Abklärungen zu neuen POPs in der Umwelt und in Produkten

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: 8T20/12.0009.PJ

Schlüsselwörter (Deutsch)

Chlorparaffine
Endosulfan
Hexbromcyclododecan

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Schweiz ist Vertragspartei des Stockholmer Übereinkommens über persistente organische Schadstoffe (POPs Konvention, POP: persistent organic pollutants). Die POPs Konvention ist im Jahre 2001 von der Staatengemeinschaft verabschiedet worden und am 17. Mai 2004 in Kraft getreten. Sie verlangt von den Mitgliedstaaten Massnahmen zur Elimination bzw. zur Reduktion der Emissionen von POPs in die Umwelt. Mit dem Inkrafttreten der Konvention wurden zunächst zwölf Stoffe verboten. An der 4. Vertragsparteienkonfernz im Mai 2009 sind weitere neun Stoffe, die in der Zwischenzeit das Evaluatinonsverfahren zur Aufnahme durchlaufen hatten, in die Anhänge der POPs-Konvention aufgenommen und damit weltweit verboten oder zumindest weitgehend beschränkt worden. Diese werden oft als "neue POPs" bezeichnet. Derzeit werden drei weitere Kandidatenstoffe (kurzkettige Chlorparaffine, Endosulfan und Hexbromcyclododecan) vom wissenschaftlichen Kommittee auf die Erfüllung der Aufnahmekriterien der Konvention geprüft. Diverse weitere Stoffe könnten in Zukunft ebenfalls als POPs identifiziert und weltweit beschränkt oder verboten werden. Kürzlich sind mehrere wissenschaftlich Arbeiten publiziert worden, die basierend auf bekannten Stoffdaten (phys.-chem. Eigenschaften, Abbaubarkeit, Bioakkumulierbarkeit und Toxizität), in-silico Verfahren zur Ermittlung von Stoffeigenschaften und Modellberechnungen zum Transportverhalten über lange Distanzen potenzielle POPs-Kandidaten und PBT-Kandidaten (PBT:persistente, bioakkumulierbare und toxische Stoffe) identifiziert haben.
 
In diesem Projekt sind mehrere Forschungsarbeiten zusammengefasst, mit denen das BAFU folgende Ziele verfolgt:
- Unterschiedliche Konzepte Methoden zur Identifizierung von POPs- und PBT-Kandidaten sollen auf ihre Robustheit und Praxistauglichkeit geprüft werden;
- Die Belastung von Umwelt und Produkten mit neuen POPs, POPs-Kandidaten und potenziellen PBT-Stoffen soll untersucht und beurteilt werden;
- Handlungsbedarf für Risikoreduktiosmassnahmen in der Schweiz soll abgeklärt werden.
 
Es sind folgende Forschungsprojekte geplant:
- Früherkennung von künftigen organischen Schadstoffen in der Umwelt (FROSCH)
- Bestimmung von chlorierten Paraffinen mit unterschiedlicher Kettenlänge und unterschiedlichem Chlorierungsgrad in Handelsprodukten

Projektziele (Deutsch)

- Unterschiedliche Konzepte Methoden zur Identifizierung von POPs- und PBT-Kandidaten sollen auf ihre Robustheit und Praxistauglichkeit geprüft werden;
- Die Belastung von Umwelt und Produkten mit neuen POPs, POPs-Kandidaten und potenziellen PBT-Stoffen soll untersucht und beurteilt werden;
- Handlungsbedarf für Risikoreduktiosmassnahmen in der Schweiz soll abgeklärt werden.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Dieses Forschungsprojekt beinhaltete mehrere Teilprojekte: So wurden Proben von Feuerlöschschäumen erhoben und die verschiedenen poly- und perfluorierten Verbindungen darin bestimmt. Für Perfluorsulfonsäuren der Kettenlänge C6–C10 wurde ein globales Emissionsinventar erstellt. Die jährlichen Emissionen, die für den Zeitraum 1958–2030 abgeschätzt wurden, wurden in ein globales Verteilungsmodell eingespiesen. Die so abgeschätzten Konzentrationen im Meerwasser aller Perfluorsulfonsäuren wurden mit vorhandenen Messdaten verglichen. Zudem wurden Messdaten für verschiedene perfluorierte Carbon- und Sulfonsäuren aus dem Po in Italien benutzt, um mit Hilfe eines Modells für Chemikalientransport in Flüssen auf die Emissionen zurückzuschliessen.

Weiter wurden Chlorparaffine nach Kettenlänge und Chlorierungsgrad in Proben von Chlorparaffin-Rohstoffen mit GC-ECNI-HRMS (Gaschromatographie mit Elektroneneinfang-Negativionen-Massenspektrometrie) gemessen. Mit der verwendeten Methode konnten kurz- und mittelkettige Chlorparaffine Chlorierungsgraden über 55 % bzw. 50 % quantitativ zuverlässig bestimmt werden.

Basierend auf verschiedene Datenbanken und weitere Informationsquellen wurde eine Datenbank mit rund 18'000 Stoffen, die auf dem Schweizer Markt sind oder waren, erstellt. Daraus wurden mittels in-silico-Tools rund 5000 potentiell bodenakkumulierende Verbindungen priorisiert. Aus analytischen Gründen wurden zunächst die bromierten, chlorierten und fluorierten Verbindungen ausgewählt für die Untersuchungen von Boden- und Sedimentproben. Eine weitere Reduktion der Anzahl Verbindungen wurde aufgrund analytischer Einschränkungen (Ionisierbarkeit, Isomere) gemacht. Es wurde eine generische Extraktionsmethode für Substanzen mit einem log Koc grösser als 3 etabliert. Auf diese Weise wurde ein Target Screening mit Referenzsubstanzen sowie ein Suspect Screening in Boden- und Sedimentproben durchgeführt.