Messung von Dioxinen

Was sind Dioxine?

Dioxine ist der Sammelbegriff für eine Gruppe halogenierter aromatischer Verbindungen mit tricyclischer Struktur. Das Kennzeichen aromatischer Verbindungen ist der Benzolring (ringförmige Verkettung von sechs Kohlenstoffatomen), die je nach Anordnung unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Werden die außenliegenden Wasserstoffatome durch Halogene (Brom, Chlor, Fluor) substituiert,  entstehen Dioxine. Zu der Stoffgruppe, die als Dioxine bezeichnet wird, gehören 75 Verbindungen der Dibenzodioxine und 135 ähnlich gebauter Dibenzofurane. Ihre Grundstruktur besteht aus zwei Benzolringen, die über ein oder zwei Sauerstoffatome verbunden sind. Die umliegenden Wasserstoffatome der aromatischen Ringe sind durch verschiedene Halogene, primär Chlor, substituiert. So gilt 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-dioxin (2,3,7,8-TCDD) als das gefährlichste Dioxin. Es besitzt zwei Benzolringe und insgesamt vier Chloratome. Diese Verbindung wird auch als „Seveso-Gift“ bezeichnet, da es im Juli 1976 in einer chemischen Fabrik in der Nähe des Seveso zum bisher größten Chemieunfall kam. Aufgrund eines havarierten Kessels wurden bis zu drei Kilogramm des Giftes abgelassen. Das verseuchte Gebiet ist 1x6km groß und dicht besiedelt. Das Verhalten der betroffenen Firma sorgte für den eigentlichen Skandal. Erst acht Tage nach dem Unfall gab sie das Austreten des Dioxins offiziell bekannt. Kurz nach dem Unfall zeigten etwa 200 Menschen die typischen Symptome einer Chlorakne. Jedoch ist eine genaue Opferzahl schwer zu ermitteln, da auch die Langzeitschäden in Betracht gezogen werden müssen.

Vorkommen von Dioxinen

Ein natürliches Vorkommen der Dioxine gibt es grundsätzlich nicht und sie werden nicht im technischen Maßstab hergestellt. In seltenen Fällen können sie bei Gewitter oder Waldbränden entstehen. Zu der Gruppe der Dioxinverbindungen werden auch Dibenzofurane (PCDF) gerechnet, deren Benzolringe nur durch ein Sauerstoffatom verbunden sind. Auch hier sind die außenliegenden Wasserstoffatome durch Halogene ersetzt. Dioxine entstehen als ungewolltes Nebenprodukt bei thermischen und chemischen Prozessen (z.B. Verbrennungsreaktionen) mit Halogenverbindungen. Es bedarf zur Entstehung sehr hoher Temperaturen von ca. 300 Grad Celsius, die Zersetzung findet bei etwa 900 Grad statt. Häufig sind sie bei der Müllverbrennung, Metallrecycling oder bei der Halogenchemie (z.B. Herstellung von Insektiziden) als Abfallprodukt, bzw. Nebenprodukt zu finden.
Der Eintrag in die Umwelt durch natürliche Entstehung ist minimal, da es sich um recht seltene Vorkommnisse handelt. Dank strenger Grenzwerte und technisch versierten Filteranlagen ist es gelungen, den industriellen Dioxinausstoß drastisch zu reduzieren.

Dioxinähnliche Verbindungen

Neben den eigentlichen Dioxinen und Furanen gibt es noch dioxinähnliche Verbindungen. Dabei handelt es sich um aromatisierte Chlorverbindungen, besonders um PCB (Polychlorierte Biphenyle). Diese aromatischen Verbindungen haben eine variable Anzahl an Chlorsubstituenten und wurden als Kühl- und Isoliermittel eingesetzt. Wegen der hohen Beständigkeit und toxischen Eigenschaften sind derartige Aromaten seit 1989 in Deutschland verboten und müssen als Sonderabfall entsorgt werden, wobei strenge Regelungen gelten.

Welche Gefahren bergen Dioxine?

Dioxine sind lipophil („fettliebend“) und reichern sich im Fettgewebe des Menschen an. Es sind sehr langlebige Verbindungen und können über die Nahrung in den Körper gelangen. Eine Aufnahme durch die Luft ist eher unwahrscheinlich (abgesehen von extremer Belastung, wie etwa durch oben erwähnten Chemieunfall). Jedoch sind die Auswirkungen bei Kontakt gravierend. Es kann zur sogenannten „Chlorakne“ kommen. Dabei handelt es sich um eine Reaktion der Haut mit akneähnlichem Erscheinungsbild. Des Weiteren treten als akute Symptome einer Vergiftung Erbrechen, Muskel- und/oder Kopfschmerzen und Schlafstörungen auf. In Bezug auf chronische Auswirkungen sind toxische und krebserzeugende Wirkungen zu beobachten.

Dioxine in Lebensmitteln?

Vor einigen Jahren war der „Dioxinskandal“ in aller Munde. Es handelte sich um eine erhöhte Dioxinbelastung in Lebensmitteln. Die Verwendung von belastetem Futtermittel führte zu einer Dioxinanreicherung in z.B. Eiern. Der europäische Grenzwert für Eier von 3pg/g Fett (Pikogramm pro Gramm Fett) wurde teilweise um das Doppelte überschritten. Eine akute Vergiftung ist selbst bei einer solchen Überschreitung relativ unwahrscheinlich, trotzdem sollte ein übermäßiger Verzehr von bestimmten Personengruppen (Schwangere, Kinder, etc.) vermieden werden. Viele Supermärkte und Discounter nahmen (vorübergehend) die belasteten Produkte aus dem Sortiment. Das führte zu einem erheblichen Vertrauensverlust der Kunden in die Produkte und zu finanziellen Einbußen auf Seiten der Produzenten und Lieferanten.
Auf der Suche nach der Ursache zeigt sich, dass eine verunreinigte Fettsäure als Bestandteil des Mischfutters die Belastung auslöste. Diese Fettsäure hätte nicht zur Futtermittelherstellung verwendet werden dürfen und so galt es zu prüfen, ob eine fehlerhafte Kennzeichnung vorlag oder ob die Fettsäure vorsätzlich dazu genutzt wurde. Letztlich urteilte der BGH, dass eine verschuldensunabhängige Haftung nicht schon bei dem bloßen Verdacht einer Verunreinigung Anwendung findet (Urt. v. 22.10.2014, Az. VIII ZR 195/13). Der Futtermittelvertreiber erstatte zwar den Schaden, den Hofbetreiber durch die Handelssperre ihrer Produkte erlitten hatten, jedoch wollte der Betreiber nicht zusätzlich für weitere Umsatzeinbußen aufkommen.

Messung von Dioxinen mit dem PM4-2A

Besteht der Verdacht einer Dioxinbelastung, so sollte zeitnah eine Messung durchgeführt werden. Unser Messgerät PM4-2A ist für eine Messung von PCDD und anderen dioxinähnlichen Verbindungen ausgelegt. Um das optimale Messkonzept zu entwickeln, kontaktieren Sie uns gerne jederzeit, unsere Messtechniker beraten Sie gern.

Quellen:
[1]: http://www.gesamtverband-schadstoff.de/schadstoffe/dioxine-furane/dioxine-furane.html
[2]: https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/dioxine#textpart-1
[3]: https://www.bfr.bund.de/de/a-z_index/dioxin-4554.html
[4]: https://www.aerzteblatt.de/archiv/44793/Dioxin-Vergiftung-Eine-tickende-Zeitbombe
[5]: https://www.lanuv.nrw.de/umwelt/gefahrstoffe/faq-dioxine-furane-und-pcb/
[6]: https://www.chemie.de/lexikon/Sevesoungl%C3%BCck.html
[7]: https://www.spiegel.de/wirtschaft/service/dioxin-skandal-hersteller-lieferte-3000-tonnen-verseuchtes-futterfett-aus-a-737869.html
[8]: https://www.sueddeutsche.de/panorama/dioxin-skandal-das-allgegenwaertige-supergift-1.1042478-2
[9]: https://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/wirtschaftspolitik/landwirtschaft-die-sieben-mythen-im-dioxinskandal-1572514.html
[10]: https://www.lto.de/themen/recht/d/dioxinskandal/
[11]: http://juris.bundesgerichtshof.de/cgi-bin/rechtsprechung/document.py?Gericht=bgh&Art=en&nr=69486