Das DSC-Schadstofflexikon

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Vanadium (V)

Vanadium kommt vor in Erzen, z. B. Brauneisenerz (bis zu 2 %). Weiterhin enthalten ist Vanadium in Erdölen, Kohlen, Ligniten und Asphalten enthalten sowie in Flugaschen fossiler Brennstoffe.Vanadium ist für Pflanzen und Tiere ein essentielles Spurenelement, dessen Fehlen z. B. für Wachstumsverzögerungen bei Jungtieren verantwortlich gemacht werden kann.

Verwendung:

In Form von FeV (Eisenvanadium) als Legierungszusatz für Vanadiumstähle, Werkzeugstähle, Baustähle, Schnelldrehstähle und Magnetstähle. Anorganische Vanadium-Verbindungen sind als heterogene Katalysatoren, z. B. bei der Produktion von Schwefelsäure und Benzin, von Bedeutung. Auch bei vielen organischen Synthesen, z. B. bei der Ethylenpolymerisation und der Gewinnung von Corticosteroiden, gelangen Vanadium-Verbindungen zum Einsatz.

Schadwirkung:

Peroral sind Vanadium-Verbindungen wenig toxisch. NaVO3 vertragen Ratten in einer Konzentration von 20 – 30 ppm im Futter mit geringem Gewichtsverlust. Beim Menschen wurden die ersten Erkrankungen furch Vanadium 1939 von H. Symanski beschrieben, die auf die damaligen Arbeitsbedingungen in den Betrieben zurückzuführen sind. Nach neueren Erkenntnissen und bei Einhaltung der MAK-Werte sind keine Erkrankungen festzustellen. In einer Vielzahl von Literaturstellen wird darüber hinaus dargelegt, dass Vanadium als essentielles Spurenelement in Menschen, Tieren und Pflanzen gilt.

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Verteilungskoeffizient (n-Octanol/Wasser) log Pow

Der Verteilungskoeffizient ist das Verhältnis der Konzentrationen eines Stoffes in einer mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit und in einer wäßrigen Phase nach Einstellung des Verteilungsgleichgewichtes bei kontanter Temperatur. Wird ein Stoff mit den zwei nicht miteinander mischbaren Lösungsmitteln Wasser und n-Octanol geschüttelt, verteilt er sich in den beiden Phasen. Der Verteilungsquotient ist der Quotient aus der Stoffkonzentration in n-Octanol und der in Wasser (z. B. 1 : 10).
Der log Pow ist der Logarithmus dieses Quotienten. Für fettlösliche Stoffe ist dieser Wert positiv, für wasserlösliche Stoffe ist er negativ. für Stoffe, die sowohl wasserlöslich als auch fettlöslich sind, liegt der log Pow nahe Null. Der log Pow ist bei vielen Stoffen ein Maß für deren Akkumulationsfähigkeit im Fettgewebe lebender Organismen.

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Vinylchlorid  (VC) 

Gehört zu den HKW, Untergruppe LCKW.

Farbloses, leicht entzündliches, brennbares Gas mit schwach süßlichem Geruch. 

Der Flammpunkt, das ist die niedrigste Temperatur, bei der sich brennbare Gas-Luftgemische über flüssigem Vinylchlorid bilden, liegt bei minus 77°C. Da Vinylchlorid schwerer ist als Luft, verteilt es sich bei einem Unfall in Form von farblosen Gaswolken entlang des Bodens. Im Brandfall entstehen Kohlenmonoxid und Chlorwasserstoffgas, die mit der Feuchtigkeit in der Luft zu Salzsäure reagieren. Außerdem entstehen auch Chlorierte Kohlenwasserstoffe (u. a. Dioxine) sowie Spuren von Phosgen. Reines, trockenes Vinylchlorid ist unter Luft- und Lichtausschluß stabil und nicht korrosiv. Unter Einwirkung von Sonnenlicht kommt es zur Polymerisation. Bei Kontakt mit leicht oxidierbaren Materialien kann es zu explosionsartigen Umsetzungen kommen.

Vinylchlorid ist eines der bedeutendsten Monomere in der Polymeren- und Copolymerenherstellung. Die Halogenierung von Ethylen zu Ethylenchlorid mit nachfolgendem Kracken des Produktes zu Vinylchlorid und Chlorwasserstoff ist die Grundlage der Vinylchloridproduktion. Die produktionsbedingten Emissionen betragen schätzungsweise 200.000 – 300.000 t. Auf Grund des Herstellungsprozesses ist Vinylchlorid durch eine Reihe anderer Substanzen verunreinigt wie Vinylidenchlorid, Dichlorethylen, Acetaldehyd, Methylacetalen, Vinylacetylen, Methylether, Ethylenchlorhydrin, Methanol, Quecksilber, Quecksilberchlorid und Dichlorethan.

Verwendung:

Zwischenprodukt zur Produktion von Polyvinylchlorid (PVC). Herstellung von 1.1.1-Trichlorethan, 1.1.2-Trichlorethan und 1.1-Dichlorethan.

Schadwirkung:

Im Tierexperiment ist die Substanz karzinogen. Bei Ratten und Mäusen beträgt die niedrigste karzinogen wirksame Dosis 50 ppm. Neben der Mutagenität von Vinylchlorid ist die mutagene Wirkung möglicher Metabolite wie Chlorethylenoxid und Chloracetaldehyd zu beachten. Vinylchlorid-Expositionen stehen auf Grund der Ergebnisse epidemiologischer Studien in engem Zusammenhang mit einem karzinogenen Risiko. Die Krebsgefahr beim Menschen durch Vinylchlorid ist schon seit 25 Jahren bekannt. Eine längere Einwirkung von hohen Vinylchlorid-Konzentrationen löst eine spezielle Art von Leberkrebs aus. Beim Menschen wurden in vivo Chromosomen-Aberrationen nachgewiesen. Teratogene und embryotoxische Wirkungen führen u. a. zu signifikant erhöhter Letalität (siehe letal) bei Feten, zu Defekten des ZNS, des Alimentär- und Genitaltraktes.

Die Grenzwerte für die maximale Vinylchlorid-Konzentration am Arbeitsplatz wurden laufend herabgesetzt: 1966 betrug der MAK-Wert 500 ppm, 1971 100 ppm und 1974 50 ppm. Wegen der inzwischen erwiesenen Karzinogenität kann heute kein MAK-Grenzwert festgelegt werden, denn theoretisch kann schon ein Molekül Vinylchlorid Krebs erzeugen. Die stattdessen festgelegte Technische Richtkonzentration (TRK) beträgt 2 bis 3 ppm. In der Gefahrstoffverordnung ist für Vinylchlorid ein Alarmschwellenwert von 15 ppm als Stundenmittel zum Schutz der Gesundheit von Arbeitnehmern festgelegt. Der Geruchsschwellenwert liegt bei ca. 4.000 ppm, d. h. bereits lange bevor die Gefahr gerochen werden kann, treten Schäden auf.

Es ist darauf hinzuweisen, dass PVC zur Herstellung von Verpackungsmaterialien hergestellt wird. PVC enthält immer noch Spuren von VC. Der Grenzwert für PVC-Folien für Lebensmittel beträgt 0,05 ppm.

Umweltverhalten:

Vinylchlorid ist unter Umweltbedingungen relativ stabil und besitzt eine geringe Bio- und Geoakkumulationstendenz. Transport- und Verteilungsprinzip ist vorzugsweise die Luft. Bei 10-9 bzw. 10-14 molarer Ozonkonzentration beträgt die Oxidationshalbwertszeit 3,3 d bzw. 0,8 d. Die Hydrolyse-Halbwertszeit wird mit 108 a bei pH 7 und mit 80 d bei pH 3 angegeben.

Unter Lichteinwirkung wird Vinylchlorid abgebaut. Ohne Licht, d. h. im Boden und im Grundwasser, verläuft der Abbau wesentlich langsamer und kann Jahre dauern. Vinylchlorid ist stark wassergefährdend. Im Grundwasser kann VC unter bestimmten Mieubedingungen durch mikrobiologische Vorgänge entstehen. Bei dieser als reduktive Dehalogenierung bezeichneten Abbaukette entstehen bei vollkommener Umwandlung nacheinander folgende Verbindungen:

Tetrachlorethen Trichlorethen1.2-DichlorethenVinylchlorid – Ethen/Ethan

Je nach Standortbedingungen kann der Abbau bei Vinylchlorid enden. Da Vinylchlorid wesentlich toxischer ist als die Vorgängersubstanzen, kommt in diesem Falle zu einer starken Zunahme der Toxizität und die Sanierungsrelevanz des Grundwassers wird deutlich erhöht.

 

Siehe auch:

Bodenluftsanierungen  Theoretische Grundlagen und Praxiserfahrungen

Migrationsverhalten organischer Grundwasser-Inhaltsstoffe und daraus resultierende Ansätze zur Beurteilung von Monitored Natural Attenuation (MNA)

Migration und Dechlorierierung von LCKW in Grundwasserleitern
Erkenntnisse aus der gutachterlichen Bearbeitung von Grundwasserschäden und Hinweise zur Anwendung von MNA

Vergleich von LCKW-Grundwassersanierungen durch „Pump and Treat“ und Reaktiven Systemen – Verfahren und Kosten

DNAPL in Boden und Grundwasser – Verhalten von LCKW und PAK-Ölen

Grundwasserverunreinigungen durch LCKW
- Entwicklung des Kenntnisstandes über vier Jahrzehnte –

Ausbreitung von CKW und MTBE im Grundwasser
 - Grundwassertransport und Fahnenlängen -

Sanierungsoptimierung von CKW-Grundwasserschäden
- Möglichkeiten zur Reduzierung der Sanierungskosten -

Kosten zur Sanierung von Grundwasserverunreinigungen durch CKW
und Ansätze zur Definition der Verhältnismäßigkeit von Sanierungsmaßnahmen

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