Maria Uhl Oliver Gans Britta Grillitsch Maria …

1 grundlagen zur Risikoabsch tzung f r quatern re AmmoniumverbindungenMaria UhlOliver GansBritta GrillitschMaria F rhackerNorbert Kreuzinger BERICHTEBE-271 Wien, 2005 Projektleitung Umweltbundesamt, Dr. Oliver Gans Autoren Expositionsanalyse Umweltbundesamt, Dr. Oliver Gans, Ing. Andrea Sitka Indirekteinleiter Universit t f r Bodenkultur, Prof. Dr. Maria F rhacker, Celine Lesueur, Kl ranlagen Technische Universit t Wien, Dr. Norbert Kreuzinger, Dr. Manfred Clara, Dr. Birgit Strenn Wirkungsanalyse Veterin rmedizinische Universit t, Prof.

2 Dr. Britta Grillitsch , Mag. Verena Kucera-Hirzinger, Mag. Christian Scheder, Horst Zornig Risikoanalyse Umweltbundesamt, Dr. Maria Uhl Dieses Projekt wurde im Rahmen des Forschungsprogramms Pfeil 05 des Lebensministeriums mitfinanziert Impressum Medieninhaber und Herausgeber: Umweltbundesamt GmbH Spittelauer L nde 5, 1090 Wien/ sterreich Eigenvervielf ltigung .. Gedruckt auf Recyclingpapier Umweltbundesamt GmbH, Wien, 2005 Alle Rechte vorbehalten ISBN 3-85457-774-5 grundlagen -QAV Inhalt 3 INHALT 1 EINLEITUNG .. 5 2 QUATERN RE AMMONIUMVERBINDUNGEN.

3 7 Einsatz und Verwendung von Gesetzliche Auswahl von mengenm ig und toxisch relevanten QAVs als Leitsubstanzen ..11 3 MODELLSUBSTANZEN .. 13 Benzalkoniumchloride ..13 4 EXPOSITIONSANALYSE .. 20 Entwicklung von analytischen Analysenumfang ..23 Ergebnisse der Schlussfolgerungen der Expositionsanalyse ..31 5 INDIREKTEINLEITER .. 32 Auswahl der Indirekteinleiter ..32 Entnahme von repr sentativen Proben bei Grundlagenarbeiten zur Ermittlung von Reduktionsm glichkeiten durch Advanced Oxidation Processes (AOP) ..50 6 66 Grundlegende Versuche zur Hemmwirkung ..67 Ermittlung charakterisierender Stoffeigenschaften in der Kl ranlage.

4 85 7 WIRKUNGSANALYSE .. 104 Einleitung ..104 Material und Methoden ..105 Ergebnisse ..112 8 RISIKOANALYSE .. 131 grundlagen der Risikoabsch Ermittlung der PNEC-Werte anhand der Literatur und den Ergebnissen der vorliegenden Vergleich der PNEC-Werte mit den Werten der vorliegenden Studie ..137 Schlussfolgerungen der Risikoabsch grundlagen -QAV Inhalt 4 9 10 11 VERZEICHNISSE ..153 Tabellenverzeichnis ..153 Abbildungsverzeichnis ..155 grundlagen -QAV Einleitung 5 1 EINLEITUNG Quatern re Ammoniumverbindungen (QAVs) sind eine wirtschaftlich bedeutende Klasse von Industriechemikalien.

5 QAVs geh ren zur Gruppe der Tenside, Stoffe mit oberfl chenaktiver Wirkung. Es sind Stoffe, die in ihrem Molek l eine hydro-phobe (wasserabweisende) Alkylkette und eine hydrophile (wasserl sliche) Grup-pe vereinen. QAVs geh ren zu den sogenannten kationischen Tensiden. Tenside reichern sich an den fetth ltigen Zellmembranen lebender Organismen an und k nnen so die normalen Funktionen der Zellmembranen beeintr chtigen. Auf-grund dieser Wirkung k nnen vor allem die kationischen Tenside auch als Desin-fektionsmittel eingesetzt werden. Die mikrobiozide (keimabt tende) Wirkung ist nur dann gegeben, wenn der am N-Atom gebundene Alkylrest eine Kettenl nge von 8 - 18 C-Atomen aufweist.

6 Aufgrund dieser Eigenschaften werden QAVs in zahlreichen Produkten und zu-nehmend auch in Konsumartikeln eingesetzt. F r Haushalte werden QAV-h ltige Reiniger und Seifen angeboten. Im ffentlichen und industriellen Bereich gibt es zahlreiche Anwendungsgebiete quatern rer Ammoniumverbindungen. QAVs werden in Krankenh usern, bei der Lebensmittelverarbeitung, in der Landwirtschaft und in der Industrie gen tzt. Be-z glich ihrer Verbreitung in der Umwelt, ihrer Abbaubarkeit sowie ihrer Wirkung auf Nicht-Ziel-Organismen gibt es jedoch Wissensl cken und Forschungsbedarf.

7 Die-ses Forschungsprojekt hatte zum Ziel, grundlagen zu einer Risikoabsch tzung quatern rer Ammoniumverbindungen zu erarbeiten. Es gliederte sich in einzelne Fachbereiche auf: gemeinsame Ziele im Rahmen dieses Projekts waren die kom-pilatorische Ermittlung und strukturierte Analyse von in der Prim rliteratur vorlie-genden Daten zur aquatischen kotoxizit t, Exposition und Stoffeigenschaften sowie ein Vergleich der Literaturdaten mit den in der Studie ermittelten Daten. Im Rahmen dieser Studie wurde eine Auswahl von toxisch und auch mengenrele-vanten Leitsubstanzen der quatern ren Ammoniumverbindungen getroffen.

8 Durch Literaturrecherchen (Analyse von Sicherheitsdatenbl ttern, Datenbank der Wiener Umweltanwaltschaft, Recherchen zu toxikologischen Wirkkonzentrationen in Da-tenbanken, Durchsicht von relevanten rechtlichen Dokumenten) und Befragung von Herstellern sollte eine Absch tzung der Einsatzmengen in den unterschiedli-chen Verwendungsbereichen getroffen werden. Es wurden Recherchen ber den Einsatz der QAVs in der EU sowie ber deren etwaige Einstufung als Biozide durchgef hrt sowie gekl rt, f r welche Substanzen bereits Risikobewertungen vorliegen. Zur Ermittlung der Exposition wurden analytische Methoden zur Bestimmung der ausgew hlten Leitsubstanzen in Oberfl chenwasser, Abwasser sowie Sediment und Kl rschlamm entwickelt und validiert.

9 Schlie lich wurde ein erstmaliges Screening von ausgew hlten Oberfl chengew ssern und Sedimenten, Indirektein-leiter, Kl rschlamm sowie Abwasser kommunaler Kl ranlagen auf QAVs in ster-reich durchgef hrt. Weiters wurden Grundlagenarbeiten zur Ermittlung von Reduktionsm glichkeiten dieser Substanzen durch Advanced Oxidations Processes (AOP) durchgef hrt. Die Bedeutung der QAVs f r Kl ranlagen wurde insbesondere auf Hemmwirkung f r Nitrifikation bewertet und spezifische Eigenschaften wie Adsorption und Abbau-verhalten erhoben. grundlagen -QAV Einleitung 6 Zur Charakterisierung kotoxikologischer Wirkungen von QAVs auf aquatische Or-ganismen wurde eine zweidimensionale Literaturdatensammlung aufgebaut und einer strukturierten Analyse unterzogen, daraus Wirkkonzentrationsbereiche zu-sammengefasst und durch eigene Experimente mit repr sentativen aquatischen Kleinlebewesen in standardisierten Biotests berpr ft und erg nzt.

10 Weiters wurde eine vorl ufige kotoxikologische Risikoabsch tzung anhand der im Rahmen dieser Studie erhobenen Daten und der Daten aus der vorhandenen Lite-ratur durchgef hrt. Besonderes Augenmerk dieser Studie lag in dem Aufzeigen von Datenl cken. grundlagen -QAV Quatern re Ammoniumverbindungen 7 2 QUATERN RE AMMONIUMVERBINDUNGEN Einsatz und Verwendung von QAVS Laut Berichten der chemischen Industrie wird der j hrliche globale Verbrauch kati-onischer und amphoterischer Tenside auf 1,16 Millionen Tonnen gesch tzt. Der zuk nftige Bedarf wird demnach weiterhin steigen und 1,97 Millionen Tonnen im Jahr 2005 betragen.