Deutscher Naturschutzring (DNR) 30 Jahre PCB-Management – Was ist (noch) zu tun?

1. Deutscher Naturschutzring (DNR)30 Jahre PCB-Management – Was ist (noch) zu tun? Riskcycle Was sind die Ursachen, was sind die Risiken und wo liegen die Lösungsmöglichkeiten? Prof. Dr. rer. nat. habil. Uwe Lahl

2. Agenda • Problem • Risiken • Lösungsmöglichkeiten DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |2

3. RISKCYCLE • Worum geht es bei Riskcycle? • Riskcycle = Kunstwort: Risiko + Kreislaufwirtschaft • Fokus: Risiken von (Alt-)Chemikalien und Additiven (Zusatzstoffen) in Produkten im Rahmen globaler Recycling-Ströme • Relevant etwa bei Altkunststoffen, Elektronikschrott, Altpapier usw. • Problem: Recycling in Schwellen-und Entwicklungsländern oftmals auf niedrig(er)em technischen Niveau • Recycling kann vor Ort zur Gefährdung der Beschäftigten, der Bevölkerung und/oder der Umwelt führen • Auch Rückführung in Industrieländer über Einsatz von Rezyklaten in Produkten möglich DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |3

4. Altpapier-Ströme 2009 weltweit http://www.paperforrecycling.eu/uploads/images/ff_graphic_3.jpg DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |4

5. Altölentsorgung & Recycling Klärschlamm Landfill-Mining Problem der Kontrolle von PCB-Anwendungen und der damit verbundenen Recycling-Flüsse Recycling Baustoffe Metallrecycling DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |5

6. Überblick PCB/Dioxin-Exposition Huhn • Mehrere Recyclingkreisläufe • Recycling-Baustoffe • Altöl (Maschinenöl, Heizung) • Altholz; Einstreu-Altholz • Altpapier • Asphalt • Klärschlamm DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |6

7. Ergo • Die wichtigste Schlussfolgerungen aus der „Causa PCB“: • Man darf keine POPs in große Materialienflüsse bringen, die dann über Dekaden in Umwelt und zum Schluss zum Teil in Lebensmittel enden. • Selbst ein Industrieland wie Deutschland mit ausgearbeiteter Gesetzgebung, gebildetem Personal, analytischer Kapazität, entwickelter Abfallwirtschaft, Beseitigungskapazität und vielleicht bestem Vollzug auf der Welt hat - wenn man PCB in der Gesamtheit betrachtet - die letzten 30 Jahre das Problem nicht in den Griff bekommen und etwa 50% der Gesamtmenge in die Umwelt gebracht und zum Teil im Kreis geführt. DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |7

8. Transport in der Umwelt Emissionsquellen Expositions-pfade Chlor/Brom/ Fluor im Produktionsprozess (z.B. früherChloralkali-Elektrolyse) Thermisch/Indust. (z.B. Abfallverbrennung, Zement-, Metallindustrie, industrielleFeuerungen) ZwischenGenerationen Atmosphäre Inhalation Pflanzen Reservoir (z.B. Halden, Deponien, kontaminierte Standorte,Böden, Sedimente) Nahrungs-aufnahme Anwendung von Chlor/Brom(z.B. Papier- und Zellstoffproduktion, Wasseraufbereitung, Produktion von TiO2, Magnesium etc.) Bodenaufnahme Land Trinkwasser Arbeitsplatz Tiere/ Vieh Unfall Herstellung von Organohalogenen (z.B. Pestizide, PCBs, CPs, BFRs- PBDE, HBCD, PFCs- PFOS, PFOA) Produkte (z.B. Pestizide, PCB, BFRs and PFCsin WEE, Textilien, Teppichböden, Kunststoffen, PVC, etc.) Innenraum Konsument Fische& Schalen-tiere Meer  Recycled Products DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |8

9. MaterialflussOctaBDE/DecaBDEenthaltendeProdukte/Artikel und Recyclingkreisläufe BDE = Bromdiphenylether HIPS = High impact polystyrene PBT = PolybutyleneTerephthalate UNEP 2010; modified from Alcock et al. 2003 DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |9

10. Bekannte und vermutete Routen des Dumpings von Elektro(nik)schrott DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |10

11. http://www.hdk-dresden.de/dokumente/kunststoffrecycling_2012/Grundmann.pdfhttp://www.hdk-dresden.de/dokumente/kunststoffrecycling_2012/Grundmann.pdf DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |11

12. Alte versus neue/aufkommendePOPs Zeittrendsin schwedischerMuttermilch • Aufkommende POPs nehmen zu (z.B. PBDE) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |12

13. Thunersee Aare N Thun 2 km Lombach Aare Kander Spiez Interlaken Simme Därligen Alte POPs versus neu POPs PCB and Chlorparaffine(CP) im Thunersee (CH) Achtung, unterschiedliche Skalen! 60 20 SedimentkerneDärligen 45 15 Summe PCB-Konzentration [ng/g TS] CP-Konzentration [ng/g TS] 30 10 PCBs 15 5 Cl-Paraffine (CP) 0 0 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010 Iozza et al ES&T 42, 1045-1050 (2008) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |13

14. Risiken Produktion chlorierter Paraffine (1.000 t/a) • Chlorierte Paraffine haben PCB in einer Reihe von Anwendungen substituiert (Flammschutz Kunststoffe; Farben, Fugenmassen; Schneidöle etc.). • Produktionssteigerung von 1.000% in den letzten 10 Jahren. Heute > 1 Mio. t/a vorallem in China und in Indien. Damitso vielwiehistorische PCB-Produktion. • Die kurzkettigen CP werden zur Zeit vom POP ReviewingCommittee untersucht. Auch mittel- und langkettige CP sind persistent. Abbauprodukte? • Schlecht untersuchte Toxizität (wohl geringer als PCB, aber Eintrag größerer Mengen) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |14

15. Kontaminationvon Kunststoffrezyklaten? • WelcheRisikenbestehen für Mensch & Umwelt? PBDE/BFRs Videokasetten (5/5) (Hirai et al, BFR 2007) PBDE in Spielzeug in Süd-China (Chen et al. ES&T 43, 4200, 2009)  Dieses Beispielzeigt, dassdas Recycling von Kunststoffen, die PBDE/BFR enthalten, schlecht (nicht?) kontrolliertwird und zumTeil in sensitive Artikelgelangt, mit der FolgeeineshöherenExpositionsrisikos. DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |15

16. Untersuchungin den USA zur Humanexpositiongegen PBDE beim Recycling von PUR-Schaum PBDE Blut Serum Fett (ng/g) Achtung: logarithmischer Maßstab! 1 Kontrolle (Partner) PUR-Schaum- Recycler Teppichleger Quelle: Stapleton et al. ES&T 42, 3453 (2008) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |16

17. Recycling von PBDE-haltigen PUR-Schäumen für Teppichrücken in den USA Weber 2013 DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |17

18. Hexabromcyclododecan(HBCD) im Hühnerei • HBCD wurde auf COP6 (05/2013) als Persistent OrganicPollutant (POP) in der Stockholmer Konvention gelistet. • Die Haupanwendung war/sind Polystyrol-Dämmstoffe (XPS/EPS). Eine weitere wichtige Verwendung sind Textilien. • Nun wurden in Deutschland erstmals Eier mit hoher HBCD-Konzentration gefunden. Ursache: Die betroffenen Hühner hatten Dämmmaterial gepickt ! (Hiebl & Vetter J., Agric. Food Chem. 55, 3319, 2007.http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jf063428b) • Wie ist der Recycling-Kreislauf von XPS/EPS? • Polystyrol wird z.B. in (Blumen-)Erde zur Lockerung eingebracht. • Polystyrol wird als Einweggeschirr verwendet (vor allem Asien). • XPS/EPS mit HBCD soll laut POPRC gelabelt werden. Wie jedoch ist das nicht gelabelteXPS/EPS mit HBCD zu erkennen, das die letzten 30 Jahre produziert und in Dämmstoffen eingesetzt wurde? Weber 2013 DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |18

19. Polyfluorierte POPs/POP-ähnliche Stoffe Heute sind mehr als 1000 PFCs auf dem Markt Lindstrom et al. ES&T (2011) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |19

20. Geschätzter Verbrauch von PFOS-Verbindungen in der EU Geschätzter Verbrauch von PFOS-Verbindungen in der EU pro Jahr PFOS & PFOS- Vorläufer Source: Risk and Policy Analysts (2004); Fricke & Lahl, UWSF 17, 36 – 49 (2005) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |20

21. Verwendung von PFOS/PFC • Oberflächenbeschichtungen • Papier und Karton • Textilien und Möbel • SynthetischeTeppiche • Lederimprägnierung • andereOberflächenadditive • Farben: z.B. Imprägnierungvon Bauteilen in Häusern • Hydraulikflüssigkeiten, • Insektizide, • Putzmittel, • Politurenfür Auto und Böden, • Wachse(z.B. Ski), • Kosmetika … DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |21

22. Wer mehr wissen möchte über den Stand der Wissenschaft … “More than 115 molecular structures were found in industrial blends from the EU, US and China, belonging to the groups of polyfluoroalkyl-mono- and -diesterphosphates (monoPAPS, diPAPS and S-diPAPS), -ethoxylates, -acrylates, -aminoacids, -sulfonamide phosphatesand -thio acids, together with residuals and synthesis byproducts. In addition, a number of starting materials such as perfluorooctanesulfonamide N-alkyl esterswereanalysed. Di- and trialkylated PAPS and S-diPAPS were found in migrates from European food contact materials. Conclusion: This study highlights the need to monitor for more types of PFS in order to map the sources of PFAS in humans and the environment.“ Xenia Trier & Kit Granby & Jan H. Christensen DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |22

23. Wie viele POPs gibt es noch? 574Potenzielle POPs 193 Chemikalien “very POP” Bromiert Gemischt halogeniert Fluoriert Gemischt halogeniert Chloriert Bromiert Chloriert Fluoriert Iodiert Gemischt halogeniert Nicht halogeniert Fluoriert Chloriert Bromiert Prozentwerte von Chemikalien mit unterschiedlichen Halogenierung innerhalb der halogenierte Stoffe in der Pop-Gruppe (A) und in der Gruppe very POP (B). Enthalten sind nur Chemikalien mit "reinen" Halogenierung; darüber hinaus gibt es 19% der Chemikalien mit gemischten Halogenierung in der Pop-Gruppe und 23% in der sehr POP-Gruppe. 1,4% der Stoffe in der Pop-Gruppe sind nicht halogenierte. M. Scheringer et al., (2012), Atmos. Pollut. Res. 3 DOI: 10.5094/APR.2012.044: How many persistent organic pollutants should we expect?

24. Lösung Der Gesetzgeber ist gefordert. Welche Ansatzpunkte gäbe es? http://www.wadef.com/projects/riskcycle/ • EuropäischeÖkodesign-Richtlinie • EuropäischeAbfallgesetzgebung • Europäisches Umweltzeichen (Ecolabel) • REACH – die europäischeChemikalienverordnung DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |24

25. Ökodesign-Richtlinie • SchwerpunktRichtlinie: Energieverbrauch • Berücksichtigung von ausgewähltenStoffen in LCA-Betrachtungen (StichwortRessourceneffizienz) • AllerdingskeineBerücksichtigung des Aspekts RISKCYCLE • Ausweitung des Anwendungsbereichs der Richtlinie in Diskussion • Fokus auf Energieverbrauchwirdbleiben • RelevanterBeitrag zur Lösung des Riskcycle-Problems dahereher nicht zu erwarten DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |25 http://ec.europa.eu/enterprise/policies/sustainable-business/media/photos/ecodesign.jpg

26. EuropäischeAbfallgesetzgebung • RoHS-Richtlinie • Regulierung von elektrische und elektronischeGeräte • Erfolgreichbei der Beschränkung/beimVerbot des EinsatzesausgewählterSchadstoffe und des RISKCYCLE-Problems • Ausdehnung des Anwendungsbereichs auf weitereProdukte? • Ausdehnung des Katalogs der beschränkten/verbotenenSubstanzen (Annex II der Richtlinie) • Problematisch: Kontrolle und Überwachung? http://www.switchcraft.com/Images/icon_rohs_Compliant_large.jpg http://www.kyocera-elco.com/prdct/enviro/images/rohs.jpg DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |26

27. Ecolabel: Umweltkriterienfür Drucker und Kopierer Identifizierung der wichtigstenUmweltkategorien für dieseProduktgruppe 1. Papierverbrauch LCA- Studien 2. Energieverbrauch in der Nutzungsphase 3. Schadstoffeintrag in die Innenraumluft Produkt-orientierteUmwelt-folgen-abschätzung 4. Geräuschemissionenwährend des Betriebs • Produktdesign: Vermeidung des Einsatzesvon gefährlichenSubstanzen und Materialien 6. Produktdesign: Förderung der Wiederverwendung, des Recycling und einesintelligentenAbfallmanagements LCA- Studien 7. Verbrauch von Tinte und Toner DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |27 Weber 2013

28. REACH http://www.echa.europa.eu/image/image_gallery?uuid=cbe4a531-398c-4dc4-ac3e-7844ec57ae5d&groupId=10162&t=1335784592024 DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |28

29. REACH – Expositionsszenarien http://www.in.gov/idem/images/risk_slide-01.gif DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |29

30. REACH – Abfall eingeschlossen ? http://www.downtoearth.org.in/sites/default/files/images/i.jpg http://www.downtoearth.org.in/sites/default/files/images/1cover_0.preview.JPG http://www.commonfloor.com/articles/wp-content/uploads/2009/03/1.jpg http://redroselady.edublogs.org/files/2012/02/Water-pollution-solid-waste-szrtcx-1vtorn7.jpg DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |30

31. REACH – Handreichung, wie Recycling bei der Abschätzung einzubeziehen ist Abfallarten, die während des Lebenszyklus von Substanzenanfallen (ECHA 2010) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |31

32. Ausblick Nutzung von REACH- Erkenntnissen für die Ökodesign-RL (nach Ökopol 2013) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |32

33. Ausblick Nutzung von Ökodesign- Erkenntnissen für die REACH-Umsetzung (nach Ökopol 2013) DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |33

34. Fazit (I) • Selbst ein Land wie Deutschland - mit strenger Gesetzgebung, ausgefeilter Abfallwirtschaft, guter Analytik und funktionierendem Vollzug kann problematische Chemikalien wie etwa PCB in Stoffströmen auch nach 30 Jahren nicht angemessen handhaben. Wie sollen das dann Entwicklungsländer schaffen ?? • Ein (erforderliches) globales PCB-Management ist mit den aktuellen Finanzmechanismen für die POP-Konvention nicht finanzierbar. Das Management anderer POPs wie PBDE oder PFOS startet gerade mit der Inventarisierung. Hier ist eine ähnliche Problematik zu erwarten. Wie kann man die Recyclingkreisläufe schützen, die elementar für eine Kreislaufwirtschaft sind? Wer soll das bezahlen ? • PCB wurde in vielen Anwendungen durch Chorparaffine ersetzt, die z.Z. als POP evaluiert werden. Fluorierte Tenside werden zum großen Teil durch andere fluorierten Tenside ersetzt. • Die Substitution von problematischen Chemikalien muss den Riskcycle-Aspekt stärker einbeziehen. • Fast 600 POP-ähnliche Chemikalien sind derzeit in Anwendung. Eine Untersuchung dieser Substanzen in Bezug auf Recyclingkreisläufe, Exposition des Menschen und Risiko für eine Kreislaufwirtschaft ist dringend erforderlich. DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |34

35. Fazit (II) • REACH kann hier das Instrument zur Problemlösung sein. Interessant wäre ein Bericht der ECHA, ob und wieweit es gelungen ist, Recyclingkreisläufe zu schützen. • Die Ökodesign-Richtlinie könnte erweitert werden, könnte im Einzelfall zielgenauer Produkte sauber halten. • Und last but not least: Wir benötigen dringend ein umfassendes Verständnis und Monitoring unserer bzw. der globalen Recyclingströme, um Handlungsprioritäten abzuleiten. • Mit klaren Prioritäten könnte man auch abfallrechtlich Riskcycle adressieren (Stoff für Stoff). • Strategische Frage ….. DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |35

36. Back-up für die Diskussion • The RISKCYCLE issue should be explicitly noted in the regulatory text to raise awareness among the registrants of this topic. • The ongoing analysis of registration dossiers should be considered and performed with sensitivity to the waste stage. This should also be done for the selection of substances of very high concern (SVHC, candidate list). For this purpose this task should be designated to the ECHA. • A previous proposal given in the process of designing REACH should be “revitalized”: the introduction of quality assurance mechanisms in REACH regulation. This proposal could not be implemented due to the lack of majority during the political decision process on structuring REACH. But today’s situation shows that such a mechanism is needed. Quality assurance mechanisms could be arranged privately. Before a registration is submitted the file could be checked by an independent expert for completeness and defined content requirements. One requirement must be “riskcycle”. Without such an examination a registration would be incomplete. DNR Berlin 2013 | Riskcycle | Prof. Dr. Lahl |36