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Organisationseinheit der BAM
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
The environmental compatibility of reactive fire-retardant coatings (intumescent paints) was investigated by a combination of leaching and ecotoxicological tests. Three representative fire-retardant coating systems were tested using two leaching procedures: “Horizontal Dynamic Surface Leaching Test” (DSLT) and the “Intermittent Immersion Test” (IIT). All eluate fractions (8 for DSLT and 9 for IIT) were analyzed for pH, conductivity, concentration of total organic carbon and selected anions und cations. Additionally, a GC-MS screening of selected fractions was conducted for identification of organic compounds. Eluate fractions 1 + 2 and fraction 7 of the DSLT were analyzed in four ecotoxicological tests (algae, daphnia, fish egg, luminescent bacteria) and in one genotoxicity test (umu). Concentration of most analytes was rather low or below limit of detection for many eluates. Analytes detected in eluates of all three products are Zn, Ba, SO4(2−) and PO4(3−). Release patterns do not indicate a general trend: some compounds show maximum release in the first fractions while for others the maximum was observed in later test stages. Ecotoxic effects in eluates were found, which were higher in the eluate fraction 7 (maximum lowest ineffective dilution for luminescent bacteria (LIDL) 256) than in the eluate fraction 1 + 2 (maximum LIDL = 24). The sensitivity of the test systems was very different with highest effects for luminescent bacteria, followed by algae and daphnia and without effects in the fish egg test and umu test. A biotest battery for the comprehensive assessment is therefore advisable.
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.
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.
Kurzfassung
Die Umweltverträglichkeit reaktiver Brandschutzbeschichtungen wurde anhand einer Kombination von Auslaugprüfungen und nachfolgender Ökotoxizitätstestung bewertet. Hierzu wurden drei repräsentative reaktive Brandschutz-beschichtungssysteme, die vom Anwendungsbereich her einer direkten Bewitterung ausgesetzt sein können, untersucht. Der Aufbau bestand aus einem Stahlkörper, der Grundierung, einem Haftvermittler, der reaktiven Komponente sowie einem Deckanstrich. Die Prüfkörper wurden in Auslaugversuche nach DIN EN 16105 (Intermittierender Wasserkontakttest mit 9 Immersionszyklen je 1 h Tauchen, 4 h Trocknung und erneut 1 h Tauchen, Flüssig-zu-Flächen (L/A) Verhältnis 25 L/m²) und CEN/TS 16637-2 (Horizontale dynamische Oberflächenauslaugprüfung, DSLT, 8 Fraktionen mit einem L/A Verhältnis von 25 L/m²) getestet. Nachfolgend wurden die DSLT-Eluate hinsichtlich ihrer ökotoxischen Effekte im Algentest (DIN EN ISO 8692), Daphnientest (DIN EN ISO 6341), Fischeitest (DIN EN ISO 15088), Leuchtbakterientest (DIN EN ISO 11348-2) und umu-Test (ISO 13829) sowie bei einem TOC über 10 mg/L im Respirometertest (OECD 301 F) untersucht. Es wurden je eine Eluatmischung der beiden ersten DSLT-Fraktionen sowie ein Eluat nach längerer Exposition (Fraktion 7) untersucht. Zusätzlich wurden Blindwertkontrollen über das gesamte Verfahren mitgetestet.
In den DSLT-Eluaten wurden mit Ausnahme von Zink (Zn) und Barium (Ba) geringe Konzentrationen an Kationen bestimmt. Im GC-MS Screening wurden insbesondere Phenol, 1-Methoxypropylacetat und Benzaldehyd detektiert. Der TOC war in der Fraktion 1 und 2 (Gesamtelutionsdauer 24 h) deutlich geringer, als in der 7. Fraktion (Gesamtelutionsdauer 36 Tage). Als Grund sind ein Aufweichen der Beschichtung sowie die um Faktor 20 verlängerte Kontaktzeit zu nennen. Die Ökotoxizitäten stiegen in der 7. Fraktion deutlich an und erreichten im Leuchtbakterientest Werte bis zu LIDL = 256, während in den vereinigten 1. und 2. Fraktionen lediglich bis zu LIDL=24 bestimmt wurden. Der Daphnientest sprach nur in der 7. Fraktion eines Herstellers an (LIDD = 8), der Fischeitest zeigte in keinem Eluat Effekte. Keine der Proben war im umu-Test gentoxisch. Die Eluate der Fraktion 7 zeigten eine deutliche Abbaubarkeit der organischen Inhaltsstoffe von 69 bis 88%.
Im intermittierenden Tauchtest wurden nur geringe Konzentrationen an Kationen und Anionen im Eluat nachgewiesen. Die berechneten kumulativen Freisetzungen bewegen sich zwischen 10 und 54 mg/m² für Phosphat, zwischen 0,3 und 3 mg/m² für Zn sowie zwischen 0,2 und 0,7 mg/m² für Ba. Im Gegensatz zum DSLT lagen die TOC-Werte der Eluate deutlich niedriger (bis 5 mg/L) und nahmen mit Zunahme der Versuchsdauer ab.
Es wurden Vorschläge für ein geeignetes Untersuchungskonzept für reaktive Brandschutzbeschichtungen erarbeitet.