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Organisationseinheit der BAM
Die Europäische Bauprodukteverordnung (EU) Nr. 305/2011 ermöglicht den Mitgliedstaaten Vorschriften zur Bewertung der Umweltauswirkungen ihrer Bauwerke zu erlassen. Ziel des Pro-jektes war es, Empfehlungen für eine Testbatterie zur ökotoxikologischen Bewertung der Um-weltverträglichkeit von Bauprodukten für die Außenanwendung zu erarbeiten, die zur Europä-ischen Harmonisierung von Prüfmethoden beitragen. Aus einer Auswahlliste von 39 Produkten wurden 20 Produkte in das ökotoxikologische Untersuchungsprogramm einbezogen. Monoli-thische und flächige Bauprodukte wurden in der horizontalen dynamischen Oberflächenaus-laugprüfung (DSL-Test) nach CEN/TS 16637-2, granulare Produkte im Schütteltest nach DIN EN 12457-1 eluiert. Die Eluate wurden in vier aquatischen Toxizitätstests (Algen, Daphnien, Leuchtbakterien, Fischeier), einem Gentoxizitätstest (umu-Test) und im Respirometertest (OECD 301 F) untersucht. Hierbei wurden niedrige bis sehr hohe Ökotoxizitäten (bis Verdün-nungsstufe 1536) bestimmt. Zudem wurde ein Europäischer Ringversuch mit 17 Teilnehmern und zwei Bauprodukten konzeptionell vorbereitet, durchgeführt und gemäß DIN ISO 5725 ausgewertet. Nach Ausschluss der nicht validen bzw. als Ausreißer identifizierten Biotests war die laborübergreifende Streuung des Gesamtverfahrens zur ökotoxikologischen Charakterisie-rung von Bauprodukten akzeptabel. Der Variationskoeffizient für die Konzentration, die einen 50%igen Effekt induziert (EC50) lag für die verschiedenen Tests und Bauprodukte zwischen 9 und 110% und beschreibt die Variabilität des gesamten, komplexen Verfahrensablaufs vom Elutionsprozess über Probenlagerung bis hin zur eigentlichen Biotestdurchführung. Es wurden Empfehlungen zur Planung und Durchführung von Ökotoxizitätstests zur Bewertung von Bau-produkten erarbeitet und bei der für die europäische Harmonisierung von Auslaugtests für Bauprodukte zuständigen CEN-Arbeitsgruppe eingereicht.
The European Construction Products Regulation allows Member States to adopt rules for evaluating the environmental impact of their buildings. The aim of the project was to develop recommendations for a test battery for the ecotoxicological assessment of the environmental impact of construction products for outdoor use and contribute to the European harmonization of test methods. From a shortlist of 39 products 20 products were included in the ecotoxicological testing program. Monolithic and plate-like construction products were eluted in the Dynamic Surface Leaching test (DSLT) in accordance with CEN/TS 16637-2, granular products were eluted in a one stage batch test in accordance with DIN EN 12457-1. The eluates were examined in four aquatic toxicity tests (algae, daphnia, luminescent bacteria, fish eggs), a genotoxicity test (umu test) and in the respirometer test (OECD 301 F). Here, low to very high ecotoxicity was observed (up to a dilution factor of 1536). Six out of 8 eluates, whose TOC exceeded 10 mg L⁻1 showed a good biodegradability above 75%. The intra-laboratory repeatability of the Lowest Ineffective Dilution (LID) usually was within ±1 dilution steps (ecotoxicity tests) and ±2 dilution steps (leaching and ecotoxicity tests). This is acceptable, when considering that the overall variability of sample preparation, leaching test, and bioassays add up. The conclusions lead to practical recommendations for a suitable combination of leaching and ecotoxicity tests.
A European round robin test according to ISO 5725-2 was conceptually prepared, realised, and evaluated. The aim was to determine the inter-laboratory variability of the overall process for the ecotoxicological characterization of construction products in eluates and bioassays. To this end, two construction products BAM-G1 (granulate) and HSR-2 (roof sealing sheet), both made of EPDM polymers (rubber), were selected. The granular construction product was eluted in a one stage batch test, the planar product in the Dynamic Surface Leaching test (DSLT). A total of 17 laboratories from 5 countries participated in the round robin test: Germany (12), Austria (2), Belgium (1), Czech Republic (1) and France (1). A test battery of four standardised ecotoxicity tests with algae, daphnia, luminescent bacteria and zebrafish eggs was used. As toxicity measures, EC50 and LID values were calculated. All tests, except the fish egg test, were basically able to demonstrate toxic effects and the level of toxicity. The reproducibility of test results depended on the test specimens and the test organisms. Generally, the variability of the EC50 or LID values increased with the overall level of toxicity. For the very toxic BAM-G1 eluate a relative high variability of CV ¼ 73%e110% was observed for EC50 in all biotests, while for the less toxic HSR-2 eluate the reproducibility of EC50 varied with sensitivity: it was very good (CV ¼ 9.3%) for the daphnia test with the lowest sensitivity, followed by the algae test (CV ¼ 36.4%). The luminescent bacteria test, being the most sensitive bioassay for HSR-2 Eluate, showed the highest variability (CV ¼ 74.8%). When considering the complex overall process the reproducibility of bioassays with eluates from construction products was acceptable.
Background
A European inter-laboratory test with 29 participating laboratories investigated whether a battery of four ecotoxicological tests is suitable for assessing the environmental compatibility of construction products. For this purpose, a construction product was investigated with the dynamic surface leaching test (DIN CEN/TS 16637-2) and the percolation test (DIN CEN/TS 16637-3). The eluates were produced centrally by one laboratory and were tested by the participants using the following biotests: algae test (ISO 8692), acute daphnia test (ISO 6341), luminescent bacteria test (DIN EN ISO 11348), and fish egg test (DIN EN ISO 15088). As toxicity measures, EC50 and LID values were calculated.
Results
Toxic effects of the eluates were detected by all four biotests. The bacteria test was by far the most sensitive, followed by the algae test and the daphnia test; the fish egg test was the least sensitive for eluates of both leaching tests. The toxicity level of the eluates was very high in the bacteria, daphnia, and algae test, with lowest ineffective dilution values of LID = 70 to LID = 13,000 and corresponding EC50 values around or even below 1 volume percent. The reproducibility (approximated by interlaboratory variability) of the biotests was good (< 53%) to very good (< 20%), regardless of the toxicity level of the eluates. The reproducibility of the algae test was up to 80%, and thus still acceptable.
Conclusion
It can be confirmed that the combination of leaching and ecotoxicity tests is suitable to characterize with sufficient reproducibility the environmental impact posed by the release of hazardous substances from construction products.
Die Umweltverträglichkeit von Bauprodukten, die in Kontakt mit Regen- oder Sickerwasser kommen, wurde durch Kombination normierter Elutions- (DSLT, Perkolationstest) und Ökotoxizitätstests (Algen, Daphnien, Fischeier, Leuchtbakterien) sowie Gentoxizitätstests (Ames, umu) untersucht. Ziel des Projektes war es einerseits, einen Beitrag zur Harmonisierung der Prüfmethoden unter CEN/TC 351 zu leisten und andererseits potentielle Produktgruppen, die sich für die Umweltzeichenvergabe des Blauen Engels eignen würden, zu erkennen. Durch umfangreiche qualitative und quantitative chemische Analysen (u. a. GC-MS- sowie LC-MS-Screening) wurden einige der freigesetzten Stoffe identifiziert und anhand von Literaturdaten ökotoxikologisch charakterisiert. Insgesamt wurden 34 Bauprodukte (Dachbahnen, Lacke, Wood-Plastic-Composites, Pflasterfugenmörtel, Korkgranulate, Schaumglasschotter, Wegedecken, Dichtmassen) untersucht. Hierbei wurden insbesondere bei den Fugenmörteln und Korkgranulaten sehr hohe
Ökotoxizitäten (bis LID = 16384 bei den Fugenmörteln und LID = 24578 bei den Korkgranulaten) beobachtet. Algen- und Leuchtbakterientests waren in der Regel deutlich empfindlicher als der Daphnien- und Fischeitest. Die untersuchten Dachbahnen, Lacke, Wood-Plastic-Composites und Schaumglasschotter zeigten hingegen keine oder nur sehr geringe Ökotoxizitäten. Zur Qualitätssicherung und Validierung wurde ein Europäischer Ringversuch gemäß den Vorgaben der DIN ISO 5725 organisiert, durchgeführt und ausgewertet. Hierzu wurde ein Fugenmörtel als flächiges Produkt im DSLT und als gebrochenes körniges Produkt im Perkolationstests eluiert und die Eluate nachfolgend in den 29 teilnehmenden Laboren hinsichtlich ihrer Ökotoxizität untersucht. Hierbei wurden insgesamt plausible Ergebnisse und gute (<50 %) bis sehr gute (<20 %) Reproduzierbarkeiten erzielt. Es wird empfohlen, für die Produktgruppen Dachbahnen, Kunstrasen und Sportböden sowie Fugenmörtel Vergabekriterien für den Blauen Engel zu entwickeln