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Veröffentlicht
20.11.2021.

Wie wirkt sich Lackverschmutzung auf die Umwelt aus?

Veröffentlicht Sa., 20.11.2021 - 18:06

Einführung

Wahrscheinlich führt der Anblick der schönen, frisch gestrichenen Fassade des Hauses beim Betrachter nicht zu einer Assoziation mit möglichen Auswirkungen auf die Umwelt. Bei einem breiteren Bild ist jedoch ziemlich klar, dass Lackprodukte zumindest im Laufe der letzten 50 Jahre aus einer Vielzahl von Chemikalien und synthetischen Pigmenten hergestellt wurden. Folglich gelangen diese chemischen Substanzen aus den im Außenbereich verwendeten Farbprodukten auf die eine oder andere Weise in die Umwelt und wirken sich auf verschiedene Ökosysteme und ihre Bewohner, einschließlich des Menschen, aus. Dieser Blogbeitrag konzentriert sich auf die Auswirkungen der Farbverschmutzung auf die Umwelt und die Ökosysteme und liefert Informationen darüber, wie Chemikalien aus lackierten Außenflächen austreten und sich negativ auf Luft, Boden, Wasser und Biota auswirken. Um besser zu verstehen, wie sich Lackverschmutzung auf die Umwelt auswirkt, werden die folgenden Aspekte untersucht:

  • Was ist Farbverschmutzung und warum ist sie wichtig?
  • Wie kommt es zur Lackverschmutzung?
  • Welche Lackinhaltsstoffe als Umweltschadstoffe wirken und welche Schäden sie anrichten.

Was ist Lackverschmutzung und warum ist sie wichtig?

Es gibt drei Hauptarten der Umweltverschmutzung: Luftverschmutzung, Wasserverschmutzung und Bodenverschmutzung. Lackverschmutzung wird im Allgemeinen durch das Einbringen von schädlichen Lackinhaltsstoffen in die Umwelt definiert. Schadstoffe können Feststoffe, Flüssigkeiten oder Gase sein, die in höheren Konzentrationen als normal produziert werden und so die Qualität von Luft, Wasser oder Boden verringern. Es ist wichtig zu verstehen, dass Erdatmosphäre (Luft), Hydrosphäre (Wasser), Lithosphäre (Gestein und Boden) und Biota (Pflanzen und Tiere) miteinander verbunden sind, was bedeutet, dass die Schädigung einer dieser Komponenten zu einer potenziellen Schädigung anderer führt . Da alle Lebewesen, von Mikroben bis zu Menschen, von den Ressourcen der Erde abhängen, ist es leicht zu verstehen, dass, wenn die sehr grundlegenden wie Luft und Wasser verschmutzt werden, ihr Wohlergehen anschließend bedroht ist, was möglicherweise kaskadierende negative Auswirkungen hat (a; b).

Verschmutzung der Luft

Luftverschmutzung wird durch das Vorhandensein von Schadstoffen in großen Mengen über lange Zeiträume in der Luft definiert. Typische Luftschadstoffe sind CO, CO2, NO, NO2, SO3, dispergierte Partikel, Kohlenwasserstoffe und andere. Von Farbprodukten freigesetzte Luftschadstoffe tragen zur Bildung von bodennahem Ozon, bekannt als Smog, bei und können auch die Boden- und Wasserqualität negativ beeinflussen (b).

Verschmutzung des Wassers

Wasserverschmutzung wird durch übermäßige Mengen an giftigen Chemikalien und biologischen Stoffen definiert, die aufgrund menschlicher Aktivitäten im Grundwasser oder in anderen Gewässern vorhanden sind. Große Gewässer, zum Beispiel die Weltmeere, wirken als Senke für chemische Verschmutzung, entweder durch die Anreicherung von Schadstoffen in den aquatischen Sedimenten oder durch die Anreicherung in den aquatischen Organismen (c).

Verschmutzung der Böden

Die Freisetzung von Chemikalien wie Kohlenwasserstoffen, Pestiziden oder Schwermetallen führt zu Bodenverschmutzung. Da der Boden Schadstoffe ansammelt, kann er als natürliche Verschmutzungssenke fungieren, was je nach Bodentyp, Abbaubarkeit von Schadstoffen und anderen Bedingungen zu hohen Konzentrationen an vorhandenen Schadstoffen führt, was letztendlich zu einer Verschmutzung der Vegetation wie Obst und Gemüse führt (d).

Wie kommt es zu Lackverschmutzung?

Die Schmerzbelastung erfolgt im Allgemeinen über drei Hauptwege – Luft, Wasser und Boden, und sie können wie folgt definiert werden:

  • Ausgasen, wenn gasförmige Verbindungen in die Luft entweichen;
  • Abfluss, wenn chemische Verbindungen in Wasserströme gespült werden;
  • Auswaschung, wenn Verbindungen an Bodenpartikel oder Grundwasser gebunden werden.

Ausgasen

Ausgasen oder Ausgasen beschreibt die Freisetzung von luftgetragenen Partikeln oder Chemikalien, die als flüchtige organische Verbindungen (VOCs) bekannt sind, und Lackprodukte sind eine BedeutungQuelle von VOCs in unserer Umwelt. Durch den Prozess der Ausgasung setzen Lackprodukte VOCs in die Luft frei, insbesondere in die unterste Schicht der Erdatmosphäre, die als Troposphäre bekannt ist, und tragen zur Bildung von bodennahem Ozon bei (e).

Abfließen

Abfluss bezieht sich auf Wasser, das an der Oberfläche fließt, weil es keine unmittelbare Möglichkeit gibt, an Land absorbiert zu werden. Obwohl der Abfluss größtenteils natürlich auftritt (z. B. wenn Berggletscher und Schnee schmelzen und Flüsse und Bäche bilden), haben menschliche Aktivitäten einen großen Einfluss auf die Menge des verschmutzten Abflusses, der entweder aus Punktquellen (Quelle, die ein kleines Gebiet mit konzentriertem Ausstoß einnimmt) oder nicht punktuellen Quellen ( viele diffuse Quellen über ein größeres Gebiet).

Hinsichtlich der allgemeinen Öffentlichkeit und ihres Beitrags zur Umweltverschmutzung sollte die Bedeutung der Verschmutzung durch nicht punktuelle Quellen berücksichtigt werden. Es kommt in städtischen, vorstädtischen und ländlichen Gebieten vor, wo die Verwendung bestimmter Chemikalien möglicherweise zu verschmutztem Abfluss führt, der Schadstoffe in lokale Flüsse und Böden trägt, beispielsweise wenn Farbprodukte bei Regen von Gebäuden weggespült werden oder wenn die Lackierausrüstung gewaschen wird (f ).

Auswaschung

Auswaschung beschreibt den Vorgang, bei dem vom Wasser mitgeführte Schadstoffe durch durchlässige Böden nach unten wandern. Auswaschung wird im Allgemeinen mit dem Einsatz von Pestiziden in der Landwirtschaft in Verbindung gebracht, bezieht sich aber tatsächlich auf zahlreiche Verunreinigungen, darunter andere Biozidprodukte und Schwermetalle, die beide in den meisten herkömmlichen Farben vorhanden sind. Das Auswaschen von Farbprodukten erfolgt, wenn Wasser eine lackierte Oberfläche abwäscht oder wenn sich Farbe verschlechtert, wodurch sich Chemikalien an abfließendes Wasser binden und in den Boden gelangen können, was zu Boden- und Pflanzenkontamination und potenzieller Grundwasserverschmutzung führt (g; h).

Lackinhaltsstoffe als Umweltschadstoffe

Mehrere Farbbestandteile bestehen aus chemischen Verbindungen, die früher oder später zu Umweltschadstoffen werden, meist aufgrund scheinbar normaler Prozesse während des gesamten Lebenszyklus von Farben. Zum Beispiel setzt das Trocknen auf der Oberfläche gasförmige VOCs frei und das Abwaschen bei Regen setzt Biozide und Schwermetalle frei. Wenn man sich der in Farben enthaltenen toxischen Inhaltsstoffe bewusst wird, kann man auf deren mögliche Auswirkungen auf die Umwelt und damit auch auf den Menschen achten. Dieser Blogbeitrag stellt die VOCs, Biozide und Schwermetalle vor, die in Baufarben vorhanden sind, und ihre Auswirkungen auf verschiedene Ökosysteme.

Flüchtige organische Verbindungen (VOCs)

Flüchtige organische Verbindungen sind Dämpfe, die unter anderem von Farben während der Produktauftrags- und Trocknungsphase freigesetzt werden. VOCs werden aus mehreren Lackinhaltsstoffen freigesetzt, darunter Lösungsmittel, Co-Lösungsmittel, Koaleszenzmittel, Monomere und andere mögliche flüchtige Stoffee Zusatzstoffe einschließlich Biozide. Lesen Sie mehr über VOCs in unserem Blogpost: link

VOCs sind Farbbestandteile, die vor allem für ihre Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit bekannt sind, aber diese Verbindungen spielen auch eine bedeutende Rolle als Umweltschadstoffe. Nämlich aufgrund der Beteiligung an der Bildung von bodennahem Ozon, das sich weiter negativ auf die menschliche Gesundheit auswirkt und Schäden an der landwirtschaftlichen und natürlichen Vegetation verursacht.

VOCs und bodennahes Ozon

Wenn VOCs in die Atmosphäre freigesetzt werden, können sie mit Sonnenlicht und Stickoxiden reagieren und sogenanntes bodennahes Ozon (auch bekannt als troposphärisches Ozon oder Smog) bilden. Während das natürlich vorkommende Ozon in der oberen Schicht der Erdatmosphäre dazu dient, alles Leben auf der Erde vor den ultravioletten Strahlen der Sonne zu schützen, ist bodennahes Ozon ein Ergebnis menschlicher atrophogener Aktivitäten. Vom IPCC als eines der wichtigsten Treibhausgase anerkannt, ist bodennahes Ozon (O3) ein atmosphärischer Schadstoff, der sich negativ auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit auswirkt. Bodennahes Ozon ist als starkes Oxidationsmittel bekannt und eines der am weitesten verbreiteten Giftstoffe, denen die Vegetation ausgesetzt ist. Erhöhte bodennahe Ozonwerte sind die schädlichsten Luftschadstoffe für Nutzpflanzen und Ökosysteme, da sie die landwirtschaftlichen Erträge einiger Pflanzenarten negativ beeinflussen, da Ozon den Photosyntheseprozess stört.

Ozon wirkt sich auf die Vegetation aus, die in ihre Blattöffnungen eindringt, die als Stomata bekannt sind und für die Pflanzenatmung verantwortlich sind, wodurch eine Oxidation oder Verbrennung des Gewebes verursacht wird, wodurch Pflanzenblätter beschädigt und ihr Überleben bedroht werden. Wenn die Ozonaufnahme ein übermäßiges Niveau erreicht, wird die Pflanzenphysiologie verändert und es können ein verringertes Wachstum, eine verringerte Samenproduktion, eine veränderte Phänologie und eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber biotischem und abiotischem Stress beobachtet werden. Längere Ozonbelastung kann zu Veränderungen in der Pflanzengenexpression und der Artenzusammensetzung führen. Diese Auswirkungen des bodennahen Ozons tragen somit potenziell zur Störung der wichtigsten Dienstleistungen der terrestrischen Ökosysteme bei, einschließlich der gestörten Nahrungsmittelproduktion, der Produktion von Forstprodukten, der Wasserregulierung, der Kohlenstoffbindung und der Erhaltung der biologischen Vielfalt insgesamt (i; j).

Biozide

Biozide werden von der europäischen Gesetzgebung (98/8/EG) als Mikroorganismen oder chemische Substanzen definiert, die dazu bestimmt sind, einen Schadorganismus durch biologische oder chemische Mittel zu zerstören, unschädlich zu machen, abzuschrecken oder zu kontrollieren. Aufgrund dieser Eigenschaften werden konventionellen Farbprodukten Biozide und Biozidprodukte zugesetzt, um biologisches Wachstum auf der Farbe während der Topf- und Trockenfilmphase zu verhindern, was bedeutet, dass Bautenfarben, die für Außenarbeiten bestimmt sind, eine bedeutende Ursache für die Biozidbelastung sind. Lesen Sie mehr über Biozide in unserem Blogpost: link

Mit Bioziden belasteter Ablauf beginnt an der lackierten Oberfläche, wo die Verwitterung stattfindet. An diesem Punkt können chemische Verbindungen durch den Adsorptionsprozess an den Wasserkreislauf gebunden werden und dann möglicherweise nahe gelegene Oberflächengewässer, Böden, Grundwasser und Biota kontaminieren. Biozide können nämlich gemäß ihrem Herstellungszweck – der definitionsgemäß darin besteht, die biologische Aktivität (k; l) zu begrenzen oder zu kontrollieren – weiter in der Umwelt wirken.

Es ist erwähnenswert, dass die meisten Baufarben aus Kombinationen verschiedener Biozide bestehen, darunter Herbizide, Bakterizide, Algizide, Fungizide und Metallionen. Üblicherweise verwendete Biozide in Beschichtungen umfassen Terbutryn, Diuron, Octylisothiazolinon (OIT) und andere. Aufgrund verschiedener Materialkombinationen in Lackprodukten ist es im Allgemeinen schwierig, die Menge an Bioziden zu kontrollieren, die in die Umwelt gelangen. Studien zeigen, dass in städtischen Umgebungen gängige Biozide in Regenwasser, Oberflächenwasser und Abfall nachgewiesen werden könnene Wasser, Grundwasser und Boden (m; n).

Überblick über die angewandten Biozide zum Gebäudesschutz, um mikrobielles Wachstum zu verhindern

Übersicht über die eingesetzten Biozide im Bautenschutz zur Verhinderung von Keimwachstum (links) und die Faktoren, die das Keimwachstum kontrollieren (rechts). Die wichtigsten Faktoren sind fett gedruckt (n).

Studien, die sich auf die Verschmutzung durch Biozide konzentrieren, zeigen, dass die Menge an Bioziden, die von Baumaterialien in die Umwelt freigesetzt werden, erheblich ist, zusätzlich zu der Menge, die von landwirtschaftlichen Pestiziden freigesetzt wird, aber ihre Natur ist etwas anders. Dies lässt sich damit erklären, dass die Verwendung von Bioziden in der Landwirtschaft im Allgemeinen stark reguliert ist und orts- und zeitspezifisch erfolgt, während die Biozidauswaschung aus Baufarben, wenn auch in geringen Mengen, über lange Zeiträume kontinuierlich erfolgt und aus vielen verteilten Quellen stammt. Studien belegen, dass Biozide aus Anstrichprodukten in der Umwelt und insbesondere in Oberflächengewässern und Böden bestehen bleiben und sich anreichern (n).

Biozide als Wasserschadstoffe

Mit Bioziden verunreinigtes Abflusswasser aus städtischen Wohngebieten wird als zunehmendes Problem für aquatische Umgebungen angesehen, wobei darauf hingewiesen wird, dass bekannte Biozidkonzentrationen in Oberflächengewässern und Grundwasser nahe an den regulatorischen Schwellenwerten liegen, wo sie biologische Wirkungen haben können (o).

Die Biodiversität von Süßwasserökosystemen ist wesentlich für die Bereitstellung zahlreicher Ökosystemleistungen, darunter Trinkwasser, Nahrung und Hochwasserschutz, was darauf hinweist, dass das Wohlergehen dieser Systeme direkt mit dem Wohlergehen menschlicher Gesellschaften verbunden ist.

Die Verschmutzung durch Biozide und Biozid-Nebenprodukte ist bekanntermaßen potenziell hochgiftig und schädlich für aquatische Ökosysteme, einschließlich Wasserpflanzen, Ruderfußkrebse und Algen. Bereits bei geringen Schadstoffkonzentrationen kann es zu einer Anreicherung von Bioziden in Nichtzielorganismen kommen, was zu einem Risiko einer Primärvergiftung führt: Je mehr Biozidsubstanz sich entlang der Nahrungskette anreichert, desto mehr Organismen sind von einer Sekundärvergiftung bedroht (q).

Biozide als Bodenschadstoffe

Biozidrückstände werden durch Auswaschung zu Bodenschadstoffen. Wenn Farbe verdorrt und Biozide zu Wirkstoffen in Oberflächengewässern werden, kann dieser verschmutzte Abfluss potenziell durchlässige Böden erreichen, wo Biozidrückstände vertikal nach unten im Bodenprofil wandern. Da die Mobilität organischer Verbindungen durch den Boden von Sorptionsvorgängen abhängt, bestimmen mehrere physikalische und chemische Faktoren sowohl des jeweiligen Bodens als auch des Schadstoffs die Mobilität aktiver Biozidrückstände (h).

Die Bodenfruchtbarkeit hängt weitgehend von der biologischen Aktivität vieler verschiedener Bodenorganismen ab, daher hat die Bodenbelastung mit lebenssteuernden bioziden Substanzen direkte negative Auswirkungen auf das Bodenmikrobiom. Während es schwierig ist, die Biozidaktivität in Böden zu bestimmen, da sie in Abhängigkeit von mehreren Faktoren stark variiert, wird argumentiert, dass Biozide selbst in sehr geringen Konzentrationen erhebliche Veränderungen der biologischen und chemischen Eigenschaften des Bodens und der Bodenmikroorganismen verursachen können.

Ein weiteres Problem hinsichtlich der Biozidbelastung in Böden betrifft Schadstoffe, die tiefer durch das Bodenprofil ausgewaschen werden und in den Grundwasserspiegel eindringen. Im Grundwasser werden wasserlösliche Biozide nicht mehr wie im Oberflächenwasser kontinuierlich verdünnt, dh es werden nur sehr wenige oder gar keine Biozide abgebaut, was ihr Gefährdungspotential erhöht (p).

Auswirkungen der Biozidverschmutzung auf Pflanzen und Tiere

Biozide sind Produkte, die dazu bestimmt sind, Zielorganismen abzutöten oder zu bekämpfen, aber es ist bekannt, dass sie zusätzlich ein Potenzial haben, Nicht-Zielorganismen abzutöten oder zu bekämpfen. Gelangen beispielsweise Biozide oberhalb bestimmter Grenzkonzentrationen ins Wasser, können sie auf Algen, Wasserpflanzen und Tiere ökotoxisch wirken. Biozide haben die Fähigkeit zu störenDNA-Synthese und Photosynthese, die für das Überleben von Pflanzen unerlässlich sind. Biozide stellen aufgrund der Anreicherung von Bioziden in der Nahrungskette ein langfristiges Risiko für Säugetiere, Vögel, Amphibien und Fische dar. Da Gewässer zu Schadstoffsenken werden können, ist es nicht unwahrscheinlich, dass kleinere Wasserorganismen Wasserschadstoffe direkt aufnehmen, und außerdem kann sich der Schadstoff bei der Nahrungsaufnahme durch größere Tiere in erheblichen und lebensbedrohlichen Konzentrationen anreichern. Dieses Phänomen wird als Biomagnifikation bezeichnet, bei der Organismen (einschließlich Menschen), die höher in der Nahrungskette stehen, größere Konzentrationen von Schadstoffen in ihrem Körper haben als die kleineren. Biozidbelastungen können also nicht nur natürliche Ökosysteme, sondern auch die menschliche Gesundheit schädigen (r; s; q).

Schwermetalle

Eine der Verbindungen in traditionellen Farben sind anorganische Farbpigmente, die dafür bekannt sind, Schwermetalle wie Titandioxid, Eisenoxide, Aluminium und Glimmerflocken zu enthalten. Andere in Farbe vorhandene Schwermetalle können Cadmium, Quecksilber und Blei sein. Schwermetalle sind weit verbreitete Umweltschadstoffe und ihre Konzentrationen in Luft, Wasser und Boden steigen aufgrund menschlicher Aktivitäten weiter an. Dies ist eine sehr spezifische Art der Verschmutzung, da Schwermetalle nicht biologisch abbaubar sind und dazu neigen, sich in Organismen anzureichern und zahlreiche Krankheiten und Störungen zu verursachen (t; u).

Schwermetalle als Wasser- und Bodenschadstoffe

Mit Schwermetallen belastete Abflüsse aus mehreren diffusen Stellen tragen die Substanzen in Gewässer, wo sie von der Wasserfauna aufgenommen werden, was zu einer weiteren Schadstoffaufnahme durch Arten führt, die höher in der Nahrungskette stehen, einschließlich des Menschen. Die Schwermetallverschmutzung gilt als eine der Hauptarten der Bodenverschmutzung, wobei Kupfer, Nickel, Cadmium, Zink, Chrom und Blei als Hauptschadstoffe gelten. Durch den Auslaugungsprozess wandern Schadstoffe, die von den Abflusswässern getragen werden, vertikal nach unten in das Bodenprofil. Studien zeigen, dass selbst geringe Konzentrationen der Schwermetalle den physiologischen Stoffwechsel der Pflanzen beeinflussen, aber wenn sich kleine Mengen ansammeln, werden die negativen Auswirkungen noch größer und beeinflussen verschiedene Parameter der mikrobiellen Gemeinschaften im Boden und Parameter, die die Pflanzenqualität und den Ertrag beeinflussen. Hinsichtlich der Anreicherung von Schwermetallen ist bekannt, dass in Böden abgelagerte Schwermetalle in die Vegetation und weiter in die Nahrung von Tieren und Menschen transportiert werden. Es könnte möglicherweise zu mehreren Gesundheitsproblemen im Zusammenhang mit Schwermetallvergiftungen führen, darunter Schäden an inneren Organen, Tumorentwicklung und Probleme bei der fötalen Entwicklung. Erwähnenswert ist, dass die Anreicherung von Schwermetallen im Körper irreversibel ist (v).

Verweise: i) Tropospheric Ozone Assessment Report: Aktuelle troposphärische Ozonverteilung und Trends, die für die Vegetation relevant sind j) Ozoneffekte auf Platten k) Umweltemissionsszenarien Biozide: PA 7 – Filmkonservierungsmittel l) Biozide – Risiken und Alternativen – Herausforderungen und Perspektiven beim Umgang mit Bioziden in der EU m) Quellen und Eintragspfade von Bioziden und deren Umwandlungsprodukten in der urbanen Regenwasserinfrastruktur eines 2 ha großen Stadtteils n) Anwendung, Freisetzung, ökotoxikologische506995F19D5DC950EC92384ED5D2B12&originRegion=eu-west-1&originCreation=20211105102934">Bewertung von Bioziden in Baumaterialien und ihrer mikrobiellen Reaktion im Boden o) Biozidemissionen aus Baumaterialien bei nassem Wetter: Identifizierung von Stoffen, Freisetzungsmechanismus und Übertragung auf die aquatische Umwelt p) Das Problem der Auswaschung q) Sind die Biozidemissionen in die Umwelt bereits in besorgniserregendem Ausmaß? r) Biozide in Gewässern s) Verwendung und Umweltbelastung von Bioziden t) AUSWIRKUNGEN VON SCHWERMETALLEN AUF DIE UMWELTSCHMUTZUNG u) FARBSCHMUTZUNG SCHÄDLICHE AUSWIRKUNGEN AUF DIE UMWELT v) Auswirkungen von Schwermetallen auf Boden, Pflanzen, menschliche Gesundheit und Wasserlebewesen

Schließen

Es ist bekannt, dass unkontrollierte chemische Verschmutzung durch menschliche anthropogene Aktivitäten negative Auswirkungen auf Ökosysteme, einschließlich Luft, Wasser, Boden und Biota, hat. Farbbestandteile wie flüchtige organische Verbindungen, Biozide und Schwermetalle belasten die Umwelt, indem sie in das chemische Gleichgewicht empfindlicher natürlicher Systeme eingreifen. Es ist bekannt, dass gasförmige Verbindungen aus Anstrichprodukten zur Bildung von Smog beitragen, und es ist auch bekannt, dass sich Schwermetalle und Substanzen, die dazu bestimmt sind, organisches Leben zu kontrollieren, in lebenden Systemen anreichern, zu denen Gewässer und Böden sowie tierische und menschliche Körper gehören. Das Erkennen potenzieller Schäden durch bestimmte Inhaltsstoffe von Farbprodukten – nicht nur für die Natur, sondern auch für die menschliche Gesundheit – könnte die Verbraucher motivieren, sich für Folgendes zu entscheiden: A) umweltfreundlichere Produkte; B) Produkte, für die eine Zutatenliste verfügbar ist; oder C) Produkte mit einem Etikett, das auf geringe oder unbedenkliche Mengen schädlicher Inhaltsstoffe hinweist.

Autor: geschrieben von Anse Romančuka, bearbeitet von Linda Kikuste

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