Dioxine: Teil 2



Forts. Exkurs: Müllverbrennungsemissionen:

2. Aufteilung der Schadstoffe:

Aus MVAs werden drei Gruppen von Schadstoffen emittiert (Reihenfolge mit steigender Giftigkeit):
  1. Gasförmige Stoffe: Schwefeldioxid SO(2), Salzsäure HCl, Stickoxide NO(x), Kohlenmonoxid CO, Blausäure HCN, Flußsäure HF
  2. Schwermetalle: Zink Zn, Kupfer Cu, Chrom Cr, Nickel Ni, Antimon Sb, Blei Pb, Cadmium Cd Quecksilber Hg
  3. Organische Stoffe: Phenole, Benzole, Styrole, Naphtaline, Anthracene, Phenantrene, Fluorene, Azobenzole, Azoxybenzole, Hydrazobenzole, Biphenylene, Xanthene, Quinoline, Biphenylether, Benzpyrene, Dibenzofurane, Dibenzodioxine
Die folg. Tabelle zeigt die Gesamtemission der MVA Burgkirchen [85] :

Tab. 2: Gesamtemission der MVA Burgkirchen: Rauchgasinhaltsstoffe in 1400 Mio qm Rauchgas

__________________________________________________

Inhaltsstoffe                    Menge
__________________________________________________
CO                               >  15 t
NO(x)                            > 200 t
HCl                              >  22 t
SO(2)                            >  70 t
HF                               >   0,45 t
Staub                            >  18 t
__________________________________________________
__________________________________________________

Schadstoffe                      Menge
__________________________________________________
Klasse I (Cd, Hg, Ti)            > 150 kg
Klasse II (As, Co, Ni, Se)       > 450 kg
Klasse III (Sb, Pb, Cr, Zn,
            Cu, Mn, V)           > 750 kg
PCDD/F                           > 200 g (!!)
__________________________________________________
MVAs produzieren 6 mal soviel Kohlendioxid in Bezug auf die verbrannte Menge wie Kohle oder Ölverbrennung. Das emittierte CO(2) kann nicht gefiltert werden.

Tab. 3: Atmosphärenbelastung durch Müllverbrennung (Anlage Nürnberg, renoviert und nachgerüstet) [86] :

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Schadstoffe     Emissions-     Massenstrom  Toleranzwert  Luftverbrauch
                konzentration                             zur Verdünnung
                [x/qm]         [x/h]        [x/qm]        [Mio. qm/h]
______________________________________________________________________________
Dioxin-Aequiv.     2,2  ng     500  µg      30 fg         15.000
2,3,7,8-TCDD       0,22 ng      50  µg      30 fg          1.500
HCB               60    µg      13   g      20 ng            750
Hg               100    µg      21   g      40 ng            500
NO(x)            240    µg      50  kg      80 µg            630
Cd                20    µg      4    g      40 µg            100
SO(2)             80    mg     17   kg     140 µg            120
HCl               45    mg      9,5 kg     100 µg             95
Pb               300    µg     63    g                        30
Staub             20    mg      4   kg     150 µg             30
CO                60    mg     13   kg      10 mg              1
______________________________________________________________________________
mg = Milligramm = 1 Tausendstel Gramm = 10-3
µg = Mikrogramm = 1 Millionstel Gramm = 10-6
ng = Nanogramm = 1 Milliardstel Gramm = 10-9
pg = Pikogramm = 1 Billionstel Gramm = 10-12
fg = Femtogramm = 1 Billiardstel Gramm = 10-15

2,3,7,8-TCDD = 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo(-para-)dioxin
HCB = Hexachlorbenzol
Hg = Quecksilber
NOx = Stickoxide (NO, NO2)
Cd = Cadmium
SO2 = Schwefeldioxid
HCl = Chlorwasserstoff
Pb = Blei
CO = Kohlenmonoxid

Die folg. Abb. verdeutlicht die Angaben in der Tabelle:

Abb. 8: Benötigte Atmosphärenluft zur Verdünnung bis zur toxikologischen Toleranzgrenze (MVA Nürnberg):

Folgende Luftmengen pro Stunde sind notwendig, um die in Spalte 3 (Massenstrom) der Tab. 3 angegebenen Mengen soweit zu verdünnen, daß sie toxikologisch unbedenklich sind:


Die Abb. verdeutlicht die toxikologische Größenordnung des Supergiftes 2,3,7,8-TCDD:

In einer Stunde wird die 1.000.000.000-fache (10 9-fache) Gewichtsmenge NOx (50 kg) emittiert wie an 2,3,7,8-TCDD (50 µg).

Für diese winzige Menge TCDD wird jedoch doppelt soviel Luft benötigt, um sie bis zur toxikologischen Toleranzgrenze zu verdünnen !!!

3. Wirkung der Schadstoffe

Tab. 4: Wirkung der Schadstoffe aus MVAs:
__________________________________________________________
Substanz       toxikologische Wirkung
______________________________________________________________
CO             gefährliches Atemgift; Blockade
               des Sauerstofftransportes
NO(x)          Atemgift; Blockade des Sauerstofftransportes;
               Ozonbildung
SO(2)          Spasmen der Lungenmuskulatur; bei Pflanzen:
               Zerstörung des Chlorophylls; saurer
               Regen durch Bildung von schwefliger Säure
HCN            Atemgift; Blockade des Sauerstofftransportes;
               Potenzierung einer CO-Vergiftung; Hirn- und 
               Herzschädigung
Blei           Nervosität, Lämungen, Bluthochdruck,
               Herzerkrankungen
Cadmium        Bluthochdruck, Nieren-Insuffiziens, Atemwegs-
               erkrankungen, Osteoporose;
               Akkumulation in Pflanzen
Chrom          Haut- und Atemwegsentzündungen
Quecksilber    Nervosität, Gedächtnisstöhrungen
______________________________________________________________

4. Schwermetallbelastung im Mutterboden

Die vom Filter zurückgehaltenen Stäube und die Schlacken wandern auf die Deponie, wo sie irgendwann durch Regenwasser durchspühlt werden und wasserlösliche Giftstoffe an das Grundwasser (Trinkwasser) abgeben.

Tab. 5: Schwermetallbelastung im Mutterboden(400 m vor der MVA Iserlohn)

_______________________________________________________________
Metall           Belastung               Hintergrundwert [87]
                 mg/kg Trockensubstanz   mg/kg Trockensubstanz
                 (ppm)                   (ppm)
_______________________________________________________________
Arsen             451,6                  20
Blei             1092,0                  50
Cadmium            17,6                   1
Kupfer           2557,6                  50
Quecksilber         3,09                  0,5
Thallium            1,40                 --
Zink             5838,5                 200
________________________________________________________________
Summe            9982
________________________________________________________________

5. Dioxinbildung durch MVAs


Durch Verbrennung chlorhaltiger Abfälle (z.B. Holzschutzmittel , chlorierte Biphenyle PCB , PVC) in Anwesenheit zweiwertigen Kupfers (aus Elektroartikeln) und Sauerstoff entstehen eine ganze Anzahl schwerabbaubarer Chlorkohlenwasserstoffe, u.a. die Klasse der ultratoxischen Supergifte "Polychlorierte Dibenzo-dioxine" (PCDD) und "Polychlorierte Dibenzofurane" (PCDF). Diese Stoffe entstehen vorwiegend -unabhängig von Betriebsbedingungen- im Niedertemperaturbereich von 300 grad C [88] , [89] , [90] .

MVAs sind in der BRD die größten Dioxinquellen, die wir haben:

Tab. 6: PCDD/F- und TCDD/F-Emissionen verschiedener Quellen [81] :
______________________________________________________________________________________
Emittent                 Konzentration in ng/qm                 Bemerkungen
                  ___________________________________________
                   Summe       Summe      2,3,7,8-   2,3,7,8-
                    PCDD        PCDF       TCDD       TCDF
_______________________________________________________________________________________
Otto- und          0,3-1,0     0,1-0,2     n.n.       n.n.       keine Tetra-, Penta-    
Dieselmotoren                                                    CDD/F, aber Mono- bis
                                                                 Tetrabromdibenzodi-
                                                                 oxine u. Furane
                               
Steinkohle         gr. 0,5     gr. 0,1     n.n.       n.n.       keine Tetra-, Penta,-
feuerung                                                         oder Hexaverbindungen
                                                                 nachweisbar

Holzverschwe-       5-50       3-30        n.n.       n.n.       keine 2,3,7,8-TCDD
lung/-verbren-                                                   nachweisbar
nung

kommunale          50-2.000  140-10.000   0,2-4,8    0,8-120     teilweise bromierte
Muellverbren-                                                    bzw. bromiert/chloriert
nung                                                             Verbindungen

Verbrennung         5-20      10-40     gr. 0,1       0,8        bromierte, sowie ge-
von Holz/Oel/                                                    mischt bromiert/chlo-
Polystyrolhart-                                                  rierte Verbindungen
schaum

Wirbelschicht                                                    keine Tetra-, Penta-
(Kohle)                                                          Verbindungen
mit und            gr. 5       gr. 1       n.n.       n.n.
ohne                n.n.        n.n.       n.n.       n.n.
Altoelzusatz

Wirbelschicht      20-550     80-2.300   0,10-0,34     -
(Abfall)

Sondermuell-       gr. 100     gr. 400    gr. 0,1    gr. 1,0
Verbrennung
________________________________________________________________________________________
Tab. 7: Geschätzte Dioxinemissionen aus einigen bekannten Quellen in Schweden [93] :
______________________________________________________________________________
Quelle                                        Emissionen
                                              Geschaetzte Mengen an Dioxin-
                                              aequivalenten in 
                                               g/a        % an Gesamtemission
______________________________________________________________________________
Muellverbrennungsanlagen (MVA) (Rauchgas)     50-100          33,3

Kraftfahrzeuge                                 5- 15           4,4

Eisen-, Stahl- u.a. metallverarbeitende       50-150          44,4 
Betriebe (Rauchgas)

Holz- und Papiermuehlen (Rauchgas)             4-  6           2,2    

Holz- und Papiermuehlen (Abwasser)            15- 30           8,9

Kohlebefeuerte Kraftwerke (Rauchgas)             1             0,4

Krankenhausmuellverbrennung (Rauchgas)          10             4,4

Problemmuellverbrennung (Rauchgas)             2-  6           1,8
______________________________________________________________________________

6. PCDD/F-Bildung durch PVC-Verbrennung:


Nach einigen Untersuchungen von Hagenmaier [94] ließ sich nachweisen, daß

die Bindungsform, in der das Chlor in die Verbrennungsanlage eingebracht wird, ob organisch oder anorganisch, keine entscheidende Rolle bei der Dioxinbildung spielt.

Die Untersuchung von Filterstäuben aus der thermischen Metallrückgewinnung durch Kabelverschwelung (auschließlich PVC-ummantelte Kabel ) hatte ergeben, daß hier hohe Dioxingehalte mit dem gleichen Isomeren-Verteilungsmuster vorhanden waren wie bei der gewöhnlichen Hausmüllverbrennung. Hiermit war auch der Erweis erbracht, daß aus PVC keine Dioxine gebildet werden können.

7. Verhalten von Dioxinen im Boden:

Dioxine sind im Boden extrem persistent. Ihr Abbau erfolgt noch langsamer als bei den PCBs. Als HWZ wird im Boden mindestens 10 Jahre angenommen. Die Bindung erfolgt in hohem Maße an Bodenpartikel, insbesondere an anorganisches Material. Messungen in Seveso ergaben, daß nach einem Jahr 90 % der Ausgangsmenge in den obersten 35 cm gebunden waren.
Die Verdunstung von TCDD aus dem Boden wird auf 5 % geschätzt (UBA 1983).
Der Fingerabdruck der Dioxinursprungsquellen durch das Isomeren-Verteilungsmuster läßt nach Untersuchung von Messungen nach K. Lützke [81] den Schluß zu, daß 90 % der aus Verbrennungsprozessen emittierten Dioxine und 99 % der Furane aus MVAs stammen.

Die folg. Tabelle zeigt die verschiedenen Konzentrationen von PCCD/F in unterschiedlichen Produktionsmedien:

Tab. 8: Konzentrationen von PCCD/F und deren Herkunft aus unterschiedlichen Produktionsprozessen:

__________________________________________________________________________________
Konzentration        Herkunft
__________________________________________________________________________________
%% = 10 h(-3) g/g = g/kg     -Produktionsrückstände zur Deponierung oder 
                              Verbrennung aus der PCP, HCH, 2,4,5-T -Produktion
                             -Pyrolyse von PCB

ppm = 10 h(-6) g/g = mg/kg   -Chemikalien: 
                               Chlorphenole
                               Chlorphenoxyessigsäure
                               Hexachlorophen
                               Chlordiphenylether
                               PCB, u.a.
                             -Müllverbrennung

ppb = 10 h(-9) g/g = mcg/kg  -Unfälle
                               kontaminierte Flächen, Stoffe, Pflanzen, Tiere,
                               Menschen
                             -Deponiesickeröl

ppt = 10 h(-12) g/g = pg/g   -Holzverbrennung
                             -Tabakrauch
                             -ubiquitäre Belastung von Pflanzen, Tieren, Menschen,
                              Boden, Straßenstaub, Sedimenten
___________________________________________________________________________________

8. Anreicherung in Nahrungsmitteln:

Dioxine werden in der Nähe von MVAs auf Weidegebieten exponiert, wo sie durch weidende Kühe aufgenommen werden. Es wurden Messungen in der Niederlande im Jahre 1989 vorgenommen, die je nach Standort Mittelwerte zwischen 60 - 338 pg > ( ITEF ) ergaben [9, III-3, Müllverbrennungsemissionen, S. 16-17] .
Folg. vorläufige Grenzwerte wurden festgelegt:

Tab. 9: Dioxin-Grenzwerte für Trinkmilch in einigen Ländern , (ITEF , siehe dort)

____________________________________________________________________________________
Land                 Dioxin-Grenzwerte für Trinkmilch
____________________________________________________________________________________
BRD                  350   pg ITEF/kg 
                      10   pg ITEF/kg u. Tag (lt. UBA)
                       1   pg ITEF/kg u. Tag (lt. US-EPA), Menzel und Wassermann)
                       0,1 pg ITEF/kg u. Tag (anzustrebender Grenzwert lt. US-EPA)
                       
Niederlande          210   pg ITEF/kg
____________________________________________________________________________________
Die wenigen analytischen Werte weisen darauf hin, daß in erster Linie Meeresfrüchte und in zweiter Linie Milchprodukte Hauptquellen der menschlichen Dioxinbelastung sind.

Folg. Mengen TCDD-ITEF s wurden in Wasserorganismen gefunden [96] :

_________________________________________
Robbe:                   108,7 ppt
Hering:                    3,5 ppt
Dorschleber:               8,1 ppt
Lachs:                    77,9 ppt
_________________________________________
Vorläufige Abschätzung der täglichen Aufnahme von 2,3,7,8-TCDD eines Erwachsenen aus dem Fettverzehr: [97]
__________________________________________________________________
Art des Fettes          Verzehrmenge        2,3,7,8-TCDD
                                            Gehalt     Aufnahme
                        g/d                 pg/g       pg/d
__________________________________________________________________
Fleisch- und
Wurstwaren              37,6                0,03       1,13

Milch, Milchprodukte,  
Backwaren, Naehr-
mittel, Suesswaren      40,4                0,20       8,08

Eier und Eierprodukte    3,9                0,03       0,12

Fische                   0,9                4,70       4,23

Pflanzl. Fette, Obst,
Gemuese, Mayonnaisen,
Kartoffeln              33,3                0,03       0,83

___________________________________________________________________
Summe                  116,1                4,99      14,39
___________________________________________________________________
Am beunruhigendesten sind Konzentrationen von Dioxinen in der Muttermilch. Die Meßwerte liegen weit oberhalb der tolerablen Tagesdosis und es besteht Grund zu der Annahme, daß Neugeborene für das Supergift besonders empfindlich sind. Wahrscheinlich führen Dioxine schon an der Nachweisgrenze zu Immunschäden.

Tägliche Aufnahme von PCDD/F eines Säuglings aus der Muttermilch: [97]

_________________________________________________________________________
2,3,7,8-TCDD:                                          8-33 pg/kg KG/d
TCDD-Aequivalente der uebrigen PCDD/F:               29-162 pg/kg KG/d
_________________________________________________________________________
Summe:                                              37-195 pg/kg KG/d
_________________________________________________________________________


           
    


Dioxine: Teil 3

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Letzte Aktualisierung:  12/1995