09.11.2001

Die Bildung von AOX durch chlorhaltige Wasch- und Reinigungsmittel

Bei der Anwendung von chlorhaltigen Wasch-, Desinfektions- und Reinigungsmitteln, aber auch beim Einleiten unverbrauchter Chlorträger ins Abwasser kann es zur Bildung von chlorhaltigen, organischen adsorbierbaren Verbindungen (AOX) kommen, deren Menge und Bedeutung immer wieder kontrovers diskutiert werden. Hierauf wollen wir mit der vorliegenden Information Antwort geben. Zusätzlich verweisen wir auf die unten angegebene weiterführende Literatur und auf die im Gang befindliche EU - Risikobewertung zu Natriumhypochlorit.

Der Parameter AOX ist lediglich eine Übereinkunft zur Meßmethode, keine Stoffgruppe. Die Methode ist mit großen analytischen Unsicherheiten behaftet. Erfaßt werden nicht schädliche und schädliche Stoffe, die nur etwa 5% des AOX ausmachen. Es ist unwahrscheinlich, daß in Oberflächengewässern mit AOX auch nur annähernd der Gehalt an gesundheitlich bedenklichen chlororganischen Verbindungen erreicht wird, der im Trinkwasser erlaubt ist.

Der Beitrag industrieller und gewerblicher Einleitungen zu AOX ist stark zurückgegangen. Wichtige Prozesse, so die Zellstoffbleiche in der Papierherstellung und viele Reinigungsprozesse wie z.B gewerbliche Wäsche wurden auf chlorfreie Verfahren umgestellt. Seither ist der Industrie-eintrag drastisch zurückgegangen und macht heute einen Anteil von 10 bis 25% aus.

Die Bildung von AOX aus chlorhaltigen Reinigungsmitteln ist unbedeutend. Die Chlorträger Natriumhypochlorit (NaOCl) und Di/Trichlorisocyanurat werden in Landwirtschaft, Ernährungs-wirtschaft, Gebäudereinigung, Wäscherei und Gesundheitswesen zur Bleiche und Desinfektion da eingesetzt, wo es in Verantwortung für die Hygiene und Gesundheit notwendig ist. Die Bildung oxidierend wirkenden Aktivsauerstoffs ist dabei die eigentliche Reaktion, genau wie bei den in vielen Anwendungen alternativ einsetzbaren Aktivsauerstoffträgern Wasserstoffperoxid, Per-essigsäure, etc. Die Chlorierung von organischen Substanzen durch freies Chlor bzw. Chlor-radikale findet in unerwünschten Nebenreaktionen wie der Haloformreaktion in geringem Ausmaß statt. Der Anteil dieser Nebenreaktion wird durch verschiedene Parameter wie pH, Temperatur und Mengenverhälnisse beeinflußt und liegt typischerweise um 1%.

Auch bei gewerblicher Anwendung ist AOX-Bildung nur eine unbedeutende Nebenreaktion in derselben Größenordnung, wie gut untersuchte Beispiele aus dem Krankenhausbereich, der ge-werblichen Wäscherei und zum gewerblichen Geschirrspülen belegen. Auch unverbrauchte Chlorreiniger im Abwasser führen nicht zu bedenklichem AOX. Das wurde durch sorgfältig vali-dierte Arbeiten, unter anderem mit isotopenmarkiertem Natriumhypochlorit belegt. Dabei entste-hen ausschließlich monochlorierte Produkte, die sich in ihrem Abbauverhalten und der Toxizität gegenüber wasser-lebenden Organismen nicht wesentlich von den Ausgangssubstanzen unter-scheiden.

Expositionsanalyse: AOX aus Reinigungsmitteln belastet die Oberflächengewässer nicht nennenswert.

Das Abwasser aus Haushalten und aus den meisten gewerblichen Anwendungen wird indirekt eingeleitet und als kommunales Mischabwasser behandelt. AOX wird in kommunalen Kläranlagen typischerweise zu 60% eliminiert. Leichtflüchtige, toxikologisch bedenkliche Substanzen werden bis zu 90% ausgegast ("stripping"), schwerflüchtige u. A. am Klärschlamm adsorbiert. AOX aus der Oberflächenreinigung erwiesen sich zu 85 – 90% biologisch abbaubar im Metabolitentest. Es wurde eine "No Oberserved Effect Concentration" (NOEC) von 100 mg/l für Algen gefunden, unterhalb dieser Konzentration sind diese Substanzen also für Algen mit Sicherheit nicht giftig.

Der Gesamteintrag von 6200 t Chlorträgern pro Jahr (Quelle: Umweltbundesamt) in das kommu-nale Abwasser von 80 Mio. Personen an 365 Tagen im Jahr ergibt 212 mg pro Person und Tag; das entspricht 1,06 mg/l bei 200 l Abwasser pro Person und Tag. Bei 5% AOX-Bildung sowie ei-ner Elimination von lediglich 60% als "worst case" sowie Verdünnung von 1:10 beim Einleiten in das Oberflächengewässer (ungünstige Annahme) resultiert eine Konzentration von 2,012 µg AOX / l. Bei realistischerweise 1% AOX-Bildung und einer Elimination von 90% errechnet sich eine Konzentration von 0,106 µg/l AOX im Oberflächengewässer, die durch die Anwendung der Gesamtmenge von chlorhaltigen Reinigern in Industrie, Gewerbe und Haushalt entstehen kann.

Diese Zahl muß verglichen werden mit dem Gewässerschutzziel von 40 µg/l, den tpyischerweise festgestellten AOX-Konzentrationen von 50 –100 µg/l und der ohne Schadeffekt vertragenen Konzentration von 100 mg/l typischer AOX aus der Oberflächenreinigung.

Wir gehen daher davon aus, daß ein gänzliches Verbot von chlorhaltigen Reinigungs- und Desin-fektionsmitteln keinen signifikanten Effekt auf die AOX-Konzentrationen in Oberflächengewäs-sern haben würde. Viele Prozesse wurden auf chlorfreie Verfahren umgestellt. In einigen Anwendungen jedoch, beispielsweise unter dem Bundesseuchengesetz sind Verfahren unter Einsatz von Chlorträgern auch heute noch unverzichtbar und auch nach ökologischen Kriterien (Wasserverbrauch, Energieeinsatz) am günstigsten. Diese Anwendungen tragen im ungünstigsten Fall mit 2 µg/l, realistisch betrachtet nur mit 0,1 µg/l AOX-Substanzen zur Gesamtbelastung bei.

Weiterführende Literatur:

ATV 1993: AOX- und Gewässerbeschaffenheit.
Arbeitsbericht der ATV-Arbeitsgruppe 2.1.3,
Korrepondenz Abwasser 9/1993, 40. Jahrgang, Seite 1503 – 1510

AISE 1997: Technical Task Force Hyporchlorite
Benefits and Safety of Hyporchlorite Formulated in Domestic Products
A.I.S.E., Brüssel 1997

Schulz 1998: S. Schulz: AOX in Klärschlamm: Quellen, Frachten, Elimination.
Veröffentlichung Nr. 98: Abwasserreinigung,
Institut für Siedlungswasserwirtschaft der Universität Karlsruhe (TH), 1998, Seite 113 – 131