Auslaugtests für Schadstoffe aus Bauprodukten

Bauprodukte sollten bei Regen- oder Grundwasserkontakt keine bedenklichen Mengen an Schadstoffen freisetzen. Aussagef?hige Daten zur Stoffauslaugung für die Produktauswahl erfordern vergleichbare Ergebnisse nach zuverl?ssigen, Produktgruppen übergreifenden –?horizontalen“ – Prüfmethoden. Das UBA stellt Herstellern und Anwendern Referenzdaten nach den neuen europ?ischen Auslaugtests zur Verfügung.

Inhaltsverzeichnis

 

Information über Auslaugverhalten wird Standardangabe bei Bauprodukten

Nutzerinnen und Nutzer von Bauprodukten bekommen heute noch keine Auskunft über die Freisetzung von Schadstoffen aus einem Bauprodukt. Dies soll sich in absehbarer Zeit ?ndern. Wenn die Mitgliedstaaten der EU sich einigen, k?nnte die Architektin oder der Bauunternehmer bald eine Information wie ?Auslaugung gef?hrlicher Stoffe: Klasse I“ in der CE-Kennzeichnung lesen. Hinter dieser schlichten Auskunft verbirgt sich eine jahrelange europ?ische Normungsarbeit.

 

Validierung bei neuen Prüfnormen erwünscht

Das Europ?ische Komitee für Normung (CEN) harmonisiert seit 2005 im Auftrag der Europ?ischen Kommission Bewertungsmethoden für die Freisetzung gef?hrlicher Stoffe aus Bauprodukten. Die Normungsarbeit der letzten Jahre ergab eine Reihe von Prüfmethoden, die eine zweistufige Validierung ben?tigen, bevor sie den Status einer harmonisierten Europ?ischen Norm erhalten. Ziel der validierten, harmonisierten Methoden ist es, zuverl?ssige Daten für die CE-Kennzeichnung von Bauprodukten zu k?nnen.

In einem Forschungsvorhaben des Umweltbundesamtes (s. Publikationen) haben der Verein Deutscher Zementwerke (VDZ)?und das Institut für Bauforschung der RWTH Aachen Validierungsprüfungen für den neuen europ?ischen Auslaugtest ?Horizontale dynamische Oberfl?chenauslaugprüfung“ an Betonen und M?rteln durchgeführt. In diesem Auslaugtest werden unter festgelegten Bedingungen aus dem Bauprodukt mit Wasser als L?semittel (Eluent) Schadstoffe herausgel?st. Die eluierten Stoffe in dem im Test produzierten Eluaten lassen sich anschlie?end mit geeigneter Analyseverfahren bestimmen. Die Validierungsversuche zeigen, wie sich unterschiedliche Prüfbedingungen, zum Beispiel die Prüftemperatur oder das Verh?ltnis vom Volumen des Eluenten zur Oberfl?che des Prüfk?rpers, auf die Ergebnisse auswirken. Sie zeigen ebenfalls, wie reproduzierbar die Ergebnisse bei einer Mehrfachbestimmung sind. Die Prüfungen best?tigten, dass der Auslaugversuch robust ist. Es waren keine ?nderungen des europ?ischen Normentwurfs hinsichtlich der zul?ssigen Spannbreiten der vorgesehenen Prüfbedingungen erforderlich.

Die Abbildung zeigt exemplarisch die kumulierten TOC-Auslaugmengen (gesamter organischer Kohlenstoff in mg/m2 über die Versuchsdauer) für alle durchgeführten?M?rtelversuche. Die sehr gute übereinstimmung der Versuchsergebnisse bei den unterschiedlichen Prüfbedingungen zeigt, dass das untersuchte Prüfverfahren neben der Untersuchung der Freisetzung anorganischer Stoffe auch für die Auslaugung organischer Stoffe aus Bauprodukten geeignet ist. Dies ist ein gro?er Vorteil für die Praxis: Hersteller k?nnen bei der Entwicklung von neuen Rezepturen das Auslaugverhalten ihrer Produkte mit der Hilfe eines Tests optimieren.

Kurvendiagramm: Die TOC-Abgabe aus einem Armierungsputz steigt auf etwa 5.000 bis 6.000 mg /m2 nach etwa 35 Tagen, je nach Variation der Prüfbedingungen
TOC-Abgabe aus einem Armierungsputz bei der Variation der Prüfbedingungen

Kurvendiagramm Auslaugetest

Quelle: Umweltbundesamt Diagramm und Legende als PDF
 

Belastbare Aussagen über Freisetzung gef?hrlicher Stoffe nun Stand der Technik

Die Verwendung der neuen Methode, die inzwischen als Technische Spezifikation (CEN/TS 16637-2) ver?ffentlicht, ist sowohl im rechtlichen Kontext unter der EU-Verordnung zur Festlegung harmonisierter Bedingungen für die Vermarktung von Bauprodukten (Nr. 305/2011, EU-BauPVO) als auch bei freiwilligen Kennzeichnungen und Umweltproduktdeklarationen zu empfehlen. Die neue Methode bietet eine solide Grundlage, die Unbedenklichkeit von Bauprodukten für Boden und Gew?sser sicherzustellen und die Umweltschutzanforderungen (Artikel 3 und Anhang 1) der EU-BauPVO umzusetzen.

 

Untersuchungen für den Blauen Engel

Im Forschungsprojekt “Beregnete Bauteile und Bauprodukte: Entwicklung von Vergabegrundlagen für den Blauen Engel mit Hilfe von Auslaugtests“ hat die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) Auslaugversuche mit verschiedenen Bauprodukten im Auftrag des ⁠UBA⁠ durchgeführt. Das Testprogramm umfasste Lacke für Au?enanwendungen, W?rmed?mmverbundsysteme, Dachziegel und Kunststoff-Dachfolien, die alle in der Anwendung mit Niederschl?gen in Kontakt kommen. Die BAM stellte Eluate aus den ausgew?hlten Produkten nach dem dynamischen Oberfl?chenauslaugtest nach CEN/TS 16637-2 sowie nach einem Immersionstest nach EN 16105 her. In den Eluaten ermittelte sie die Verl?ufe der Freisetzung anorganischer und organischer Substanzen. Das Projekt zielte darauf, die Vergabekriterien des Blauen Engels für bestimmte Bauprodukte um Anforderungen an die Auslaugung von Schadstoffen zu erweitern.

Die Ergebnisse stellen erstmalig Referenzdaten für eine Reihe von Bauprodukten mit geringer Auslaugung auf der Grundlage der neuen Europ?ischen Prüfverfahren ?ffentlich zur Verfügung. Diese Daten bieten für Hersteller, Beh?rden und andere Anwender eine wichtige Orientierung, um Ergebnisse anderer Produkte einordnen zu k?nnen. Die Ergebnisse best?tigen, dass die vorhandenen Rezepturkriterien des Blauen Engels gut geeignet sind, die Freisetzung von gef?hrlichen Stoffen aus Bauprodukten zu minimieren.

Eine vollst?ndige Ermittlung der freigesetzten organischen Stoffe ist bislang noch nicht m?glich. Auch lassen sich aus den Eluatwerten im Labor noch keine Konzentrationen in der Umwelt ableiten. Die dafür n?tige Modellierung der Laborergebnisse ist derzeit noch nicht zufriedenstellend gel?st. Hier sieht das UBA weiteren Forschungs- und Handlungsbedarf.

 

Emissions- und übertragungsfunktionen

Neben den Materialeigenschaften der Bauprodukte wird die Auslaugung ma?geblich durch die Geb?udegeometrie und die ⁠Witterung⁠ beeinflusst. Um aus den Laborergebnissen Umweltkonzentrationen der ausgelaugten Stoffe abzuleiten, sind modellgestützte Simulationen mit harmonisierten Szenarien zielführend. Ein Hersteller kann nicht wissen unter welchen Standortbedingungen sein Produkt zum Einsatz kommt. M?glichst einfache Anwendungsszenarien – per Konvention für alle Hersteller festgelegt – würden sowohl den Herstellern die Produktkennzeichnung als auch den Anwenderinnen und Anwendern die Produktauswahl vereinfachen.

Um die Umweltrisiken der Stoffauslaugung besser einsch?tzen zu k?nnen, hat die Hochschule für Technik Rapperswil (HSR) in der Schweiz das Simulationsmodell COMLEAM (COnstruction Material LEAching Model) entwickelt. Das Modell nutzt Emissionsfunktionen, um die Abh?ngigkeit der Stoffemission vom Regenwasserabfluss zu beschreiben. Im Projekt ?Emissions- und übertragungsfunktionen für die Modellierung der Auslaugung von Bauprodukten“ hat die HSR im Auftrag des ⁠UBA⁠ fünf Funktionen an drei Felddatens?tzen aus Freilandversuchen mit dem Biozid-Wirkstoff Terbutryn umfassend getestet. Demnach lieferte eine logarithmische Emissionsfunktion die derzeit bestm?gliche ⁠Vorhersage⁠ der Auslaugung. Die Erg?nzung von Standardszenarien zur Umrechnung von Labortestergebnissen in COMLEAM sollte im n?chsten Schritt m?glich sein. Mit dieser Weiterentwicklung l?sst sich die Stoffauslaugung bei der Geb?udeplanung künftig auf einer guten Datenbasis berücksichtigen, wenn auch Daten zum Auslaugverhalten von Produkten verfügbar werden.