Handlungsfelder und Kriterien für eine nachhaltige Stoffpolitik

Mit der Studie ?Handlungsfelder und Kriterien für eine vorsorgende nachhaltige Stoffpolitik am Beispiel PVC" (1999, Erich-Schmidt-Verlag – vergriffen) hat das Umweltbundesamt geprüft, inwieweit die bestehenden Konzepte zur Bewertung von Stoffen und Stoffstr?men den Anforderungen genügen, die sich aus den Geboten der Nachhaltigkeit und Vorsorge ableiten.

Inhaltsverzeichnis

 

Die Studie

Im ersten Teil der Studie werden die Ziele und Handlungsfelder einer dauerhaft umweltgerechten Stoffpolitik aus Sicht des Umweltbundesamtes formuliert. Im zweiten Teil werden diese Ziele und Handlungsfelder für das Beispiel PVC angewendet.

 

Teil 1: Ziele und Handlungsfelder einer dauerhaft umweltgerechten Stoffpolitik

Auf der ⁠UN⁠-Konferenz für Umwelt und Entwicklung 1992 in Rio de Janeiro haben sich über 170 Staaten auf das umweltpolitische Leitbild der nachhaltigen, also dauerhaft umweltgerechten Entwicklung verst?ndigt. Die Enquête-Kommission des 12. Deutschen Bundestages ?Schutz des Menschen und der Umwelt" bezeichnete dieses Leitbild in Anlehnung an die Brundtland-Kommission (1987) als Anspruch auf eine Entwicklung, die den Bedürfnissen der heute lebenden Menschen entspricht, ohne die M?glichkeiten künftiger Generationen zu gef?hrden.

Nachhaltigkeit⁠ ist eng mit dem Vorsorgeprinzip verknüpft. Schon 1986, sechs Jahre vor der Rio-Konferenz, hat die Bundesregierung in ihren ?Leitlinien Umweltvorsorge" den Zusammenhang zwischen Vorsorgeprinzip und Zukunftssicherung verdeutlicht.

Aus umweltpolitischer Sicht besteht die Herausforderung darin, mit einem auch langfristig tolerierbaren Umweltverbrauch ein H?chstma? an Nutzen zu erzielen. Das ist in erster Linie eine Herausforderung für die Wirtschaft. Unternehmen müssen ihre Eigenverantwortung wahrnehmen und dauerhaft umweltvertr?gliche Konzepte erarbeiten sowie umsetzen. Dabei spielt das Denken in Stoffstr?men eine wesentliche Rolle.

Knappe Umweltgüter werden auf jeder Stufe der Wertsch?pfungskette in Anspruch genommen, von der Rohstoffgewinnung über die Herstellung und den Gebrauch von Produkten bis zur Verwertung und Beseitigung. Um den Umweltverbrauch in einer Produktlinie so gering wie m?glich zu halten, bedarf es der Kommunikation und Kooperation der über die Stufen des Produktlebensweges verbundenen Akteure. Für solche auch als Stoffstrommanagement bezeichneten kooperativen Anstrengungen sind Umwelthandlungsziele, Handlungsfelder und Kriterien zu bestimmen, die den Akteuren als Orientierungshilfe zur ??kologischen Richtungssicherheit" dienen.

Defizite in der Stoffpolitik

Der beim derzeitigen gesetzlichen Vollzug in der Chemikalienpolitik übliche Vergleich zwischen Wirkung und ⁠Exposition⁠ beschr?nkt sich auf Einzelstoffe und wird in mehrerlei Hinsicht den Anforderungen der Vorsorge nicht gerecht. Dieses Defizit wird besonders offensichtlich bei Altstoffen: Seit 1994 sind im Rahmen des europ?ischen Altstoffprogramms lediglich 20 von 3.000 Chemikalien mit gro?em Produktionsvolumen bewertet worden. Derzeit wird deshalb auf europ?ischer Ebene eine Neuorientierung der Chemikalienpolitik diskutiert, wobei ein h?herer Stellenwert des Vorsorgeprinzips gefordert wird.

Auf einzelne Umweltmedien bezogene Regelungen wie das Wasserhaushaltsgesetz bieten einen überwiegend emissionsbezogenen Handlungsrahmen, der sich weitgehend auf das Kompartiment beschr?nkt. Die stoffbezogenen Regelungen beschr?nken sich auf wenige, für das Medium besonders gef?hrliche Stoffe wie zum Beispiel Schwermetalle, ⁠PCB⁠ und ⁠PAK⁠ im Entwurf der Bundes-Bodenschutzverordnung.

Ziele für eine zukünftige Stoffpolitik

In der Studie? ?Handlungsfelder und Kriterien für eine vorsorgende nachhaltige Stoffpolitik am Beispiel PVC" wird deshalb auf der Basis der Managementregeln der Enquête-Kommission des Deutschen Bundestages ?Schutz des Menschen und der Umwelt" ein Bewertungsrahmen für eine zukünftige Stoffpolitik entwickelt, der auf den folgenden fünf langfristigen Umwelthandlungszielen beruht.

Der irreversible Eintrag von langlebigen (persistenten) und sich in Lebewesen anreichernden (bioakkumulierenden) Fremdstoffen in die Umwelt ist unabh?ngig von ihrer Giftigkeit (Toxizit?t) vollst?ndig zu vermeiden. Bei einem langfristigen Verbleib von Fremdstoffen in der Umwelt, die sich in Organismen anreichern k?nnen, sind nachteilige Wirkungen, die unter Umst?nden noch nicht bekannt oder untersucht sind, nie v?llig auszuschlie?en.

Der Eintrag von Fremdstoffen mit krebserzeugenden (kanzerogenen), erbgutver?ndernden (mutagenen) oder reproduktionstoxischen Wirkungen in die Umwelt ist vollst?ndig zu vermeiden. Diese Eigenschaften betreffen zentrale Funktionen von Organismen und ?kosystemen, die dadurch irreversibel beeinflusst werden k?nnen.

Die vom Menschen verursachte (anthropogene) Freisetzung von Naturstoffen mit den oben genannten Eigenschaften darf nicht zu einer Erh?hung der Hintergrundbelastung führen. Diese Forderung korrespondiert mit den genannten Handlungszielen. Eine Nullbelastung ist für Naturstoffe grunds?tzlich nicht erreichbar.

Der anthropogene Eintrag von anderen toxischen oder ?kotoxischen Stoffen, die nicht die oben genannten Eigenschaften aufweisen, ist auf das technisch unvermeidbare Ma? zu reduzieren. Diese Forderung ergibt sich aus dem Prinzip der vorsorglichen Vermeidung der Belastung der Umwelt mit giftigen Stoffen.

Eine Erh?hung stofflicher Eintr?ge in die Umweltmedien ist unabh?ngig von bisher erkannten Wirkungen zu vermeiden, falls eine Rückholbarkeit praktisch nicht m?glich ist. Diese Forderung bezieht sich auf Stoffe, die nicht unter die oben genannten Kategorien fallen und entspricht dem Minimierungsgebot auf der Basis des Vorsorgeprinzips. Das Minimierungsgebot besagt, dass Belastungen der Gesundheit und des ?kosystems, obwohl keine sch?dlichen Eigenschaften bekannt sind, m?glichst gering zu halten sind.

Handlungsfelder einer vorsorgenden nachhaltigen Stoffpolitik

Aus diesen Zielen ergeben sich für eine am Leitbild der Nachhaltigkeit und Vorsorge orientierte Stoffpolitik folgende Handlungsfelder.

Der Materialaufwand für Produkte und Dienstleistungen muss verringert werden. Nachgefragte Funktionen sind mit m?glichst geringer Materialintensit?t zu erfüllen.

Der Verbrauch an natürlichen stofflichen Ressourcen muss verringert werden. Dieses Handlungsfeld ist als Impuls zur Verwirklichung eines ressourcensparenden technischen Fortschritts zu verstehen.

Der Energieeinsatz im Lebenszyklus von Produkten muss verringert werden, insbesondere damit der Aussto? von Massenschadstoffen, wie dem klimasch?dlichen Kohlendioxid und S?urebildnern, vermindert wird.

Die langfristige Gebrauchstauglichkeit von Produkten muss verl?ngert werden. Auch dies ist eine Ma?nahme zur Verminderung der Mengenstr?me und bezieht sich auf Haltbarkeit und Reparaturfreundlichkeit von Produkten.

Die umweltvertr?gliche Verwertung muss verbessert werden. Dieses Handlungsfeld zielt sowohl auf die Verwertbarkeit von Produkten als auch auf die Umweltvertr?glichkeit der Verwertungsverfahren.

Der Aussto? von Schadstoffen muss auf das technisch unvermeidbare Ma? vermindert werden. Menge und Sch?dlichkeit von Emissionen sind so gering wie m?glich zu halten. Technische Stoffstr?me sind von natürlichen Stoffkreisl?ufen m?glichst getrennt zu halten.

Stoffstr?me müssen weniger komplex werden. Dieses Handlungsfeld betrifft sowohl die Vielstufigkeit und Vernetzung technischer Prozesse als auch Unfallrisiken, zum Beispiel aufgrund des Gef?hrdungspotentials von Zwischenprodukten.

Das Risiko einer überlastung der Umwelt durch toxische und ?kotoxische Stoffe mu? verringert werden. Das Risiko ergibt sich aus einem Vergleich von Exposition und Wirkung unter Berücksichtigung von Kombinationswirkungen.

Es müssen verst?rkt Stoffe mit umwelt- und gesundheitsvertr?glichen Eigenschaften entwickelt werden. Unter dem Leitbild der Nachhaltigkeit ist besonders der Eintrag von persistenten und bioakkumulierenden Stoffen zu verhindern. Durch die Entwicklung von Stoffen mit ??kologischem Design" sollen derzeit noch notwendige Stoffe mit gef?hrlichem Eigenschaftsprofil ersetzt werden. Dieses Handlungsfeld ist Gegenstand aktueller Diskussionen um eine ?grüne, nachhaltige Chemie".

Die Gewichtung der vorgenannten Handlungsfelder ist für verschiedene Stoffe und Stoffstr?me unterschiedlich. Konkurrenzbeziehungen sind nicht auszuschlie?en. So stehen bei umweltoffen verwendeten Stoffen, wie Pflanzenschutzmitteln, die stofflichen Eigenschaften und Fragen der Anwendungstechnologie zur Verminderung von Aufwandmengen im Vordergrund. Demgegenüber erh?lt bei Stoffen, die in geschlossenen Systemen gehandhabt werden, wie zum Beispiel Phosgen, die Kontrollierbarkeit des Stoffstroms besonderes Gewicht.

Grunds?tzlich ist eine vertikale, nur auf einen Stoffstrom bezogene Betrachtung nicht ausreichend. Ein horizontaler Vergleich von (auch nichtstofflichen) Alternativen ist erforderlich. Zum Beispiel kann man nach technischen L?sungsans?tzen im Rahmen von Produktionsprozessen suchen. So hat der Einsatz biotechnologischer Verfahren in der industriellen Produktion in einigen Bereichen gegenüber herk?mmlichen Produktionsverfahren Vorteile, weil umweltbelastende Stoffe ersetzt werden k?nnen.

Die Suche nach alternativen Stoffen und Chemikalien birgt ein Problem in sich: Wir wissen viel zuwenig über die umwelt- und gesundheitsbelastenden Eigenschaften der meisten im Handel befindlichen Chemikalien. Stoffliche Alternativen müssen vor ihrer Einführung ausreichend geprüft sein. Darüber hinaus fehlt es für eine vergleichende Produktbewertung an der n?tigen Transparenz. Die stoffliche Zusammensetzung von Produkten ist meist nur unzureichend bekannt, und ebenso dürftig sind oft die Kenntnisse über den Verwendungsbereich von Stoffen. Deshalb werden im Umweltbundesamt derzeit die M?glichkeiten und Rahmenbedingungen für ein Produktregister geprüft, das hilft, verl?ssliche Daten zur Absch?tzung der Exposition von Mensch und Umwelt bei Verwendern von Chemikalien zu liefern und darüber hinaus eine Grundlage für die Beurteilung sozial?konomischer Folgen von Risikominderungsma?nahmen darstellen k?nnte.

Instrumente zur Umsetzung einer vorsorgenden nachhaltigen Stoffpolitik

Um die Ziele einer nachhaltigen Stoffpolitik zu verwirklichen, reichen ordnungsrechtliche Ma?nahmen - also Gesetze und Verordnungen - nicht aus. Vielmehr sind die Ziele einer solchen Politik in einem breiten gesellschaftlichen Diskurs mit allen betroffenen Akteuren weiterzuentwickeln und zu konkretisieren. Zur Umsetzung sind auch ?konomische Anreizinstrumente, wie finanzielle F?rderungen für besonders umweltschonende Verfahren, Produkte oder Technologien im Einzelfall, verbindliche Selbstverpflichtungen der Wirtschaft sowie eine bessere Information der Verbraucher notwendig.

 

Teil 2: Beispiel - Bewertung von PVC in einer stoffstromorientierten Betrachtung

Im zweiten Teil der Studie wird der entwickelte Bewertungsrahmen auf den Stoffstrom des Massenkunststoffs PVC angewandt. PVC ist Gegenstand zahlreicher kontroverser umweltpolitischer Diskussionen. Die Studie des Umweltbundesamtes ist keine ?kobilanz für bestimmte Produkte. Vielmehr wird der Werkstoff PVC einer stoffstromorientierten Betrachtung anhand der vorgenannten Handlungsfelder und Kriterien einer Bewertung unterzogen, um die Anwendung der Methode an einem Beispiel zu illustrieren.
An dieser Stelle ist anzumerken, dass sich folgende Analyse auf den Stand der PVC-Herstellung Ende neunziger Jahre bezieht. Bei einigen der unten genannten Umweltprobleme ist inzwischen eine deutliche Verbesserung eingetreten, beispielsweise ist der Einsatz cadmiumhaltiger Stabilisatoren inzwischen ebenso wie der Einsatz von kurzkettigen Chlorparaffinen inzwischen verboten.

Handlungsfeld 1: Verringerung des Materialaufwandes

Da mehr als 70 Prozent der PVC-Produkte eine Nutzungsdauer von mehr als zehn Jahren haben, nimmt angesichts steigender Produktion der Anteil von PVC im technischen Gebrauch ebenso zu wie die Abfallmengen. Unter der Annahme einer steigenden Produktion bis zu einer S?ttigungsgrenze von zwei Millionen Tonnen pro Jahr, w?re im Jahr 2050 in der technischen Anwendung eine PVC-Menge von circa 60 Millionen Tonnen zu erwarten. Angesichts dieser Zahlen sind überlegungen notwendig, wie man den Mengenstrom verringern will. PVC durch andere Werkstoffe zu ersetzen, br?chte allerdings nur dann Vorteile, wenn sich dadurch die entsprechenden Funktionen oder Dienstleistungen mit geringerem Materialaufwand erreichen lie?en.

Handlungsfeld 2: Verringerung des stofflichen Ressourcenverbrauchs

Erd?l und Erdgas sind die Kohlenstoffquellen für PVC. Die Unterschiede zwischen PVC und anderen Kunststoffen sind in dieser Hinsicht nicht wesentlich. Eine Verminderung der energetischen Nutzung von Erd?l/Erdgas ist für die Schonung der Ressource weitaus vordringlicher.

Handlungsfeld 3: Verringerung des Energieeinsatzes

PVC weist bei einem Vergleich mit anderen Kunststoffen in der Energiebilanz Vorteile auf, wenn man nur die Produktion betrachtet. Dies wird bei einer energetischen Verwertung des PVC nach dem Gebrauch allerdings kompensiert. Die günstigste Verwertung von Altkunststoffen ist das werkstoffliche Recycling. Eine Verbesserung der PVC-Energiebilanz bei der Produktion l?sst sich durch rasche Umstellung des Amalgamverfahrens auf das energetisch günstige Membranverfahren bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse erzielen.

Handlungsfeld 4: H?here Gebrauchstauglichkeit von Produkten

Durch den Zusatz von Stabilisatoren ist PVC für Produkte mit langfristiger Nutzungsdauer geeignet. Weich-PVC kann durch Ausgasen der Weichmacher im Laufe der Zeit allerdings seine Flexibilit?t – und damit seine guten Gebrauchseigenschaften – verlieren.

Handlungsfeld 5: Verbesserung der umweltvertr?glichen Verwertung

In den vergangenen Jahren wurden wesentliche Fortschritte für ein werkstoffliches Recycling von PVC-Produkten erzielt. Allerdings werden zur Zeit nur weniger als zehn Prozent Alt-PVC auf diese Weise verwertet. Prinzipiell besteht die M?glichkeit der Wiederverwertung von PVC ?hnlich wie bei anderen Massenkunststoffen. Weich-PVC und Verbundwerkstoffe sind nur eingeschr?nkt oder gar nicht verwertbar. Erhebliche Anstrengungen zur Verbesserung der Sammel- und Verwertungslogistik sind erforderlich. Dafür ist eine Kennzeichnung von Kunststoffprodukten anzustreben. Sicherzustellen ist, dass keine Schadstoffverschleppung, zum Beispiel von Cadmium und polychlorierten Biphenylen (⁠PCB⁠), stattfindet. Ist der energetische Aufwand für das Sammeln und Sortieren zu hoch, kann die Monoverbrennung von PVC in besonderen Anlagen mit direkter HCl (Salzs?ure)-Rückführung eine geeignete Alternative sein. PVC-Mischabf?lle k?nnen in Abfallverbrennungsanlagen verbrannt werden, beeinflussen aufgrund ihres hohen Chloranteils allerdings die Menge des notwendigen Neutralisationsmittels und der entstehenden, untertage zu deponierenden Verbrennungsabf?lle. PVC eignet sich aufgrund seines Chloranteils nur bedingt für eine energetische Verwertung zum Beispiel in der Zementindustrie oder in Hoch?fen. Bei diesen Anlagen l?sst der Vollzug bei der Umsetzung der Anforderungen der 17. Bundes-Immissionsschutzverordnung (⁠BImSchV⁠) Spielr?ume zu. Deshalb sind solche Verwendungen h?ufig kritisch zu beurteilen. Die Deponierung von PVC ist gem?? der Technischen Anleitung (TA) Siedlungsabfall ab 2005 nicht mehr m?glich und aufgrund von Langzeitrisiken auch abzulehnen.

Handlungsfeld 6: Minimierung der Emissionen

In Deutschland und Europa sind Ma?nahmen zur Minderung des Schadstoffaussto?es bei Herstellung und Verarbeitung von PVC nach dem Stand der Technik weitgehend realisiert. Allerdings sollte der Zeitplan der Nordseeschutzkonferenz zur Abkehr vom Amalgamverfahren bis 2010 eingehalten werden, um den Aussto? von Quecksilber zu verringern. Die Alternative, das Membranverfahren, vermeidet kritische Emissionen und ist dabei energieeffizienter.

Handlungsfeld 7: Verringerung der Komplexit?t von Stoffstr?men

Wegen der gro?en Zahl der verarbeiteten kritischen Stoffe weist der PVC-Stoffstrom einen erh?hten Kontrollbedarf auf. In Industriel?ndern werden diese Risiken in der Regel gut beherrscht. Dies gilt jedoch nicht in L?ndern mit niedrigeren Sicherheitsstandards, in denen die PVC-Produktion zunehmend angesiedelt wird.
Differenziert ist das kontrovers diskutierte Brandverhalten von PVC zu bewerten: PVC ist zwar selbst schwerer entflammbar als andere Polymere; dieser Vorteil wird bei Weich-PVC aufgrund der Weichmacher gro?enteils wieder aufgehoben. Im Brandfall beeinflusst PVC die Rauchgasdichte ungünstig. Dadurch entstehen mehr toxische Brandru?e, die auch (abh?ngig von den Brandbedingungen), erh?hte Mengen an polychlorierten Dioxinen und Furanen enthalten k?nnen. Allerdings überwiegt bei der toxikologischen Beurteilung von Brandrückst?nden in den meisten F?llen das Risiko durch polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (⁠PAK⁠), die nicht PVC-spezifisch sind. Ferner entsteht bei Br?nden von PVC-Produkten Chlorwasserstoff in den Brandgasen, der die Atemwege reizt und durch Korrosion zu zus?tzlichen Materialsch?den führen kann. Das Umweltbundesamt empfiehlt die Verwendung chlorfreier Materialien in brandgef?hrdeten Bereichen mit hoher Personendichte und hohen Sachwerten.

Handlungsfelder 8 und 9: Risikoreduktion bei ?kotoxischen und toxischen Stoffen und Entwicklung von Stoffen mit umwelt- und gesundheitsvertr?glichem Eigenschaftsprofil

PVC selbst ist inert (nicht reaktiv, nicht wirksam) und untoxisch. Es ist zwar persistent, verteilt sich jedoch nicht irreversibel in der Umwelt. Stoffliche Risiken sind daher nicht mit dem Polymer selbst, sondern mit den Zusatzstoffen verbunden, die in PVC in h?herem Ausma? enthalten sind als in anderen Massenkunststoffen.

Als Stabilisatoren werden immer noch mit circa 40 Tonnen pro Jahr Cadmiumverbindungen eingesetzt. Die seit langem angekündigte vollst?ndige Substitution des Cadmiums ist bisher nicht erfolgt. Bleistabilisatoren werden sogar in wachsendem Ausma? verwendet (1995: circa 15.400 t/a). Auch kritisch zu beurteilende Organozinnverbindungen spielen eine erhebliche Rolle (circa 5.000 t/a). Die kurzfristige vollst?ndige Substitution des Cadmiums, eine mittelfristige Substitution des Bleis und eine Nichtausweitung des Organozinnverbrauchs bis zur Kl?rung der noch offenen Fragen zur Wirkung und zur ⁠Exposition⁠ sind notwendig. Als Alternative stehen für viele Bereiche Systeme auf Calcium-/Zinkbasis zur Verfügung.

Im Gegensatz zu Stabilisatoren sind Weichmacher nur locker an die PVC-Matrix gebunden. Es dominieren die Phthals?ureester, darunter das Di-2-ethylhexylphthalat DEHP. Es gelangt überwiegend in der Nutzungsphase durch Ausgasung oder Auswaschung aus WeichPVCProdukten in die Umwelt. Auch das derzeit im Rahmen des europ?ischen Altstoffprogramms diskutierte "Risk assessment" zeigt, dass damit Umweltrisiken verbunden sind. DEHP ist unter Umweltbedingungen langlebig und reichert sich in Organismen an. Phthalate sind auch gesundheitlich bedenklich, was in den aktuellen Diskussionen zu den potentiellen gesundheitlichen Wirkungen von Kinderspielzeug aus Weich-PVC hervorgehoben wird. Da sich Phthalate wohl nur sehr eingeschr?nkt durch weniger kritische Weichmacher ersetzen lassen und sich die ⁠Emission⁠ in der Nutzungsphase technisch nicht reduzieren l??t, ist eine schrittweise Substitution der Weich-PVC-Anwendungen durch weniger bedenkliche Stoffe erforderlich.

Kurzfristiger ist ein Ersatz von Chlorparaffinen notwendig, die zur Flammhemmung und ebenfalls Weichmachung in manchen PVC-Produkten enthalten sind. Meist sind es mittelkettige Chlorparaffine, die in PVC zugesetzt werden, jedoch stellen diese sowohl aufgrund ihres ?kologischen als auch gesundheitlichen Eigenschaftsprofils ein nur wenig geringeres Risiko dar als die kurzkettigen Vertreter dieser Stoffgruppe. Aufgrund der Entscheidung 95/1 des internationalen Meeresschutzabkommens PARCOM soll auf die Verwendung von kurzkettigen Chlorparaffinen verzichtet werden. Auch die Risikobewertung im Rahmen des europ?ischen Altstoffprogramms sieht für die kurzkettigen Chlorparaffine Handlungsbedarf.