Anwendungen und Produkte mit Epoxidharzen sind ungefährlich und stellen kein Gesundheitsrisiko dar. Im jüngsten wissenschaftlichen Gutachten der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit wird festgestellt, dass die Verwendung von Bisphenol A bei allen derzeitigen Anwendungen ungefährlich ist. BPA ist neben Epichlorohydrin (ECH) wesentlicher Ausgangsstoff von Epoxidharzen. Schätzungen zufolge werden 85 % der weltweit produzierten Epoxidharze durch die chemische Verbindung von ECH und BPA gewonnen.

Nach Aussage der EU-Behörden sind die bei aktuellen Anwendungen gefundenen Mengen an BPA sehr niedrig und liegen deutlich unter dem Unbedenklichkeitsgrenzwert für alle Altersgruppen. Somit sind BPA-haltige Produkte – darunter Epoxidharze bei allen gegenwärtigen Anwendungen – für Verbraucher unbedenklich. Ein ähnliches Fazit zogen die Behörden in den Vereinigten Staaten und in Kanada.

In den vergangenen Jahrzehnten haben Epoxidharzhersteller Investitionen in Millionenhöhe getätigt, um sicherzustellen, dass die höchsten Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltstandards eingehalten und, wenn möglich, sogar übertroffen werden. Die Hersteller arbeiten in jeder Phase des Lebenszyklus von Epoxidharzen daran, größere Sicherheit mit höherer Leistungsfähigkeit zu verknüpfen.

Die Studie

Als Reaktion auf die immer strengeren Richtlinien und Vorschriften und die Berichterstattung in den Medien hat das ERC in einer Reihe von Studien die möglichen BPA-Emissionen während des Lebenszyklus von Epoxidharzen in Europa analysiert. Die Untersuchung wurde von der unabhängigen Forschungsagentur Beratungsgesellschaft für integrierte Problemlösungen (BIPRO[1]) durchgeführt. Fokus der Untersuchung waren die am weitesten verbreiteten Anwendungen und etwaige Quellen für mögliche BPA-Verluste: Wasserleitungen, Bodenbeläge, Beschichtungen für den Schiffsbau und den Fahrzeugbau sowie Rotorblätter von Windkraftanlagen.

Ausführliche Merkblätter zu BPA-Emissionen können im

[1] 2018 wurde BIPRO von RAMBOLL übernommen und gehört nun zu RAMBOLL

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Epoxidharzherstellung

Aus den Studien von BIPRO ging hervor, dass eine genaue Berechnung potenzieller BPA-Freisetzungen nur im Produktionsstadium des Epoxidharzes möglich ist. Berechnungen für andere Stadien des Lebenszyklus basieren auf Schätzungen. In den meisten Fällen war der Unsicherheitsgrad zu hoch und die Datenmenge aus der Nutzung der Anwendungen zu gering um quantitative Berechnungen anstellen zu können. Deshalb wurde die Frage, was mit den Epoxidharzverlusten und den entsprechenden potenziellen BPA-Freisetzungen in die Umwelt passiert, hypothetisch quantitativ  beschrieben.

Die Herstellung von Epoxidharzen erfolgt durch das Mischen von BPA und Epichlorohydrin (ECH) und eine anschließende chemische Reaktion (erfahren Sie mehr darüber in Wie Epoxidharze hergestellt werden).

Je nach Anwendung können Epoxidharze entweder in fester Form (z. B. in Beschichtungen für den Fahrzeugbau), in flüssiger Form (z. B. in Wasserleitungen oder Bodenbelägen) oder in einem Zwischenstadium in halbfester Form (z. B. Beschichtungen für den Schiffsbau oder Rotorblätter von Windkraftanlagen) verwendet werden. Der Restgehalt an BPA hängt vom benötigten Epoxidharztyp ab.

Der Herstellungsprozess unterschiedlichster Anwendungen folgt demselben Prinzip. Flüssiges Epoxidharz kann bis zu 5 ppm unreagiertes BPA enthalten. Bei halbfestem Epoxidharz beträgt die Höchstmenge 65 ppm BPA. Bei der Analyse von BIPRO wird von dem höchsten Schätzwert ausgegangen, weshalb die tatsächliche Menge an Rest-Epoxidharz und unreagiertem BPA niedriger liegen dürfte.

Insgesamt ergab die Untersuchung, dass von den 150 000 Tonnen Epoxidharz, die hergestellt und pro Jahr bei den ausgewählten fünf Hauptanwendungen eingesetzt werden, maximal 573 Kilogramm BPA in ganz Europa freigesetzt werden könnte, vor allem über Abwässer. Bei den Berechnungen wurde sowohl für Abfallentsorgungs- als auch für Abfallbehandlungsverfahren die jeweils niedrigste Abbau-Leistungsrate berücksichtigt.
Ein Teil des freigesetzten BPA wird wahrscheinlich durch Mikroorganismen und UV-Strahlen abgebaut .Es gibt jedoch keine wissenschaftlichen Studien, die der Frage nachgehen, was diesbezüglich mit BPA geschieht, wenn es in die Umwelt gelangt.

Herstellung, Lebensdauer und Ende des Lebenszyklus (Abfallstadium) von Anwendungen

Das Ausmaß der BPA-Verluste bei der Herstellung bestimmter Produkte hängt vom verwendeten Verfahren ab. Daher wird jede Anwendung einzeln bewertet.

Epoxidharze wurden entwickelt, um die Leistungsfähigkeit bestimmter Produkte zu verbessern; bei angemessener Installation und Wartung ist das Risiko, dass BPA aus dem Epoxidharz freigesetzt wird und in die Umwelt gelangt, gering. Zuverlässige Schätzungen für jedes einzelne dieser Stadien waren nicht möglich, was insbesondere für die Lebensdauer und das Ende des Lebenszyklus gilt. Im Abfallstadium sind die meisten Unsicherheiten auf den Mangel an verfügbaren Daten und auf die Unterschiede in der Gesetzgebung in den einzelnen europäischen Ländern zurückzuführen.

Wasserleitungen: Im Anwendungsstadium sind gefundene BPA Mengen im Wasser auf einzelne unbeabsichtigte Fälle zurückzuführen die durch mangelnde Sorgfalt bei der Rohrerneuerung entstanden sind, wobei hier das festgelegte und für eine technisch einwandfreie Funktion wichtige Reaktionsverhältnis von flüssigem Epoxidharz und Härter nicht beachtet wurde. Es war nicht möglich, diese Fälle an Fehlverhalten zu schätzen. Deshalb konnten die Verluste an BPA nicht quantifiziert werden. In einigen Fällen werden die Verluste durch die Reinigung der Beschichtungswerkzeuge mit Wasser verursacht. Es sind jedoch keine quantitativen Schätzungen möglich. Etwa 29 Tonnen Epoxidharz und entsprechend 29 Kilogramm unreagiertes BPA werden wahrscheinlich durch thermisches Recycling von zur Beschichtung verwendeten Metalleimern zerstört, was der Entfernung aus dem Lebenszyklus gleichkommt. Bei technisch korrekter Installation und Wartung der Wasserleitungen sollte es während deren Lebensdauer zu keinen Epoxidharzfreisetzungen kommen.

Die Tatsache, dass BPA im Wasser nachgewiesen wurde, das durch mit Epoxidharz beschichtete Rohre fließt, ist höchstwahrscheinlich auf eine nicht ordnungsgemäße Aushärtung des Epoxidharzes zurückzuführen. Es ist nicht bekannt, wie viele Rohrleitungen pro Jahr das Abfallstadium erreichen. Pro Jahr dürften 575 Tonnen Epoxidharze, die auf Rohrleitungen aus Metall aufgebracht worden waren,  thermisch recycelt werden, was einem Abbau von 6 Kilogramm BPA entspricht. Was mit den 2298 Tonnen Epoxidharz in unterirdischen Betonrohren passiert, die 23 Kilogramm unreagiertes BPA enthalten, lässt sich zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht bestimmen. Betonrohre können recycelt und im Straßenbau eingesetzt (ohne thermische Behandlung) oder ohne Materialtrennung deponiert werden, was die Menge an BPA weiter reduziert.

Bodenbeläge: Werkzeuge für die Aufbringung von Epoxidharzmischungen auf Bodenbeläge werden mit Wasser gereinigt, was zur Freisetzung einer geschätzten Menge von 176 Gramm BPA pro Jahr über Abwasserleitungen und Abwässer in Gewässer führt. Von den 450 Tonnen Epoxidharz, die jährlich verbraucht werden, dürften weitere 4,5 Kilogramm BPA durch thermisches Recycling von zur Beschichtung verwendeten Metallgebinden zerstört werden. Angemessene Reinigungs- und Wartungsverfahren dürften die Wahrscheinlichkeit einer BPA-Freisetzung während der Lebensdauer der Bodenbeläge verringern. Epoxidharze können durch starke Säuren und Laugen, Aceton und bestimmte organische Lösungsmittel angegriffen werden.  Bei unsachgemäßer Behandlung sind dabei BPA-Freisetzungen möglich. Ansonsten sind unter normalen Bedingungen keine signifikanten BPA-Freisetzungen zu erwarten. Ähnlich wie es bei Wasserleitungen am Ende ihres Lebenszyklus der Fall ist, dürften mit Epoxidharz beschichtete Bodenbeläge als Bau- und Abrissschutt enden. Da die Verfahren der Abfallsammlung von Land zu Land sehr unterschiedlich sind, war keine Quantifizierung möglich. Unter der Annahme, dass alle Epoxidharze zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft zu Abfall werden, ist sorgfältig zu prüfen, was mit den 45 000 Tonnen Epoxidharz und den 450 Kilogramm Rest-BPA passiert.

Rotorblätter von Windkraftanlagen: Insgesamt verursacht die Herstellung von Rotorblättern im Anwendungsstadium jährlich 1015 Tonnen Epoxidharzabfall, was einer Menge von 30 Kilogramm Rest-BPA entspricht. Der größte Teil dieser Abfallmasse dürfte zusammen mit Werkzeugen und Hilfsmitteln der thermischen Müllverwertung  zugeführt werden. Einige Epoxidharzpartikel aus Klebstoffpasten, die zum Verkleben von Rotorblättern bestimmt sind, könnten von lokalen Lüftungsanlagen erfasst und in die Luft geblasen werden. Mögliche Freisetzungen von BPA während der Lebensdauer sind vernachlässigbar (Epoxidharze werden nicht  als Schutzlacke zur Beschichtung von Rotorblättern verwendet, sondern  als Infusionsharzsysteme zur Herstellung von faserverstärkten Polymermatrix-Verbundstoffen eingesetzt.). Im Abfallstadium sind bei der Entsorgung von Rotorblättern nur beschränkte Erfahrungen vorhanden. Einige Anlagen werden demontiert und außerhalb Europas wieder aufgebaut; deshalb lässt sich nicht genau ermitteln, was mit den 24 162 Tonnen Epoxidharzabfall und den daraus resultierenden 707 Kilogramm Rest-BPA passiert. Der größere  Teil davon dürfte in Zementwerken als thermischer wertvoller Zuschlagstoff verbrannt werden und damit ein Großteil der Restmenge an BPA zerstört werden. Andere Entsorgungsmethoden wie Lagerung in Deponien oder Materialrückgewinnung konnten ebenfalls nicht ausgeschlossen werden.

Beschichtungen im Schiffsbau: Bis zu 20 % des für Beschichtungen im Schiffsbau verwendeten Epoxidharzes könnte bei der Aufbringung der Korrosionsschutzbeschichtung (z. B. durch Abtropfen) oder als Lackabfall (z. B. nicht verbrauchter Lack nach dem Beschichtungsprozess) verloren gehen, am Ende der Müllverbrennung zugeführt werden oder in Abwasserleitungen gelangen. Von den 51 000 Tonnen Epoxidharz, die jährlich für Beschichtungen im Schiffsbau verwendet werden, dürften schätzungsweise etwa 398 Kilogramm Rest-BPA thermisch abgebaut werden, während rund 96 Kilogramm hypothetisch in Gewässer gelangen könnten. Während der Lebensdauer sind beschichtete Decks mit epoxidharzhaltigen Deckschichten, die empfindlich gegenüber UV-Strahlung sind, die größte Quelle für Freisetzungen. Die Anzahl der Schiffe mit Decks, die mit Epoxidharz beschichtet sind, ist unbekannt. Im Allgemeinen sind jedoch Deckaufbauten, sogenannte Super Structures, zuätzlich mit UV-stabilen aliphatischen Polyurethan- oder Siloxanbeschichtungen geschützt.

Das Abwracken von Schiffen am Ende ihres Lebenszyklus dürfte die wichtigste Quelle für BPA-Freisetzungen bei Beschichtungen im Schiffsbau darstellen. Bis zu 95 % der europäischen Schiffe werden unter unklaren Bedingungen in asiatischen Ländern abgewrackt. Die Verordnung der Europäischen Kommission über die Verbringung von Abfällen in Bezug auf Altschiffe wird erst 2020 vollständig in Kraft treten und nur auf Schiffe unter EU-Flagge Anwendung finden. Einige Schiffe dürften daher ihre Beflaggung ändern um die neuen Anforderungen so zu umgehen. Insgesamt könnte die hypotethische Zersetzung von 8000 Tonnen Epoxidharz, die in Beschichtungen von 350 europäischen Schiffen enthalten sind, zur jährlichen Freisetzung von 388 Kilogramm Rest-BPA in die Umwelt führen.

Beschichtungen für den Fahrzeugbau: Rückstände von Grundierungen, die sich allmählich als Schlamm in den elektorphoretischen Tauchbecken ansammeln, dürften die wichtigste potenzielle Quelle für Freisetzungen von Epoxidharz während der kathodischen Elektrotauchlackierung (CED) bzw. im Anwendungsstadium darstellen. Damit dürften sie für 788 Tonnen Epoxidharzabfall mit 51 Kilogramm Rest-BPA pro Jahr verantwortlich sein. Eine thermische Entsorgung des Schlamms ist wahrscheinlich, wenngleich eine Lagerung in speziellen Deponien nicht gänzlich auszuschließen ist. Während der Lebensdauer eines Pkw dürfte 1 % der ursprünglichen Beschichtung verloren gehen. Unter Berücksichtigung der Zahl der im Jahr 2013 zugelassenen Personenkraftwagen (11,9 Mio. Pkw) wurde berechnet, dass von den verwendeten 22500 Tonnen Epoxidharz jedes Jahr etwa 15 Kilogramm BPA auf diesem Wege in die Umwelt gelangen könnten. Ferner könnten Epoxidharzpartikel während der Lagerung und des Abwrackens von Altfahrzeugen in die Umwelt gelangen. Die Karosserie der Altfahrzeuge dürfte je nach Abfallrecht des betreffenden Landes verschiedenen Entsorgungsprozessen zugeführt werden. Gemäß den derzeitigen europäischen Rechtsvorschriften sind Epoxidharze einer thermischen Zersetzung zu unterziehen. Jedoch ist eine angemessene Bewertung der 13 230 Tonnen Epoxidharz im Abfallstadium, die 860 Kilogramm BPA entsprechen, nicht möglich. Schließlich ist darauf hinzuweisen, dass in der Analyse nur Personenkraftwagen berücksichtigt wurden, während andere durch kathodische Elektrotauchlackierung beschichtete Fahrzeuge (z. B. Lkw, Motorräder) unberücksichtigt blieben.

Wussten Sie schon …?

Zur Messung von BPA-Konzentrationen verwenden Wissenschaftler und andere Experten Maßeinheiten, deren Werte nach menschlichen Maßstäben unvorstellbar klein sind:

  • 1 ppm (Teilchen pro Million) entspricht dem Verhältnis von einem Wassertropfen zur Wassermenge welche in einer größeren Badewanne (125l) enthalten ist. Ein Tropfen Wasser entspricht dabei einem Volumen von 50 µl (0.00005 l). Eine Badewanne entält ca. 2.500.000 Tropfen Wasser, d.h. wir betrachten ein Verhältnis von 1 Wassertropfen zur Gesamtmenge der Wassertropfen in einer voll gefüllten Badewanne.
  • 1 ppb (Teilchen pro Milliarde) entspricht dem Verhältnis den ein Wassertropfen zu dem Gesamtvolumen von 50000 l Wasser hat. Dies entspricht 1/50 des Volumens eines olympischen Schwimmbeckens (enthält 2.5 Millionen Liter)
  • 1 ppt (Teilchen pro Billion) entspricht dem Verhältnis, den ein Wassertropfen zu dem Gesamtvolumen von Wasser hat, welches in 20! olympischen Schwimmbecken enthalten ist.

Weitere Informationen zu Bisphenol A erhalten Sie unter www.bisphenol-a-europe.org.