Benzotriazole (nicht nur in Spülmaschinentabs)

Aus dem Themenbereich, mit dem wir uns immer schon mal beschäftigen wollten:

Benzotriazole

Wirkung: Benzoatriazole bilden Filme auf Metalloberflächen, die eine Korrosionsschutzwirkung haben.

Haupteinsatzbereich im Haushalt: Geschirrspül-Tabs, hier dienen sie als Korrosionsschutz für die Teile unserer Bevölkerung, die vor dem drängenden Problem stehen, ihr Tafelsilber jederzeit anlauffrei in der Spülmaschine reinigen zu müssen.

Abgrenzung für nicht-Chemiker:
wir reden hier nicht über Benzothiazole (thi(o) für Schwefel statt tri für 3 Stickstoffe im Ring), das sind Stoffe, die in der Landwirtschaft zum Auslösen von Stressreaktionen bei Pflanzen angewendet werden - diese können damit Schädlinge abwehren. Darüber wäre eventuell auch zu reden aber es handelt sich um ein ganz anderes Kapitel.
wir reden auch nicht über UV-Filer wie z.B. UV 328 (2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4,6-di-tert-pentylphenol) oder UV-P 2-(2H-benzotriazol-2-yl)-p-cresol, das sind Derivate von Benzotriazol, die zusätzlich große aromatische Ringe tragen und daher sehr gut UV absorbieren, sich aber auch in Lebewesen und er Umwelt anreichern und daher in der Liste der besonders besorgniserregenden Stoffe nach REACH steht. Aufnahme der Stoffe in die POP (persistent organic polluants)-Liste nach dem Stockholmer Abkommen wird zur Zeit betrieben gegen heftiges Sperrfeuer der Industrie. Hier sind Akkumulation in Lebewesen und toxische Wirkungen sowie Vorkommen bis in die Arktis gesichert. Es fehlen lediglich die überfälligen Gegenmassnahmen. Diese Stoffe werden immer noch in Textilien, Lacken und Farben, Körperpflegemitteln und Druckfarben im Lebensmittelbereich eingesetzt und müssen meist nicht deklariert werden. Das wäre ein lohnendes aber ein anderes Thema.

Wir reden hier über Benzotriazole

Wichtigere Anwendungen:
Korrosionsschutz in Kühlsystemen, Flugzeugenteiser, Metallbearbeitung, Kesselreinigung, Leiterplattenbearbeitung, Spülmitteltabs

Wirkung in der Umwelt:
Untersuchung über endokrine Wirkungen läuft noch, die Substanzen sind in Klärenlagen problematisch und die in Oberflächenwässern nachgewiesenen Konzentrationen steigen.
Es handelt sich um eine besorgniserregende Substanz von der man schon mal weiß, dass man sie nur schwer beseitigen kann wenn sie in größerem Maße z.B. in Trinkwasserreservoirs vordringt.

Benzotriazole wurden in die Spurenstoffstrategie des Bundes aufgenommen.

https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/3521/dokumente/03_bmu-uba_luther-kubelt_spurenstoffstrategie.pdf

Untersuchungen über die hormonähnliche Wirkung (endogeneouns disruptors) oder gewässerökologische Untersuchungen sind selten oder arbeiten mit teils unrealistischen Wirkstoffkonzentrationen. Bioakkumulation in aquatischen Insekten ist nachgewiesen (https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.156208). Die Substanz ist fischtoxischz.B. für Forellen in realistischen Konzentrationen. Die Substanz ist im Bereich 1 mg/l (das ist sehr hoch) toxisch z.B. für Mikroorganismen wie Xanthobacter und Pseudomonas putida. (BENZOTRIAZOLES: TOXICITY AND DEGRADATION X. Wu, N. Chou, D. Lupher, and L.C. Davis Proceedings of the 1998 Conference on Hazardous Waste Research 377)
Die Beseitigung in Kläranlagen ist schwierig und es entstehen im Gewässer eine große Zahl von Abbauprodukten (https://www.dora.lib4ri.ch/eawag/islandora/object/eawag%3A7655).


Im Dezember gab es im Rahmen der Spurenstoffstrategie ein Symposion zu Benzotriazolen. Ergebnisse der Stakeholder-Dialogs werden eigentlich im Juni dieses Jahres erwartet. Aus den Beiträgen des Symposions ist der Sachstand eigentlich gut abzulesen:
https://www.isi-lehre.de/spurenstoffe/aktuelles/meldungen/21-12-10-Symposium_Benzotriazol-11Nov-2021.php

- Metallverarbeitung und Kühlsysteme: die Substanzen sind angeblich nicht zu ersetzten. Nach Ersatzverbindungen wird geforscht, es gibt in einigen Bereichen die Möglichkeit, mit geschlossenen Systemen zu arbeiten und die Substanzen gezielt zu entfernen.

- Flugzeugenteiser: es gibt Ersatzverbindungen (Clariant), der Hersteller erhält aber 10 Jahre nach deren Vermarktung noch Anfragen nach den ersetzten Produkten - wahrscheinlich weil die Neuen Modifikationen an den Anlagen verlangen

- Spülmaschinentabs: es wurde nachgewiesen, dass es wirksame Ersatzformulierungen gibt, die auch auf dem Markt sind.
Interessant ist hier, dass die Substanzen nicht deklariert werden müssen und es in der Regel eine halbstündige Odyssee durch das Gestrüpp der Hersteller-Websites braucht um herauszufinden ob Aldi-Tabs Benzotriazole enthalten (tun sie nicht) oder etwa Somat-Tabs (tun sie).

Die Einstellung der Hersteller:
(Skript zum Referat von Nikolaus Geiler, Ak Wasser im Bundesverband Bürgerinitiativen Umweltschutz e.V. (BBU), anlässlich des online-Symposiums des „Runden Tisches Benzotriazol“ (RT BTA) am 11. Nov. 2021 )
"Wichtig wäre aber auch, bei den Anwendern von BTA das bisher vorherrschende „NullBewusstsein“ für die gewässerökogische und trinkwasserrelevante Relevanz von BTA durch ein besseres Problembewusstsein zu ersetzen."
Kurz: ohne gesetzliche Regelung oder Druck durch Umweltschutzverbände tut sich nichts. Erfahrungen z.B. bei PFAS zeigen, dass wo möglich bei Deklarationspflicht ein Ersatz der Substanzen problemlos erfolgt.

Das Ziel der Spurenstoff-Dialoge ist natürlich zunächst eine freiwillige Verpflichtung der Industrie. Leider gibt es hier - mal abgesehen vom fehlenden Problembewusstsein -  ein Hindernis im Kartellrecht: eine solche Selbstverpflichtung kann als kartellrechtliche Absprache gewertet werden.
Auf nationaler Ebene gibt es hierzu widersprüchliche Signale vom Kartellamt Kartellamt
 https://www.brp.de/blog/kooperationen-und-nachhaltigkeit-das-bundeskartellamt-reagiert/
auf EU-Ebene wird "demnächst" (auf EU-Zeitskala, also in einigen Jahren) eine Anpassung der Regelungen erwartet:
http://www.fiw-online.de/de/aktuelles/aktuelles/eu-kommission-veroeffentlicht-ergebnisse-der-evaluierung-der-horizontalen-regelungen-gruppenfreistellungserklaerungen-und-leitlinien
Bewertung des fiw:
"In einigen Bereichen könne die Wirksamkeit der Vorschriften aber verbessert werden. Die beiden Horizontal-GVO und die Horizontalleitlinien müssten an wirtschaftliche und gesellschaftliche Entwicklungen ... angepasst werden. Außerdem würden einige Bestimmungen der beiden Horizontal-GVO von den Unternehmen als starr und komplex angesehen, andere wiederum als unklar und schwer auszulegen."
Der erste Vorschlag für eine Anpassung vom März dieses Jahres geht dem wissenschaftlichen Beirat des Bundesminiteriums schon mal nicht weit genug.
Siehe auch: Wissenschaftlicher Beirat des Bundesministeriums für wirtschaft und Klimaschutz
http://www.fiw-online.de/de/aktuelles/aktuelles/wissenschaftlicher-beirat-beim-bmwk-veroeffentlicht-vorschlaege-zu-nachhaltigkeitskooperationen-im-kartellrecht.

Zusammengefaßt:
diese Substanzen "haben POP*-artige Charakteristika" ( Mark G.Cantwell et. al. Comprehensive Analytical Chemistry Volume 67, 2015, Pages 513-545), ihre Konzentrationen in Oberflächenwasser steigen und niemand weiß wie man sie z.B. in Kläranlagen beseitigen soll. Die Spurenstoffstrategie des Bundes setzt auf freiwillige Verpflichtungen, denen noch rechtliche Hindernisse entgegenstehen. Erfahrungsgemäß wird es erst Ersatz bzw. Forschungsmittel für relevante Neuentwicklungen geben wenn der Ersatz dieser Verbindungen zwingend ist. Erfahrungsgemäß könnte eine Deklarationspflicht (nicht irgendwo sondern auf der Verpackung) helfen, speziell dort wo ein Ersatz "schmerzfrei" möglich ist wie bei Geschirrspül-Tabs.

*POP: persistant organic chemicals (https://de.wikipedia.org/wiki/Persistente_organische_Schadstoffe), Kategorie für Stoffe, die schädlich, bioakkumulierend, schwer abbaubar und weithin transportierbar sind.

B.Wille, Bemerkungen zu Mikroorganismen angepasst 8.7.22