Polycarboxylate

Ist eine Gruppe von wasserlöslichen Polymeren auf der Basis von vorzugsweise Acrylsäure.

Es gibt P. aus dem reinen Grundstoff (Monomeren ) Acrylsäure, aber auch gemischte Polymerisate, sogenannte,2. Copolymere aus Acrylsäure und z.B. Maleinsäure. Die P. unterscheiden sich nicht nur durch die Art, sondern auch die Anzahl der verknüpften Monomeren. Letzteres wird ausgedrückt durch die molare Masse. Diese kann bei wenigen tausend, aber auch über eine Million liegen. Von diesen Faktoren hängt mit ab, für welchen Einsatzzweck die P. geeignet sind. So können P. völlig entgegen gesetzte Wirkungen entfalten. P. mit großer molarer Masse werden in der Trinkwasseraufbereitung, Abwasserbehandlung und Phosphat- Fällung als Hilfsmittel zur Flockung eingesetzt.

Mit dem Aufkommen der phosphatreduzierten und phosphatfreien Waschmittel wurde der Einsatz als Gerüststoff in Kombination mit dem Zeolith A begonnen. Unter diesen Bedingungen bewirken P. eine Dispersion von Schmutzteilchen und Kristallkeimen, verhindern also gerade das Ausflocken. Die Gegenwart des Enthärters Zeolith A. ist dabei unverzichtbar, weil sonst bei großer Wasserhärte die unlöslichen Calciumsalze der P. ausfallen und somit die erwünschte Wirkung zusammenbricht. Für den Einsatz in Waschmitteln hat sich ein Copolymer aus Acryl- und Maleinsäure mit einer mittleren molaren Masse von 70.000 durchgesetzt.

Vernetzte P. mit sehr hoher molarer Masse finden als sogenannte Superabsorber z.B. in Windeln und anderen Hygieneprodukten Verwendung.
Über Restmonomer-Gehalte und mögliche Polymerisationsadditive der P. ist nichts bekannt. Die Toxizität gegenüber Warmblütern ist sehr gering. Auch die Wirkung gegen Wasserorganismen ist in der Regel gering. Nur in einigen Langzeittests wurden No effect levels von 6,2 mg/Liter (Daphnien) bzw. 40 mg/Liter (Zebrabärbling, Embryolarven-Test) gefunden. Dem stehen berechnete Erwartungskonzentrationen von 0,05 mg/Liter in Oberflächengewässern unter ungünstigen Bedingungen gegenüber.

P. sind schlecht biologisch abbaubar (Abbau). Sie werden im Klärwerk (Abwasserreinigung) durch Fällung der Calcium-Verbindungen und durch direkte Adsorption an den Klärschlamm zu 90 Prozent aus dem Abwasser eliminiert. Der Rest unterliegt echtem biologischem Abbau. Etwa zwei bis drei Prozent gelangen in den Vorfluter. Unter Berücksichtigung der realen Abwassersituation ergibt sich eine Gesamtelimination von über 92 Prozent.

Das Verhalten der P. beim Klärschlammaustrag auf landwirtschaftlich genutzten Böden zeigte bisher keine negativen Effekte, es findet allerdings auch dort kein nennenswerter biologischer Abbau statt. Grundsätzlich sollten Chemikalien, jedoch leicht biologisch abbaubar sein.

Autor: KATALYSE Institut

Polybromierte Biphenyle (PBB)

Als Ersatzstoffe für die persistenten und als potentielle Dioxinbildner (Dioxine und Furane) erkannten PCB, als Flammschutzmittel und Weichmacher für Kunststoffe (insb. PVC) produziert.

In vielen Gebrauchsgegenständen wie z.B. Geräterückseiten von Fernsehern in mehreren Prozenten enthalten. Im Brandfall können sich aus den P. zusammen mit den Chloratomen des PVC-Kunststoffs in hohem Ausmaße Dioxine bilden, die gemischt halogeniert sind und als über 2.000 verschiedene Einzelverbindungen auftreten. Ist die Analytik mit dem Nachweis dieser Einzelverbindungen schon total überfordert, ist die toxikologische Beurteilung aller dieser Verbindungen im einzelnen völlig unmöglich. Da die Folgen des Einsatzes nicht zu übersehen sind, ist ein Verbot der P. dringend angebracht.

Autor: KATALYSE Institut

Polyamid

P. ist ein hornartiger Kunststoff, in dessen kettenförmigen Molekülen die Amidgruppe regelmäßig auftritt.

P. wird v.a. als Textilfaser (in Teppichböden u.a.), aber auch als Hartplastik verwendet. Die Herstellung von P. ist mit einem hohen Abfallaufkommen verbunden. P. wird auch als NylonR bezeichnet. P.6, welches aus E-Caprolactam hergestellt wird, ist unter dem Namen PerlonR bekannt. Die bedeutendsten P. sind P.6 und P.66, die aus Hexamethyldiamin und Adipinsäure hergestellt werden. NylonR war die erste vollsynthetische Faser auf dem Markt.
Produktionsmenge 1991, Westdeutschland: 208.000 t P..

Autor: KATALYSE Institut

Polyacrylnitril

Polymerisationsprodukt des Acrylsäurenitrils, das aufgrund noch vorhandener größerer Produktionskapazitäten von Acrylnitril, trotz krebserzeugenden Potentials, immer noch in großen Mengen produziert wird.

Autor: KATALYSE Institut

Polyacrylharze

P. sind thermoplastische, witterungsbeständige Kunststoffe, die durch Polymerisation von Acrylsäure bzw. Methacrylsäure und einiger wichtiger Derivate (= Abkömmlinge), z.B. Acrylsäureesteer und Acrylamid, entstehen (Acrylglas).

Zwar gelten die P. als hochmolekulare Verbindungen selbst nicht als gesundheitsschädlich, jedoch ist der Ausgangsstoff Methylmethacrylat ein starker Reizstoff, der auf Augen, Haut und Schleimhäute wirkt. Das als Zwischenprodukt der P.-Synthese benutzte Acrylsäurenitril ist sogar eine zumindest im Tierversuch krebserzeugende Substanz, die die Arbeitnehmer der P.-Produktion mit unkalkulierbarem Krebsrisiko belastet. Da eine chemische Reaktion nie ganz vollständig verläuft, haben auch die P. immer noch geringe Restgehalte ihrer Ausgangsstoffe. Dieses Problem der sog. Rest-Monomeren besteht prinzipiell bei allen Kunststoffen. Beschichtungen auf Basis wasserverdünnbarer P. können wegen der Alkalienbeständigkeit nur lösemittelhaltig abgebeizt werden.

In der BRD betrug die Produktion von P. 1986 209.00 t.

Autor: KATALY

Autor: KATALYSE Institut

Poldergebiete

P. sind durch Absenkungen entstandene, vom Grundwasser überflutete Gebiete.

Durch den Abbau z.B. von Steinkohle im Untertagebergbau entstehen große Hohlräume, die später in sich zusammenfallen. Hierdurch kommt es zu Absenkungen von stellenweise mehr als 10 m. Insb. im Einzugsbereich von Flüssen und einem geringen Abstand zum Grundwasserspiegel führt dies zu überfluteten, versumpften Gebieten, den P.. Liegen P. in bebauten Gebieten, müssen diese Flächen ständig entwässert werden, um Schäden an der Bebauung möglicht gering zu halten (Steinkohle).

Autor: KATALYSE Institut

Pol

P. (lateinisch Pollutio = Verschmutzung) Einheit für die empfundendene Luftqualität (Raumklima).

Ein P. ist definiert als ein Olf (Geruchsstärke) pro l/s Luftvolumenstrom. Um handhabbare Zahlenwerte zu erhalten, wurde das Dezipol eingeführt.

Autor: KATALYSE Institut

Plutonium

Chemisches Element, Symbol Pu, Ordnungszahl 94, es existieren Isotope von Pu 232 bis Pu 247, Schmelzpunkt 640 Grad C, Siedepunkt 3.327 Grad C, Dichte 19,8 g/cm3, silberweißes Metall.

Plutonium ist der gefährlichste radioaktive Stoff, der in Kernkraftwerken entsteht. Plutonium kommt in der Natur nicht vor, sondern wird in Kernkraftwerken und bei Atombombenexplosionen (Atomwaffen) aus Uran-238 durch Neutroneneinfang erzeugt (erbrütet) und technisch in der Wiederaufarbeitung aus abgebrannten Brennelementen gewonnen. Von besonderem Interesse ist Pu 239. Physikalische Halbwertszeit 24.110 Jahre, biologische Halbwertszeit 120 Jahre, d.h. in einem Menschenleben wird weniger als die Hälfte des aufgenommenen Plutonium ausgeschieden. Bei Aufnahme von Plutonium über die Nahrung kann die sofortige Einnahme von Chelatbildnern die Verweildauer im Körper verkürzen.

Plutonium zerfällt unter Aussendung von Alpha- und Gammastrahlung. Plutonium eignet sich als Spaltstoff mit kleiner kritischer Masse für Atomwaffen und zum Einsatz in Kernreaktoren (Kernspaltung, Schneller Brüter). Plutonium ist aufgrund seiner Alphastrahlung und hoher spezifischer Aktivität einer der gefährlichsten Krebserzeuger. Die größte Gefahr geht von Plutonium aus, wenn es über die Luft eingeatmet wird. Verschiedenen Studien nach reicht eine von der Lunge aufgenommene durchschnittliche Menge von 0,001 bis 0,26 mg Plutonium aus, um Lungenkrebs zu erzeugen, bzw. 1 g Plutonium kann 3.800 bis 1 Mio Lungenkrebsfälle verursachen. Über die Nahrung aufgenommen reichert sich Plutonium im Körper v.a. in Knochen, Leber, Keimdrüsen und Galle an (Anreicherung) und kann u.a. Knochen- und Lebertumore sowie Leukämie auslösen (Krebs, Strahlenschäden).

Weitere Gefahren: Plutonium ist auch chemisch giftig und sehr reaktionsfreudig. Kommt es mit Luft oder Wasser in Kontakt, verbrennt es, bildet feinste Staubpartikel, die als Schwebeteilchen (Aerosole) durch die Luft fliegen. Plutonium gelangte in den letzten Jahrzehnten durch oberirdische Atomwaffentests, Brände und Lecks in militärischen Atombombenzentren, Kernkraftwerksunfälle (GAU, Tschernobyl) und Wiederaufarbeitsanlagen in die Umwelt und führt dort aufgrund seiner langen Halbwertszeit zu langanhaltenden Verseuchungen. Plutonium-haltiger Boden muss sorgsam abgetragen und endgelagert werden (Atommüll). Aus der englischen Wiederaufarbeitsanlage Sellafield (ehem. Windscale) wurden mindestens 15 kg Plutonium in die Irische See geleitet. Arbeiter dieser Anlage wiesen bis zu 600fach erhöhte Plutonium -Konzentrationen in ihren Lungen auf (verglichen mit der englischen Normalbevölkerung. Der Plutonium -Brennelemente-Fabrik in Hanau (Ex-Alkem) wurde 1991 die abschließende Betriebsgenehmigung erteilt.
Plutonium -haltige Brennelemente: Mischoxid(MOX)-Brennelemente.

Autor: KATALYSE Institut

Plausibilitätsprinzip

Rechtsprinzip z.B. der japanischen Rechtssprechung und wichtiger Schritt in Richtung auf Umkehr der Beweislast.

Erscheint es als wahrscheinlich, dass ein Produzent für die Verseuchung eines Gewässers verantwortlich ist, dann reicht es aus, ihn zur Rechenschaft zu ziehen, ohne dass die Beweisführung zu eindeutigen Ergebnissen kommen muss. Allerdings muss der Geschädigte beim P. immer noch Beweise liefern im Gegensatz zum umgekehrten Beweislastprinzip.
Umweltpolitik in Japan, Verursacherprinzip

Autor: KATALYSE Institut

Plastifizierung

Verfahren zum Kunststoffrecycling. Bezeichnung für das Zermahlen und Wiedereinschmelzen von Kunststoffgemischen.

Es muss ein Mindestanteil von 60% Thermoplasten (Polyolefine) vorhanden sein, um den Schmelzprozess durchführen zu können. Produkte der P. sind meist dunkle, grobe und minderwertige Produkte (Parkbänke, Blumenkübel, Lärmschutzwände), die nach ihrem Gebrauch nicht mehr recyclingfähig sind. Zwar lassen sich durch die P. andere Wertstoffe (

Holz, Metalle) einsparen, doch werden die Kunststoffe nicht in den Kreislauf zurückgeführt. Damit handelt es sich also nicht um ein echtes Recycling, und die P. kann nicht als Alternative zur Kunststoffvermeidung (Abfallvermeidung) oder sortenreinen Kunststofftrennung (Getrennte Sammlung) angesehen werden. Die P. wird daher oft auch als "verzögerte Deponierung" bezeichnet; die durch die Hydrozyklon-Technik prinzipiell wieder erhältlichen Polyolefine werden durch die P. dem Recyclingkreislauf entzogen.

Autor: KATALYSE Institut

Plasmide

Plasmide sind relativ kleine, ringförmig geschlossene DNS-Stränge in vielen Bakterienarten, die nicht dem Genom zuzuordnen sind. Sie sind für das Wachstum der Bakterien entbehrlich, verleihen ihnen aber besondere Eigenschaften.

Oftmals versetzen sie das Bakterium in die Lage, mit anderen Bakterienzellen in direkten Kontakt zu treten und das Plasmid auszutauschen. In vielen Fällen tragen Plasmide Resistenz-(R)-Faktoren ( Resistenz) gegen
Antibiotika, die in der Gentechnik oft auch künstlich als physiologische Markierung integriert werden. Plasmide haben in der Gentechnik eine grosse Bedeutung als Vektoren aufgrund ihrer geringen Grösse und ihrer Übertragbarkeit zwischen Bakterien.

Autor: KATALYSE Institut

Plasma

(Griechisch "Geformtes, Gebildetes"). Das Proto-P. einer menschlichen, tierischen oder pflanzlichen Zelle setzt sich aus der Grundsubstanz (Cyto-P.) und den Zellorganellen zusammen.

Blut-P. ist die zellfreie Blutflüssigkeit.
In der Physik versteht man unter P. ein vollständig ionisiertes, sehr heißes Gas aus weitgehend frei beweglichen negativen und positiven Ionen sowie freien Elektronen. Die Teilchen befinden sich, ähnlich den Molekülen oder Atomen eines normalen Gases, in ungeordneter Wärmebewegung. Durch die freie Beweglichkeit der Ladungsträger besitzt das P. eine relativ hohe Leitfähigkeit, die mit zunehmender Temperatur ansteigt. In einem P. sind daher die Eigenschaften eines normalen Gases mit denen eines elektrischen Leiters vereint (4. Aggregatzustand der Materie). Das Sterninnere besteht ausschließlich aus P.. Technische Anwendung der P.-Physik findet man in der Kernfusion und in der Schadstoffanalytik (P.-Fackel, ICP).

Autor: KATALYSE Institut

Pinselreiniger

Zumeist aus regenerierten
Abfallösemitteln hergestellt und daher häufig mit gesundheitsschädlichen Stoffen verunreinigt.

Auf lösemittelhaltige P. könnte fast vollständig verzichtet werden, wenn wasserverdünnbare Beschichtungsmitteln stärkere Anwendung fänden. Hier genügen dann zur Säuberung frisch benutzter Pinsel P. auf Seifenbasis.
Nitroverdünner

Autor: KATALYSE Institut

Pigmente

Als Pigmente werden, im Gegensatz zu den Farbstoffen, die in der Löse- oder Bindemitteln unlöslichen farbgebenden Stoffe bezeichnet.

Es wird unterschieden zwischen anorganischen Pigmenten (zum Beispiel Titandioxid, Bleiweiss, Cadmiumpigmente, Chromatpigmente) und organischen Pigmenten (zum Beispiel Azo-Pigmente) sowie den natürlichen Pigmenten, den Erdfarben und den künstlichen Mineralfarben.

Wirtschaftlich betrachtet bilden die anorganischen Pigmente für die Herstellung von Lacken und Anstrichfarben, so wie die Einfärbung von Emaille, Keramik, Glas etc. den Hauptanteil. Die Umweltbelastung durch anorganische Pigmente ist gravierend: Zahlreiche Rohstoffe für die anorganische Pigmentherstellung gelten als stark giftig und teilweise krebserzeugend (strenge Kennzeichnungspflicht), insbesondere Blei- und Cadmiumverbindungen.

Cadmiumverbindungen sind teilweise krebserzeugend, ebenso manche Chromverbindungen. Bei der Herstellung von Titandioxid (TiO2) nach dem Sulfatverfahren fällt Dünnsäure an, die bis 1990 auf hoher See verklappt wurde. Nach dem Bau von Dünnsäurerecyclinganlagen ist die Verklappung in Deutschland eingestellt worden (Abfallbeseitigung auf See).

Autor: KATALYSE Institut

Physikalische Speicher

Energiespeicher, die sich physikalische Gesetzmäßigkeit zur Speicherung zunutze machen.

Die Grenzen zwischen chemischen Speichern und P. sind oft fließend. Reine P. sind z.B. Schwungradspeicher (Kinetische Energie), Pumpspeicherseen (Potentielle Energie), Kondensatoren (elektrische Ladung) etc.. Auch alle thermischen Speicher wie Warmwasserspeicher, Latentwärmespeicher etc. gehören letztlich zu den P..
Eine interessante Anwendung eines P. ist die Speicherung von Elektrizität in einem supraleitenden (verlustfreien) Elektromagneten. Diese befindet sich allerdings noch im Forschungsstadium.

Autor: KATALYSE Institut

Photosynthese

Nur grüne Pflanzen (und einige Mikroorganismen) sind in der Lage, die eingestrahlte Sonnenenergie (Globalstrahlung) in den Kreislauf der Natur einzubringen. Sie legen damit den Grundstein für fast alles irdische Leben. In einem komplexen Prozess, Photosynthese genannt, zerlegen diese Lebewesen mit Hilfe von Sonnenlicht und ihrer Blutfarbstoffe, vor allem den grünen Chlorophyllen, Wasser in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff.

Der Wasserstoff wird mit dem Kohlendioxid der Luft zu Glucose (Traubenzucker) zusammengesetzt, der Sauerstoff wird an die Atmosphäre abgegeben. In der Glucose ist nun die Strahlungsenergie der Sonne in den Bindungen zwischen Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff chemisch gespeichert ( chemische Speicher) und kann in einem umgekehrten Prozess, bei der die Glucose wieder aufgespalten wird, von der Pflanze selbst, aber auch von allen anderen Lebewesen, die die Pflanze zu sich nehmen, zur Aufrechterhaltung ihrer Lebensprozesse genutzt werden.

Formal lautet die Gleichung der Photosynthese: 6CO2 + 12 H2O + Strahlungsenergie der Sonne ergibt C6H12O6 + 6O2 +6H2O (Kohlendioxid + Wasser + Strahlungsenergie der Sonne ergibt Glucose + Sauerstoff + Wasser). Viele Umweltgifte reduzieren die Photosyntheseaktivität. Schwefeldioxid wird von Pflanzen wie das lebensnotwendige Kohlendioxid über die Spaltöffnungen der Blätter und Nadeln aufgenommen und zerstört das Chlorophyll ( Chlorose, Nekrose). Auch Fluorwasserstoff, Chlorwasserstoff und Ozon stören die Photosynthese. In Gewässern findet eine Reduktion der Photosynthese beim pflanzlichen Plankton durch Schwermetalle und chlorierte Kohlenwasserstoffe statt. Viele Herbizide wirken ebenfalls hemmend auf die Photosynthese.

Siehe auch unter: Assimilation, Biomasse, Produzenten.

Autor: KATALYSE Institut

Phosphorwasserstoff

(Phophor(III)hydrogen) P. ist ein farbloses Gas, das zur Vernichtung tierischer Schädlinge (Kornkäfer, Mäuse), z.B. als Räuchermittel für Getreide, gebraucht wird.

Er bildet sich bei der Einwirkung feuchter Luft auf trockenes Zink- oder Aluminiumphosphid. Wichtigste Vergiftungsquelle durch gasförmigen P. ist technisch unreines Acetylen, aber auch Ferrorsilicium entwickelt beim Feuchtwerden P. und Arsenwasserstoff.
P. wirkt auf das zentrale Nervensystem und irritiert die Lungen. P. gilt für Fische als sehr toxisch. Bei der Anwendung als Schädlingsbekämpfungsmittel hat P. schon zur Vergiftung von Menschen geführt. Vergiftungserscheinungen: Übelkeit, Erbrechen, Benommenheit, Krämpfe, die zum Tode führen können. Chronische Vergiftungen sind nicht bekannt; die zugeführten kleinen Dosen werden im Blut laufend entgiftet. MAK-Wert 0,1 ppm (ml/m3), Nachweis: Konstante Bestimmung in der Luft mit Dräger-Röhrchen.
P. wird auch in der Elektronikindustrie eingesetzt.
Saatgutbehandlung, Schädlingsbekämpfung

Lit.: W.Wirth, C.Gloxhuber: Toxikologie, Stuttgart 1985

Autor: KATALYSE Institut

Phosphonate

P. sind phosphororganische Komplexbildner mit direkter Phosphor-Kohlenstoffbindung. Diese ist vergleichsweise stabil, und entsprechend ist die biologische Abbaubarkeit der P. schlecht.

Eher sind P. einem physikalischen Abbau unter Lichteinfluß zugänglich. In jedem Fall entstehen schließlich die eutrophierenden Phosphate. Neben der Gefahr einer Remobilisierung von Schwermetallen wiegt schwer, dass P. die Wirksamkeit der dritten Reinigungsstufe bei der Phosphat-Elimination in Kläranlagen verringern können. P. werden dort zu 50-70% an den Klärschlamm adsorbiert. Auch unter anaeroben Bedingungen im Faulturm findet kein Abbau statt. Es muss davon ausgegangen werden, dass P. unverändert in der Größenordnung von 1 g/kg Trockenmasse Klärschlamm ausgetragen werden. Über das Verhalten von P. im Boden bei landwirtschaftlicher Nutzung des Klärschlamms liegen kaum Daten vor. P. scheint dort aber relativ mobil zu sein.
Über den Verbleib der 30-50% nicht im Klärwerk eliminierten P. können keine zuverlässigen Angaben gemacht werden. Daten über die P.-Gehalte in Gewässern liegen nicht vor.
Die aquatische Toxizität der P. ist mäßig und liegt bei 200 mg/l (LC50-Werte an Fischen).
P. finden in der Technik Einsatz als Korrosioninhibitoren, zur Brauchwasserbehandlung und als Peroxid-Stabilisatoren. In letzterer Eigenschaft werden sie in geringen Mengen (unter 1%) Waschmitteln mit Sauerstoffbleiche zugesetzt (Beispiel: 1-Hydroxyethan-1,1-diphosphonat (HEDP)). HEDP u.a. P. haben dabei das stark umstrittene EDTA abgelöst. Angesichts der ungünstigen Umwelteigenschaften besteht aber auch bei den P. weitgehende Übereinstimmung, deren Verbrauch nicht auszuweiten; z.Z. werden pro Jahr etwa 800 t in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzt.
In den Vergabekriterien für das Umweltzeichen von Baukastenwaschmitteln (1991) wird der P.-Gehalt auf max. 0,4% beschränkt.

Autor: KATALYSE Institut

Phosphin

siehe Phosphorwasserstoff

Autor: KATALYSE Institut