibt es?
Um es vorwegzunehmen: Weder sind die Grenzwerte eindeutig bestimmt, noch sind die Maßangaben für den Laien nachvollziehbar. Giftstoffe wie PCB, Dioxine und Furane (Abkürzung: PCDD/F) werden in der Luft, in Nahrungsmitteln, anhand eigens angebauter Pflanzen, im Boden, im Staub und so weiter gemessen. Bei Messungen werden folgende Maßeinheiten verwendet: 1 ng (Nanogramm) = 0,000.000.001 g, 1 pg (Pikogramm) = 0,000.000.000.001 g.

 

Was sind das Toxizitätsäquivalent und TEF?

Die Toxizität (Giftigkeit) von Dioxinen und coplanarer (dioxinähnlicher) PCB wird durch das so genannte Toxizitätsäquivalent (TEQ) in Beziehung zur Toxizität des so genannten "Seveso-Dioxin" angegeben, das 1976 bei der Seveso-Katastrophe ausgetreten war und als eine der gefährlichsten und giftigsten künstlichen Stoffe überhaupt gilt. Mit Hilfe des TEQ versucht man die sehr unterschiedliche Giftigkeit der einzelnen Dioxin- und Furan-Kongenere (Varianten) und die Gefährlichkeit von "Dioxingemischen" besser abzuschätzen.

Zur Gruppe der Dioxine und Furane gehören 75 polychlorierte Dioxine (PCDD) und 135 Furane (PCDF). Davon sind 17 Einzelverbindungen hochgiftig, und zwar diejenigen, die von den acht möglichen Chlorbindungsstellen der Kohlenstoffringe an den typischen Bindungsstellen 2, 3, 7 und 8 Chloratome haben. Die Giftwirkung der Dioxine und Furane insgesamt auf Lebewesen wird als Summe der Giftwirkung dieser hochgiftigen Einzelverbindungen angegeben. Die relative Giftwirkung der einzelnen Verbindungen wird ausgedrückt als I-TEQ (Internationale Toxizitätsäquivalente). Das Seveso-Dioxin wird dabei als Referenz benutzt: Dieses so genannte 2,3,7,8 TCDD ist das giftigste der PCDD/F-Gruppe und wird zur Ermittlung des Giftwertes der übrigen Stoffe der Dioxine/Furane und coplanaren PCB verwendet. 2,3,7,8 TCDD erhält dabei den willkürlich bestimmten Giftwirkungswert 1.

Die TEQ geben an, welcher Menge an 2,3,7,8 TCDD die jeweilige Variante (korrekt: Kongener) von PCDD/PCDF in ihrer toxischen Wirkung entspricht. Durch Multiplikation der gemessenen Konzentration des jeweiligen Kongeners mit dem entsprechenden Toxizitätsäquivalenzfaktor (TEF) und anschließender Addition der so gewichteten Konzentrationswerte, ergibt sich diejenige Konzentration, von der die gleiche toxische Wirkung ausgehen würde wie von 2,3,7,8-TCDD. Grundlage für die Erstellung der TEF ist die Annahme, dass die einzelnen Varianten grundsätzlich zwar das gleiche Wirkungsprinzip haben, jedoch unterschiedliche Wirkungsstärken aufweisen.
Die Kongenere erhalten so abhängig von ihrer Toxizität Toxizitätsäquivalentfaktoren zwischen 0,0001 und 1. Ein Dioxin/Furan mit einem Toxizitätsäquivalent von 0,5 wird also als halb so giftig angesehen wie das 2,3,7,8-TCDD.

 

Gesetze und Grenzwerte zu Dioxinen und Furanen

Wie PCB gehört die PCDD/F-Gruppe zu den zwölf giftigsten, persistenten organischen Schadstoffen ("persistent organic pollutants" = POPs), auch "dreckiges Dutzend" genannt, die mit dem Stockholmer Übereinkommen 2001 international geächtet wurden (2004 in Kraft getreten). Die weltweit verbreiteten POP-Umweltgifte sind besonders schwer abbaubar.

Dioxine und Furane sind allgegenwärtig in der Umwelt. Die Frage stellt sich jedoch, bis zu welcher Konzentration sie unbedenklich, ab wann sie gesundheitsgefährdend sind. Als allgemein anerkannter Richtwert scheint die Belastung von weniger als 5 ng I-TEQ/kg im Boden als unbedenklich zu gelten.
Grenzwerte und Regelungen sind aber alles andere als einheitlich. Die Ächtung im Stockholmer Abkommen von 2001 ist Auslöser für die EU: Die Europäische Union passt seitdem Gemeinschaftsvorschriften entsprechend an (POPs-Verordnung, Verordnung (EG) Nr. 850/2004). Die POPs-Verordnung stellt in den Mitgliedstaaten unmittelbar gültiges Recht dar. Seit 2006 sind in der EU die Grenzwerte in einzelnen Lebensmitteln sowohl als Toxizitätsäquivalente Dioxine wie auch für die Summe der TEQ aus Dioxinen und dioxinähnlichen PCB festgelegt. Bis Ende 2008 soll geprüft werden, ob eine Vereinheitlichung mit gemeinsamen Grenzwerten für Dioxine und PCB sinnvoll sind.

Verschiedene, teilweise abenteuerlich formulierte Verordnungen und Gesetze regeln in Deutschland Einsatz und Grenzwerte von Dioxinen und Furanen. In der "13. BImSchV: Großfeuerungs- und Gasturbinenanlagen: 2004" wird beispielsweise der Emissiongrenzwert für Dioxine auf 0,1 ng I-TEQ/Nm3 begrenzt. Die Chemikalien-Verbotsverordnung (ChemVerbotsV) setzt Grenzwerte für Dioxine und Furane fest, allerdings keine TEQ-Summe, sondern nach Toxizität und Persistenz in Gruppen eingeteilt. Dort werden von 1 bis 100 µg/kg Stoff/Erzeugnis als Grenzwerte festgesetzt. Die Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) setzt bei Dioxinen und Furanen als Maßnahmenwerte für Kinderspielflächen: 100, für Park-/Freizeitanlagen, Wohngebiete: 1.000, Für: 1.000, für Industrie- und Gewerbegrundstücke: 10.000 ng TEQ/kg Trockenmasse.

Die Bund/Länder-Arbeitsgruppe "Dioxine" hat folgende Richtwerte und Handlungsempfehlungen zur Bodennutzung vorgeschlagen: Die PCDD/F-Kontamination sollte kleiner als 5 ng I-TEQ/kg Boden-Trockenmasse sein (Zielgröße, bei der jegliche Nutzung ungeprüft möglich ist). Bei 5 bis 40 ng I-TEQ/kg Boden-Trockenmasse ergehen Prüfaufträge und Handlungsempfehlungen für die landwirtschaftliche und gärtnerische Bodennutzung. Bei Werten größer als 40 erfolgt eine Einschränkung auf bestimmte landwirtschaftliche und gärtnerische Bodennutzung, bei minimalem Dioxintransfer ist auch eine uneingeschränkte Nutzung möglich.
Die Empfehlung der Weltgesundheitsorganisation (WHO) von 1998 gibt 1-4 pg I-TEQ pro Kilogramm Körpergewicht und Tag als tolerierbare tägliche Aufnahme von Dioxinen an. Die EU veröffentlichte 2001 eine tolerierbare wöchentliche Aufnahme (TWI) von 14 pg TEQ/kg.

 

Grenzwerte zu PCB

Tests auf PCB werten Hausstaubproben, Materialproben oder/und Raumluftproben aus. Mehrere Bau-Berufsgenossenschaften haben folgende Grenzwerte erarbeitet (Quelle: enius):
  • Weniger als 300 Nanogramm PCB pro Kubikmeter Innenraumluft: langfristig tolerabel
  • Zwischen 300 und 3000 Nanogramm PCB pro Kubikmeter Innenraumluft: Quelle der Verunreinigung aufspüren, Konzentration vermindern bzw. Quelle beseitigen mit dem Zielwert <300 ng/m³ Luft
  • Mehr als 3000 Nanogramm PCB pro Kubikmeter Innenraumluft: Kontrollanalysen, Sanierungsmaßnahmen mit dem Zielwert <300 ng/m³ Luft. Vorläufige Maßnahmen bis zur Sanierung: Erhöhung der Reinigungsintervalle; regelmäßige, ausreichende Raumbelüftung; Hautkontakt mit belasteten Oberflächen meiden.
Der Grenzwert für die Abfallentsorgung liegt bei 50 mg/kg.