Das DSC-Schadstofflexikon

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EDTA (Ethylendiamintetraacetat, Edetinsäure, Titriplex® II, IDRANAL® II)

Ethylendiamintetraessigsäure (kurz: EDTA; engl.: Ethylene-diamine-tetraacetic acid) ist ein Komplexbildner. Er bildet besonders stabile 1:1-Komplexe mit Kationen mit einer Ladungszahl von mindestens +2. Das EDTA-Anion kann neben den beiden freien Elektronenpaaren des Stickstoffatoms auch vier Carboxyl-Gruppen für eine Komplexverbindung zur Verfügung stellen, sich also 6-fach an ein Kation binden. Es vermag so sehr stabile Komplexe auch mit solchen Kationen zu bilden, die wie beispielsweise Calcium eine äußerst geringe Tendenz zur Bildung von Komplexen haben. Komplexe dieser Art bezeichnet man auch als Chelatkomplexe. EDTA bildet besonders stabile Komplexe mit Cu2+, Fe3+ und Co3+. Die freie Säure ist schlecht löslich, vor allem bei tiefem pH, die Salze sind dagegen sehr gut in Wasser löslich. Hingegen ist es in Fetten nicht löslich. Als organischer Komplexbildner reagiert EDTA mit Metallionen zu stabilen Verbindungen, wodurch das Lösungsverhalten der Metallverbindungen deutlich beeinflußt wird.

Verwendung:

EDTA ist einer der am häufigsten verwendete Komplexbilder. 1999 wurden in Europa rund 35.000 Tonnen, in den USA 50.000 Tonnen verbraucht. Die Anwendung ist entsprechend vielseitig und reicht von der Metall- und Galvanotechnik über Foto-, Textil- und Kosmetikindustrie bis hin zum Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln und in der Medizin.

Die wichtigsten Anwendungen von EDTA sind:

Ø       Industrielle Reinigung (Komplexierung von zweiwertigen Kationen, wie Ca2+ und Mg2+ sowie einiger Schwermetallionen

Ø       Detergenzien: EDTA ist in vielen Wasch- und Reinigungsmitteln enthalten (Bindung von Ca2+ und Mg2+: Enthärtung) .

Ø       Papierindustrie: Zur Komplexierung von Fe- und Mn-Ionen, welche bei der chlorfreien Bleiche das Wasserstoffperoxid deaktivieren

Ø       Agrochemikalien: Fe(III)-, Cu- und Zn-EDTA werden als Dünger verwendet, vor allem auf kalkhaltigen Böden

Ø       Textilindustrie: Stabilisation von Bleichbädern

Ø       Nahrungsmittel: Als Konservierungstoff (Bindung von essentiellen Metallen, damit Verhinderung des mikrobiellen Wachstums)

Ø       Kosmetika: als Konservierungsstoff

Ø       Medizin: EDTA wird zur Behandlung von Metallvergiftungen eingetzt. Eine umstrittene Therapie ist die Chelation Therapy, bei welcher EDTA injiziert wird, um den Körper zu "reinigen". In der diagnostischen Medizin wird EDTA als Kalziumpuffer eingesetzt und dient so beispielsweise der Antikoagulation von Blutproben.

Ø       Zahnmedizin: Man verwendet EDTA-Lösungen bei Wurzelkanalbehandlungen, um die bei der Aufbereitung des Wurzelkanales entstehende Schmierschicht zu entfernen und die Dentinkanälcheneingänge freizulegen.

Schadwirkung:

Die Metallkomplexe von EDTA sind nicht oder nur sehr wenig toxisch für Organismen. Auch die Toxizität für den Menschen ist sehr gering, was sich auch daraus ersehen lässt, dass EDTA als Lebensmittelzusatzstoff erlaubt ist. In sehr hohen Konzentrationen kann vor allem freies EDTA durch Bindung lebenswichtiger Metalle zu Störungen führen.

Umweltverhalten:

EDTA und seine Metallkomplexe sind während der Abwasserreinigung nicht oder nur schlecht biologisch abbaubar. Durch Erhöhen des pH-Wertes und Verlängerung des Schlammalters kann jedoch eine weitgehende biologische Elimination von EDTA erreicht werden. Eine Vielzahl von Mikroorganismen wurden aus Klärschlamm, Sedimenten und Böden isoliert, welche mit EDTA als alleiniger C- und N-Quelle wachsen können. EDTA gelangt fast ausschließlich über das Abwasser in die Umwelt. Da EDTA unter normalen Bedingungen nur sehr langsam abgebaut wird, kann es in praktisch allen Wasserproben in niedrigen Konzentrationen nachgewiesen werden. EDTA Konzentrationen in Flüssen liegen zwischen 10-100 µg/L, in Seen zwischen 1-10 µg/L. In Grundwasser und Uferfiltrat kann EDTA in Konzentrationen zwischen 1-100 µg/L gefunden werden. Bei neutralen pH-Werten ist die Adsorption von EDTA an Mineraloberflächen gering, was zu einer hohen Mobilität im Grundwasser führt. Der Fe(III)-EDTA Komplex wird sehr schnell durch Sonnenlicht abgebaut. Dies ist der wichtigste Eliminationsprozess für EDTA in der Umwelt. EDTA wird während der Ozonierung oder Chlorung von Trinkwasser teilweise entfernt.

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Endrin

Gehört zu: Pflanzenschutzmittel, Untergruppe Insektizide.

Vertreter aus der Gruppe: „Dreckiges Dutzend“.

Weißes, kristallines Pulver. Chemisch ist Endrin eine Stereoisomer von Dieldrin und damit dem DDT verwandt. Dieses Insektizid wirkt sowohl als Fraß- als auch als Kontaktgift. Hauptsächliche Anwendung bei Kulturen von Mais, Baumwolle, Zuckerrohr, Getreide und Obst (Äpfel). Endrin wurde auch als Rodentizid verwendet.

Im Tierversuch wurde eine teratogene Wirkung nachgewiesen. Für die Beurteilung des karzinogenen Risikos liegen keine gesicherten Erkenntnisse vor. Endrin ist ein zentrales Krampfgift und bewirkt Schädigungen von Leber, Niere und Zentralnervensystem. Darüber hinaus sind endocrine (siehe endocrin) Wirkungen manifestiert. Das Umweltverhalten ist vergleichbar dem von DDT, womit Endrin ein starkes Geo- und Bioakkumulationspotential besitzt. Dies führt zu extremen Anreicherungen in der Nahrungskette. Im Boden nur sehr langsamer Abbau.

In einigen Ländern nicht mehr zugelassen (z. B. BRD, USA), jedoch in vielen Ländern noch nicht verboten. Von der US-EPA (Umweltbehörde der USA) zu den obersten 10 % der für den Menschen gefährlichsten Chemikalien eingestuft.

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Endocrin

Der aus dem Griechischen abgeleitete Begriff bedeutet „nach innen gerichtet“. In der Medizin Bezeichnung für Prozesse, die mit Drüsentätigkeiten in Organismen in Verbindung stehen. Hierunter fallen auch hormonelle Funktionen.

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Endosulfan Holzschutzmittel und Chemikalie aus der Gruppe der Insektizide

Gelblicher bis gelblichbrauner, kristalliner Feststoff, Geruch nach Schwefeldioxid.

Endosulfan hat als Insektengift im Holzschutz seine Bedeutung. Die Konzentration im Schutzmittel liegt üblicherweise um 0,1% selten auch um 0,5 - 1 %. Endosulfan zählt zu den organischen Schwefelverbindungen und wird bei der Herstellung in 90 - 95 %iger Reinheit erhalten, die  Art der meisten Begleitsubstanzen ist unbekannt. 

Schadwirkung:

Versuche an Ratten und Mäusen zeigen kein karzinogenes Potential. Teratogene Wirkung in Tierexperimenten nachgewiesen. Über Mutagenes Potential liegen keine Daten vor. Die Literaturangaben über die tödliche Dosis beim Verschlucken reichen von 18 - bis 80 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht. In jedem Fall ist die Substanz aber stark toxisch, was noch durch die Tatsache unterstrichen wird, dass die Giftigkeit bei Inhalation gegenüber der bei oraler Aufnahme 30 -70 mal größer ist.

Anzeichen bei Vergiftung:

Kopfschmerzen, Benommenheit, Desorientierung, Störung der Bewegungskoordination sowie Schäden an Haut, Augen, Atemwegen und Schleimhäuten, Krämpfe, Erbrechen und Durchfall.

Das schweizerische Bundesamt für Gesundheitswesen hat festgestellt, dass durch die Raumluftbelastung, nach Anwendung von endosulfanhaltigen Holzschutzmitteln, über lange Zeit mehr als das dreifache der vertretbaren täglichen Menge des Giftes inhaliert werden kann, da die Substanz langsam aus dem Holz ausgast. In den ersten Wochen nach dem Imprägnieren ist die Belastung noch wesentlich größer. 

Das mögliche Schädigungspotential ist kritisch, was in der Schweiz bereits dazu geführt hat, dass keine neuen Holzschutzmittel mit Endosulfan mehr zugelassen werden. Langfristige Auswirkungen einer chronischen Belastung mit Kleinstmengen sind noch nicht bekannt. 

Endosulfan ist als stark wassergefärdender Stoff eingestuft, darüber hinaus ein starkes Bienengift und äußerst fischtoxisch.

Umweltverhalten:

Wird bestimmt durch die relativ geringe Wasserlöslichkeit und Flüchtigkeit sowie die im Vergleich zu anderen chlororganischen Insektiziden höhere Reaktivität. Letztere Stoffeigenschaft ist u. a. die Ursache dafür, dass der Wirkstoff in biotischen und abiotischen Strukturen nur geringfügig akkumuliert. Der Abbau in Umweltstrukturen

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Epichlorhydrin

Farblose Flüssigkeit mit chloroformarigen Geruch. Epichlorhydrin ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Epoxidharzen, oberflächenaktiven Substanzen, Pharmaka, Insektiziden, Agrochemikalien, Textilchemikalien, Beschichtungen, Ionenaustauschern, adhäsiven Stoffen, Lösungsmitteln, Weichmachern, Glycidestern, Fettsäurederivaten, Elastomeren, Bodendesinfektionsmitteln, Stabilisatoren für Trichlorethen und Insektizide.

Der Ames-Test indiziert mutagenes Potential und in Tierversuchen wurden karzinogene Wirkungen festgestellt.

 

Das Verhalten von Epichlorhydrin in der Umwelt wird bestimmt durch die hohe Wasserlöslichkeit und Flüchtigkeit verbunden mit einer guten Mobilität zwischen Hydro- und Atmosphäre. Die Bio- und Geoakkumulation ist infolge der hohen Wasserlöslichkeit und Reaktivität nur sehr gering. Nicht-anthropogene Quellen: wahrscheinlich keine.

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Epoxidierung

Bildung von Epoxiden aus Vorängerverbindungen. Epoxide sind organische dreigliedrige Ringverbindungen, bei enen ein Kohlenstoffatom durch ein Sauerstoffatom ersetzt ist. Sie entstehen häüfig us Alkenen, z. B. durch Autooxidationsprozesse oder im Organismus durch die Wirkung von Monooxigenasen (enzymatische Vorgänge) aus Ethenderivaten. Epoxide sind sehr reaktiv. Technisch verbreitete Epoxide sind Ethylenoxid und Propylenoxid.

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Epoxiden

Epoxide sind organische dreigliedrige Ringverbindungen, bei enen ein Kohlenstoffatom durch ein Sauerstoffatom ersetzt ist. Sie entstehen häüfig aus Alkenen, z. B. durch Autooxidationsprozesse oder im Organismus durch die Wirkung von Monooxigenasen (enzymatische Vorgänge) aus Ethenderivaten. Epoxide sind sehr reaktiv. Technisch verbreitete Epoxide sind Ethylenoxid und Propylenoxid.

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Ester

Gruppe organischer Verbidnungen, die durch die R-(=O)-OR-Gruppe gekennzeichnet sind. Die niedermolekularen Ester sind neutrale, farblose oft angenehm riechende Flüssigkeiten. Die höhermolekularen sind fett-, wachs- oder kristallartig.

Verwendung als Geruchsstoffe, Lösemittel sowie zur Herstellung von Weichmachern, Schmierstoffen und Fasern (Polyester).

Estradiol

Estradiol ist eines der wichtigsten natürlichen Estrogene (auch Östrogene, Follikelhormone). Andere sind Estron und Estriol. Im Organismus ist Cholesterol der Ausgangsstoff für die Estradiol-Synthese. Über Pregnenolon, Progesteron, 17-alpha-Hydroxyprogesteron, 4-Androsten-3,17-dion, Testosteron und 19-Hydroxytestosteron entsteht schlussendlich das Estradiol. Durch Oxidation der OH-Gruppe in 17 Position kann es in Estron überführt werden. Steroidhormone wirken primär auf die Genexpression und nicht auf die Enzymaktivitäten oder Transportprozesse. Im Gegensatz zu vielen anderen Hormonen (z.Bsp. Adrenalin) müssen Steroidhormone in die Zielzelle eindringen. Im Cytosol der Zelle bindet das Hormon an seinen Hormonrezeptor (in diesem Falle an einen Östrogenrezeptor). Der Komplex aus Hormon und Rezeptor wird in den Zellkern transportiert. Dort wirkt er als Transkriptionsfaktor und veranlasst die Bildung von m-RNA bestimmter Gene (Transkription). Dies ist der erste Schritt zur Synthese von Proteinen. Seine volle Wirkung erreicht dieses Hormon erst nach Stunden, nicht innerhalb von Minuten, weil sein biologischer Effekt von der Synthese dieser neuer Proteine abhängt.

Verwendung:

17α-Ethinylestradiol ist eine estrogene Komponente in Kombinationspräparaten der Antibabypille. Es wird zusammen mit gestagenen Komponenten (Norethisteronacetat) appliziert, um die Wirkung zu erhöhen. 17α-Ethinylestradiol ist ein synthetisch hergestelltes Estrogen, das eine höhere Aktivität als 17β-Estradiol besitzt. Es kann aus 17β-Estradiol durch Einführen einer Ethingruppe in 17β Position hergestellt werden. Ein weiterer wichtiger Unterschied besteht darin, dass Ethinylestradiol im Gegensatz zu 17ß-Estradiol oral verfügbar und somit geeignet für die orale Anwendung in der Antibabypille ist.

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ETBE (Ethyl-tert-butyl-Ether)

ETBE wird seit 2004 in deutschen Benzinen als Oxygenat zur Einstellung der erforderlichen Klopfestigkeit eingesetzt. ETBE ersetzt damit das zuvor eingesetzte MTBE (Methyl-tert-butyl-Ether). Diese Umstellung ist eine Folge der sog. der „Biofuel-Directive“ (Richtlinie 2003/30/EC). Nach dieser ist es europaweit vorgeschrieben den Anteil an pflanzenbürtigen Benzininhaltsstoffen bis 2010 auf 5,75 % zu steigern. ETBE wird aus Bioethanol und Isobuten hergestellt.

Die chemisch-physikalischen Eigenschaften von ETBE sind sehr ähnlich denen von MTBE. Dampfdruck (203 hPa bei 25° C) und Henry Konstante (0,0207 atm m3/mol) sind im Vergleich zu MTBE höher, die Wasserlöslichkeit mit 26 mg/l (bei 25° C) niedriger. Aufgrund der sehr ähnlichen Eigenschaften ist sehr wahrscheinlich, dass sich das Ausbreitungsverhalten von ETBE im Grundwasser nicht wesentlich vom MTBE-Transport unterscheidet. Damit bestitzt ETBE ein hohes Gefährdungspotenzial für das Grundwasser wie MTBE.

Schadwirkung:

ETBE hat eine etwas niedrigere Geruchsschwelle als andere Oxygenate einschließlich TAME und TBA. Bei 20°C liegt die Geruchsschwelle im Wasser zwischen 2,5 und 100 µg/l. Als Geschmacksschwellenwert wurden 47 mg/l ermittelt.

Der LD50-Wert für ETBE bei Ratten beträgt >5 g/kg. Der LC50-Wert in Mäusen nach 15 Minuten Inhalation beträgt 29.000 ppm. Diese Werte implizieren eine geringe orale Toxizität. Akute, reversible, neurotoxische Auswirkungen (z.B. Augenlidzucken, Hyperaktivität, Reflexverlust, schwerfällige Atmung und Koordinationsstörungen) wurden nach kurzen, subchronischen und chronischen Expositionen gegenüber hohen ETBE-Niveaus beobachtet. Für Ether gilt im Allgemeinen, dass es nach Verschlucken zu Übelkeit und Erbrechen, und nach Resorption zu Narkose und Herzkreislaufstörungen kommen kann.

Bei inhalativer Zugabe von ETBE an Ratten und Mäuse nahm das Gewicht der Leber mit steigender ETBE-Exposition zu. Gewichtszunahmen der Nieren, der Nebennieren und Herzen (nur bei den weiblichen Tieren) konnten nur bei den Ratten beobachtet werden. Bei männlichen Ratten wurden bei Konzentrationen von 1.750 und 5.000 ppm ETBE degenerative Veränderungen der Hoden beobachtet, jedoch nicht bei Mäusen. Der Metabolismus von ETBE im Körper ist vergleichbar mit dem von MTBE. MTBE wird zu TBA und Formaldehyd umgewandelt, während ETBE zu TBA und Acetaldehyd metabolisiert wird.

In Mutagenitätsversuchen wurden überwiegend keine genotoxischen Auswirkungen festgestellt. Auch in Modellrechnungen wird keine Genotoxizität vorausgesagt. ETBE wird jedoch zu mindestens zwei Zwischenprodukten metabolisiert, die im Verdacht stehen, in Nagetieren karzinogen zu wirken. TBA verursacht Nierentumore in männlichen Ratten und Schilddrüsenadenome in Mäusen, die hohen Konzentrationen von TBA im Trinkwasser ausgesetzt sind. Auch Acetaldehyd zeigte bei in vitro Versuchen gentoxisches Verhalten und kann Krebs in den oberen Atemwegen von Nagetieren verursachen.

Umweltverhalten:

Aufgrund von Laboruntersuchungen ist ETBE unter aeroben Bedingungen als einzige Kohlenstoff- und Energiequelle durch bestimmte Bakterien abbaubar. Unter anaeroben Bedingungen wurde in Laboruntersuchungen ein beginnender Abbau nach 120-tägiger Lag-Phase festgestellt. Cometabolischer Abbau von ETBE durch Propan-oxidierende Bakterien wurde in Laborversuchen ebenfalls beobachtet. Über den Abbau unter Feldbedingungen ist noch wenig bekannt. In der Atmosphäre besitzt ETBE nur eine Lebensdauer zwischen 4 Tagen und 2 Wochen.

Die hohe Wasserlöslichkeit führt dazu, dass sich ETBE mit nahezu der gleichen Fließgeschwindigkeit bewegt wie das Grundwasser selbst („idealer Tracer“). Mit anderen Worten finden keine nennenswerten Sorptions- oder Retardierungsprozesse statt wie bei den anderen Komponenten des Benzins (z. B. Benzol, Toluol, Xylole). Ebenso unterliegt ETBE im Gegensatz zu den meisten anderen Benzininhaltsstoffen nach dem derzeitigen Kenntnisstand keinem nennenswerten mikrobiellen Abbau und besitzt somit das Potenzial zur Bildung längerer Kontaminationsfahnen.

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Ethanol

Verteter der Alkohole mit zwei Kohlenstoffatomen. Brennbare, farblose Flüssigkeit, die mit Wasser vollkommen mischbar ist und eine hohe Flüchtigkeit besitzt. Verwenung als Lösemittel, Brennstoff, Kraftstoff und Getränkezusatz.

Ethanol bewirkt in gasförmigem Zustand Schleimhautreizungen (Augen, Rachen).

Beim Menschen führt ca. 0,1 % im Blut zu Bewusstseinstrübungen, ca. 0,2 – 0,4 % zu Narkose und ca. 0,4 – 0,5 % zum Tod. Die chronische Wirkung langfristiger Ethanolaufnahme führt zu verschiedenen Organschädigungen (Leber, Pankreas, Gehirn, Herz), die akute Aufnahme zu Veränderungen der Psyche, der Sinnesorgane und des Nervensystems. Ethanol gilt als nicht karzinogen, hat aber ein gewisses teratogens Potential. Ethanol kann natürlich bei Vergärungen auftreten, was auch die Grundlage der alkoholischen Getränke ist.

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Ether

Gruppe organischer Verbindungen, die durch die R-O-R-Gruppe charakterisiert ist. Die meisten Ether sind angenehm riechende, brennbare und flüchtige Flüssigkeiten, die sich nur gering in Wasser lösen. In Luft können sich bei Lichteinwirkung hochexplosive Peroxide bilden. Verwendung als Lösungsmittel, Öle und zur Herstellung von Weichmachern. Ether gelten als nicht giftig, wirken jedoch narkotisierend. Bestimmte chlorierte Ether gelten jedoch als karzinogen (Polybromierte Diphenylether).

Ether

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Ethylacetat

Ethylacetat kommt in Klebstoffen, Nagellackentfernern, Isocyanatlacken, Nitrocelluloselacken und Acetylcelluloselacken vor. Ethylacetat wirkt narkotisch.

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Ethylbenzol

Ethylbenzol ist ein Vertreter der BTEX (Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylol) und gehört somit zu den leichtflüchtigen Aromatischen Kohlenwasserstoffen.

Benzolartig riechende, leicht entzündliche Flüssigkeit. Die Dämpfe wirken in hohen Konzentrationen betäubend. Ethylbenzol wird fast ausschließlich zur Herstellung von Styrol verwendet, nur ein kleiner Teil des Ethylbenzols wird als Lösungsmittel eingesetzt oder dient als Zwischenprodukt zur Herstellung von Diethylbenzol oder Acetophenon.

Schadwirkung und Umweltverhalten:

Toxizität: oral: Ratte: LD 50 = 3.500 mg/kg. Bei inhalativer Exposition von Kaninchen mit 100 oder 1.000 mg/m³ 4 h/d über sieben Monate sind Aktivitätsveränderungen der Cholinesterase, Verminderung der Leukozyten, der Erythrozyten und des Hämoglobins festgestellt worden. Histologische Veränderungen der Leber und Niere sind nachweisbar. Bei inhalativer, oraler und dermaler Aufnahme erfolgt eine relativ schnelle Resorption und Distribution im Organismus. Bevorzugter Angriffspunkt für metabolische Abbaureaktionen ist die Ethylseitenkette des Moleküls. Der Metabolismus erfolgt oxidativ zu Benzoe- und Mandelsäure. Als intermediäre Zwischenprodukte treten Phenylessigsäure und Methylphenylcarbinol auf. Mandelsäure ist das Endprodukt des Ethylbenzol-Metabolismus beim Menschen und wird über den Urin ausgeschieden.

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Eulane

EULAN WA NEU wurde bis 1988 produziert und weitläufig als insektizides Ausrüstungsmittel gegen Mottenfraß u.a. in Wollteppichen und Naturfaserbodenbelägen eingesetzt. Heute können seine Wirkstoffe und Metaboliten in beachtlichen Konzentrationen in Hausstaub-Proben gefunden werden.

Unter dem eingetragenen Warenzeichen EULAN produziert und vertreibt die Fa. BAYER AG seit Jahrzehnten Mittel zum Schutz von Wolle vor allem in Teppichen und Teppichböden sowie von Federn und Haaren in Tierpräparaten vor Motten und Käferfraß. Eine breite Produktpalette wurde bzw. wird unter Handelsnamen wie EULAN U 33, EULAN NEU, EULAN SPA, EULAN HFC uvm. geführt. Die Wirkstoffe umfassen ein weites Spektrum unterschiedlicher Substanzen wie Triphenylmethane, Permethrin, Sulfonamid-Derivate, Diphenyl-Harnstoff- Derivate, Phosphoniumsalze etc.. Von der Fa. CIBA GEIGY wird ein vergleichbares Produkt unter der Bezeichnung MITIN angeboten. Im Gegensatz zu diversen anderen insektiziden chemischen Zubereitungen genießen EULANE noch immer einen guten Ruf und bleiben bei der Diskussion über Schadstoffe in Innenräumen bisher weitgehend unbeachtet. Erst in jüngerer Zeit begann eine kritische Diskussion über den Sinn und die möglichen gesundheits-beeinträchtigenden Auswirkungen einer Ausrüstung ("Eulanisierung") insbesondere von Schurwollteppichböden mit Permethrin.

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Exposition

Als Exposition bezeichnet man die Tatsache, dass ein Organismus einem potentiellen Schadfaktor ausgesetzt ist. Die Exposition ist eine Funktion von Stoffmenge und Expositionsdauer.

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