Das DSC-Schadstofflexikon

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Cadmium (Cd)

Weiches, leicht bearbeitbares, weiß-bläuliches Metall. Cadmium ist ein seltenes Metall, zumeist ist es in Zinkblende (ZnS), Zinkspat (Galmei) enthalten und ist somit ein Nebenprodukt in der Zinkverhüttung. Es ist überall auf der Erde zu finden. Cadmiumvorkommen auf dem Festland resultieren hauptsächlich aus Emissionen von Zinkhütten, Eisen- und Stahlwerken, Braunkohlekraftwerken und Müllverbrennungsanlagen; außerdem wird es in der Batterieherstellung (Cadmium-Nickel-Batterien= Knopfzellen), Farb- und Lackindustrie, Kunststoffindustrie (PVC-Herstellung) und in der Schädlingsbekämpfungsmittelherstellung verwendet.

Schadwirkung:

Cadmium wird als eines der toxischsten Metalle betrachtet. Akute und chronische Intoxikationen bei beruflichen Expositionen sind bekannt. Eine entsprechende Cadmiumvergiftung wurde erstmals 1947 in Japan beobachtet und ist unter dem Namen „itai-itai-Krankheit“ in der Literatur beschrieben. Bis 1965 wurden insgesamt 100 Todesopfer bekannt. Als möglicheUrsachen werden zu hohe Cadmiumgehalte in Reis oder Trinkwasser diskutiert.

 

Cadmium gelangt über Nahrungsaufnahme und Zigarettenrauch in den menschlichen Körper und reichert sich in Leber und Niere an. Durch dauerhafte Inhalation von Cd- Staub wird eine Atmungsstörung bewirkt; die Anlagerung von Cadmium in der Niere kann sich in Nierenfunktionsstörungen äußern, außerdem verdrängt Cd das in der Knochensubstanz enthaltene Calcium. Teratogene und mutagene Effekte konnten im Tierexperiment nach Aufnahme höherer Dosen beobachtet werden. Für Pflanzen und Mikroorganismen sind schon geringe Mengen an Cadmium tödlich. Cadmiumchlorid in atembarer Form ist karzinogen.

Umweltverhalten:

Hängt maßgeblich von der vorliegenden Cd-Verbindung ab. Unterschiedliche Bodenqualitäten beeinflussen die Cd-Aufnahme durch die Wurzeln. Grundsätzlich kann Cd bei niedrigen pH-Werten eher mobilisiert werden, so dass dann eine größere Gefahr für eine Grundwasserverunreinigung gegeben ist.Zu beachten ist, dass Cadmium in landwitschaftlich genutzten Böden durch die Aufbringung von stark angereichert werden kann. Damit kann Cd über Wurzeln oder Blätter in Nutzpflanzen gelangen und zu Gesundheitsschäden führen.

Sanierungsbedürftige Boden- und Grundwasserverunreinigungen sind bekannt und können hohe Aufwendungen erfordern.

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Carbolineum

Carbolineum ist auch unter dem Namen „Steinkohleteeröl“ bekannt. Dabei handelt es sich ursprünglich um ein Abfallprodukt, das bei der Koksherstellung anfiel. Derartige relativ hoch siedende Teerölprodukte zeichnen sich durch eine überaus komplexe Zusammensetzung von einzelnen chemischen Stoffen aus, deren Anzahl insgesamt auf über 10.000 geschätzt wird. Als Hauptkomponenten sind PAK und BTEX zu nennen. Mit diesem Material wurden früher beispielsweise Eisenbahnschwellen und Telegrafenmasten imprägniert.

Siehe auch:

Migrationsverhalten von PAK in Grundwasserleitern

Hinweise für die Anwendung von MNA bei sanierungsbedürftigen Grundwasserverunreinigungen durch PAK

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Chlordan (siehe auch Oxychlordan).

Gehört zu: Pflanzenschutzmittel, Untergruppe Insektizide.

Gehört zu den HKW, Untergruppe SCKW

Vertreter aus der Gruppe: „Dreckiges Dutzend“.

Von Velsicol Co. 1944 synthetisiertes breit wirksames Insektizid zur Bekämpfung von Bodenschädlingen. Der Wirkstoff ist als Pflanzenschutzmittel in der BRD nicht mehr zugelassen. Technisches Chlordan besteht nur zu 60 – 70 % aus der reinen Substanz, der Rest sind verwandte Verbindungen.

Handelsnamen: Dowchlor, Chlortex, Oktachlor, Oktamul, Oktaterr, Velsicol 1068. Lösungen von Handelsprodukten enthalten brennbare Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt ab 65°C.

Schadwirkung und Umweltverhalten:

Gesundheitsschädlich beim Einatmen und Verschlucken. Lokale Reizwirkung auf Haut, Augen und Atemwege. Starke Hautresorption. Erregende Wirkung auf das ZNS. Herz-, Lungen-, Nieren- und Leberschäden möglich. Besitzt eine hohe Bio- und Geoakkumulationstendenz und reichert sich in der Nahrungskette an.

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Chlorbenzole

Gehören zu den HKW, Untergruppe SCKW.

Chlorbenzole haben sowohl als Zwischenprodukte in der chemischen Industrie, speziell bei der Farbstoffsynthese und in der pharmazeutischen Industrie, als auch als Lösungsmittel, biozid wirksame Stoffe und Additive eine Vielzahl von Einsatzbereichen. Die jährliche Weltproduktion wird auf etwa 900.000 t geschätzt. Produktions- und anwendungsbedingte Emissionen erreichen jährlich Größenordnungen von mehr als 400.000 t.

 

Schadwirkung:

Die akute Toxizität ist generell gering und nimmt vom Mono- zum Trichlorbenzol zu: vermindert sich jedoch wieder vom Tetra-, Penta- zum Hexachlorbenzol. Chronische Chlorbenzol-Intoxikationen manifestieren sich u. a. in Leber- und Nierenschädigungen (histologische Veränderungen und Verminderungen der Organgewichte), Veränderungen der Zellmembranpermeabilität, hämatologischen Veränderungen und Schädigungen des ZNS. Direkt verbunden mit der abnehmenden Reaktivität höher chlorierter Benzole ist die verminderte Metabolisierungstendenz. Während Mono-, Di- und Trichlorbenzol im Säugerorganismus unter Bildung von Epoxiden als reaktiven, instabilen Zwischenprodukten zu Mono- und Dichlorphenol transformiert werden und als Konjugate über den Urin ausgeschieden werden, kann Hexachlorbenzol nur über den Zwischenschritt einer enzymatischen Dechlorierung nachfolgend hydroxyliert und in ausscheidungsfähige Metabolite umgewandelt werden (siehe Hexachlorbenzol).

 

Umweltverhalten:

Die physikalisch-chemischen Eigenschaften werden maßgeblich vom Grad der Chlorierung des Benzolkerns bestimmt. Mit zunehmender Protonensubstitution durch Chloratome erhöhen sich Schmelz- und Siedepunkt, während Wasserlöslichkeit und Dampfdruck vom Monochlorbenzol zum Hexachlorbenzol abnehmen. Dem gegenüber erhöht sich jedoch die Lipophilie. Infolge der Bindungsstärke der kovalenten Chlor-Kohlenstoff-Bindung zeigen Chlorbenzole keine Ionisierungstendenz. Die Reaktivität und damit die physikalisch-chemische und biologische Transformationstendenz sind mit zunehmendem Chlorierungsgrad vermindert. Diese Zusammenhänge, verbunden mit einer zunehmenden Lipophilie, bedingen eine verstärkte Bio- und Geoakkumulationstendenz höher chlorierter Benzole.

Chlorbenzole sind  DNAPL (Dense non aquous phase liquid, deutsch: Schwerphase). Sie besitzen ein sehr hohes Gefährdungspotential für Boden und Grundwasser.

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Chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKW)  

In chlorierten Kohlenwasserstoffen (CKW) sind ein oder mehrere Wasserstoffatome durch Chlor ersetzt. Das Chlor beeinflußt die physikalischen, chemischen und toxikologischen Eigenschaften des Moleküls sehr stark. Dadurch lassen sich Chemikalien mit bestimmten Eigenschaften herstellen. In vielen Fällen sind CKW sehr beständige, schwer brennbare und stark fettlösliche Substanzen - Fachleute sprechen von Persistenz, Unbrennbarkeit und Lipophilie. Diese Eigenschaften haben Chlorverbindungen so beliebt gemacht, dass ihre Vielfalt kaum noch zu überblicken ist. Zur Unübersichtlichkeit trägt die Fülle der Stoffbezeichnungen bei.

Chlorierte Kohlenwasserstoffe lassen sich grob in zwei Gruppen unterteilen: Die relativ kurzkettigen leichtflüchtigen CKW (LCKW) und die schwerflüchtigen CKW (SCKW), die aus längerkettigen oder auch ringförmigen und meist mehrfach chlorierten Molekülen bestehen.

Verwendung

Die LCKW werden aufgrund ihrer guten fettlösenden Eigenschaften überwiegend als Reinigungs- und Lösemittel verwendet oder sind Zwischen- oder Ausgangsprodukte in der chemischen und pharmazeutischen Industrie. Vinylchlorid (Chlorethen) wird z. B. in enormen Mengen zur Herstellung des Kunststoffs PVC verwendet. LCKW finden in chemischen Reinigungen (Tri- und Tetrachlorethen), im Druckgewerbe, in der Farbherstellung, in der Metallverarbeitung und als Kühl-, Isolier- und Wärmeübertragungsmittel Verwendung.

SCKW dienen aufgrund ihrer giftigen Wirkung als Schädlingsbekämpfungs-, Holzschutz- oder Unkrautvernichtungsmittel.

Bei der sogenannten offenen Verwendung als Reinigungs- bzw. Lösemittel und in der Landwirtschaft gelangen chlorierte Kohlenwasserstoffe in großen Mengen in die Umwelt. Aufgrund ihrer hohen Persistenz sind diese Stoffe inzwischen weltweit nachweisbar. Bekannteste Beispiele sind DDT und PCB.

Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) wurden trotz ihrer Schädlichkeit für die Ozonsschicht der Erde noch vor wenigen Jahren als Treibmittel in Spraydosen verwendet und werden noch immer als Kühlmittel eingesetzt. Bei unsachgemäßer Entsorgung entweichen jährlich große Mengen aus Kühlaggregaten und Autoklimaanlagen.

Chlorkohlenwasserstoffe sind auf der ganzen Welt zu finden und sind wegen der stark toxischen Wirkungen in ihrer Herstellung und Verwendung minimiert worden.

Nomenklatur und Strukturformel

Häufig existieren für einen bestimmten Stoff mehrere unterschiedliche Bezeichnungen. Zum besseren Verständnis sind daher nachstehend für die wichtigsten chlorierten Kohlenwasserstoffe neben den allgemein verwendeten Gebrauchsnamen die Summenformeln und übliche Synonyme angegeben.

Stoff
(common name)

Summenformel

Synonyme

Chlormethan

CH3Cl

Chlormethyl, Methylchlorid

Dichlormethan

CH2Cl2

Methylenchlorid, Chlormethylchlorid

Trichlormethan

CHCl3

Chloroform, Formylchlorid

Tetrachlormethan

CCl4

Tetrachlorkohlenstoff

Chlorethan

C2H5Cl

Ethylchlorid

Dichlorethan

C2H4Cl2

Ethylen(di)chlorid, EDC

Trichlorethan

C2H3Cl3

Methylchloroform

Hexachlorcyclohexan

C6H6Cl6

HCH (5 Strukturisomere), Gamma-HCH = Lindan (Handelsbezeichung)

Chlorethen

C2H3Cl

Vinylchlorid, Monochlorethen

Dichlorethen

C2H2Cl2

Dichlorethylen

Trichlorethen

C2HCl3

TRI, Trichlorethylen

Tetrachlorethen

C2Cl4

PER, Tetrachlorethylen

Chlorbenzol

C5H5Cl

Benzolchlorid, Phenylchlorid

1,2-Dichlorbenzol

C6H4Cl2

1,2-DCB, ortho-Dichlorbenzol

1,3-Dichlorbenzol

C6H4Cl2

1,3-DCB, meta-Dichlorbenzol

1,4-Dichlorbenzol

C6H4Cl2

1,4-DCB, para-Dichlorbenzol

Hexachlorbenzol

C6Cl6

HCB

4-Chlorphenol

C6H4ClOH

4-CP

2,4-Dichlorphenol

C6H3Cl2OH

2,4-DCP

2,4,5-Trichlorphenol

C6H2Cl3OH

2,4,5-TCP

2,4,6-Trichlorphenol

C6H2Cl3OH

2,4,6-TCP

2,3,4,6-Tetrachlorphenol

C6HCl4OH

2,3,4,6-TCP

Pentachlorphenol

C6Cl5OH

PCP, Chlorophen

Polychlorierte Biphenyle

C12HnClm
(n = 0-9, m = 1-10)

PCB, (theoretisch: 209 Isomere),
Handelsbez.: z.B. Aroclor 1242

DDT

C 14H9Cl5

p,p'-DDT

Siehe auch:

Bodenluftsanierungen  Theoretische Grundlagen und Praxiserfahrungen

Migrationsverhalten organischer Grundwasser-Inhaltsstoffe und daraus resultierende Ansätze zur Beurteilung von Monitored Natural Attenuation (MNA)

Migration und Dechlorierierung von LCKW in Grundwasserleitern
Erkenntnisse aus der gutachterlichen Bearbeitung von Grundwasserschäden und Hinweise zur Anwendung von MNA

Vergleich von LCKW-Grundwassersanierungen durch „Pump and Treat“ und Reaktiven Systemen – Verfahren und Kosten

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Chlorphenole

Die Gruppe der Chlorphenole umfaßt 19 Verbindungen, bestehend aus Mono-, Di-, Tri-, Tetrachlorphenol-Isomeren und Pentachlorphenol. Ausgenommen das o-Chlorphenol sind alle Chlorphenole kristalline Feststoffe. Im Gegensatz zu 2,4-Dichlor-, 2,4,5-Trichlor-, 2,4,6-Trichlor-, 2,3,4,6-Tetrachlorphenol und Pentachlorphenol haben andere Chlorphenole nur eine untergeordnete kommerzielle Bedeutung. Die Synthese erfolgt entweder über eine direkte Chlorierung von Phenol oder eine alkalische Hydrolyse entsprechender Chlorbenzole. Global werden die jährlichen Produktionsmengen an Chlorphenolen mit mehr als 200.000 t angegeben. Allerdings entfällt dabei der maßgebliche Anteil auf Pentachlorphenol mit schätzungsweise 90.000 t. Chlorphenole sind mehr oder weniger durch andere Stoffe wie beispielsweise durchschnittlich etwa 8 % polyhalogenierte Phenoxyphenole (sogenannte Prädioxine), polychlorierte Dioxine, polychlorierte Dibenzofurane und Diphenylether in Mengen von 10 bis mehr als 100 mg/kg verunreinigt.

Schadwirkung:

Die Toxizität der Chlorphenole erhöht sich mit zunehmendem Chlorierungsgrad, wobei insbesondere die Wirkung auf aquatische Organismen und Säuger hervorzuheben ist (siehe Pentachlorphenol).

Umweltverhalten:

Die physikalisch-chemischen Eigenschaften werden u. a. bestimmt durch den Grad der Chlorierung. Während sich die Flüchtigkeit und Wasserlöslichkeit mit zunehmendem Chlorierungsgrad vermindern, erhöhen sich Schmelz- und Siedepunkt sowie die Lipoidlöslichkeit. Damit verbunden sind eine verstärkte Bio- und Geoakkumulationstendenz. Hydro- und Atmosphäre sind die maßgeblichen Transport- und Verteilungsmedien für Chlorphenole. Als schwache Säuren bilden die Verbindungen Ester, Ether und Salze.

Chlorbenzole sind DNAPL (Dense non aquous phase liquids, deutsch: Schwerphase). Sehr hohes Gefährdungspotential für Boden und Grundwasser.

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Chlorthalonil

Holzschutzmittel.

Chlorthalonil wurde bereits 1969 im ersten Holzschutzmittelverzeichnis als wirksames Fungizid genannt, jedoch zu keiner Zeit im Holzschutz in größerem Umfang eingesetzt. Das Bundesgesundheitsamt führt Chlorthalonil nicht auf der Liste der für Holzschutzmittel empfohlenen Wirkstoffe auf. Die Wirkstoffkonzentrationen in den Produkten liegt um 0,5%. 

 

Schadwirkung und Umweltverhalten:

Obwohl es bereits 1987 in den USA als Stoff mit besonderem krebserzeugenden Risiko eingestuft wurde, gab es in Deutschland bis 1991 weder einen MAK-Wert, noch Giftklasseneinstufung oder Höchstmengenbegrenzungen für Lebensmittel. 1992 wurde Chlorthalonil erstmals in die MAK-Liste Gruppe III B aufgenommen, d.h. bei den Stoffen mit besonderem Verdacht auf krebserzeugendes Potential. Außerdem wurde Chlothalonil mit einem "S" für sensibilisierend (allergen) gekennzeichnet. Die orale Toxizität war bei Tierversuchen gering, bei Aufnahme über die Atemwege erwies sich Chlorthalonil jedoch als giftiger. Darüber hinaus finden sich wenig Angaben zur Toxikologie von Chlorthalonil. Im Tierversuch wurden Durchfall, Atembeschwerden, Blutharne und Haut- und Augenreizungen nachgewiesen, über chronische Giftwirkung ist praktisch nichts bekannt. Der technische Wirkstoff gilt als hautreizend und ist biologisch schwer abbaubar. 

 

Mögliche Auswirkungen einer Chlorthalonilaufnahme:

Hautreizungen; Augenreizungen; krebserzeugendes Potential; sensibilisierend; hohe inhalative Toxizität; Durchfall; Atembeschwerden, Blutharn.

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Chrom (Cr)

Silberglänzendes, sehr hartes und widerstandsfähiges Metall, das in der Natur nur in Verbindungen vorkommt. Chrom wird vor allem zur Herstellung von Chrom-Stählen /Chrom-Legierungen, als Katalysator der Ammoniak-Synthese und in der Galvanikindustrie eingesetzt. Darüber hinaus findet es Anwendung in der Erdöl-, Zündholz-/Feuerwerks-, Farbstoff-, Leder-, Textil- und Druckindustrie und wird ferner zur Holzimprägnierung verwendet. Da Chrom unlöslich ist, ist metallisches Chrom selbst nicht schädlich. Als Spurenelement ist Chrom essentiell für den Glucose-Stoffwechsel von Bedeutung. Der tägliche Bedarf bei Erwachsenen liegt zwischen 0,05 und 0,5 mg.

 

Schadwirkung:

Im Gegensatz zum metallischen Chrom können dagegen Chromverbindungen sehr toxisch sein. Natürlicherweise kommt Cr in seinen Verbindungen in den Oxidationsstufen 3+ und 6+ vor ((Chrom-(III)- und Chrom-(VI)-Verbindungen)). Dabei sind 6-wertige Cr-Verbindungen ca. 100 mal giftiger als 3-wertige. Im Gegensatz zu Chrom-(III) ist Chrom-(VI) genetsich äußerst aktiv. In nahezu allen Testsystemen zur Ermittlung mutagener Wirkung wirken Chrom-(VI)-Verbindungen schädigend. Im Zusammenhang mit der nachgewiesenen Plazentapassage ergibt sich hieraus ein hohes Gefährdungspotential für Embryonen und Feten. Die karzinogene Wirkung von Chrom-(VI)-Verbindungen ist sowohl im Tierexperiment nachgewiesen, als auch durch die Ergebnisse epidemiologischer Studien an beruflich exponierten Bevölkerungsgruppen untersetzt. Die entsprechenden Latenzzeiten werden mit etwa 10 – 27 Jahren angegeben.

 

Darüber hinaus können lösliche Chrom-(VI)-Verbindungen als starke Oxidationsmittel ätzend auf Haut und Schleimhäute wirken und Magen-Darm-Entzündungen oder Leber-, Schilddrüse-, Knochenmarks- und Nierenschäden verursachen. Die Inhalation von Cr-(VI)-Stäuben kann Lungenkrebs zur Folge haben.

 

Umweltverhalten:

Die das 6-wertige Chrom enthaltenden Chromate und Dichromate (z. B. Natriumdichromat) zählen zu den gewerblich häufig verwendeten Chemikalien. Natriumdichromat wird vor allem in der Metall-, Leder-, Textil- und Farbindustrie eingesetzt. Da Chrom-VI-Verbindungen im Gegensatz zu Chrom-III-Verbindungen gut wasserlöslich sind besitzen Chrom-(VI)-Verbindungen ein hohes Gefährdungspotential für Gewässerschäden. Hier ist vor allem auf die Chrom-Schäden in Betrieben mit Galvanikanlagen hinzuweisen. Je nach Fall können Sanierungskosten von mehreren Mio. EURO entstehen.

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chronische Toxizität

Die chronische Toxizität charakterisiert die Giftigkeit eines chemischen Stoffes bei wiederholter Verabreichung in differenzierten Formen über einen längeren Zeitraum (vorwiegend 2 Jahre).

 

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Cis-1.2-Dichlorethen (siehe Dichlorethen)

Cobalt

Reines Cobalt hat einen starken Metallglanz und ist härter und fester als Stahl. Cobalt ist ferromagnetisch und verliert sienen Magnetismus erst beim Erhitzen auf über 121°C. Physiologische Bedeutung besitzt Cobalt als essentielles Spurenelement. Es ist Zentralatom im Vitamin B 12, das hauptsächlich zur Bildung der roten Blutkörperchen benötigt wird. Cobalt tritt fast immer in Begleitung von Nickel auf. Das durchschnittliche Cobalt/Nickel-Verhältnis beträgt 1 : 4.

Verwendung:

Zur Herstellung von Cobalt-Legierungen für Maschinenbauteile, Hart- und Schneidmetalle, zur Herstellung von Magnetlegierungen, zur Herstellung von Pigmenten in der Glas-, Email- und Keramikindustrie.

Umweltverhalten:

Cobalt besitzt bei oraler Aufnahme für den Menschen eine relativ geringe Giftigkeit. Erst bei Dosierungen von 25 – 30 mg/Tag tritt eine toxische Wirkung auf, die zu Haut- und Lungenerkrankungen, Magenbeschwerden, Leber-, Herz- und Nierenschäden führt.

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Cyanide (CN)  (siehe auch Bophal)

Cyanide sind Salze der Blausäure (Cyanwasserstoffsäure), die das giftige Cyanid-Anion enthalten.

 

Verwendung:

Bergbau/Hüttenwesen, Metallverarbeitung und Galvanik, Schädlingsbekämpfungsmittel, Farben und Lacke. In diesen Branchen sind die Cyanide besonders in den Abwässern eine Problemsubstanz.

 

Cyanide wirken toxisch, wenn Blausäure durch Hydrolyse freigesetzt wird; der entstandene Cyanwasserstoff wirkt durch Lähmung des Atemzentrums sofort tödlich.

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Cyclohexanon

Cyclohexanon ist eine Verbindung mit penetrantem Geruch kann z.B. als Lösemittel für PVC dienen, aber auch zu Herstellung von epsilon-Caprolactam und dies wiederum zur Herstellung von Polyamid.

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Cypermethrin 

Gehört zu: Pflanzenschutzmittel, Untergruppe Insektizide.
Cypermethrin wird vorwiegend als Langzeitinsektizid im  Holzschutz eingesetzt. Cypermethrin zählt zum Pyrethroidtyp II (mit alpha-cyano Gruppe) und ruft Symptome wie Muskelzuckungen und Überschußbewegungen (CS-Syndrom) hervor. Die Symptome ähneln einer Lindan – Vergiftung (siehe Lindan). 

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