Für Mensch & Umwelt
Ein Vorschlag für Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von persistenten, mobilen und toxischen (PMT-) Stoffen
REACH und Rohwasserschutz
Michael NeumannFachgebiet IV 2.3 Chemikalien
EU-Chemikalienverordnung REACH (EG 1907/2006)
• Ziele von REACH
Hohes Schutzniveau für Gesundheit und Umwelt
Vorsorgeprinzip
Substitution von kritischen Stoffen und Verwendungen
• Neue Rolle der Unternehmen
Bewertung des Risikos für Mensch und Umwelt
Identifizierung der gefährliche Stoffeigenschaften
Informationen innerhalb der Lieferkette über sichere Verwendungen
• Neue Rolle der Behörden & ECHA
Unterstützung der Unternehmen durch Leitfäden, Tools und Methoden
Identifizierung regulierungsbedürftiger Stoffe und Verwendungen
Initiierung notwendiger regulatorischer Maßnahmen
Registrierung,Bewertung (Evaluation),Zulassung (Authorisation) und Beschränkung von Chemikalien
Tritt am 18.12.2006 in Kraft
und löst bisherige
Einzelregelungen des
Stoffrechts ab
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 2
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Gefährlichkeitsbasierte vs Risikobasierte Bewertung
Gefahr: „akut“
Bei „jeder“ Expositionsofort tödlich
Keine sichere Konzentration
Minimierung der Emissionen
Gefahr: „indirekt“
Nur bei „hoher“ ExpositionAuslösen von Tierallergie und Asthma
=> Kein Risiko1PNEC
PEC
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 3
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Fotoquelle: links: Nikolai Sorokin; rechts: Oksana Kuzmina; beide: Fotolia.com
Gefährlichkeitsbasierte Regulierung unter REACH
• Artikel 57 von REACH: „besonders besorgniserregende“ Stoffe
kanzerogene, mutagene, reproduktionsschädigende Stoffe (CMR)
Stoffe mit endokrinen Eigenschaften
persistente, bioakkumulierende, toxische Stoffe (PBT)
sehr persistente, sehr bioakkumulierende Stoffe (vPvB)
• PBT/vPvB-Stoffe:
Emission in die Umwelt und die Wirkung
sind sowohl örtlich als auch zeitlich getrennt
keine „sichere“ Umweltkonzentration ableitbar
und keine quantitative Risikobewertung möglich
Gefährlichkeit durch intrinsische Stoffeigenschaften verursacht
und eingetretene Kontamination nicht reparabel
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 4
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Gefährlichkeitsbasierte vs Risikobasierte Schutz des Trinkwassers
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 5
Trinkwassermöglichst frei von anthropogenen Chemikalien und Metaboliten
Trinkwasserenthält anthropogene Chemikalien und Metaboliten, aber nach heutigem Wissensstand toxikologisch unbedenklich, solange Siemaximal 2-3 Liter pro Tag trinken
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
2008 „Die Idee“
• Rechtliche Schnittstelle zwischen REACH-VO
und Trinkwasser-VO
• Der Schutz des Trinkwassers wird im Rahmen der Registrierung unter
REACH nicht explizit gefordert
• Der Eintrag trinkwasserrelevanter Chemikalien in
Oberflächengewässer und Grundwasser sollte zum vorsorgenden
Schutz der Umwelt und der menschlichen Gesundheit vermieden
werden bzw. so gering wie möglich bleiben
=> Minimierung der Emissionen
• Eine systematische Früherkennung trinkwasserrelevanter Chemikalien
unter REACH findet nicht statt
=> WELCHE STOFFE GEFÄHRDEN DIE ROHWASSERRESSOURCEN?
ECHA:Europäische Chemikalienagentur in Helsinki
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 6
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Fachliche und Wissenschaftliche Diskussion
• 2009 – 2011 zwei aufeinanderfolgende
Sachverständigengutachten
• 2012 - 2015 UFOPLAN-Vorhaben
• Seit 2014 EU-Forschungsprojekt „PROMOTE“
unter Leitung Prof Reemtsma vom UFZ Leipzig
• Seit 2016 weiteres UFOPLAN-Vorhaben
• Seit 2009 über 25 Vorträge, Poster und Veröffentlichungen auf
GDCH, SETAC, ICCE, Vom Wasser,
• UBA-Fachgespräch am 19. Januar 2011
„Bewertung der Trinkwasserrelevanz von Chemikalien
im Rahmen der REACH-Verordnung“
28 Teilnehmer: Wasserversorger, Wasserforschungsinstitute,
Universitäten und Behörden (BMG, UBA, BfR, LANUV NRW, HLUG
Hessen)
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 7
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Stoffe die unser Trinkwasser gefährden
• Ein Stoff der in die Umwelt emitiert wurde kann unser
Trinkwasser gefährden wenn er
gleichzeitig persistent in der Umwelt und mobil genug ist um über
Wochen und länger durch Bodenschichten, Uferfiltrationsstrecken,
natürliche und künstliche Barrieren bis in die Wasserressourcen
unseres Trinkwasser zu gelangen.
Wenn solche Stoffe zusätzlich auch toxisch sind, dann muss eine
Gefährdung der menschlichen Gesundheit befürchtet werden.
REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 804.05.2017
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Stoffe die unser Trinkwasser gefährden
• PPOP or polar POPs
polar persistent organic pollutant (Giger et al., 2005)
• P3 substances or PPPs
persistent polar pollutants (Reemtsma & Jekel, 2006)
• NANA Stoffe
nicht abbaubar & nicht adsorbierbar (unknown)
• PMOC
persistent mobile organic compounds (Reemtsma et al., 2016)
Unser Vorschlag:
• PM and PMT substances
persistent in the environment, mobile in the water cycle and toxic
(Neumann, 2017)
REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 904.05.2017
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Stoffe die unser Trinkwasser gefährden
• PM- und PMT-Stoffe können im Wasserkreislauf zirkulieren
und sind aus dem Rohwasser nur schwer zu entfernen
• Emission in die Umwelt und die Wirkung
sind sowohl örtlich als auch zeitlich getrennt
• Denn die gleichen intrinsischen Stoffeigenschaften, die zur
Persistenz in der Umwelt und zur Mobilität im Wasser führen,
ermöglichen auch den Durchbruch in Abwasser- und Kläranlagen
sowie in Trinkwasseraufbereitung.
• Viele PM / PMT-Stoffe können Ozonierung, UV-Behandlung,
Aktivkohlefilter oder sogar Umkehrosmose überstehen
• Daher kann eine Kontamination des Wasserkreislaufs
mit PM / PMT-Stoffen irreparabel sein
REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 1004.05.2017
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Vorschlag für ein Konzept zur Bewertung von PMT-Eigenschaften
Stufenweise Bewertung:
• Anwendungsbereich
Anorganische und oberflächenaktive Stoffe
=> BISHER AUSGESCHLOSSEN
UVCB-Stoffe und mehrkomponentige Stoffe
=> NUR EINZELKOMPONENTE
Ionisierbare Stoffe
=> NUR GEMESSENER LOG KOC
REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 11
PMT-Stoff
No
further
action
persistent ?
mobil ?
PM-Stoff
Anwendungsbereich?
toxisch ?
NeinN/A
Nein
Nein
04.05.2017
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Stufe 1: Bewertung der Persistenz in der Umwelt
• Kriterien wurden identisch aus Anhang XIII der EU-Verordnung
REACH übernommen; mehrstufiger Ansatz mit Screening- und
Bewertungsschritten
• PBT-Eigenschaften werden im Rahmen der Registrierung von
Verwendungen > 10 t/Jahr bewertet
=> KEIN ZUSÄTZLICHER ARBEITSAUFWAND FÜR REGISTRANTEN
• Der vorgeschlagene Entscheidungsbaum ist auf das Kriterium für
Süßwasser fokussiert, es genügt aber der Nachweis in einem
Umweltkompartiment, um “P” zu erfüllen.
• Dies soll den Arbeitsaufwand für Registranten minimieren und volle
Konsistenz mit der PBT/vPvB-Bewertung garantieren
EIN STOFF IST “P”,
WENN ER DAS KRITERIUM FÜR PERSISTENZ IM ANHANG XIII REACH ERFÜLLT
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 12
P-Kriterien(Halbwertzeit bei umweltrelevanten pH 6-8 und 12°C)
Meerwasser > 60 d
Süßwasser > 40 d
Meeressediment > 180 d
Sediment > 120 d
Boden > 120 d
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Mobilität
• … ist die Fähigkeit, sich zu bewegen oder bewegt zu werden
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 13
Persistenzin der
Umwelt
Volatilität
Mobilitätim Wasser
Bio-akkumulation
POP- oder PBT-Bewertung
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Mobilität
• … ist die Fähigkeit, sich zu bewegen oder bewegt zu werden
• Erste Vermutung: Wasserlöslichkeit ist extrem wichtig
• Nicht genau das Gegenteil von Bioakkumulation
• Zweiter Gedanke: Gegenteil von Adsorption
=> WELCHE STOFFEIGENSCHAFT BESTIMMT
DIE MOBILITÄT IM WASSER?
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Persistenzin der
Umwelt
Volatilität
Mobilitätim Wasser
Bio-akkumulation
POP- oder PBT-Bewertung
?
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Modellierungsansatz
• Unter REACH viel verwendetes Modell ECETOC TRA
• Berechnet wurde die Konzentrationen in Oberflächen- und
Grundwasser (Maximalwert => Trinkwasser)
• 64 Stoffe
Identische Konzentrationen im Einlauf der Abw.-Behandlungsanlage
Breite Streuung für alle Stoffeigenschaften
Kein Bioabbau
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European Centre for Ecotoxicology and Toxicologyof Chemicals:Version 3 des Targeted Risk Assessment (TRA)-Tools zur Abschätzung z.B. von Umweltexpositionen ist
im April 2012 erschienen.
2014 UFOPLAN-Projekt FKZ 371265416, durchgeführt vonFritz Kalberlah, Jan Oltmanns, Markus A. Schwarz (FoBiG GmbH) & Joachim Baumeister, Albrecht Striffler (denkbares GmbH)
Molecular Weightg/mol
Log Koc Water Solubility
mg/L
Vapour Pressure
Pa
Henrys Law Constant
Pa m3/mol
Log Kow Degradation
Min 76 -0.32 7*10-8 1*10-10 3.65*10-13 -3.87 no
Max 781 10.2 910 7.263 266 17 no
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Dampfdruck: bestimmender Faktor der Mobilität im Wasser?
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 16
2014 UFOPLAN-Projekt FKZ 371265416, durchgeführt vonFritz Kalberlah, Jan Oltmanns, Markus A. Schwarz (FoBiG GmbH) & Joachim Baumeister, Albrecht Striffler (denkbares GmbH)
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Wasserlöslichkeit: bestimmender Faktor der Mobilität im Wasser?
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 17
2014 UFOPLAN Project FKZ 371265416, durchgeführt vonFritz Kalberlah, Jan Oltmanns, Markus A. Schwarz (FoBiG GmbH) & Joachim Baumeister, Albrecht Striffler (denkbares GmbH)
Mindestwert Wasserlöslichkeit> 150 µg/L
NICHT mobil mobil
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log Kow: bestimmender Faktor der Mobilität im Wasser?
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 18
2014 UFOPLAN Project FKZ 371265416by Fritz Kalberlah, Jan Oltmanns, Markus A. Schwarz (FoBiG GmbH) & Joachim Baumeister, Albrecht Striffler (denkbares GmbH)
> 4.5 Screeningkriterium für B
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
log Koc: bestimmender Faktor der Mobilität im Wasser?
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Steigende Grundwasserkonz. durch Klärschlammausbringung
Abnehmende Grundwasserkonz. durch Adsorption im Boden
Abnehmende Konz. im Oberflächen-wasser durch Adsorption am Klärschlamm
2014 UFOPLAN Project FKZ 371265416by Fritz Kalberlah, Jan Oltmanns, Markus A. Schwarz (FoBiG GmbH) & Joachim Baumeister, Albrecht Striffler (denkbares GmbH)
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
log Koc: bestimmender Faktor der Mobilität im Wasser?
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 20
2014 UFOPLAN Project FKZ 371265416by Fritz Kalberlah, Jan Oltmanns, Markus A. Schwarz (FoBiG GmbH) & Joachim Baumeister, Albrecht Striffler (denkbares GmbH)
Vorgeschlagenes Kriterium für M < 4.5
NICHT mobilmobil
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Stufe 2: Bewertung der Mobilität im Wasser
• Als Kriterium wird der Verteilungskoeffizient organische
Bodensubstanz-Wasser vorgeschlagen.
• Bei der Registrierung von Verwendungen > 10 t/Jahr muss die
Adsorption bewertet werden, falls Stoff ionisierbar ist oder log Kow ≥3
=> KEIN ZUSÄTZLICHER ARBEITSAUFWAND FÜR REGISTRANTEN
• Da das Adsorptionspotential nicht mit dem BCF-Wert korreliert,
ist eine Überschneidung der Kriterien für “M” und “B” möglich.
• Für Stoffe, die innerhalb des umweltrelevanten pH-Bereichs
ionisierbar sind: keine Berechnung des Koc, sondern Messungen
EIN PERSISTENTER STOFF IST “M”,
WENN WASSERLÖSLICHKEIT > 150 µG/L UND LOG KOC < 4.5
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 21
Ionisierbarkeit: Eigenschaft, in Wasser zu ionisieren, bestimmt mittels des pKa-Werts
Neutrale, nicht ionisierbare Stoffe: KOC korreliert positiv mit KOW
Triclosan weist einen log Koc-Wert von 4.2 und einen BCF
von 2532 auf und wird gleichzeitig im Wasserkreislauf und in Biota sowie beim Menschen gefunden (Health Canada, 2012)
Vorschlag:Ionisierbare Stoffe: pKa-Wert
<8.5 bei saurer Funktionalität oder>5.5 bei alkalischer Funktionalität
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Stufe 3: Bewertung der Toxizität für den Menschen
Ein Stoff ist “T”,
• Erfüllt Kriterien zur Einstufung als
Karzinogen der Kat. 1A, 1B,
Keimzellenmutagen der Kat. 1A, 1B
Reproduktionstoxischer Stoff der Kat. 1A, 1B, 2
STOT RE-Stoff der Kat. 1 oder 2
• Vorschlag für zusätzliche Kriterien:
Erfüllt Kriterien zur Einstufung als Zusatzkategorie für Wirkungen
auf/über Laktation
Für orale Exposition (langfristig, allgemeine Bevölkerung)
DNEL ≤ 9 μg/kg Körpergewicht und Tag
• Zur Diskussion:
Sollte auch Ökotoxikologie berücksichtigt werden?
Sollten Karzinogen / Keimzellenmutagen 2 aufgenommen werden?
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 22
STOT RE:Spezifische Zielorgan-Toxizität (STOT), wiederholte Exposition
DNEL = abgeleitete Expositionshöhe ohne
Beeinträchtigung
Zur Festlegung des Kriteriums
wurde der TTC (threshold oftoxicological concern)-Ansatz verwendet.
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Ausblick 1/2
• Diskussionspapier zur Abstimmung auf EU-Ebene
ECHA, Gremien der ECHA, MSCAs, KOM und NGOs
Konkrete Kriterien für P, M und T abstimmen und festlegen
• Leitfäden und Hilfestellungen für die Unternehmen
PM-/PMT-Stoffe identifizieren
Emissionen in die Umwelt minimieren
04.05.2017 REACH in der Praxis Workshop
• Fachöffentlichkeit informieren
Mai 2017 Presseinformation
Frühjahr 2018 Workshop
Weitere wissenschaftliche Artikel und Vorträge
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 23
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Ausblick 2/2
• Selber alle potentiellen PM-/PMT-Stoffe identifizieren und
eine Stoffliste veröffentlichen
Länderbehörden/Wasserversorger können gezielt nach Stoffen suchen
Bundesweite Messkampagne durch die LAWA AG
Unternehmen können Verdacht auf PM-/PMT-Eigenschaften überprüfen
• Die regulatorischen Instrumente der EU-Chemikalienverordnung REACH
zum Schutz unseres Trinkwassers nutzen
Falls freiwillige und vorsorgende Maßnahmen nicht ausreichen
Unser Vorschlag: PMT-Stoffe über den Artikel 57(f) vergleichbare Besorgnis
als besonders besorgniserregende Stoffe identifizieren
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 24
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Vision des Umweltbundesamtes unter REACH
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 25
Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
Kriterien und Bewertungskonzept zur Bewertung der Persistenz, Mobilität und Toxizitätvon REACH-registrierten Stoffen und ihrer Metaboliten
Gewährleistung einer sicheren Verwendungfür einen vorsorgenden Schutzes der Rohwasserressourcen
EU-Behörden:Solche PM-/PMT-Stoffe und Verwendungen identifizieren, die reguliert werden müssen
Beschränkung, Zulassungspflicht, etc.
Registranten:Verwendungen von PM-/PMT-Stoffeim Registrierungsdossiers bewerten
Emissionen in die Umwelt minimieren
Registranten:Intrinsischen PM-/PMT-Stoffeigenschaften im Registrierungsdossier bewerten
Liste mit PM-/PMT-StoffenLänderbehörden & Wasserversorger:
Analytik
Schlussfolgerungen
• EU-Chemikalienverordnung REACH (1907/2006 EG):
Das Vorsorgeprinzip ist zum
Schutz der Rohwasserressourcen anzuwenden.
• Das Umweltbundesamt (UBA) will die registrierenden Unternehmen
durch Handlungsanleitungen unterstützen.
• Unser Vorschlag für PM-/PMT-Kriterien und ein Bewertungskonzept
stimmt mit den Registrierungsanforderungen
für Verwendungen > 10 t/Jahr überein.
• Stoffe, die persistent in der Umwelt, mobil im Wasserkreislauf
sowie toxisch für den Menschen sind, stellen eine vergleichbare
Besorgnis dar wie PBT/vPvB-Stoffe.
• PMT-Stoffe können Trinkwasseraufbereitung überstehen
=> Identifizierung als besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC)
und Zulassungspflicht unter REACH
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Neumann, M. : Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von PM/PMT-Stoffen
04.05.2017 REACH in der Praxis "REACH und Rohwasserschutz" 27
Vielen Dank für Ihre AufmerksamkeitMichael Neumann, Daniel Sättler, Ivo Schliebner, Lena Vierke
Umweltbundesamt (UBA)Fachgebiet IV 2.3 ChemikalienWörlitzer Platz 106855 Dessau-Roßlau
www.reach-info.de/