Detaillierte Risikoanalyse zu bromierten Flammschutzmitteln
Die Toxizität einer BFR-Exposition steht u.a. im Zusammenhang mit Diabetes, neurologischen Verhaltens- und Fortpflanzungsstörungen, Krebs sowie Schilddrüsenerkrankungen. Um Wissenschaftlern, Umwelt- und Aufsichtsbehörden wie auch Industrie zuverlässige Informationen zu Nachteilen durch BFR zu liefern, machte sich das EU-finanzierte Projekt ELUTE neueste Fortschritte bei analytischen Messtechniken zunutze. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Erfassung von Daten, um den nachhaltigeren Einsatz persistenter organischer Bromide und anderer Chemikalien zu fördern. Bei den meisten Analysen wurde berücksichtigt, dass einige BFR wie polybromierte Diphenylether (PBDE) bereits verboten wurden. Vor allem muss zwischen diesen konventionellen und "neuartigen" bzw. "neu auftretenden" BFR unterschieden werden. Genauigkeit und Eignung von Messtechniken Die Forscher führten mit einem tragbaren XRF-Gerät (Röntgenfluoreszenzspektrometer) detaillierte Messungen der Bromkonzentrationen in Abfallstoffen durch. Einschränkend galt, dass hohe Bromkonzentrationen dabei nicht immer auf ein inzwischen verbotenes BFR zurückgehen. "Eine hohe Bromkonzentration bedeutet nicht unbedingt, dass das Produkt auch den Grenzwert für ein verbotenes BFR überschreitet. Stattdessen haben wir gezeigt, dass es zu "falschpositiven Ergebnissen" kommt, wenn die Überschreitung des Grenzwertes auf ein noch zugelassenes BFR zurückgeht", erklärt Projektkoordinator Prof. Stuart Harrad. Diese Informationen werden Aufsichtsbehörden pragmatische Lösungsansätze aufzeigen, damit Produkte, aus denen verbotene BFR auslaugen, nicht in den Abfallstrom gelangen. Konkret könnte dann mit der herkömmlichen Methode davon ausgegangen werden, dass Artikel mit zu hohem Bromwert den Grenzwert für verbotene BFR überschreiten. ELUTE führte eine Studie durch, um festzustellen, ob die zunehmende Produktion und Verwendung von BFR die PBDE-Werte in der Umwelt erhöht hat. "Wir verwendeten einen Ausstecher mit größerem Durchmesser (Big Ben, benannt nach seinem Entwickler), was von entscheidender Bedeutung ist, da hochmoderne Messtechniken für herkömmliche bromierte Dioxine und Furane Spurenkonzentrationen ermitteln und nur mit größtmöglicher Probenmenge zuverlässige Daten liefern", erläutert Prof. Harrad. Auswirkungen auf Umwelt und Entwicklung Da sich in der Umwelt konventionelle mit Hunderten neuer BFR vermischen, die diese inzwischen ersetzen, lassen sich die genauen Effekte von BFR nur schwer bestimmen. Hierzu lieferte ELUTE wichtige erste Aussagen zu einem derzeit gängigen BFR im menschlichen Stoffwechsel. "Das Team erfasste in Sedimenten der Themse Basisdaten zum Vorkommen neuer BFR, die jetzt statt der verbotenen BFR zugelassen sind", informiert Prof. Harrad. Weiter erschwert wird die Situation dadurch, dass sich bei der Verstoffwechslung von auslaugenden BFR neue Moleküle bilden. In-vitro-Methoden, die von den Projektforschern entwickelt wurden, lieferten erstmals Daten zur Verstoffwechslung des Tetrabromethylcyclohexans TBECH im menschlichen Körper, ein gängiges BFR, das beim Zebrabärbling Entwicklungsstörungen verursacht. Zudem verändert TBECH mutationsbedingt die Regulierung von Androgenrezeptoren und kann Prostatakrebs begünstigen. Professor Harrad erklärt, wie wichtig diese Forschungen sind: "Unsere Daten zur Verstoffwechslung von TBECH sind vor allem deshalb sinnvoll, weil wir auf diese Weise expositionsbedingte Konzentrationen im menschlichen Blut prognostizieren können." Schulungen für künftige BFR-Forschung und Recycling ELUTE ist ein ITN (Initial Training Network) zur Erstausbildung im Rahmen des Marie Curie-Programms, das vier Forschern in der Frühphase Grundlagenwissen und praktische Erfahrungen vermittelt. Neben der Förderung übertragbarer Qualifikationen für die künftige berufliche Laufbahn wird damit auch eine tragfähige Forschungsplattform für Analysen dynamischer Substanzen wie BFR geschaffen. Der Projekterfolg spiegelt sich in zwei Patentanträgen in analytisch-chemischer Messtechnik wider. Diese wurden von einem ESR eingereicht, der jetzt bei dem nicht-akademischen ELUTE-Partner ThermoFisher Scientific in Bremen forscht. Die Projektergebnisse wurden vom Team bereits mit einem tragbaren Röntgenfluoreszenzspektrometer in einem weiteren Projekt umgesetzt, das die irische Umweltschutzbehörde EPA in Auftrag gegeben hatte. Von besonderer Bedeutung sind die Forschungen im Zusammenhang mit BFR-haltigen Recyclingmaterialien. "Wir arbeiten mit einem großen britischen Kunststoffrecycler zusammen. In neuen Projekten sollen Lösungen für Kunststoffabfälle gefunden werden, die derzeit noch nicht recycelbar sind, weil der vorgeschriebene BFR-Grenzwert für eine Wiederverwertung als nachhaltige und rentable Produkte zu hoch ist", erklärt Prof. Harrad. "All dies kann die europäische Recycling-Wirtschaft konkurrenzfähiger machen."
Schlüsselbegriffe
ELUTE, BFR, Umwelt, Instrument, TBECH, Kunststoff, Recycling