Dioxine und Polychlorierte Biphenyle (PCB) in der Umwelt

Dioxine/Furane (PCDD/F) und polychlorierte Biphenyle (PCB) gehören zu den Persistenten Organischen Stoffen, englisch abgekürzt POPs. Aufgrund ihrer Langlebigkeit kommen sie nach wie vor in der Umwelt vor, wenn auch auf niedrigem Niveau. Vor allem in Böden und Sedimenten der Gewässer reichern sie sich an und können durch Remobilisierung in die Nahrungskette gelangen.

Inhaltsverzeichnis

 

Polychlorierte Dioxine / Furane und Polychlorierte Biphenyle

Dioxine/Furane und polychlorierte Biphenyle gehören zu den Persistenten Organischen Stoffen. Die internationale gebräuchliche Abkürzung für diese langlebigen organischen Schadstoffe lautet „POPs“. Sie steht für Persistent Organic Pollutants. Weitere Informationen finden Sie hier.

Der Begriff Dioxin ist im allgemeinen Sprachgebrauch eine Sammelbezeichnung für chemisch ähnlich aufgebaute chlorhaltige Dioxine und Furane (PCDD/F). Sie entstehen unerwünscht bei allen Verbrennungsprozessen in Anwesenheit von Chlor und organischem Kohlenstoff. Dioxine können auch bei Waldbränden und Vulkanausbrüchen entstehen. Weitere Informationen zur Entstehung, dem Vorkommen und den Quellen der Dioxine und Furane finden Sie hier.

Dioxine wurden nie im technischen Maßstab produziert. Auch bei chemischen Produktionsverfahren, in denen Chlor verwendet wird, werden in unterschiedlichem Umfang Dioxine gebildet, die dann als Verunreinigung in Produkten enthalten sein können. Wegen ihrer Bedeutung in Verbrennungsprozessen sind Dioxin-Konzentrationen in der Luft von der Jahreszeit abhängig (Heizperiode) (siehe Abb. „Jahreszeitliche Immissionsentwicklung von Dioxinen/Furanen“).

Polychlorierte Biphenyle (PCB) sind ebenfalls chlorierte Kohlenwasserstoffe mit einer ähnlichen chemischen Struktur wie Dioxine. Sie wurden ab 1929 erstmals im industriellen Maßstab hergestellt. Aufgrund ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften wurden sie bald als Kühl- und Isoliermittel in der Elektroindustrie, als Hydraulikflüssigkeit in der Maschinenindustrie und als Wärmeübertragungsflüssigkeit in vielen Industriezweigen eingesetzt (sogenannte geschlossene Anwendung). Zugleich dienten sie auch als Weichmacher und Brandverzögerer für Lacke, Farben, Beschichtungen, Klebstoffe, Dichtungsmassen, Kunststoffe, Kabelisolierungen und Verpackungsmittel (sogenannte offene Anwendung) (siehe Abb. „Jahreszeitliche Immissionsentwicklung von Polychlorierten Biphenylen“).

Neben jahreszeitlichen Unterschieden der Belastung der Luft durch PCB spielen auch Besiedelungs- und Industrialisierungsdichte eine Rolle. So ist seit dem Jahr 2000 eine starke Abnahme der PCB-Immissionen sowohl im Sommer als auch im Winter zu verzeichnen. Die PCB-Immissionen in Ballungsgebieten befinden sich seit 2002 auf einem stabilen Niveau mit einem leichten Anstieg seit 2009. In weniger dicht besiedelten Räumen ist die Belastung deutlich geringer, folgt aber dem Trend wie in Ballungsräumen. Der jahreszeitliche Unterschied ist weniger ausgeprägt (siehe Abb. „Jahreszeitliche Schwankungen von Polychlorierten Biphenylen in Ballungsgebieten und städtischen Gebieten“).

<>
 

Rückgang der Dioxin-Emissionen in Deutschland

Zwischen 1990 und 2013 sind die Dioxin-Emissionen in Deutschland um rund 91 Prozent (%) zurückgegangen. Diese Minderung ist vor allem auf den Erfolg gesetzlicher Regelungen sowie technischer Minderungsmaßnahmen bei Abfallverbrennungsanlagen und der Eisen- und Stahlindustrie zurückzuführen. Die größten Minderungen wurden Anfang der 1990er Jahre mit der erstmaligen Einführung eines Grenzwertes für Abfallverbrennungsanlagen erzielt. Für die Eisen- und Stahlindustrie wurden zunächst technische Möglichkeiten zur Emissionsminderung untersucht und dann sukzessive umgesetzt. Seit dem Jahr 2005 sind die jährlichen Dioxin-Emissionen auf einem niedrigen Niveau weitgehend stabil geblieben (siehe Abb. „Emissionsentwicklung von Dioxinen/Furanen“).

Seit dem Jahr 1990 hat sich die Bedeutung der einzelnen Emissionsquellen deutlich geändert. Während Anfang der 1990er Jahre die Abfallverbrennung mit Abstand die wichtigste Quelle war, gefolgt von der Eisen- und Stahlindustrie, sind heutzutage die Kleinfeuerungsanlagen der bedeutendste Emittent. Auch im Bereich der Kleinfeuerungsanlagen haben sich die Dioxin-Emissionen seit dem Jahr 1990 verringert, was auf die Umstellung von Kohle auf Öl und Gas, vor allem in den Neuen Bundesländern, zurückzuführen ist. Zweitgrößter Emittent ist noch immer die Eisen- und Stahlindustrie, allerdings auf einem im Vergleich zu 1990 deutlich niedrigerem Niveau.

Seit dem Jahr 1990 sind die Dioxin-Emissionen in Deutschland um rund 91 Prozent zurückgegangen. Die größten Minderungen wurden Anfang der 1990er Jahre mit der erstmaligen Einführung eines Grenzwertes für Abfallverbrennungsanlagen erzielt.
Emissionsentwicklung von Dioxinen/Furanen
Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
 

PCB-Emissionen in Deutschland

Die PCB-Emissionen sanken zwischen 1990 und 2013 um rund 86 Prozent (siehe Abb. „Emissionsentwicklung von Polychlorierten Biphenylen“).

Daten zur Emissionsentwicklung von langlebigen organischen Stoffen nach Emissionsquellkategorien finden Sie hier.

Auch das deutsche Portal für transparente und frei zugängliche Umweltinformationen aus Industriebetrieben sowie für Emissionen aus diffusen Quellen (etwa des Verkehrs, der Haushalte und der Landwirtschaft) Thru.de bietet Daten zu den Emissionen für Dioxine/Furane und PCB.

Seit dem Jahr 1990 sind die PCB-Emissionen in Deutschland um rund 86 Prozent zurückgegangen.
Emissionsentwicklung von Polychlorierten Biphenylen
Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
 

Zwei internationale Verträge regeln die POPs

Das Aarhus-Protokoll über persistente organische Schadstoffe

Das Aarhus-Protokoll (POPs-Protokoll) regelt die Luftreinhaltung von bestimmten langlebigen organischen Schadstoffen. Es wurde unter der Konvention über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigung (Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution, CLRTAP) 2003 in Kraft gesetzt. Auf europäischer Ebene wurde das POPs-Protokoll mit der Verordnung (EG) Nr. 850/2004 umgesetzt. Die deutsche Übersetzung dieser Verordnung finden Sie hier.

Die Stockholm-Konvention

Die Stockholm-Konvention ist eine Übereinkunft über völkerrechtlich bindende Verbots- und Beschränkungsmaßnahmen für ausgewählte, besonders schädliche und langlebige organische Schadstoffe. Es wurde von 122 Staaten unterzeichnet. Inhalte des Übereinkommens und Aktivitäten in seinem Umfeld sind auf der Webseite der Stockholm-Konvention zu finden.

Informationen zum Stand der Regulierungen unter der Stockholm-Konvention und dem UN ECE POPs Protokoll finden Sie auf den jeweiligen Webseiten. Eine Auflistung der Chemikalien und Chemikaliengruppen, die unter der Stockholm-Konvention und dem POPs-Protokoll geregelt sind, finden Sie in der Tabelle „Regulierungen zu Chemikalien und Chemikaliengruppen“.

Außerdem finden sie weitere Informationen zu diesen Chemikalien im Gemeinsamen Stoffdatenpool des Bundes und der Länder (GSBL) und auf der Portalseite des Umweltbundesamtes mit einem Link zur POP-Dioxindatenbank des Bundes und der Länder. Diese Datenbank enthält Monitoringdaten zu den verschiedenen Umweltmedien sowie der Gehalte in Lebensmitteln. Ein Projekt der Europäischen Kommission befasste sich 2010 mit der Identifizierung von weiteren POPs. Den Bericht finden Sie hier.

Gegenüberstellung derjenigen Chemikalien und Chemikaliengruppen, die unter der Stockholm Konvention und dem POPs-Protokoll geregelt sind. Die Herstellung und der Einsatz dieser Chemikalien ist streng reguliert und zum Teil verboten sind.
Tab: Regulierungen zu Chemikalien und Chemikaliengruppen
Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung