Bayerisches Landesamt für
Umwelt

Persistente organische Schadstoffe (POP) als Problemstoffe

Einleitung

Prinzipiell kann jedes organische Molekül (d.h. kohlenstoff- und wasserstoffhaltige Substanzen) in der Umwelt vollständig zu den sehr stabilen Endprodukten Kohlendioxid und Wasser abgebaut werden. Dieser Abbau erfolgt durch (Mikro)organismen und/oder nicht biotische Umwelteinflüsse (z.B. Sonnenlicht). Allerdings gibt es zahlreiche organische Substanzen die nur sehr langsam abgebaut werden, also sehr stabil sind und in der Umwelt Jahrzehnte bis Jahrhunderte oder gar Jahrtausende verbleiben können. Dazu gehören zahlreiche vom Menschen synthetisierte Chemikalien, aber auch manche Substanzen die in der Natur z.B. bei Waldbränden gebildet werden. Solche Stoffe werden als persistent bezeichnet bzw. persistente organische Schadstoffe genannt. Im Englischen heißen sie persistent organic pollutants oder kurz POP. Die Bezeichnungen Schadstoff oder pollutant sagen zunächst nichts über die Giftigkeit der betreffenden Substanz aus, sondern beschreiben dass die Substanz unbeabsichtigt und unerwünscht fernab ihres eigentlichen Verwendungsortes in der Umwelt auftritt und verbleibt.

Problematische Eigenschaften

Der Eintrag von persistenten organischen Schadstoffen in die Umwelt ist ein irreversibler Vorgang da diese Substanzen nicht mehr aus der Umwelt zurückgeholt werden können. Viele dieser POP können aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften über weite Strecken auf atmospärischem Wege transportiert werden, entweder als Gase oder gebunden an feine und feinste Staubpartikel, und sich so global von den Tropen bis zu den Polen ausbreiten. Diese Substanzen sind zwar schwer flüchtig, aufgrund ihrer meist geringen Wasserlöslichkeiten zeigen sie dennoch eine gewisse Tendenz aus Wasseroberflächen oder feuchten Böden in die Atmosphäre überzutreten. Dies ist besonders bei den hohen Temperaturen der Tropen und Subtropen bzw. in den Sommermonaten auch in gemäßigten Breiten möglich. In den kühlen Klimazonen wiederum ist die Tendenz zur Deposition größer als die zur Verflüchtigung, d.h. diese persistenten Stoffe lagern sich, insbesondere mit dem Niederschlag, aus der Luft auf Wasser-, Boden- und Pflanzenoberflächen ab.
Außer dem atmospärischem Eintrag gelangen POP häufig durch Abwässer und Oberflächenabschwemmungen direkt in Gewässer. Sie zeigen dort meist eine ausgeprägte Tendenz zur Adsorption an Schwebstoffen und reichern sich dadurch in Sedimenten an.
Viele POP besitzen die unangenehme Eigenschaft sich in Lebewesen stark anzureichern, was als Bioakkumulation bezeichnet wird. Das bedeutet, dass in einem Organismus (z.B. Plankton oder Gras) im Gleichgewichtszustand eine höhere Konzentration einer Substanz erreicht wird als im umgebenden Medium (Wasser oder Luft). Bioakkumulierende Substanzen sind gegenüber einer Verstoffwechslung außerordentlich stabil, werden daher aus dem Organismus nur sehr langsam ausgeschieden und reichern sich aufgrund ihrer meist guten Fettlöslichkeit vorwiegend im Fettgewebe und fettreichen Organen stark an. Trotz sehr geringer Gehalte in der Umwelt können POP in Lebewesen zu so hohen Konzentrationen kumulieren, dass schädliche Effekte eintreten oder wahrscheinlich sind.

Internationale POP-Konvention

Aufgrund der problematischen Eigenschaften von POP trat im Mai 2004 eine internationale Konvention in Kraft mit dem Ziel, unter Berücksichtigung des Vorsorgeprinzips die menschliche Gesundheit und die Umwelt weltweit vor persistenten organischen Schadstoffen zu schützen. Die Substanzliste dieser Stockholm-Konvention umfasst derzeit zwölf organische Chlorchemikalien: Neben den PCB und chlorierten Dioxinen und Furanen sind es überwiegend Organochlorinsektizide, die in den Industriestaaten nicht mehr verwendet werden. Allerdings werden sie in Entwicklungsländern z.T. heute noch eingesetzt. Für DDT sieht die Konvention zur Malariavektorbekämpfung weiterhin eine eingeschränkte Verwendung vor. Neben der hohen politischen Bedeutung eines weltweiten verbindlichen Abkommens ist die Konvention vor allem wegen der weltweit auf etwa 500.000 t geschätzten Alt- und Lagerbestände an Pestiziden wichtig.
Die POP-Konvention ist ein dynamisches Instrument und sieht auch vor, weitere Schadstoffe in das Abkommen aufzunehmen. Hierzu wurden wissenschaftliche Kriterien, u.a. umweltrelevante physikalisch-chemische Substanzeigenschaften, festgelegt. Nach diesen Kriterien wird derzeit u.a. erwogen die als Flammschutzmittel verwendeten polybromierten Diphenylether (PBDE) in die internationale POP-Konvention aufzunehmen.

Das LfU hat von 2002 bis 2006 i.R. eines Projektes PBDE und persistente Organochlorverbindungen in Außenluft und Deposition in Bayern untersucht. Näheres zu diesem Projekt finden Sie unter dem unten angegebenem link. Der Schlussbericht der zweiten Projektphase ist in Vorbereitung, die Ergebnisse der ersten Phase steht unten zum download zur Verfügung.

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