Alkylphenole und Alkylphenolethoxylate: freiwillige Maßnahmen der Industrie führen zur Verminderung der Umweltbelastung

Alkylphenolethoxylate (APEO) sind nicht-ionische Tenside, die in Industrie und Technik vielfältig eingesetzt werden Einige ihrer Ausgangs- und Abbauprodukte sind in der Umwelt persistent, bioakkumulierend, endokrin wirksam und hochtoxisch für aquatische Organismen. Seit dem Verzicht der deutschen Industrie auf APEO in Reinigungsmitteln in den Jahren 1986 und 1992 ist die Belastung von Brassen aus Rhein, Elbe und Saar mit APEO und ihren Abbauprodukten deutlich gesunken. Miesmuscheln aus Nord- und Ostsee wiesen im Allgemeinen niedrigere Konzentrationen auf, die im Untersuchungszeitraum weiter abnahmen.

Die wirtschaftlich bedeutendsten Alkylphenole und Alkylphenolethoxylate sind die 4-Nonyl- und 4-Octylverbindungen. In Kläranlagen werden die Ethoxylate sukzessive zu kürzerkettigen Homologen und schließlich zu den entsprechenden Alkylphenolen abgebaut.
Wegen ihrer negativen Effekte auf die Umwelt verzichtet die deutsche Industrie seit 1986 bzw. 1992 auf den Einsatz von APEO in Haushalts- und Industriereinigern. Auf europäischer Ebene folgten entsprechende Maßnahmen in Bezug auf Nonylphenolethoxylate in den Jahren 1995 (Haushaltsreiniger) und 2000 (Industriereiniger). Darüber hinaus werden seit 2002 europaweit keine APEO-haltigen Flockungsmittel mehr in Kläranlagen eingesetzt.
Um die Belastung aquatischer Organismen zu erfassen und die Wirksamkeit der regulatorischen Maßnahmen zu überprüfen, wurden Brassen aus deutschen Fließgewässern und Miesmuscheln aus Nord- und Ostsee auf 4-Nonylphenol (4NP), 4-Nonylphenolmonoethoxylat (4NP1EO), 4-tert-Octylphenol (4tOP)und 4-tert-Octylphenolmonoethoxylat (4tOP1EO) untersucht.

Belastung von Brassen aus deutschen Fließgewässern

Entsprechend dem höheren Marktanteil der NPEO-Produkte im Vergleich zu den OPEO-Produkten war die Belastung der Fische durch Nonylverbindungen höher als durch Octylverbindungen (Faktoren von 5 bis 93). Von den hier untersuchten Flüssen ist die Exposition mit AP und APEO in der Saar am höchsten. Besonders auffällig sind die hohen 4NP1EO-Konzentrationen in Fischen von der Staustufe Güdingen, die sich im Untersuchungszeitraum 1992 bis 2001 über einen Bereich von 29 - 324 ng/g  Frischgewicht (FG) erstreckten. Brassen aus Rhein und Elbe wiesen deutlich niedrigere Gehalte auf, die teilweise auch unterhalb der Bestimmungsgrenzen lagen. Im Untersuchungszeitraum nahm die Belastung an allen Probenahmeflächen ab.

Konzentrationen an 4-Nonylphenolmonoethoxylat (4NP1EO) in der Muskulatur von Brassen in Rhein, Elbe und Saar
Abb. 1: Konzentrationen an 4-Nonylphenolmonoethoxylat (4NP1EO) in der Muskulatur von Brassen in Rhein, Elbe und Saar Vergrößert anzeigen

 

Konzentrationen an 4-Nonylphenol (4NP) in der Muskulatur von Brassen in Rhein, Elbe und Saar
Abb. 2: Konzentrationen an 4-Nonylphenol (4NP) in der Muskulatur von Brassen in Rhein, Elbe und Saar Vergrößert anzeigen

 

 Konzentrationen an 4-tert-Octylphenol (4tOP) in der Muskulatur von Brassen in Rhein, Elbe und Saar
Abb. 3: Konzentrationen an 4-tert-Octylphenol (4tOP) in der Muskulatur von Brassen in Rhein, Elbe und Saar Vergrößert anzeigen

 

Belastung von Miesmuscheln aus Nord- und Ostsee

Miesmuscheln aus der südlichen Nordsee (Eckwarderhörne) wiesen höhere Belastungen auf als Muscheln aus dem Schleswig-Holsteinischen Wattenmeer und der Ostsee. Die 4NP-Gehalte in Muscheln aus Eckwarderhörne lagen im Bereich von unterhalb der Bestimmungsgrenze (< 2 ng/g) bis zu 9,7 ng/g FG. Im Untersuchungszeitraum 1986 bis 2001 konnte eine deutliche Abnahme beobachtet werden: nach 1997 lagen die Konzentrationen unterhalb der Bestimmungsgrenze. 4NP1EO wurde bereits seit 1990 nicht mehr in Muscheln nachgewiesen. Die Gehalte an 4tOP waren generell gering (< 0,2  bis 0,5 ng/g FG) und 4tOP1EO konnte zu keinem Zeitpunkt quantifiziert werden.

Konzentrationen an 4-Nonylphenol (4NP) in Miesmuscheln aus Nord- und Ostsee
Abb. 4: Konzentrationen an 4-Nonylphenol (4NP) in Miesmuscheln aus Nord- und Ostsee Vergrößert anzeigen

 

Bedeutung der Ergebnisse

Die Untersuchungen belegen den Erfolg der verschiedenen freiwilligen Maßnahmen zur Verminderung der Alkylphenolethoxylat- und Alkylphenol-Einträge in Oberflächengewässer. Eine Umrechnung der Gewebekonzentrationen auf Wasserkonzentrationen ergibt, dass im Jahr 2001 die Nonylphenol- und Octylphenolkonzentrationen unterhalb der im Rahmen der Wasserrahmenrichtlinie abgeleiteten Umweltqualitätsnormen für 4-Nonylphenol (0,3 µg/L) und für 4-tert-Octylphenol (0,1 µg/L Binnengewässer bzw. 0,01 µg/L sonstige Oberflächengewässer) lagen und somit nicht von einer Gefährdung der aquatischen Umwelt durch diese Stoffe auszugehen war.

Empfohlene Steckbriefe

Probenarten

Brassen Bioindikator in Fließgewässern und Seen
Miesmuschel In Nord- und Ostsee weit verbreitete Muschelart, die zu den wichtigsten essbaren Muscheln zählt

Analyte

Alkylphenolverbindungen Gruppe nichtionischer Tenside und ihrer Abbauprodukte

Probenahmegebiete

Elbe Viertgrößtes Flussgebiet Mitteleuropas
Saar, Staustufe Güdingen Die Saar beim Eintritt in den Saarländischen Verdichtungsraum
Saar, Staustufe Rehlingen Die Saar beim Austritt aus dem Saarländischen Verdichtungsraum
Rhein Längster Fluss Deutschlands
NP Vorpommersche Boddenlandschaft Nationalpark im größten Brackwasserlebensraum der Erde
BR/NP Wattenmeere Nationalpark im größten zusammenhängenden Schlick- und Sandwatt der Welt.

Weiterführende Informationen

Literaturangaben