Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen. Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen Was ist EDTA ? Ethylendiamintetraessigsäure C 10 H 16 N 2 O 8

LandesumweltamtNordrhein-Westfalen


Was ist EDTA ?

Ethylendiamintetraessigsäure C10H16N2O8


EDTA SyntheseReaktionsgleichung

Ethylendiamin + Formaldehyd + Natriumcyanid Tetranatrium EDTA + Ammoniak


EDTA

• ist ein naturfremder Stoff, • wird über die verschiedensten Abwasserpfade in die

Oberflächengewässer eingetragen• kommt im Wasser in sehr hohen Konzentrationen

vor (Oberflächengewässer, Grundwasser)

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EDTA

• In Kläranlagen und im Gewässer nicht abbaubar, • Entfernung bei der Trinkwasseraufbereitung nur mit

sehr großem Aufwand.

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EDTA

• Von EDTA geht ein Risiko aus (risk assessment).

• Die Risiken von EDTA sind nicht abschließend geklärt.

• EDTA ist in die Wassergefährdungsklasse II (wassergefährdend) eingestuft.

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Grundsatz:

• Naturfremde Stoffe, insbesondere biologisch schwer abbaubare oder gesundheitlich bedenkliche, gehören nicht in die Gewässer.

• Aus Vorsorgegründen gilt dies für alle naturfremden Stoffe und nicht nur für Stoffe, deren toxikologische Relevanz bereits nachgewiesen wurde.


Selbstverpflichtungserklärung (BMU 1991) einiger Industrieverbände:

Reduzierung der Gewässerbelastung:• Halbierung der Fracht in 5 Jahren. • Weiteres Ziel: Verzicht oder Ersatz von EDTA.• Dieses Ziel ist bis heute nicht erreicht.


Import und Export von EDTAweltweit frei handelbar.

BASF(Trilon-B)

Weitere Produzenten gibt es in Europa,

Asien und Amerika.

Über Import und Export von EDTA gibt es keine zuverlässigen Daten.


Eigenschaften von EDTA

• Bildet Komplexe mit Schwermetallionen z.B. mit Ca, Mg,... als Wasserenthärter

• Die Komplexe sind stabil gegen Säuren, Laugen, oxidierende und reduzierende Substanzen

• Hohe Wasserlöslichkeit• Keine Flüchtigkeit und Zersetzung


Wo wird EDTA eingesetzt ?

Fotoindustrie:

Bleichflüssigkeiten

Entwickler

Fixierer

1/5



Lebensmittelindustrie:

Allzweckreiniger

Fettlöser

Desinfektionsmittel

2/5



Landwirtschaft:

Melkmaschinenreiniger

Stallreiniger

Mikronährstoffdünger

3/5



Fahrzeugreinigung:

Hochdruckreiniger

Shampoo für Waschanlagen

Autoreiniger

4/5



Kosmetika:

Shampoo / Duschgel

Sonnenschutzcreme

Hautcreme / Hautlotion

5/5


Verbrauchsmengen von EDTA

EDTA-Verkauf in Deutschland

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

To

nn

en/J

ahr

1992 1310 1040 45 180 45 180 1350

2000 1364 868 165 331 289 83 909

FotoindustrieGewerbl.Wasch-/

Reinigungsmittel

Kosmetik LandwirtschaftHaushalt Wasch-/

ReinigungsmittelTextilindustrie

Sonstige + Handel


Verhalten in der Umwelt

Die Bedeutung von EDTA liegt nicht in der

stofflichen Toxizität ihrer Metallkomplexe

begründet, sondern beruht auf den vielseitigen,

teilweise noch nicht bekannten Wechselwirkungen

u.a. mit Schwermetallen, Härtebildnern oder

Mikronährstoffen.

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Verhalten in der Umwelt

Nach dem Gebrauch gelangt EDTA größtenteils in

das Abwasser, in dem gelöste Schwermetalle

komplex gebunden werden. Ein biologischer Abbau

oder eine Ausfällung bzw. Anlagerung an

Klärschlamm findet in den Abwasserbehandlungs-

anlagen nicht statt. Deshalb kommt es zu einem

Austrag, verbunden mit einer erhöhten Belastung

der Gewässer mit EDTA und komplexgelösten

Schwermetallen.2/3


Verhalten in der Umwelt Remobilisierung von Schwermetallen aus Flusssedimenten ist in den Gewässern unwahrscheinlich: EDTA liegt bereits im Abwasser als Schwermetallkomplex vor.

Bei der Trinkwasseraufbereitung aus Oberflächengewässern wird EDTA in der Bodenpassage nur geringfügig zurückgehalten.

Nur bei der Kombination von kostenintensiver Ozonung und Aktivkohlefiltration ist eine hinreichende Entfernung von EDTA aus dem Trinkwasser möglich.

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Zielvorgaben

Naturfremde Stoffe, die biologisch schwer abbaubar oder gesundheitlich bedenklich sind, gehören nicht in die Gewässer. Dies gilt nicht nur für Stoffe, deren toxikologische Bedeutung bereits nachgewiesen wurde, sondern aus vorsorglichem Grund für alle naturfremden Stoffe.

Zielvorgaben Qualitätsziele

10 µg/L LAWA / IKSR – vorläufige Zielvorgabe

5 µg/L IAWR – Qualitätsanforderung (90-Perzentil)


ETDA-Bestimmungin Wasserproben

Probenahme KonservierungGekühlter Transport

und Lagerung

Anreicherung Veresterung Extraktion

GaschromatographischeBestimmung Auswertung


Messprogramm und Analytik

Anzahl Messungen

1997 1998 1999 2000 2001

Immissionen 690 560 355 249 319

Emissionen 237 261 215 149 434


Ergebnisse

EDTA-Immissionsmessungen

Anzahl der Messstellen 84

Gesamtzahl der Messwerte 2.369

Anzahl der Messwerte über der Bestimmungsgrenze 2.055

Messwerte >10 µg/L 809

Maximum in µg/L 980

90-Perzentil in µg/L 29

1/12


Ergebnisse

MessstelleRhein bei Bad Honnef (Eingang NRW)

Sieg-Mündung

Wupper-Mündung

Erft-Mündung

Ruhr-Mündung

Emscher-Mündung

Lippe-Mündung

Summe Nebenflüsse

Rhein bei Kleve-Bimmen (Ausgang NRW)

EDTA-Eintrag in den Rhein in NRW

1999549

12

6

2

21

19

23

83

802

253

2000524

7

4

2

5

18

11

47

677

153

EDTA-Frachten in Tonnen / Jahr von 1997 - 2002

2001414

4

3

2

11

10

8

38

519

105

1998417

7

4

2

20

28

21

82

620

203

1997501

10

4

2

19

41

19

95

741

240

2002333

5

4

2

14

12

10

47

530

1972/12


Ergebnisse EDTA-Frachten an der Messstelle Kleve-Bimmen

JahrFrachten in

Tonnen/JahrReduzierung

gegenüber 1991

1991 911 –

1997 741 19 %

1998 620 32 %

1999 802 12 %

2000 677 26 %

2001 519 43 %

2002 530 42 %3/12


Ergebnisse

EDTA-Emissionsmessungen

Anzahl der Messstellen 100

Gesamtzahl der Messwerte 1.296

Messwerte > 10 µg/L 1.250

Maximum in µg/L 13.000

90-Perzentil in µg/L 253

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Ergebnisse

1204560

Schlachthof, lebensmittel-verarbeitender Betrieb, Zell-stoff und Papierverarbeitung

Euskirchen-

Kessenich

Aachen

4503829Fettchemie, Metallbearbeitung

Münstereifel-

Kirspenich

Aachen

100220400Färberei, Metallbearbeitung,

Galvanik

KA Aachen-Süd

Aachen

9393079

Papier-, Metall-, Kunststoff-, Chemie-Industrie

KA Düren-Merken

Aachen

EDTA (µg/L)

2001

EDTA (µg/L)

1999/2000

EDTA (µg/L)

1997/1998

BrancheEinleitung Bezirk

5/12


Ergebnisse

540--TextilindustrieSchloß Holte-

Stukenbrock

Bielefeld

830--BrauereiBr. Rheder

Teichbelüftung

Bielefeld

4000--GetränkeindustrieSolbad

RavensbergBielefeld

1106254

Tuchfabrik/Färberei, Chem. Produkte, Pharmachemie

Aachen-Eilendorf

Aachen

EDTA (µg/L)

2001

EDTA (µg/L)

1999/2000

EDTA (µg/L)

1997/1998


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Ergebnisse

-760410Galvanik, Wasch- und

Reinigungsmittel

KA Düsseldorf Süd

Düsseldorf

-45940Lebensmittel, Pharma, Forschung

KA MonheimDüsseldorf

400--Gütersloh, Putzhagen

Bielefeld

800--Bielefeld Heepen

Bielefeld

EDTA (µg/L)

2001

EDTA (µg/L)

1999/2000

EDTA (µg/L)

1997/1998


7/12


Ergebnisse

526167600ChemieBayer BürrigKöln

1080129460LebensmittelKA KöttingenKöln

-25340GalvanikKA RünderothKöln

--440Chem. IndustrieKA Marl WestHerten

EDTA (µg/L)

2001

EDTA (µg/L)

1999/2000

EDTA (µg/L)

1997/1998


8/12


Ergebnisse

--1800BrauereiKA VeltinsLippstadt

-130780MetallverarbeitungKA Neuss-OstKrefeld

-210460TextilKA NeuwerkKrefeld

134-130Stadt KölnKA

StammheimKöln

EDTA (µg/L)

2001

EDTA (µg/L)

1999/2000

EDTA (µg/L)

1997/1998


9/12


Ergebnisse

1150935013000GalvanikWinkhausMünster

5363434250MolkereiMilchwerke

Everswinkel

Münster

420--TextilindustrieFa. Blanke

SchötmarMinden

130--SchlachthofLübbeckeMinden

EDTA (µg/L)

2001

EDTA (µg/L)

1999/2000

EDTA (µg/L)

1997/1998


10/12


Ergebnisse

180511254Textil, Waschmittelindustrie

KA Greven-Reckenfeld

Münster

1640296377Textil, chem. IndustrieKA Emsdetten-

Austum

Münster

267137135TextilKA OchtrupMünster

1430306357Textil, MolkereiKA

Neuenkirchen/ Wettringen

Münster

EDTA (µg/L)

2001

EDTA (µg/L)

1999/2000

EDTA (µg/L)

1997/1998


11/12


Ergebnisse

<1<1 (2000)8900BrauereiKrombacherSiegen

468502500BrauereiKA KreuztalSiegen

418216150TextilKA Borghorst-

SüdMünster

EDTA (µg/L)

2001

EDTA (µg/L)

1999/2000

EDTA (µg/L)

1997/1998


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Ersatzstoffe

Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA)

Nicht zu empfehlen, da biologisch schwer abbaubar.

Sie hat starke, dem EDTA ähnliche Komplexierungseigenschaften.

DTPA wird bei der Papierindustrie eingesetzt. In der Ruhr werden sehr hohe Konzentrationen

bis zu 65 µg/L (2000) gemessen.1/4


Ersatzstoffe

Nitrilotriessigsäure (NTA)

NTA ist ein vergleichbar starker organischer Komplexbildner.

Sie ist biologisch leicht abbaubar (>95%), hat gute Komplexierungseigenschaften, in Dänemark und Frankreich verboten.

Verdacht auf kanzerogene Wirkung

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Ersatzstoffe

Alanindiessigsäure (ADA)

Biologisch gut abbaubar, schwächere Komplexierungseigenschaften als EDTA,

wird in der Fotoindustrie als Ersatzstoff eingesetzt.

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S,S-Ethylendibernsteinsäure (EDDS)

– Gut biologisch abbaubar.– Komplexbildung mit Metallen wie Kupfer, Nickel, Zink

und Cadmium auch in Anwesenheit von Calcium und Magnesium ist zufriedenstellend.

– Herstellung in Großbritannien. – Steigender Absatz seit der Markteinführung 1996. – Breite Anwendung vor allem in der Fotoindustrie,

möglich auch in anderen Bereichen.

Ersatzstoffe

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Fazit (1)In den Jahren 2000 und 2001 wurde eine deutliche Reduzierung der EDTA-Einträge in NRW registriert. Die Fracht sank von 253 Tonnen/Jahr im Jahr 1999 auf 105 Tonnen/Jahr in 2001. Im Jahr 2002 erhöhten sich die Einträge in NRW wieder auf 197 Tonnen pro Jahr.

Die Fracht an der niederländischen Grenze weist mit 530 Tonnen/Jahr gegenüber dem Bezugsjahr 1991 eine Reduzierung von 42% auf und ist seit 2001 fast konstant.


Fazit (2)Aus den Ergebnissen der Emissionsuntersuchungen konnten weitere Rückschlüsse über die Herkunft und Verwendung von EDTA in NRW gezogen werden.

In allen Fällen wurden die ermittelten Abwassereinleiter und die zuständigen Wasserbehörden über die Problematik unterrichtet. So konnten Reduzierungen bis zu einer Nullemission erzielt werden. Zusätzliche Anstrengungen der Staatlichen Umweltämter sollen in den nächsten Jahren zu weiteren Reduzierungen führen.


Fazit (3)Die Zunahme des biologisch schwer abbaubaren Ersatzstoffes DTPA, besonders in der Ruhr, wird mit Sorge beobachtet. Eine Reduzierung aller schwer abbaubarer Komplexbildner wird deshalb gefordert.

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