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Cadmiumhaltige Pigmente werden in Künstlerfarben (z.B. Cadmiumgelb PY35) verwendet und können beim Reinigen gebrauchter Pinsel mit Wasser über das Abwasser in die Kläranlagen eingetragen werden, wo sie auf Grund ihrer geringen Wasserlöslichkeit im Klärschlamm verbleiben. Bei landwirtschaftlicher Nutzung des Klärschlamms, kann das Cadmium nach Aufnahme in Pflanzen in die menschliche Nahrungskette gelangen. Aufnahme von Cadmium erhöht die Wahrscheinlichkeit an Brustkrebs zu erkranken und führt durch eine Verringerung der Knochendichte zu einer erhöhten Anzahl an Knochenbrüchen. Daher wurde bei der europäischen Chemikalienbehörde ECHA ein Verbotsantrag nach Annex XV von einem Mitgliedsland gestellt.
Mengenmäßig ist der Betrag an Cadmium, der über diesen Expositionsweg auf Agrarflächen eingetragen werden klein: 120 kg im Vergleich zu 120 Tonnen aus anderen Quellen. Zur Abschätzung des Risikos ist allerdings nicht nur die Gesamtmenge entscheidend, sondern auch die Mobilität der Schadstoffe. Um diese zu untersuchen wurden mit Cadmiumpigmenten dotierte Klärschlämme mit Boden gemischt und das Auswaschverhalten mit Hilfe von Säulenperkolationstests untersucht. Das Cadmium liegt in den Pigmenten als Cadmiumsulfid vor, dessen Löslichkeit stark vom Redoxpotential abhängt und dem pH-Wert abhängt. Daher wurden die Versuche unter verschiedenen Redoxbedingungen und mit einem sauren Eluenten durchgeführt.
Eluate wurden über einen Zeitraum von 68 h gesammelt und der pH-Wert, die Leitfähigkeit, die Trübung, Konzentration an organischen Kohlenstoff (TOC) und Cd bestimmt. Das Redoxpotential sinkt nach Start der Elution schnell und hängt von dem Gehalt an Kohlenstoff im Boden ab: Je höher der Gehalt ist, um so langsamer sinkt das Redoxpotential. Einen eindeutigen Zusammenhang zwischen Cadmiumfreisetzung und Redoxpotential konnte aber nicht gefunden werden. Insgesamt wurden maximal 2 % des vorhandenen Cadmiums freigesetzt. Im Vergleich zu Versuchen mit nicht dotierten Böden, der selbst auch geringe Mengen an Cadmium enthielt, konnte keine erhöhte Freisetzung beobachtet werden. Daraus kann geschlossen werden, dass die Cadmiumpigmente im Boden nur in sehr geringen Maß verfügbar sind
Construction products are complex materials and contain a large number of different chemicals, which might be released to the environment during usage. Depending on the compound and on the matrix only a small portion is transferred to environment and therefore a risk assessment should be based on the available portion. Concerning the pathway to soil and groundwater by contact with rain or seepage water leaching tests were developed and standardized by CEN to determine the release potential of construction products. Chemical analysis in the eluates can be combined with eco-toxicological testing. In this presentation an overview about existing leaching methods is given using selected examples of our work. We especially draw the attention to research which is still needed to close the gap between the results of leaching experiments and the subsequent risk assessment of the products.
The eluates of 15 paints for outdoor use were used for a screening of organic compounds and the concentration of cations and anions were determined. Concerning the inorganic constituents only a small number of elements were present with concentrations higher than the limit of detection. Thus, leaching of potential hazardous chemicals is probably of higher concern. Several glycol ethers, polyalkylene glycols and some surfactants and coalescing agents have been identified. Among these only the latter are classified as hazardous to aquatic organisms. The identification of the organic compounds is a time consuming and labor-intensive step due to the high number of chemicals produced and used. Using eco-toxicity tests provides information on the environmental risk without the need for of chemical identification of all compounds. The screening of a set of construction products shows that only a part of eluates causes adverse effects in the test and that such screening can be used as a first step in the assessment of construction products. If this kind of testing is included in the evaluation concept an in depth chemical analysis is only needed for products showing adverse effects.
Determination of the eluate concentration after leaching enables to determine the potential release to the environment and to focus on the available fraction. However, limit values or other concepts to use this information in risk assessment are still missing.