1 | Akteurskonferenz – 31.Januar 2012

Bewertung der Ökotoxizität von Inhaltsstoffen der Frac-Flüssigkeiten

Mechthild Schmitt-Jansen,Silke Aulhorn, Sonja Faetsch, Janet Riedl, Stephanie Rotter undRolf Altenburger

Department Bioanalytische ÖkotoxikologieHelmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

Münster, 31.02. 2012

2 | Akteurskonferenz – 31.Januar 2012

Methodische Herangehensweise

Toxizitätsdaten•Datenbanken/Modelle

PNEC

Umweltkonzentration•modelliert/gemessen

Risikoabschätzung Szenarien

Priorisierung gefährdender Substanzen

Hazard Quotient

PEC PNEC

PEC

3 | Akteurskonferenz – 31.Januar 2012

Toxizitätdaten - Vorgehen

• StellvertreterorganismenFisch, Daphnie, Alge

• DatenbankenECOTOX / ESIS Datenbank

mg/L

10 100 1000 10000

Mortality

0

20

40

60

80

100

120

NOEC/LC10

LC50

US-EPA

• ToxizitätskennzahlenLC50, EC10, akut, chronisch

• ModellierungMinimumtoxizität

4 | Akteurskonferenz – 31.Januar 2012

Weiteres Vorgehen:

• Toxizitätsprofile für Einzelsubstanzen aus den z.Zt. eingesetzten Fraccing-Flüssigkeiten

• Berechnung von HQs (Szenarien)

• Ermittlung einer potentiellen Gefährdung anhand der aktuellen Stofflisten und daraus resultierenden Mischungen

5 | Akteurskonferenz – 31.Januar 2012

| P rofil

| Fischgiftigkeit Fracc- Komponenten

Pflanzenöle, gehärtetKaliumchlorid

Alkohole, ethoxyliert, propoxyliert2-Brom-2-nitro-1,3-propandiol

N,N-bis(2-hydroxyethyl)oleamidAdipinsäure

NatriumchloritStoddard-Lösungsmittel

DichlorophenAmmoniumchlorid

Natriumlaurylsulfat 2,2-Dibrom-2-cyanacetamid

DibromacetonitrilNonylphenol, ethoxyliert

TributylphosphatZinkoxid

FumarsäureMethanol

2-ButoxyethanolHydrogeniertes leichtes ErdöldestillatPolyethylenglycol-octyl-phenylether

PropargylalkoholXylol

EthylbenzolFormaldehyd

TrimethylbenzolLeichtes aromatisches Lösungsmittel

Dinatriumtetraborat·wasserfreiZirkondichloridoxid

AmmoniumperoxodisulfatEDTA

Dinatriumtetraborat·10H20Isooctanol

Alkylalkohol, ethoxyliert Schwefelsäure

tert-ButylhydroperoxidDiethylenglykol

EssigsäureDinatriumoktaborat·4H20

EthanolAmmoniumacetat

KaliumhydroxidNatriumperoxodisulfat

Polypropylenglykol Tetraethylenpentamin

ZitronensäureAcetanhydrid

NatriumcarbonatNatriumhydroxid

AmeisensäureTetramethylammoniumchlorid

KaliumcarbonatSalzsäure

Kohlendioxid1,2-Propylenglykol

Natriumhydrogencarbonatn-PropanolKaliumiodid

CalciumchloridNatriumchlorid

Quarz (SiO2)Cristobalit (SiO2)

Calciumsulfat Triethylcitrat

NatriumformiatBentonit-TonIsopropanol

KaliumformiatTriethanolamin

2-Methylpropan-2-ol Natriumthiosulfat

PhosphorsäureAcrylamid

KathonBariumsulfat

GlycerinPolyethylenglykol, ethoxyliert

MannitolNatriumbromat

TriazinetriethanolCholinchlorid

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106 107

akutexp akutmod chrexp chrmod

Fisch LC50 (mmol/L)

Sub

stan

z

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2,3,4-Trichlorphenol

2,3,5-Tric

hlorphenol

2,3,6-Trichlorphenol

2,4,6-Tric

hlorphenol

2,4-Dinitro-1-

naphtol

2,4-Dinitro

phenol

2,6-Dinitro

-4-methylphenol

2,6-Dinitro

phenol

3,4-Dinitrophenol

4-Phenylazophenol

CCCPDNOC

Dinoseb

DinoterbFCCP

Pentachlorphenol

Beobachtung

0

20

40

60

80

100

% H

emm

ung

der V

italit

ät

1.0

UWKA

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

Something from Nothing

VorhersagenBeobachtung

Effekte der Einzelsubstanzen

Altenburger, Greco IEAM (2009)

7 | Akteurskonferenz – 31.Januar 2012

Grund Menge 

[kg]

Anzahl 

Stoffe

Keine Effektdaten 1620.21 6

Ungelöster Feststoff 85800.00 1

Stoffe mit ungeklärten  Gefährdungspotenzial

Frac

–

Buchholz T12

8 | Akteurskonferenz – 31.Januar 2012

Grund Menge 

[kg]

Anzahl 

Stoffe

Keine Effektdaten 14380.60 6

Keine eindeutige 

Stoffbezeichnung

132.00 1

Ungelöster Feststoff 512529.00 1

Stoffe mit ungeklärten  Gefährdungspotenzial

Frac

–

Cappeln Z3a

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Frac

–

Damme 3

Grund Menge [kg] Anzahl 

Stoffe

Keine Effektdaten 46.00 1

Keine eindeutige 

Stoffbezeichnung

6350.02 3

Ungelöster Feststoff 

(Bauxite)

588000.00 1

Stoffe mit ungeklärten  Gefährdungspotenzial

10 | Akteurskonferenz – 31.Januar 2012

Name des Fracs Gesamt‐

Anzahl 

Stoffe 

Stoffe 

mit HQ Summe HQ

Stoffe mit 

spez. 

Wirkungs‐

weise

Summe 

spez. HQ

benötigte 

Verdünng

für HQ <1

Gesamtmenge 

nicht betrachteter 

gelöster Stoffe

1 Buchhorst T12 19 13 6851881.01 9 23438.32 24000 1620.21

2 Cappeln Z3a 25 17 81459.79 16 81459.78 85000 14512.60

3 Damme 3 10 5 74500.12 4 74500.11 75000 6396.02

4 Mulmshorn Z6 17 10 113.84 9 113.83 115 1558.65

5 Bötersen Z11_Biozid 17 12 2692.13 12 2692.13 2750 2785.03

6 Bötersen Z11_UV 13 8 100.75 8 100.75 105 2785.03

7 Söhlingen

OST Z3 16 11 409327.15 9 67269.64 68000 4350.00

8 Söhlingen

OST Z5 25 16 42532.97 15 42532.97 43000 1463.54

9 Söhlingen

OST Z7 25 16 42532.97 15 42532.97 43000 4462.00

10 Söhlingen

Z2 21 14 782360.84 12 20076.55 20300 1714.31

11 | Akteurskonferenz – 31.Januar 2012

12 | Akteurskonferenz – 31.Januar 2012

Finalisierung

| 1. Ergebnissicherung

| 2. Zusammenfassung

| 3. Erörterung und Diskussion

| 4. Beantwortung der Eingangsfragen