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Flammschutzmittel - Ökobilanz

Bauchemie

Die wichtigsten Funktionen von Flammschutzmitteln sind, entweder die Entzündbarkeit brennbarer Stoffe herabzusetzen, eine Flammbildung zu verhindern oder einen Brand zu verzögern. Sie werden deshalb zur Vorsorge in hohen Mengen eingesetzt. Die Schwerpunkte liegen in den Bereichen Holz, Holzwerkstoffe, Kunststoffe und Textilien.

Zusammenfassung

Flammschutzmittel ist eine Sammelbezeichnung für anorganische und organische Verbindungen, die Werkstoffe flammfest machen. Untersuchungen haben gezeigt, dass einige der verwendeten Flammschutzmittel erhebliche toxikologisch und ökotoxikologisch bedenkliche Eigenschaften besitzen. Aufgrund der Persistenz in der Umwelt oder toxikologischer Bedenken unterliegen einige Flammschutzmittel aus der Gruppe der organischen bromierten Verbindungen bereits einer freiwilligen Beschränkung oder wurden verboten. Die nachfolgenden Ausführungen sollen einen Überblick über die wichtigsten derzeit in Baustoffen eingesetzten Flammschutzmittel und ihre toxikologische und ökotoxikologische Relevanz geben.

Tris(chlorpropyl)phosphat (TCPP): Gehört zu den Chloralkyl-phosphorsäureestern und wird hauptsächlich in Polyurethan-Dämmstoffen als additives Flammschutzmittel eingesetzt. In Deutschland werden jährlich über 80000 t flammhemmend ausgerüsteter PUR-Hartschaum für Dämm- und Montagezwecke im Baubereich und bei technischen Anwendungen abgesetzt. Bedeutendster Einzelmarkt ist die Herstellung von Sandwichelementen für den industriellen Hallen- und Gebäudebau (40% der Gesamtmenge), 28% gehen in die Herstellung von Plattenware, gefolgt von Montageschäumen mit rd. 20%. Für PUR-Dämmstoffe und Montageschäume werden jährlich ca. 5000 t TCPP verbraucht. TCPP hat eine hohe Umweltpersistenz und wird in Nahrungsmitteln nachgewiesen.
Das Vorkommen im Hausstaub deutet auf die Anwendung von TCPP als Flammschutzmittel (oder Weichmacher) neben PUR in Tapeten, Wandanstrichen, Teppichböden u.a. Materialien hin. Es gibt Hinweise auf kanzerogene Wirkungen. Nach Einschätzung des Umweltbundesamtes ist aufgrund der Nachweise von TCPP in der Umwelt und der Ungeklärtheit eventueller kanzerogener Wirkungen die Substitution von TCPP anzustreben; eine Minderung des Stoffeinsatzes ist auf jeden Fall sinnvoll.
Hexabromcyclododecan (HBCD): Wird als additives Flammschutzmittel überwiegend in Polystyrol-Dämmstoffen, zu einem geringen Teil auch in Textilrückenbeschichtungen eingesetzt. Die Verbrauchsmengen in Deutschland für HBCD liegen bei jährlich >2000 t für Polystyrol-Dämmstoffe und ca. 500 t für Teppichrückenbeschichtungen.
HBCD kann in die Umgebungsmedien übergehen. Bislang gibt es jedoch keine Nachweise von HBCD in Nahrungsnetzen (hierzu liegen noch keine systematischen Untersuchungen vor). In der Raumluft wurde HBCD bislang nicht nachgewiesen. Weder in der Müllverbrennung noch im Brandfall wurden erhöhte Konzentrationen für bromierte Dioxine und Furane gefunden. Ein Ausbluten von HBCD auf Deponien ist möglich.
Trotz der wenig belastenden Befunde bleibt nach Auffassung des Umweltbundesamtes ein nicht unerhebliches Restrisiko wegen noch ausstehender analytischer Untersuchungen zum Vorkommen in den Nahrungsnetzen.
Borax: Gehört zu den mineralischen Flammschutzmitteln. Es wird vorwiegend für Zellulose-Dämmstoffe und andere natürliche organische Faserdämmstoffe als Flammschutzmittel sowie in Holzschutzmitteln als Insektizid eingesetzt. Nach Einschätzung des Umweltbundesamtes ist die Anwendung von Borax als Flammschutzmittel unter toxikologischen und ökotoxikologischen Gesichtspunkten akzeptabel. Hinsichtlich der Beurteilung gilt als wesentlich, dass Borax kaum flüchtig ist und nicht in den Nahrungsketten akkumuliert. Da jedoch die Hintergrundbelastung über die Nahrung bereits das Maß der täglich duldbaren Aufnahmemenge erreicht hat, muss gewährleistet sein, dass über die Anwendung des Borats als Flammschutzmittel keine nennenswerte Zusatzbelastung des Menschen entsteht. Bislang fehlen Untersuchungen zu Borkonzentrationen in Wohnungen, die mit borhaltigen Dämmstoffen ausgerüstet sind. Aus einer Untersuchung zu Naturfaserdämmstoffen geht jedoch hervor, dass selbst während des Einbauverfahrens borhaltiger Zelluloseflocken unter worst-case-Bedingungen der bestehende Grenzwert für Bor im Gesamtstaub deutlich eingehalten wird.
Als Präventivmaßnahme sollten borathaltige Dämmstoffe in Konstruktionen dennoch möglichst luftdicht eingekapselt werden. Um auszuschließen, dass die insektiziden Borate durch Auswaschung in das Grundwasser gelangen, sollten borhaltige Materialien zur Entsorgung nicht auf Deponien abgelagert werden.
Ammoniumpolyphosphat (APP): Wird überwiegend für Polyurethan und Intumeszenzbeschichtungen (bes. Stahlträger) als additives Flammschutzmittel eingesetzt: Aus ökotoxikologischer und toxikologischer Sicht handelt es sich um ein unproblematisches Flammschutzmittel mit günstigem Recyclingverhalten.
Aluminiumtrihydroxid (ATH): Wird als mineralisches Flammschutzmittel direkt oder mit Kunststoffüberzug bei einer großen Palette von Kunststoffen eingesetzt. Aus toxikologischer und ökotoxikologischer Sicht bestehen keine Bedenken hinsichtlich der Anwendung von ATH als Flammschutzmittel. Im Brandfall entstehen keine toxischen Partikel. Ein Recycling ATH-haltiger Kunststoffe ist grundsätzlich möglich.

Quellen

Umweltbundesamt: Erarbeitung von Bewertungsgrundlagen zur Substitution umweltrelevanter Flammschutzmittel, UBA-Texte 25/01, 26/01, 27/01, Berlin 2001
Fuehres, M.; Faul, L.: Bewertung natürlicher organischer Faserdämmstoffe, Forschungsbericht T 2902, Stuttgart 2000
http://www.oekorecherche.de/deutsch/zufsm.html

Die vorliegenden Datenblätter wurden mit freundlicher Genehmigung des Blok Verlag dem Buch "Nachhaltiges Bauen in der Praxis" entnommen.

Verfasser der Baustoff-Datenblätter:
Bernhard Kolb, seit über 30 Jahren tätig im Bereich energieeffizientes und nachhaltiges Bauen. Zahlreiche Veröffentlichungen zum Thema.

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