Was sind polychlorierte Biphenyle?

Polychlorierte Biphenyle, auch bekannt als PCBs, sind eine Gruppe chemischer Verbindungen, die einst in der industriellen Fertigung weit verbreitet waren. Die Verbindungen sind insofern natürlich, als sie normalerweise Nebenprodukte der Teerverbrennung oder anderer verwandter Prozesse sind, aber Wissenschaftler haben auch Wege gefunden, sie in großen Mengen künstlich herzustellen, was das Format ist, in dem sie in der Vergangenheit am beliebtesten waren. Sie wurden häufig in industriellen Kühlflüssigkeiten und Stabilisatoren für Leistungstransformatoren sowie in bestimmten Farben und Dichtstoffen verwendet. Mitte der 1970er Jahre begannen Wissenschaftler, ihre Sicherheit in Frage zu stellen, und Tests haben weitgehend bewiesen, dass diese Verbindungen für Mensch und Tier gleichermaßen schädlich sein können. Sie sind in den meisten Teilen der Welt verboten, bleiben aber vielerorts in der Umwelt bestehen.

Grundzusammensetzung

Strukturell sind PCBs eine vielfältige Gruppe von Verbindungen. Die Grundstruktur ist ein Paar von Benzolringen, die aus einem Kreis von sechs Kohlenstoffatomen mit angehängten Wasserstoffatomen bestehen. Die Ringe haben Doppelbindungen und jeder Ring hat ein oder mehrere Chloratome. Die Anzahl der Chloratome pro Ring kann von eins bis zehn reichen, was zu 209 möglichen verschiedenen Verbindungen führt. Als Gruppe haben sie die chemische Formel C12H10-xClx.

Wie und warum sie verwendet wurden

Es gab im Laufe der Jahre einige bemerkenswerte Anwendungen für diese Verbindungen, aber sie sind traditionell am beliebtesten bei der Herstellung von Dingen wie elektrischen Transformatoren und industriellen Kühlsystemen. Die Zugabe der Chemikalie zu Kühl- und Isolierflüssigkeiten trug dazu bei, sie stabil zu halten und effizienter zu machen.

Die Chemikalie hat auch eine Reihe von Hafteigenschaften und war daher ein üblicher Zusatz zu Farben, Dichtungsprodukten und plastifizierten Abdeckungen für Dinge wie Geräte und Konstruktionen, die der Außenwelt ausgesetzt sind. Die meisten Anwendungen waren industriell, aber einige Dinge wie wasserdichte Beschichtungen und Bodenbeläge, die für den Heimgebrauch verkauft wurden, enthielten ebenfalls hohe Anteile der Verbindung.

Internationales Verbot

Moderne Forscher sind sich heute im Allgemeinen einig, dass diese Klasse von Chemikalien zwar wirksam ist, aber eine Reihe ernsthafter Risiken für die menschliche Gesundheit birgt. Infolgedessen wurden PCB in den Vereinigten Staaten 1979 durch ein Gesetz des Kongresses und in den meisten anderen Ländern durch das Stockholmer Übereinkommen über persistente organische Schadstoffe, ein internationales Regelsetzungsgremium, im Jahr 2001 verboten. Diese Verbote verboten im Grunde die weitere Produktion und Verkauf der Chemikalien; sie hatten in der Regel keine Auswirkungen auf bereits verwendete Geräte oder Produkte. In Haushalten und Betrieben sind daher nach wie vor PCB-haltige Flüssigkeiten und Beschichtungen im Einsatz. Daher müssen Personen, die Reparaturen oder Renovierungen an älteren Bauwerken durchführen, oft speziell im Umgang mit der Chemikalie geschult werden, falls sie damit in Kontakt kommen.

Auswirkungen der Exposition
Die meisten Menschen sind nur geringen Dosen von PCB ausgesetzt, die der menschliche Körper im Allgemeinen abbauen kann. Diese Toxine sind jedoch kumulativ. Dies bedeutet, dass sie sich mit der Zeit im Körper aufbauen.

Die Auswirkungen einer Exposition gegenüber großen Mengen der Verbindung in jeder ihrer Formen können sehr tiefgreifend sein. Akute Toxizität kann sich in schweren Hauterkrankungen äußern. Tiere, die exponiert sind, können Leberkrebs entwickeln, und polychlorierte Biphenyle gelten auch beim Menschen als wahrscheinlich krebserregend. Es wurde gezeigt, dass diese Substanzen bei Babys, die ihnen ausgesetzt waren, Entwicklungsprobleme verursachen. Auch die Schilddrüse und das Immunsystem können durch PCB beeinträchtigt werden.
Rolle der Bioakkumulation
Die Wirkungen polychlorierter Biphenyle sind teilweise auf ihre Fähigkeit zur Bioakkumulation zurückzuführen. Wenn sie im Wasser an Sedimente gebunden sind, werden sie normalerweise von kleinen Tieren und Fischen gefressen. Dies kann die Konzentration von polychloriertem Biphenyl in diesen Kreaturen erhöhen. Jeder andere Organismus, der dann den kontaminierten Fisch frisst, wird einer viel höheren Dosis der Chemikalie ausgesetzt. Menschen, die viel Fisch aus kontaminierten Gewässern essen, können auf diese Weise exponiert werden.

Beständigkeit in der Umwelt
Trotz des Verbots der Neuproduktion gelangen diese Verbindungen immer noch in die Umwelt. Dies geschieht am häufigsten als Folge von Chemikalienlecks oder Bränden; Unsachgemäß deponierte Industrieabfälle können ebenfalls zu einer Kontamination führen. Einige Verbraucherprodukte, die polychlorierte Biphenyle enthalten, können die Chemikalie auch auslaugen, wenn sie auf Deponien entsorgt werden, die nicht für die Entsorgung gefährlicher Abfälle ausgelegt sind. Verbrennung kann auch eine mitwirkende Ursache sein.
Aufgrund ihrer allgemeinen Abbaubeständigkeit können PCBs über lange Zeiträume in der Umwelt verbleiben und werden als persistente organische Schadstoffe bezeichnet. Die chemischen Eigenschaften können variieren, meist abhängig von der Anzahl und Lage dieser Chloratome. Generell gilt: Je mehr Chloratome die Verbindung hat, desto widerstandsfähiger ist sie gegen den Abbau.

PCB sind in der Luft, im Boden und im Wasser zu finden und wurden sogar in abgelegenen Gebieten wie der Arktis gefunden. Polychlorierte Biphenylmoleküle mit wenigen Chloratomen sind leicht und häufig in der Luft zu finden. Moleküle mit mehr Chloratomen sind typischerweise schwerer und eher giftig und krebserregend. Diese gewichtigen Verbindungen werden häufig in Sedimenten im Wasser gefunden.