Organische Spurenstoffe in den Emissionen von ...

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Die Einführung von Halogenatomen in Kohlenstoffgerüste erhöht die Persistenz und die Lipophilie einer Verbindung: die halogenierten nicht-aromatischen Kohlenwasserstoffe haben wie ihre nicht halogenierten Verwandten die Luft als Zielkompartiment, werden aber weitaus langsamer atmosphärisch abgebaut; dadurch haben sie nennenswerten Einfluß auf den Strahlenhaushalt der Erde (Treibhauseffekt) und können teilweise bis in die Stratosphäre gelangen, wo sie den Abbau der sogenannten Ozonschicht katalysieren [40]. Halogenierte Kohlenwasserstoffe können auch in Fettgeweben angereichert werden; in diesem Zusammenhang ist das bisher unerklärte erhöhte Vorkommen von Chloroform und halogenierten Essigsäuren in Waldböden von Interesse: neben einer möglichen natürlichen Bildung beherrscht hier die Theorie der Bildung durch den Abbau von Perchlorethylen die Debatte. Es ist möglich, daß die halogenierten Gase durch die Wachsschicht der Blätter aus der Luft aufgefangen werden [41]. Die im Abgasstrom einer modernen MVA gemessenen Gehalte bewegen sich für jeden Einzelstoff zwischen 0,02 und 20 ng/m³; bei der Verbrennung von Sondermüll oder Klärschlamm liegen diese Werte allerdings um ein Vielfaches höher und bewegen sich zwischen 20 und 2000 ng/m³. In keinem Fall werden Werte erreicht, die ausreichend für akute Intoxikationen durch diese Stoffe wären. Das infolge einer Langzeitbelastung mit diesen Stoffen verursachte zusätzliche Krebsrisiko liegt nach dem unit-risk-Modell zwischen 10 -11 und 10 -13 und spielt somit keine größere Rolle; dennoch sollten die Emissionen halogenierter Kohlenwasserstoffe im Hinblick auf das Minimierungsgebot der Emission krebserzeugender Substanzen so gering wie möglich gehalten werden – dies gilt ebenso im Hinblick auf die erwähnten ökotoxikologischen Eigenschaften dieser Substanzgruppe. Im überregionalen Maßstab spielt hier allerdings die Müllverbrennung als Quelle nur eine untergeordnete Rolle neben den sehr viel größeren Einträgen aus dem Straßenverkehr, Waldbränden oder der Chlorung von Wasser [39,42, 43,44]. halogenierte Aromaten (Chlorbenzole, PCB, PCDD etc.) Aromatische Kohlenwasserstoffe sind biologisch und photolytisch schwerer abbaubar, haften stärker an Oberflächen und reichern sich bessern in Fetten an als die nicht-aromatischen; die Einführung von Halogenatomen in das Molekülgerüst aromatischer Kohlenwasserstoffe verstärkt diese Eigenschaften derart, daß ihre Persistenz drastisch zunimmt – die halogenierten Aromaten zählen daher alle zu den POP („Persistent Organic Pollutants“). Nach Jahren der beabsichtigten oder unbeabsichtigten anthropogenen Produktion dieser Stoffe können sie nicht nur fernab jeglicher menschlicher Aktivität in der Umwelt nachgewiesen werden, sie reichern sich sogar bevorzugt in Reingebieten wie Arktis und Antarktis, Berggipfel und Tiefsee an [45]. 16
Bekannt als Produkte von Verbrennungsprozessen sind die halogenierte Benzole und Phenole, PCB und PCDD/PCDF (‚Dioxine‘), seid neuerer Zeit auch polychlorierte Naphthaline (PCN) und andere halogenierte PAK sowie halogenierte Benzonitrile. Läßt man die Dioxine einmal weg, auf die weiter unter eingegangen werden soll, so haben halogenierte Aromaten aufgrund ihrer verringerten Reaktivität eine vergleichsweise geringe akute Toxizität. Bei chronischer Exposition in höheren Dosen treten Phänomene wie Chlorakne sowie bei vielen Stoffen Schädigungen an Nieren, Leber und ZNS auf. Einige Vertreter dieser Substanzklasse stehen im Verdacht Krebs auszulösen. Die folgende Tabelle zeigt toxikologische Parameter für einige ausgewählte Verbindungen; der aufgeführte TEF-Wert steht für „toxic equivalent factor“ und ist ein Maß dafür, wie giftig diese Verbindung im Vergleich zu dem giftigsten bekannten Chloraromaten 2,3,7,8-TCDD („Seveso-Dioxin“) ist (festgelegt durch WHO [46]). Substanz MAK [mg/m³] LD50, oral Ratte [mg/kg] WGK TEF Chlorbenzol 46 2290 2 -- 1,2,4- Trichlorbenzol III B 756 3 -- PCB 1 1300-11300 3 0,1 (PCB 126: kein (Chlorgehalt 42%) ortho-Substituent) 0,5 bis (Chlorgehalt 52%) 10 III B -5 (PCB 180: zwei ortho-Substituenten) PCN nicht reguliert 1540 (1-Chlornaph- 2-3 7x10 thalin – Hexachlornaphthaline aber viel toxischer) (soweit erfaßt) -6 bis 0,003 4-Chlorphenol nicht reguliert 367 2 -- Pentachlorphenol III A 2 27 3 -- Vom ökotoxikologischen Gesichtspunkt her sind die halogenierten Aromaten wegen ihrer enormen Persistenz sehr problematisch. Bei Carnivoren höheren Grades, die in charakteristischen Anreicherungszonen dieser Substanzen leben (Polarbären, Tiefseefische), sind bereits PCB-Konzentrationen in akut toxischem Ausmaß gemessen worden [47,48]. Weiterhin besteht die Befürchtung, daß auch geringere Dosen halogenierter Aromaten infolge ihrer östrogenen Wirksamkeit und der damit verbundenen Störung des Hormonsystems von Tieren bedenkliche ökotoxikologische Folgen haben könnten [48]. 17
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