Das DSC-Schadstofflexikon

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PAK   siehe  Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe

Parästhesien

Fehlempfindungen; i. e. S. des Hautsinnes in Form von „Kribbeln“, „Ameisenlaufen“ etc.. Unter Umständen begleitet von Schmerzsymptomen.

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Parathion

Gehört zu: Pflanzenschutzmittel, Untergruppe Insektizide.

Vertreter der Thiophosphorsäureester.

Farblose und geruchslose Flüssigkeit. Technisches Produkt: gelblich-braune, lauchartig riechende Flüssigkeit.

Die Synthese von Parathion erfolgt durch Reaktion von Diethylthionophosphorrychlorid mit Natrium-p-nitrophenolat in Methylketon bei 50 °C. Der Wirkstoff verdankt seinen raschen und bedeutenden Erfolg der ungewöhnlich umfassenden insektiziden Wirkungsbreite (Kontakt-, Fraß- und Atemgift). Die para-ständige Nitrogruppierung ist eine der Voraussetzungen für die insektizide Wirkung. Entsprechende Substitutionen sind immer mit Wirkungsverlusten verbunden. Globale Daten zur Gesamtproduktion sind nicht verfügbar. Parathion-Emissionen sind nahezu immer mit der Anwendung des Wirkstoffes als Insektizid verbunden.

Schadwirkung:

Letale Dosis für den Menschen schon 300 – 500 mg absolut hochgiftig. Symptome einer Vergiftung sind Parasymthatikuserregung mit Schweißausbruch, Tränen- und Speichelfluß, Übelkeit, Durchfall, Angst, Krämpfe. Mutagene Wirkung bei Mikroorganismen. Bei Tieren wurden embryo- und fetotoxische Wirkungen festgestellt. Biologisch nicht leicht abbaubar.

Umweltverhalten:

Parathion wird überwiegend als wenig persistent und flüchtig charakterisiert. Dem steht gegenüber, dass bei pH 1 – 5 in wäßriger Lösung Halbwertszeiten von 3.000 d (bei 10°C), 690 d (bei 20°C) und 180 d (bei 30°C) ermittelt wurden. Selbst bei pH 8 beträgt die Hydrolyse-Halbwertszeit noch etwa 99 d. Lediglich bei Temperaturen von 70 °C wurden Halbwertszeiten von 3 h (pH9) und 34 h (pH1) gemessen. Für den Parathionabbau in einem Lehmboden bis auf 0,1 ppm werden etwa 90 d benötigt. Dabei ist die Abbaugeschwindigkeit u. a. abhängig von der Bodenfeuchtigkeit. In trockenen Böden ist die Abbaurate pro Zeiteinheit vermindert. Erfahrungsgemäß sind in Böden Parathionrückstände bis zu 16 Jahren nachweisbar. Der Flüchtigkeitsindex des Wirkstoffes wird mit 3 angegeben, d. h. dass 3,5 – 6,5 kg Wirkstoff pro Jahr von einem Hektar Bodenfläche verdampft. Die Bodenmigration auf normalen Böden beträgt 20 cm/a.

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PCB   siehe  Polychlorierte Biphenyle

Pedosphäre

Begriff für den Lebensraum Boden. Pedosphäre ist ein überall an der Erdoberfläche auftretendes, durch Verwitterung der Gesteine hervorgegangenes mechanisches Gemenge von Gesteins- und Mineralbruchstücken und deren Umbildungsprodukten, vermischt mit einer mehr oder minder grossen Menge sich zersetzender und schon zu Humus umgebauter organischer Bestandteile.

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Pentachlorphenol (PCP)

Holzschutzmittel.

Weiße, nadelförmige Kristalle mit stechendem Geruch. PCP gehört zur Gruppe der schwerflüchtigen CKWs (SCKW). PCP und dessen Natriumsalz (PCP-Na) besitzen eine fungizide und bakterizide Wirkung und wurden daher früher hauptsächlich zum Schutz von Holz, Textilien und Leder eingesetzt. Die Auswirkungen der Anwendung als Holzschutzmittel in Innenräumen führte in den 70er und 80er Jahren dazu, dass der Name PCP zum Synonym für die Chemikalienbelastung des Menschen im Wohnbereich wurde. PCP-haltige Holzschutzmittel enthalten in der Regel Wirkstoffkombinationen, in denen u. a. auch Lindan als insektizide Komponente beigemischt ist.

Frühere Verwendung:

Algizid, Fungizid, Desinfektionsmittel, Holzschutzmittel, Lederschutz- und Konservierungsmittel, Zusatzstoff für Kühlwasserkreisläufe sowie Kautschuk und Kosmetika.

PCP wurde in Japan bis zu Beginn der 70er Jahre aber auch als Herbizid im Reisanbau verwendet, bis große Bereiche des japanischen Oberflächenwassers mit PCP kontaminiert waren. Weil PCP für Fische stark giftig ist, wurde die Anwendung im Reisanbau ab 1971 zunächst stark eingeschränkt und später eingestellt.

Weltweit - allerdings ohne die ehemaligen Ostblockstaaten - wurden 1984 etwa 35.000 bis 40.000 t produziert, wobei in der EG ca. 8.000 t und in der Bundesrepublik Deutschland wiederum 3.300 t hergestellt wurden.  Seit 1986 wird PCP in der Bundesrepublik nicht mehr produziert. Drei Jahre später wurden dann auch Herstellung, Verkauf und Verwendung von PCP mit der Pentachorphenol-Verbotsverordnung vom 12.12.1989 untersagt.

Produktionsbedingt enthalten kommerzielle PCP-Chemikalien Verunreinigungen von anderen chlorierten Kohlenwasserstoffen, wie z. B. auch Spuren von Dioxinen (Dibenzo-p-dioxine, Dibenzofurane) und PCB (siehe auch Dioxine).

Der Holzschutzmitteleinsatz in Häusern und Wohnungen führte somit nicht nur zu einer PCP-Belastung, sondern auch zu einer Kontamination mit den technischen Verunreingungen des PCP. Auf Grund des geringen Dampfdruckes von Lindan und PCP diffundieren geringe Mengen dieser beiden Stoffe über Jahre hinaus aus dem behandelten Holz in die Raumluft. Daher wurden bei Messungen immer wieder besonders hohe Konzentrationen der beiden Stoffe im Hausstaub und als lungengängiges Aerosol gemessen.

PCP geriet in den 90iger Jahren in Zusammenahng mit dem Holzschutzmittelprozess in die Schlagzeilen. Dabei handelte es sich um ein Verfahren gegen die Firma Desowag (Tochter der Bayer AG und Deutsche Solvay AG), das mit der Veruteilung von Geschäftsführern beider Firmen endete.

Schadwirkung:

Seit 1990 ist PCP von der MAK-Kommission (MAK: Maximale Arbeitsplatz-Konzentration) als krebserzeugend eingestuft, und zwar in die Kategorie III A 2, d.h. in die Liste der Stoffe, die sich bislang im Tierversuch als eindeutig krebserregend erwiesen haben. 

Sowohl bei akuter als auch bei chronischer Belastung mit PCP kommt es zu typischen Symptomen: Allgemeine Mattigkeit, Nervenschäden, psycho-vegetative Störungen, Schwindelgefühle, Kopfschmerzen, Übelkeit und Erbrechen, Nieren- und Leberschäden, Gewischtsverluste, Knochenmarkschwund, Beschleunigung von Puls und Atmung, erhöhte Körpertemperatur und Schweißausbrüche sowie mentale Desorientierung. PCP wirkt als starkes Zellgift. Bei berufsbedingter Exposition in der PCP-Produktion sind Fälle von Chlorakne aufgetreten. Bei der PCP-Verarbeitung klagten die Beschäftigen häufig über Haut- und Augenreizungen.

Menschen, deren Wohnräume mit PCP-haltigen Holzschutzmitteln behandelt worden sind, beklagen sich über ähnliche Krankheitssymptome wie oben beschrieben. Bemerkenswert ist, dass diese Symptome bei längerer Abwesenheit, etwa im Urlaub, verschwinden, so dass ein ursächlicher Zusammenhang zwischen Holzschutzmittelanwendung und Krankheitssymptomen festzustellen ist. Bei einigen dieser Symptome ist noch unklar, ob sie nicht eher auf die Gehalte der als Verunreinigungen enthaltenen Dioxine und Furane als auf das PCP an sich zurückzuführen sind. 

Umweltverhalten:

Wird maßgeblich durch die geringe Wasserlöslichkeit und Flüchtigkeit sowie die physikalisch-chemische und mikrobielle Stoffumwandlung in Hydro- und Pedosphäre bestimmt. Die Mobilität zwischen Hydro- und Pedosphäre ist nur gering ausgeprägt. Die Persistenz Akkumulationstendenz liegen im mittleren Bereich. 

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Pentan

Pentan ist ein ein Lösemittel aus der Gruppe der Aliphatischen Kohlenwasserstoffe. Diese Lösemittel sind chemisch sehr reaktionsträge und sind somit sehr beständige Lösemittel. 

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Perfluorierte Tenside (PFT)

Perfluorierte Tenside gehören zu den fluorierten organischen Verbindungen (FOC: fluorinated organic compounds). Sie weisen eine hohe thermische und chemische Stabilität auf. Die Kohlenstoffkette der Verbindung ist lipophil, während die Kopfgruppe hydrophile Eigenschaften aufweist. Aus diesem amphiphilen Charakter resultiert die Verwendung als Tensid.

PTF können in die Stoffgruppen der perfluorierten Alkylsulfonate (PFAS), der perfluorierten Carbonsäuren (PFCA) und der Fluortelomeralkohole (FTOH) unterteilt werden. Zu ihnen gehören unter anderen die Verbindungen Perfluoroctansulfonat (PFOS) und Perfluoroctansäure (PFOA).

Verwendung:

Hauptsächlich in der Textilindustrie zur Herstellung atmungsaktiver Jacken und in der Papierindustrie zur Herstellung von Schmutz-, Fett- und Wasserabweisenden Papieren. Weitere Einsatzgebiete sind die Photoindustrie, die Herstellung von Feuerlöschmitteln, Luftfahrt und Verchromung. PFT können auch Bestandteil von Schmier- und Imprägniermitteln sein. Der Fluor-Kunststoff PTFE (Polytetrafluorethylen) wird mit perfluorierten Tensiden hergestellt.

Schadwirkung:

Perfluorierte Tenside weisen eine hohe Toxizität für Menschen und Tiere auf. Konzentrationen von wenigen Milliardstel Gramm sind für den Menschen giftig. Im Körper lagern sich PFT im Blut und im Organgewebe ab und werden nur langsam abgebaut (in 4,5 Jahren etwa um die Hälfte). Erste Nachweise im menschlichen Blut wurden in den 60er Jahren erbracht, jedoch erst im Jahre 2001 veröffentlicht. Im Jahr 2006 wurde PFT in Niedersachsen erstmals in erhöhten Konzentrationen in Muttermilch nachgewiesen. PFT gelten als reproduktionstoxisch und karzinogen.

Umweltverhalten:

Im Vergleich zum sehr langsam abbaubaren DDT werden PFT in der Natur gar nicht abgebaut. Sie werden daher als langlebige organische Schadstoffe eingestuft. Mittlerweile sind die Chemikalien dieser Gruppe weltweit verbreitet; sie wurden u. a. in Leberproben von Eisbären nachgewiesen.

Im März 2006 wurden im Rahmen einer Studie des Instituts für Hygiene und Öffentliche Gesundheit (IHÖG) in Bonn zum Vorkommen von PFT in unterschiedlichen Oberflächenwässern in Deutschland erhöhte Konzentrationen in der Ruhr und anschließend auch in der Möhne nachgewiesen. Im Stadtteil Arnsberg-Neheim wurde im Trinkwasser eine Konzentration von 0,56 Mikrogramm pro Liter gefunden, die Trinkwasserkommission des Umweltbundesamts strebt einen Wert von 0,1 Mikrogramm pro Liter an. Es stellte sich heraus, daß die Belastung von aus Industrieabfällen hergestelltem Dünger herrührten, der auf im Einzugsgebiet der Flüsse liegenden Feldern ausgebracht wurde.

Bei Untersuchungen der Landesbehörden von Nordrhein-Westfalen sind in Zuchtforellen aus einer von zwei untersuchten Teichanlagen im Hochsauerlandkreis hohe Gehalte an perfluorierten organischen Tensiden (PFT), insbesondere an Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) festgestellt worden. Es wurden bis zu 1,18 Mikrogramm PFOS je Gramm Fischfleisch gefunden.

Auf einen Vorschlag der Europäischen Kommission hat der Umweltausschuss des Europaparlaments am 13. Juli 2006 eine Ausweitung des Verbots von PFT beschlossen. Stimmen Plenum und Ministerrat ebenfalls zu, wird das bereits auf Perfluoroctansulfonat teilweise bestehende Verbot auf eine beschränkte Zahl von Verwendungsbereichen von Perfluoroctansäure ausgeweitet.

Siehe auch:

Informationen zu polyfluorierten Tensiden (PFT)

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Permethrin

Gehört zu: Pflanzenschutzmittel, Untergruppe Insektizide.

Sehr hohes Gefährdungspotential für Boden und Grundwasser.

Als Inhaltsstoff von Produkten: Sehr hohes Potential für Produkthaftpflichtschäden.

Permethrin gehört zur Gruppe der Pyrethroide. Diese haben, beginnend etwa Anfang der 80er Jahre, das Lindan aus fast allen angestammten Bereichen verdrängt, d.h. im Pflanzen-, Holz- und Textilschutz sowie bei der Schädlingsbekämpfung im Innenraumbereich. Permethrin zählt zu den Kontaktgiften mit Langzeitwirkung.  

Je nach Anwendung sowie Material und Raumbedingungen kann Permethrin zu Belastungen der behandelten Materialien und Räume über einen Zeitraum von einem halben bis einem Jahr (unter Umständen auch länger) führen.    

Schadwirkung:

Permethrin wird meist als mindergiftig für Warmblüter angesehen. Diese Einschätzung leitet sich vor allem von Fütterungsversuchen und Versuchen zur Aufnahme über die Haut an Tieren ab. Von der gesunden Haut werden Pyrethroide nur schlecht aufgenommen. Hier kann jedoch eine etwaige Vorschädigung der Haut (Verletzungen, bestehende Allergien) eine entscheidende Rolle zur veränderten Aufnahme führen.  

Für Pyrethroide liegen keine MAK-Werte vor. Neben den wissenschaftlichen Hinweisen auf die Schädlichkeit der Pyrethroide gibt es jedoch auch die Berichte Betroffener, die über Gesundheitsschäden vor allem nach Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen mit Pyrethroiden klagen. Die toxikologische Bewertung von Permethrin ist derzeit noch von Unsicherheiten geprägt.  

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Persistenz

Beständigkeit von Stoffen. Persistente Stoffe sind in der Umwelt oder von lebenden Organismen nur schwer abbaubar. Ist die Geschwindigkeit des Abbaus kleiner als die Aufnahme, nimmt ein Organismus also mehr zu sich, als er abbauen und ausscheiden kann, kommt es zur Akkumulation (anreicherung) des betreffenden Stoffes in bestimmten Geweben dieses Organismus.

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h1>Pestizide (Schädlingsbekämpfungsmittel)

Untergruppe der Pflanzenschutzmittel.

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Pflanzenschutzmittel (PSM)

PSM ist der Sammelbegriff für chemische Stoffe, die Organismen (Tiere, Pflanzen, Mikroorganismen, Viren) abtöten oder auf andere Weise an der Schadwirkung hindern sollen.

Die PSM werden nach ihren Zielorganismen wie folgt eingeteilt:

PSM                                                    Zielorganismen

Herbizide                                             unerwünschte Pflanzen

Graminizide                                         unerwünschte Gräser

Bakterizide                                          Bakterien

Virizide                                                Viren

Fungizide                                             Pilze

Algizide                                                Algen

Nematizide                                           Nematoden (Würmer)

Akarizide                                              Milben

Insektizide                                            Insekten

Ovizide                                                Eier von Milben / Insekten

Larvizide                                              Larven von Milben / Insekten

Adultizide                                             Adulte von Milben/ Insekten

Aphizide                                               Blattläuse

Molluskizide                                         Schnecken

Avizide                                                Vögel

Rodentizide                                         Nagetiere

In Ergänzung hierzu sind die Wachstumsregulatoren zu nennen. Diese Mittel verhindern z. B.  das Umkippen von Getreidehalmen vor der Ernte.

Chemisch stellen die etwa 1.700 PSM-Einzelstoffe eine äußerst heterogene Gruppe dar. Die wichtigsten Stoffgruppen sind:

Carbonsäuren und Derivate

Triazine und Derivate

Harnstoff-Derivate

Phenole und Derivate

Bipyridil-Derivate

Aniline

Phthalimide

Carbamate

Chlorierte Kohlenwasserstoffe

Phosphorsäureester

Carbamide

Anorganische Schwermetallsalze (z. B. des Kupfers)

Metallorganische Verbindungen (z. B. des Quecksilbers und Zinns)

Die physikalisch-chemisch-biologischen und toxikologischen Eigenschaften der PSM sind sehr unterschiedlich und hängen von der jeweiligen Einzelverbindung ab. Allgemein kann jedoch davon ausgegangen werden, dass die PSM ein sehr hohes Gefährdungspotential für Umweltschäden in sich bergen. Als Beispiele sei verwiesen auf folgende Schadenfälle mit schwerwiegenden Folgen von z. T. überregionalem Ausmaß:

Seveso                                      (1976)

Bophal                                       (1984)

Sandoz-Umweltkatastrophe         (1986)

Die Bewertung der PSM kann sich nur nach den Eigenschaften der Einzelstoffe richten.

Für spezielle PSM wird beispielhaft auf folgende Stoffe verwiesen:

DDT

HCB

Aldrien

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Phenanthren

Gehört zu: Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe (Abk.: PAK). 

Monokline Plättchen. Phenanthren ist eine maßgebliche Komponente der in der Umwelt nachgewiesenen Polycyclischen Aromatischen Kohlenwasserstoffe. Die Exposition des Menschen erfolgt bevorzugt über die Luft (auch Tabakrauch), Nahrungsmittel und in relativ geringem Maße über das Wasser.

Phenanthren kommt im Steinkohlenteer, Straßenteer, Dachanstrich, in Anstrichmitteln auf Kohleteerbasis und Bitumenbasis, Imprägnieröl, Kraftstoffen, Holzrauchkondensat vor.

Schadwirkung:

Zur Teratogenität sind keine Angaben verfügbar. Eine Bewertung des karzinogenen Risikos ist infolge differenzierter Ergebnisse von 6 vergleichbaren Tests mit Mäusen (Hautapplikation) nicht möglich. Von 21 Testergebnissen zur mutagenen Wirkung sind lediglich 3 positive Resultate ausgewiesen. Phenanthren wird mit hoher Wahrscheinlichkeit als nicht mutagen aktiv bewertet.

Phenanthren wird relativ schnell im Organismus resorbiert. Eine Ausscheidung erfolgt nach Metabilisierung zu den entsprechenden 1,2-, 3,4- und 9,10-dihydrodiolen über den Urin. Das 1,2-dihydrodiol kann oxidativ zum 1,2-diol-3,4-epoxid transformiert werden. Dieses Epoxid ist mutagen aktiv.

Umweltverhalten:

Auf Grund des ermittelten Biokonzentrationsfaktors ist eine mittlere Biokonzentrationstendenz zu erwarten. Im Gegensatz zu anderen polycyclischen Aromaten ist Phenanthren durch eine relativ gute Wasserlöslichkeit und verminderte Lipophilie charakterisiert. Im Vergleich zu Benz(a)pyren ist damit die Bio- und Geoakkumulationstendenz der Verbindungen ebenfalls vermindert. Diese Eigenschaften verbunden mit der vergleichsweise mittleren Flüchtigkeit lassen eine relativ gute Mobilität in und zwischen Umweltstrukturen im Vergleich zu anderen PAK vermuten. Nicht anthropogene (siehe anthropogen)Quellen: Waldbrände

Siehe auch:

Migrationsverhalten von PAK in Grundwasserleitern

Hinweise für die Anwendung von MNA bei sanierungsbedürftigen Grundwasserverunreinigungen durch PAK

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Phenol

Farblose bis rötlich gefärbte, stark hygroskopische Kristalle. Phenol ist der Grundstoff der phenolischen Verbindungen. Phenol (Carbolsäure) kommt natürlich z.B. in Kiefern und im Steinkohlenteer vor. Als Nebenprodukt fällt es in Kokereien und Braunkohleschwelereien an. Erhöhte Phenolgehalte können im Altöl sowie in Farben und Lacken auftreten. Phenol ist biologisch gut abbaubar (siehe auch Pentachlorphenol).

Die technische Herstellung von Phenol erfolgt entweder durch Oxidation von Toluol oder über die Zwischenstufen Benzolsulfonsäure bzw. Chlorbenzol. Darüber hinaus wird die Substanz aus dem Mittelöl der Steinkohlenteerdestillation (170 bis 250°C) oder aus Kokereiabwässern gewonnen. In Erdölraffinerien entstehen beträchtliche Phenolmengen in Form von Abprodukten. Phenolhaltige Abwässer fallen weiter an bei der Herstellung von Cumol, Ethylen, Propylen, Phenylglycin, Naphthalin, Butadien, Acrylnitril, Waschmitteln, Kunstharzen, Kresolen, substituierten Kresolen, Acetylen, Benzol und Toluol. Damit sind in den Bereichen der chemischen Industrie eine Vielzahl von Phenolemissionsquellen relevant.

Verwendung:

Polyamid-Vorprodukte, Bisphenol A, Farbstoffe, Arzneimittel, Pflanzenschutzmittel, Weichmacher, synthetische Gerbstoffe, Riechstoffe, Pikrinsäure, Schmieröle, als Lösemittel, Bestandteil von Mikroskopierfarbstoffen, in Klebstoffen, als Desinfektionsmittel, zur Herstellung von Kunstharzen, Caprolactam, Adipinsäure und Anilin.

Schadwirkung:

Zur Exposition liegen keine Angaben vor. Die höchste Expositionswahrscheinlichkeit besteht auf Grund der physikalisch-chemischen Eigenschaften über das Wasser.

Bei akuten Intoxikationen, insbesondere bei Hautresorption, kann es zu Gefäßschädigungen, Schleimhautveränderungen sowie Leber- und Nierenschäden kommen. Chronische Intoxikationen manifestieren sich u. a. in Leber- und Nierenschäden sowie Veränderungen des Blutbildes. Zu genotoxischen Wirkungen sind keine Angaben verfügbar.

Phenol besitzt eine relativ hohe Fischtoxizität. Bei chronischen Expositionen kann es bei Fischen zu einer Herabsetzung der Schädlichkeitsgrenze im Sinne einer höheren Organismusempflindlichkeit kommen. Phenolgehalte von 0,1 bis 0,2 mg/l führen bei Fischen bereits zu Geschmacksbeeinträchtigungen.

Umweltverhalten:

Phenol ist biologisch leicht abbaubar. Auf Grund der hohen Wasserlöslichkeit ist Phenol in Hydro- und Pedosphäre durch eine relativ große Mobilität charakterisiert. Das Geo- und Bioakkumulationsverhalten ist nur relativ gering ausgeprägt. Bodenverunreinigungen sind Grundwasserkontaminationen möglich. Bei der Trinkwasser- und Abwasserchlorung ist die Bildung von Chlorphenolen zu beachten. Unter natürlichen Bedingungen wird Phenol relativ rasch abgebaut. Der mikrobiologische Metabolismus erfolgt vorzugsweise oxidativ über den ortho- oder meta-Weg oder reduktiv über die Bildung von Cyclohexanol.

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Phosphorsäureester

Gehört zu: Pflanzenschutzmittel, Untergruppe Insektizide.
Erhebliche wirtschaftliche Bedeutung haben Phosphorsäureester als Pflanzenschutzmittel, insbesondere als Insektizide und Nematizide. Die Wirkung beruht auf der irreversiblen Phosphorylierung und Hemmung der Acetylcholinesterase, einem Enzym, das für die
Informationsübertragung an Nervenendigungen eine wichtige Rolle spielt. Durch die Inaktivierung der Acetylcholinesterase wird der Botenstoff Acetylcholin nicht mehr gespalten, wodurch es zu einer Anreicherung von Acetylcholin kommt und die u.g. Krankheitssymptome hervorgerufen werden können.

Verwendung:

Organische Phosphorsäureverbindungen (Phosphorsäureester) wie z.B. Chlorpyrifos werden als Fraß-, Kontakt- und Atemgifte bei der Insektenvernichtung eingesetzt. Sie wirken außerdem systemisch, indem sie schnell von der Pflanze aufgenommen werden und in das Gefäßsystem gelangen. Phosphorsäureester werden auch im Vorratsschutz (gegen Kornkäfer und Mehlmotten) und im Wohnbereich (gegen Wanzen, Schaben, Flöhe, Silberfischchen, und Fliegen) angewendet. Phosphorsäureester sind kaum wasserlöslich, aber gut fettlöslich. Je nach Zusammensetzung wurden sie außerdem als Flammschutzmittel und Weichmacher eingesetzt.  

Schadwirkung:

Alle Phosphorsäureester sind bienengefährlich und warmblütertoxisch, vor allem die erste Generation dieser Mittel. Durch Hemmung des Enzyms Acetylcholinesterase kommt es zu einer Anhäufung von Acetylcholin im Organismus, wobei der Parasympathicus übererregt wird. Acetylcholin ist ein sogenannter Transmitter und überträgt Nervenimpulse auf die Muskeln. Da ein Abbau nicht stattfindet, ermüdet der Muskel rasch und über Krämpfe kann der Tod eintreten. Als Gegenmittel bei akuten Vergiftungen wird Atropin und Toxogonin eingesetzt.  

Schon 1971 berichteten Arbeitsmediziner von neurologischen Störungen nach akuten Phosphorsäureester-Vergiftungen. Neuropsychiatrische, pneumokardinale und gastrointestinale Symptome können noch lange nach einer Exposition von Organophosphat-Pestiziden anhalten. Leichte Vergiftungen oder chronische Aufnahme geringer Mengen äußern sich durch Kopfschmerzen, Sehstörungen, Schwächegefühle, Schwitzen, leichte Brustschmerzen, Übelkeit und Erbrechen. Phosphorsäureester sind auch Homozide und als Nervengase zur Vernichtung von Menschen eingesetzt worden (Sarin, Soman, Tabun).  

Das Phosphorsäureester entaltende Herbizid Parathion (bekannt als E 605) wird als sehr giftig beim Einatmen, Verschlucken und der Berührung mit der Haut eingestuft. Bereits 0,24 mg/kg Körpergewicht wirken beim Menschen tödlich, wie aus Suizidalversuchen dokumentiert ist. Parathion ist eine gelbbraune, schwach nach Knoblauch riechende Flüssigkeit.  

Mögliche Symptome einer Phosphorsäureester-Vergiftung:  

leicht erhöhtes Leukämierisiko, erhöhtes Krebsrisiko, neuropsychiatrische-, pneumokardinale-,  gastrointestinale Symptome, Augenschmerzen, Abwehrschwäche, Infektanfälligkeit, Appetitlosigkeit, Atemnot, Augenreizung, Bauchschmerzen, Benommenheit, Übelkeit, Erbrechen, Herzrythmusstörungen, Kopfschmerzen, Krämpfe, Blutdruckschwankungen, Magen-Darm-Störungen, Müdigkeit, Muskelschwäche, Muskelsteifigkeit, Muskelzuckungen, Pupillenerweiterung, Schlafstörungen, Schleimhautreizungen, Schweißausbrüche, Kribbelmißempfindungen, vermehrter Speichelfluß, Sprach-, Sehstörungen, Übererregbarkeit, Unruhe, Zittern.

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Phthalate  

Im allgemeinen Sprachgebrauch werden unter Phthalaten (Phthalsäureester) die von der 1.2-Benzoldicharbonsäure abgeleiteten Ester mit verzweigten oder unverzweigten aliphatischen Seitenketten verstanden. Phthalate werden hauptsächlich als sog. Weichmacher den Kunststoffen beigemischt, damit diese eine vielseitige Verwendbarkeit bekommen und einfach zu bearbeiten sind. Sie wirken wie ein Schmiermittel zwischen den Kunststoffmolekülen und machen die Materialien je nach Bedarf unterschiedlich elastisch. Die Bedeutung der Phthalate als Zusatzstoffe für Plaste ist u. a. daraus abzuleiten, dass sie durchschnittlich einen Anteil von 50 – 67 % am Gesamtgewicht der Endprodukte haben. Die Phthalate nehmen unter den Weichmachern einen Anteil von etwa 60% ein. Sie sind vergleichsweise billig und vielseitig einsetzbar. Meistens handelt es sich um Di-2-(ethylhexyl)-phthalat (DEHP), Di-n-Butylphthalat (DBP), Butylbenzylphthalat (BBP) und Diethylphthalat. Für PVC- Produkte wird üblicherweise DEHP eingesetzt, eine relativ gut erforschte Substanz. 

Verwendung:

Durch den Zusatz von Weichmachern hat insbesondere auch PVC eine enorme Bedeutung erlangt. Der Anteil an Weichmachern kann bei PVC bis zu 70% betragen. Einsatzgebiete für mit Weichmacher versetztem "Weich- PVC" sind u.a. Bodenbeläge, Kabel, Folien, Beschichtungen und Profile für den  Bau von Fenstern und Türen sowie u. U. Blutschlauchsysteme. Darüber hinaus werden Phthalate in der Kosmetikindustrie, im medizinischen Bereich und in der Sprengstoffindustrie verwendet. Die Anwendungsmengen für Verpackungsmittel für Lebensmittel werden auf mehrere 100.000 t geschätzt.

Schadwirkung und Umweltverhalten:

Über Phthalate liegen vergleichsweise wenig wissenschaftliche Daten über die Schadstoffaufnahme und über toxikologische Wirkungen vor. Die derzeitige Interpretation der vorliegenden Befunde ist nicht eindeutig und führt zu dem Schluss, dass gegenwärtig eine gesicherte Aussage zu Karzinogenität und Mutagenität nicht möglich ist. Die aus Tierexperimenten vorliegenden Daten sind jedoch als Hinweise auf karzinogene Wirkungen zu werten. Nachgewiesen sind teratogene, feto- und embryotoxische Effekte sowie strukturelle und funktionelle Veränderungen des peripheren und zentralen Nervensystems. Bei beruflich exponierten Personen sind Schädigungen des reproduktiven Systems nachgewiesen. Darüber hinaus ist zweifelsfrei, dass Phthalate drüsenschädigende Wirkungen auslösen, so dass sie zu den Endocrine Disrupting Chemicals (EDC) gehören. Es existiert ein EU-Kommissonsvorschlag, nachdem Beschränkungen des Inverkehrbringens und der Verwendung der Phthalate erfolgen soll.

Neben allen aus technischer Sicht wertvollen Eigenschaften haben Weichmacher den Nachteil, dass sie langsam wieder ausgasen. In Wohnungen ist zwangsläufig DEHP nachweisbar, denn sehr häufig werden dort aus "Weich- PVC" bestehende Bodenbeläge, Profile in Fenstern und Möbeln, Decken und Wandelemente, Beschichtungen und in zunehmendem Maße auch Tapeten eingesetzt. Auch wenn die eigentliche Hauptaufnahme über Lebensmittel (besonders fetthaltige) zu erwarten ist, spielt die Belastung in der Raumluft, im Staub und in kontaminierten Materialien eine wichtige Rolle. Die Phthalate werden mit dem Blut verteilt und lagern sich insbesondere in Leber, Niere und Fettgewebe ab. Bei langfrister Belastung über die Raumluft bzw. den Staub sind als Folgewirkung insbesondere allergische Reaktionen (Sensibilisierung), Immunschwächen und zentralnervöse Effekte zu erwarten.

Die aus den chemisch-physikalischen Daten ableitbare Verteilung spricht für den Aufbau von Stoffdepots in Böden und Sedimenten. Hydrolyse und biologischer Abbau wirken diesen Prozessen entgegen. Dementsprechend entstehen derartige Phthalat-Depots nur dann, wenn die Stoffzufuhr den Abbau bzw. andere Eliminierungsvorgänge übersteigt. Grundsätzlich sind Phthalate in der BRD bisher kaum in Böden/Grundwässern untersucht worden. In den USA, einem Land mit ähnlicher industrieller Produktionsgeschichte, wurden in starkem Maße Grundwasserverunreinigungen durch Phthalate festgestellt.

Das Gefährdungspotential der Phthalate für die Umwelt und den Menschen ergibt sich aus folgenden Kriterien:

  • Ubiquität in der Umwelt
  • Biokonzentration in aquatischen Systemen
  • Geoakkumulationstendenz
  • Schnelle Bioresorption und –distribution
  • Passage der Placenta und der Blut-Hirn-Schranke
  • Teratogene, feto- und embryotoxische Wirkung
  • Schädigung des reproduktiven Systems
  • Strukturelle und funktionelle Veränderungen von Leber und Niere
  • Aktivitätsveränderungen verschiedener Enzyme

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Phthalsäureanhydrid (PSA)

PSA ist in manchen Oberflächenbeschichtungen wie z.B. Parkettversiegelungen, funierte Paneelen, Laminatbodenbelägen, Kunststoffbodenbelägen sowie in Alkydharzlacken und Klarlacken enthalten. Durch den hohen Siedepunkt ( 285°C) ist eine Verwendung in wasserlöslichen Lacken ohne weitere Deklaration möglich.

Phthalsäureanhydrid ist eine Reizsubstanz. Es besteht das Risiko einer sensibilisierten Reaktion (sog. “Anhydrid-Asthma”). Phthalsäureanhydrid  ist nicht als karzinogen eingestuft. Es existiert ein MAK- Wert (maximale Arbeitsplatzkonzentration) für Arbeitsplätze von 1 mg/m³. 

Polybromierte Biphenyle  (PBB)

Gehören zu den HKW.

Weiße, kristalline Feststoffe. Die Herstellung polybromierter Biphenyle (PBB) erfolgt durch Bromierung von Biphenyl unter den Bedingungen der Friedel-Crafts-Reaktion. Den polychlorierten Biphenylen (PCB) vergleichbar sind 209 Brombiphenyl-Isomere theoretisch möglich. Kommerzielle Bedeutung haben jedoch lediglich Hexa- und Ocatabrombiphenyl-Isomere, sowie Penta- und Decabrombiphenylether (letztere beide Stoffe gehören zu den polybromierten Diphenylethern (PBDE).

Verwendung:

  • In Dämmstoffen und Montageschäumen aus Polyurethan-Hartschaum (Baubereich)
  • als konstruktive und Verkleidungselemente aus ungesättigten, glasfaserverstärkten Polyesterharzen (Schienenfahrzeugbereich)
  • als Leiterplatten (vornehmlich aus Epoxidharz)
  • als Außengehäuse für Computer, Drucker, Geräte der Informationstechnologie sowie für TV-Geräte aus dem Elektro- und Elektronik-Bereich sowie

in Textilien für Matratzen und Polstermöbel

Schadwirkung:

Die Untersuchungsergebnisse zur Karzinogenität sind nicht eindeutig signifikant. Tests wurden bisher nur mit Einzeldosen von Penta-, Hexa- und Heptabrombiphenylgemischen an Ratten durchgeführt. Tests zur zytogenetischen Wirkung an Mäusen waren negativ. Die teratogene und embryotoxische Wirkung ist nachgewiesen.

Hexabrombiphenyl wird  im Warmblüterorganismus schnell resorbiert und im Fettgewebe bzw. lipoidreichen Organstrukturen akkumuliert. Die toxische Wirkung manifestiert sich vorzugsweise in Gewichtsverlusten, Leberschädigungen (Hypertrophie und Fettinfiltration), Veränderungen von Enzymaktivitäten (Cytochrom P-450 und P-448) sowie des Immunsystems. Bei Mäusen wurde eine gesteigerte Empflindlichkeit gegenüber Chloroform- oder Tetrachlormethanexpositionen bei gleichzeitiger Einwirkung von Hexabrombiphenyl und anderen halogenierten Kohlenwasserstoffen festgestellt. Für Hexabrombiphenyl ist die Plazentapassage verbunden mit einer direkten Exposition von Fötus bzw. Embryo nachgewiesen. Darüber hinaus erfolgt eine Stoffakkumulation in der Muttermilch, die zur Exposition des Säuglings führt.

Es existiert ein EU-Kommissonsvorschlag, nachdem Beschränkungen des Inverkehrbringens und der Verwendung der Polybromierten Diphenylether erfolgen soll.

Umweltverhalten:

Es handelt sich um persistente Stoffe, die in der Umwelt sehr stabil sind und sich ähnlich wie die PCBs (Polychlorierte Bipphenyle) in der Nahrungskette anreichern. Im Brandfall können sich aus PBB die die höchst gesundheits- und umweltschädigenden Dioxine bilden. Die wichtigsten PBDE sind Decabromdiphenylether und Pentabromdiphenylether.

Das Verhalten polybromierter Biphenyle in Hydro-, Pedo- und Atmosphäre ist durch die geringe Wasserlöslichkeit und Flüchtigkeit sowie die hohe Persistenz bestimmt. Die relativ hohe Bio- und Geoakkumulationstendenz ist verbunden mit einer geringen Mobilität. In Sedimenten wurden bis zu 250 mg/kg PBB analysiert, aquatische Organismen enthalten Mikrogramm-Mengen von insbesondere Hexa- und Octabrombiphenyl. Infolge der Akkumulationstendenz können insbesondere Gewässersedimente PBB-Depots darstellen. Zu umweltrelevanten Transformationsprodukten liegen keine Angaben vor. Bevorzugte Transport- und Verteilungsprinzipien für PBB sind Hydro- und Pedosphäre sowie Biosysteme (biologische Ketten).

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Polybromierte Diphenylether (PBDE)

Gehören zu den HKW, Untergruppe SCKW. Nebengruppe Polybromierte Biphenyle.

Polybromierte Diphenylether (Verwendung als schwerflüchtiges Flammschutzmittel) können z.B. aus Wandanstrichen, Glasfasertapeten, Bodenbelägen, Kunststoffteilen und Deckenvertäfelungen stammen. Über Polybromierte Diphenylether (PBDE) sind keine gesicherten toxikologischen Daten bekannt. Vergleichbar sind chronische Vergiftungen u. U. mit der Substanzklasse der PCB und Dioxine. Von daher sind PBDE unter Umweltgesichtspunkten als sehr kritsich zu bewerten (siehe Polybromierte Biphenyle).

Es existiert ein EU-Kommissonsvorschlag, nachdem Beschränkungen des Inverkehrbringens und der Verwendung der Polybromierten Diphenylether erfolgen soll.

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Polychlorierte Biphenyle (PCB)

PCB sind HKW, Untergruppe SCKW.

Vertreter aus der Gruppe: „Dreckiges Dutzend“.

Die chemischen Bestandteile von PCB sind Chlor, Wasserstoff und Kohlenstoff; sie gehören zu den schwerflüchtigen aromatischen chlorierten Kohlenwasserstoffen (SCKW). Der Begriff "polychloriert" besagt, dass die Wasserstoffatome überwiegend durch Chloratome ersetzt sind. Es handelt sich um insgesamt 290 Stoffisomere. Die chemisch-physikalischen Eigenschaften, wie Wasserlöslichkeit, Flüchtigkeit, Dampfdruck etc. werden maßgeblich vom Chlorierungsgrad (Anzahl der Chloratome) bestimmt. Dabei nehmen Wasserlöslichkeit, Flüchtigkeit und Transformationstendenz (Umwandlung) mit steigendem Chlorierungsgrad ab. Die PCB sind in Wasser kaum, in den meisten organischen Lösungsmitteln dagegen sehr gut löslich. Durch ihre Eigenschaften (neben genannter Fettlöslichkeit weisen sie hohe Viskosität und Chemikalienresistenz auf) werden sie als Kühl- und Isolierflüssigkeiten in Transformatoren, als Wärmeträgeröle, als Weichmacher für Lacke und Klebstoffe verwendet; außerdem sind sie Bestandteile von Textilhilfsmitteln und Pestiziden. Die Herstellung wurde in der Bundesrepublik 1983 eingestellt.

PCB entsteht durch unkontrollierte Chlorierung von Biphenyl. Die technischen PCB-Produkte sind beispielsweise unter den Bezeichnungen Aroclor, Clophen, Kanechlor, Sovol, Delor und Phenoclor bekannt (Handelsnamen). Das Produkt ist keine Einzelsubstanz, sondern ein Substanzgemisch, das je nach zugesetzter Chlormenge die Konsistenz eines dünnflüssigen Oels, von Wachs oder die Zähigkeit von Harz haben kann. Ihre Hauptverwendung war aufgrund dieser Eigenschaften bis 1972 auch der Einsatz als Schmiermittel in Form von Getriebeölen, Hochdruckpumpenölen und Schraubfetten.

In folgenden weiteren Produkten fanden PCB als Zusätze Verwendung: Kunststoffe, Gummi, Pigmentzusatz, Papierbeschichtungen, Klebstoffe, Imprägnierungs- und Flammschutzmittel (z.B. in Türfurnieren oder Teppichböden), Kitte, Spachtelungs-, Dichtungs- und Vergußmassen.

Eine weitere Anwendung war die Nutzung als Trägersubstanz für Insektizide. Viele dieser Anwendungen waren offen, die PCB gelangten auf einfachem Weg in die Umwelt. Insbesondere bei der Verbrennung von PCB-haltigen Materialien in Müllverbrennungsanlagen wurden schnell große Mengen freigesetzt und über den Schornstein in die Umgebung verteilt. Zusätzlich entstehen bei Verbrennungen an denen PCB beteiligt sind, nicht unerhebliche Mengen hochtoxischer, chlorierter Dibenzofurane und Dioxine, darunter auch das Sevesogift 2,3,7,8 - TCDD (Tetrachlordibenzoparadioxin). Als weitere Verbreitungsquelle sind Mülldeponien zu nennen.  

Seit 1972 ist der Einsatz der polychlorierten Biphenyle in der Bundesrepublik auf geschlossene Systeme beschränkt: Verwendung in Transformatoren, Kondensatoren und Hydraulikanlagen. Dennoch gelangen erhebliche Mengen mit dem Abwasser in die Umwelt. PCB- Raumluftbelastungen können auch aus undichten Kondensatoren in Neonröhren und elektrischen Geräten wie Waschmaschinen, Geschirrspüler, Dunstabzugshauben etc. stammen. Bis 1983 wurden PCB -haltige Kondensatoren beim Bau solcher Geräte verwendet.  

Schadwirkung:  

Für handelsübliche PCB-Produkte ist eine karzinogene Wirkung im Tierexperiment an mehreren Tierarten erwiesen. Dieser Befund ist durch epidemiologische (siehe epidemiologisch) Studien erhärtet. Darüber hinaus wurde bei PCB-Produkten eine mutagenes Potential festgestellt. Die auch beim Menschen festgestellte Placentapassage ist als besonderer Risikofaktor hervorzuheben.

PCB gehören neben u. a.  DDT, Quecksilber und Blei zu den Stoffen, die im Körper angereichert werden, weil sie weder oxidiert noch ausgeschieden werden können. Die Akkumulation erfolgt im wesentlichen in lipidreichen (siehe Lipophilie) Organstrukturen. PCB werden physiologisch noch langsamer als DDT abgebaut. Die Aufnahme der PCB erfolgt meistens über die Haut, wobei die akute Toxizität gering ist. Zum Erscheinungsbild von PCB-Vergiftungen gehören u.a. Chlorakne, Schäden an Leber, Haut, Magen-Darmtrakt und Nervensystem.

Schon in den dreißiger Jahren wurde beobachtet, dass PCB Leber und Nieren schädigen und die sogenannte "Chlorakne" auslösen können. Spätestens 1968 wurde das toxische Potential von PCB für alle sichtbar, als in dem japanischen Ort Yusho 1.600 Menschen mit PCB-verunreinigtem Reisöl vergiftet wurden. Sie litten an Chlorakne und Organ- und Nervenschäden, die zahlreiche Todesopfer forderten. Neugeborene kamen mit verfärbter Haut zur Welt.

Vergiftungserscheinungen:

Müdigkeit, allgemeines Krankheitsgefühl (z. B. Kopfschmerzen, Leibschmerzen, Taubheit und Schmerzen in den Armen), Veränderungen des Menstruationszyklus, Bronchitis, Ödeme der Augenlieder. Außerdem wurden geringere Geburtsgewichte und Wachstumsverzögerungen bei Kleinkindern festgestellt.  

Umweltverhalten:  

PCB sind in Hydro-, Pedo-, Atmo- und Biosphäre ubiquitär. Die vorhandenen PCB-Depots in Böden, Sedimenten und Biosystemen stellen neben den herstellungs- und anwendungstechnisch bedingten Emmssionen eine indirekte Emissionsquelle dar. PCB sind durch eine hohe Bio- und Geoakkumulationsdendenz gekennzeichnet. PCB sind außerordentlich stabil, sowohl gegen biologischen Abbau als auch gegen Umwelteinflüsse. Einmal in die Umwelt gebracht verbleiben sie dort für sehr lange Zeit. Sie verteilen sich sowohl mit der Luft als auch mit dem Wasser und sind mittlerweile global verbreitet. PCB reichern sich stark in pflanzlichen und in tierischen Fetten und somit in der Nahrungskette an. Vor allem Fisch und Milchprodukte enthalten oft nennenswerte Mengen der Chemikalie. Für die meisten Menschen ist die Aufnahme mit der Nahrung die Hauptbelastungsquelle. Auch der Mensch scheidet PCB nicht einfach aus, sondern akkumuliert die Stoffe im körpereigenen Fett, was bei Frauen dazu führt, dass sich die Muttermilch erheblich mit PCB anreichert. Im internationalen Vergleich sind die PCB-Umweltkonzentrationen  in der Bundesrepublik besonders hoch. Die Kinder haben hierzulande bereits höhere PCB - Konzentrationen im Fettgewebe als Erwachsene in zahlreichen anderen hochentwickelten Industriestaaten. Die Bioakkumulation in der marinen Nahrungskette hat dazu geführt, dass die Ureinwohner arktischer Gebiete hohe PCB-Gehalte im körpereigenen Fettgewebe führen.

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Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK, engl. PAH)

Die Stoffgruppe der polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (deutsch PAK, englisch PAH) umfasst Verbindungen deren Grundgerüst aus mehr als zwei kondensierten Benzolringen besteht. Sofern in die Ringsysteme Heteroatome wie Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel eingebaut sind, spricht man von heterocyclischen aromatischen Kohlenwasser-stoffen. Unter den mehr als 300 PAK gibt es eine Reihe von Einzelstoffen mit karzinogenen und mutagenen Eigenschaften. PAK sind mit Grundlage für die Herstellung von Farbstoffen, Pflanzenschutzmitteln und Arzneimitteln.

Seitdem die US-EPA insgesamt 16 Verbindungen als prioritäre Stoffe spezifiziert hat, gilt die Analytik dieser Stoffliste als Standard bei der Bearbeitung umweltrelevanter Fragestellungen. Die 16 EPA-PAK sind nachfolgend zusammengestellt:

            16 PAK-Stoffe nach US-EPA (sog. „EPA-PAK“)

1.         Naphthalin                             9.         Benzo(a)anthracen

2:         Acenaphthylen                      10.      Chrysen

3:         Acenaphthen                        11.      Benzo(a)pyren

4:         Fluoren                                  12.      Benzo(b)fluoranthen

5:         Phenanthren                 13.      Benzo(k)fluoranthen

6:         Anthracen                              14.      Dibenzo(a,h)anthracen

7:         Fluoranthen                           15.      Indeno(1,2,3-c,d)pyren

8:         Pyren                                     16.      Benz-ghi-perylen

PAK entstehen bei unvollständigen Verbrennungsprozessen, vor allem bei Verbrennung von Holz und anderen fossilen Rohstoffen, außerdem entstehen sie beim Räuchern von Lebensmitteln und beim Rauchen. Etwa erst die Hälfte der mehr als 100 PAK-Familien sind identifiziert, das bekannteste ist das karzinogene Benzo(a)Pyren, es ist beispielsweise in Autoabgasen, Grillprodukten und im Zigarettenrauch nachgewiesen worden. Eine weitere bedeutende Quelle in Wohnungen stellen offene Kamine dar.

Gefunden wurden z.T. erhebliche Mengen PAK in Parkettklebern (Bitumenklebern) die vor 1970 eingesetzt wurden. Bis Ende der sechziger Jahre wurde Parkett u.a. mit in organischen Lösemittel gelöstem Steinkohlenteerpech verklebt. Mosaikparkett wird seit Anfang der sechziger Jahre und Stabparkett seit Ende der sechziger Jahre nicht mehr mit PAK-haltigem Material verklebt. Diese Klebstoffe wurden durch Kunstharzklebstoffe ersetzt, die nicht schwarz gefärbt sind. Beim Verlegen von Holzpflaster in gewerblichen Räumen wie Werkstätten ist der Einsatz der steinkohlenteerhaltigen Klebstoffe, Vorstriche und Pappen noch lange Stand der Technik gewesen. Da die Klebstoffe im Ausland weiterhin produziert werden, kann eine derzeitige Anwendung in Deutschland nicht völlig ausgeschlossen werden.

Schadwirkung:

11 PAK-Einzelsubstanzen werden als starke Karzinogene bzw. Mutagene, 10 Verbindungen als schwache Karzinogene bzw. Mutagene eingestuft. Da sich PAK in Böden und Pflanzen anlagern können, erreichen sie über die Nahrungsketten tierische Gewebe. Die Aufnahme über Luft (durch Luftverunreinigung) in die Pflanzen ist höher als die Aufnahme durch den Boden. Tumorbildung entsteht durch chemische Wirkungen beim Stoffwechsel, die die Bildung karzinogener Substanzen bewirken. Wie viel Milligramm täglich durch Lebensmittel in den Körper gelangen ist wegen der hohen Schwankungsbreite des PAK-Gehaltes in den einzelnen Nahrungsmitteln nicht anzugeben. PAK werden in der Lunge relativ rasch abgebaut, nur wenn sie sich an Rußpartikeln anlagern können, dauert dieser Prozess länger, dabei kann sich eine höhere Anzahl von krebserregenden Umwandlungsprodukten bilden.

Der erste Nachweis einer karzinogenen Wirkung chemischer Stoffe anhand des Kaminfegerkrebses vor mehr als zweihundert Jahren beruhte auf dem Gehalt des Rußes und Teers an polycyclischen Aromaten. Auch der Beginn der experimentellen Karzinogenforschung ist mit dieser Stoffklasse verbunden; denn 1915 beschrieben japanische Forscher erstmalig das Entstehen lokaler Tumoren an der Haut des Kaninchens nach Pinselung mit Steinkohlenteer.  Für etwa fünfzehn Vertreter dieser Stoffklasse ist bisher eine karzinogene Wirkung im Tierexperiment nachgewiesen worden. 

PAK müssen, bevor sie karzinogen wirken können, im Organismus metabolisch umgewandelt, das heißt zu dem eigentlich karzinogen wirkenden Stoff aktiviert werden. Diese Eigenschaft teilen sie mit den meisten Karzinogenen.

Die durch Verbrennungsvorgänge in die Luft emittierten PAK verbleiben dort oder werden an Rußpartikel gebunden und können so durch deren Ablagerung in Wasser, Böden und pflanzliche Nahrungsmittel gelangen. Nur in einem Lande wie Island, in dem fossile Brennstoffe durch die Nutzung von natürlichen Heißwasserquellen kaum verbrannt werden, ließen sich in Bodenproben keine PAK nachweisen. Die Konzentration von PAK in der Luft ist abhängig von der Bevölkerungsdichte und der Industrialisierung; sie ist im Winter als Folge der Heizungsemission höher als im Sommer. Generell sind die PAK-Konzentrationen in der Luft der Bundesrepublik fünf- bis zehnmal höher als in den USA, was auf die größere Zahl von häuslichen Kohleöfen zurückzuführen ist. Infolge der unterschiedlichen Emissionen schwankt die jährliche Aufnahme von PAK über die Luft durch die Einwohner in einem weiten Bereich; in der Bundesrepublik beträgt die jährliche Aufnahme von Benzo(a)pyren in ländlichen Regionen etwa 2,5 mg, in weniger belasteten Städten 40 mg und in stark belasteten Großstadtzentren bis zu 200 mg. Neben der globalen Luftverschmutzung spielt für die Aufnahme von PAK die individuelle durch Rauchen eine große Rolle. In Tabakrauchkondensaten konnten bisher etwa 60 dieser Verbindungen identifiziert werden, hinzu kommen noch mehrere 100 Methyl- und Alkylderivate. Die Aufnahme von Benzo(a)pyren durch das Rauchen einer Zigarette liegt zwischen 10 und 50 ng und kann bei ungefilterten Zigaretten bis zu 150 ng reichen. Bei einem täglichen Konsum von 25 Zigaretten sind dies 0,25 bis 1,25 mg täglich oder aber 91 bis 456 mg  im Jahr, also erheblich mehr als durch stark belastete Großstadtluft.

Symptome:  

Haut- u. Schleimhautreizungen, Hautausschläge, rezidivierende und/oder langdauernde Erkrankungen der oberen und unteren Atemwege, vermehrte und/oder langdauernde Allgemeininfekte, Übelkeit/ Erbrechen/ Durchfälle, spontanes Nasenbluten, starkes (nächtliches) Schwitzen, Haarausfall, Kopfschmerzen, auffallende Mattigkeit, Müdigkeit, Gliedertaubheit und -zittern, Glieder- u. Muskelschmerzen.

 

Das Umweltverhalten der PAK ist durch eine geringe Wasserlöslichkeit und Flüchtigkeit gekennzeichnet. PAK lagern sich im Boden stark an sorptiv wirkende Komponenten, z. B. organische Substanz, an, woraus eine hohe Geoakkumulationstendenz resultiert. Die biologische Abbaubarkeit nimmt mit zunehmender Zahl der Ringe (Benzolringe) ab, so dass PAK mit mehr als vier Ringen kaum noch abbaubar sind.

Siehe auch:

Migrationsverhalten von PAK in Grundwasserleitern

Hinweise für die Anwendung von MNA bei sanierungsbedürftigen Grundwasserverunreinigungen durch PAK

DNAPL in Boden und Grundwasser – Verhalten von LCKW und PAK-Ölen

POPs „Persistent Organic Pollutants“  

Im Dezember 2000 fand in Johannesburg die 5. UNO-Konferenz zur weltweiten Ächtung und zum Verbot der POPs statt. POPs sind hochgiftige, weltweit verbreitete Dauergifte, worunter man die folgenden 12 Substanzen zusammenfasst (sog. „Dreckiges Dutzend“).

         - Aldrin                               - Dieldrin                          - Hexachlorbenzol               

         - Furane                             - Dioxine                           - Mirex                       

         - Chlordan                         - Endrin                              - PCB

         - DDT                       - Heptachlor              - Toxaphen

Schon geringe Mengen der o. g. Stoffe können Krebs verursachen bzw. irreparable Schäden des Zentralnervensystems bewirken. Auch sinkende Spermienzahlen, vermehrtes Auftreten von Brust- und Hodenkrebs sowie Veränderungen im Hormonsystem gehen nach Ansicht von Wissenschaftlern auf das Konto der POPs. In den letzten Jahren wurde festgestellt, dass sich die POPs stark in arktischen Gebieten konzentrieren und über die Anreicherung in der Nahrungskette zu Schäden bei Tieren und Menschen führen.

Einige der o. g. Stoffe sind bereits aus konkreten Schäden bekannt. So wurden von den Firmen Dynamit Nobel (aufgegangen in Hüls und dann Degussa, betroffener Standort: Rheinfelden) und SKW Trostberg (aufgegangen in Degussa, betroffener Standort: Münchsmünster) hexachlorbenzolhaltiges Abwasser in die Flüsse Rhein bzw. Donau eingeleitet (siehe auch Hexachlorbenzol). Folge waren erhebliche Schadenaufwendungen für Untersuchung und Folgeschäden (Verbot Fischereiverzehr). In diesem Zusammenhang musste auch der Haftpflichtversicherer erhebliche Zahlungen leisten.

Bei Schäden mit Beteiligung der POPs ist mit erhöhten Schadenaufwendungen und stark erhöhten Kosten zu rechnen (medienpolitische Konstellationen).

Schwierigkeiten bei der Bewertung der POPs können dadurch gegeben sein, dass die POPs häufig nicht als Hauptprodukte auftreten, sondern sich als (häufig nicht vermutete) Nebenprodukte einschleichen.

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Porphyrie

Eine durch Noxen (Ethanol, Östrogene, Hexachlorbenzol, Barbiturate) ausgelöste, aber auch ebbedingt auftretende, seltene Krankheit, die infolge Störung des Porphyrin-Stoffwechsels mit pathologischem Auftreten von Porphobilinogen und/oder Uro-, Kopro- und Protoporphyrinen im Harn (Porphyrinurie).

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PSM   siehe  Pflanzenschutzmittel

Pyrethroide

Gehören zu: Pflanzenschutzmittel, Untergruppe Insektizide.

Siehe auch Permethrin.

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Pyren

Gehört zu: Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe (Abk.: PAK). 

Monokline Prismen oder hellgelbe Plättchen; nach Sublimation monokline Prismen mit bläulicher Fluoreszenz. Aus der Struktur wird abgeleitet, dass der Stoff nicht leicht biologisch abbaubar ist.

Verwendung:

Zur Herstellung von Naphthalin-1, 4, 5, 8-tetracarbonsäure und Pyren-Formaldehydharzen sowie Pyranthron, Küpenfarbstoffen, Naphthol-As-Azofarbstoffen und dem Farbstoff Solvent Green 7. Radikalfänger in Kondensatorölen mit chlorierten Aromaten. Als Vorprodukt für Farbstoffe (sog. Teerfarbstoffe).

Schadwirkung:

Pyren ist eine maßgebliche Komponente der in Umweltmedien nachgewiesenen polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe. Die Exposition des Menschen erfolgt vorzugsweise über die Luft (insbesondere Zigarettenrauch), Nahrungsmittel und in geringem Maße über das Wasser. Eine Quantifizierung der Exposition ist nicht möglich.

Zur Teratogenität sind keine Angaben verfügbar. Pyren ist verschiedentlich bei Hautapplikationen an Mäusen auf seine karzinogene Wirkung getestet. Die Testergebnisse sind negative. Bei Kombination von Pyren und Benz(a)pyren wird eine Verstärkung der Karzinogenität von Benz(a)pyren festgestellt. Im Ames-Test bei exogener metabolischer Aktivierung ist die Verbindung mutagen. In der überwiegenden Zahl anderer Testsysteme konnte eine mutagene Aktivität nicht nachgewiesen werden.

Umweltverhalten:

Unter den polycyclischen Aromaten ist Pyren durch eine mittlere Wasserlöslichkeit und Lipophilie charakterisiert. Sorptionskoeffizienten und Biokonzentrationsfaktoren weisen auf eine relativ hohe Bio- und Geoakkumulationstendenz hin. Pyren ist u. a. Bestandteil von Erdölen und in relativ hohen Konzentrationen in Kohlenteer enthalten. Pyren wird als ubiquitär bezeichnet.

Siehe auch:

Migrationsverhalten von PAK in Grundwasserleitern

Hinweise für die Anwendung von MNA bei sanierungsbedürftigen Grundwasserverunreinigungen durch PAK

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Pyridin

Farblose Flüssikgeit mit scharfem, stechenden und unangenehmen Geruch. Biologisch leicht abbaubar.

Verwendung:

Pyridin findet in der pharmazeutischen Industrie, Leder- und Baumwollindustrie sowie der Farbenherstellung Verwendung als Lösungsmittel und als Insektizid.

Schadwirkung:

Langzeitexposition über 4 Monate mit 1.000 mg/m³ führen bei Meerschweinchen zu Gewichtsverlusten, Verminderung der Körpertemperatur, hypochronischer Anämie, Leberzirrhose sowie zu Lipoidablagerungen (siehe Lipoide) in der Leber. Kontinuierliche Expositionen von Ratten über 2 Monate gegenüber 1 mg/m³ vermindern die Cholinesteraseaktivität. 0,1 mg/kg sind ohne entsprechende Wirkung. Injektion von 300 mg/kg über 10 d verursacht bei Ratten Erhöhungen des Energie- und Synthesestoffwechsels. Als spezifische Effekte bei Langzeitexposition werden Hemmungen des Ammoniakmetabolismus in Hirn, Leber und Niere festgestellt. Es gibt keine Angaben zu genotoxischen Effekten. Nach erfolgter Resorption wird Pyridin im Organismus relativ schnell in alle Organstrukturen verteilt, die höchsten Konzentrationen sind im Blut, der Niere und dem Gehirn analysiert.

Umweltverhalten:

Auf Grund der Wasserlöslichkeit und Flüchtigkeit verbunden mit einer geringen Bio- und Geoakkumulationstendenz, besitzt Pyridin eine relativ hohe Mobilität und Dispersionstendenz in und zwischen Hydro-, Pedo- und Atmosphäre (siehe Pedosphäre). Bei Ausbringung von 75 mg Pyridin/100 g Boden ist die Substanz nach 129 d nicht mehr nachweisbar. Im Vergleich zu Benzol ist der Pyridinring durch eine erhöhte chemische und biologische Stabilität charakterisiert. Kombinierte Applikationen von Pyridin und Phenol erhöhen die Pyridinstabilität in Böden.

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