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Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs)
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sind organische Verbindungen, die aus zwei oder mehr Ringstrukturen bestehen. PAK entsteht im Allgemeinen bei der unvollständigen Verbrennung von Materialien wie Holz, Kohle, Öl und anderen organischen Stoffen. PAH haben sich als gefährlich für Menschen und andere Umweltorganismen erwiesen. Wenn sie einer erheblichen Menge einiger PAK ausgesetzt sind, können sie beim Menschen Krebs verursachen, und sie sind hochgiftig, mutagen, krebserregend, teratogen und sehr giftig für Wasserorganismen.
Verschiedene Konsumgüter wie Schuhe, Kinderspielzeug, Sportgeräte, Werkzeuge, Farben, Beschichtungen, Baumaterialien und andere werden aus PAK hergestellt. Wenn PAK-haltige Produkte langfristig verwendet werden, können sie sich in Organismen und Menschen anreichern und gesundheitliche Probleme verursachen. Da PAK sehr langlebig sind, lassen sie sich nur schwer aus der Umwelt entfernen und können Pflanzen, Menschen und Wasserorganismen schädigen.
Daher hat die Europäische Chemikalienagentur (ECHA) die PAK-Konzentration in Verbraucherprodukten durch die REACH-Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe) begrenzt. Demnach ist die PAK-Konzentration in Konsumgütern, die längerfristig oder kurzzeitig wiederholt mit der menschlichen Haut oder der Mundhöhle in Berührung kommen, auf 1mg/kg (0,0001 Gewichtsprozent dieser Komponente) begrenzt. Im Jahr 2013 wurde die oben genannte Verordnung durch die neue Verordnung (EU) Nr. 1272/2013 geändert, die die PAK-Konzentration in Spielzeug, Aktivitätsspielzeug und Babyartikeln weiter auf 0,5 mg/kg (0,00005 % des Gewichts dieser Komponente) begrenzt. Für andere Konsumgüter wie Sportgeräte (Fahrräder, Golfschläger), Haushaltsgeräte, Trolleys, Gehhilfen, Haushaltswerkzeuge, Kleidung, Schuhe, Handschuhe und Sportbekleidung, Armbänder, Masken, Stirnbänder usw. hat sich der Grenzwert nicht geändert (1 mg/kg). Nachstehend die Liste der von der ECHA beschränkten PAK,
(1) Benzo[a]pyren (BaP) (CAS-Nr. 50-32-8)
(2) Benzo[e]pyren (BeP) (CAS-Nr. 192-97-2)
(3) Benzo[a]anthracen (BaA) (CAS-Nr. 56-55-3)
(4) Chrysen (CHR) (CAS-Nr. 218-01-9)
(5) Benzo[b]fluoranthen (BbFA) (CAS-Nr. 205-99-2)
(6) Benzo[j]fluoranthen (BjFA) (CAS-Nr. 205-82-3)
(7) Benzo[k]fluoranthen (BkFA) (CAS-Nr. 207-08-9)
(8) Dibenzo[a,h]anthracen (DBAhA) (CAS-Nr. 53-70-3).
Darüber hinaus hat die US-Umweltschutzbehörde (EPA) 16 PAK als Schadstoffe eingestuft und in die Liste der "prioritären Schadstoffe" aufgenommen, zu der auch die von der ECHA beschränkten PAK und die anderen PAK gehören. Hier die Liste der anderen PAK.
(1) Naphthalin (NAP) (CAS-Nr. 91-20-3)
(2) Acenaphthylen (ACY) (CAS-Nr. 208-96-8)
(3) Fluoren (FLU) (CAS-Nr. 86-73-7)
(4) Phenanthren (PHEN) (CAS-Nr. 85-01-8)
(5) Anthracen (ANTH) (CAS-Nr. 120-12-7)
(6) Fluoranthen (FLTH) (CAS-Nr. 206-44-0)
(7) Pyren (PYR) (CAS-Nr. 129-00-0)
(8) Benzo[g,h,i]perylen (B[ghi]P) (CAS-Nr. 191-24-2)
(9) Indeno[1,2,3-c,d]pyren (IND) (CAS-Nr. 193-39-5)
PAK lassen sich nicht durch Sichtprüfung oder anhand des Aussehens des Produkts nachweisen, und es gibt keine einfachen Schnelltests, um sie nachzuweisen. Wenn Produkte jedoch einen höheren PAK-Gehalt aufweisen, können sie einen starken Geruch verströmen, der an Öl oder Petroleum erinnert. Es gibt jedoch verschiedene Methoden zur Charakterisierung von PAK, die sich hauptsächlich auf die Extraktion und den Nachweis von PAK beziehen.
Hauptsächlich werden verschiedene Extraktionsverfahren wie Festphasenmikroextraktion (SPME), Flüssigphasenmikroextraktion (LPME), dispersive Festphasenextraktion, sorptive Extraktion, magnetische Festphasenextraktion usw. eingesetzt. Verschiedene Nachweismethoden wie Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC), Gaschromatographie (GC) und Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) usw. stehen ebenfalls zur Charakterisierung von PAK zur Verfügung.
Auch die ISO (Internationale Organisation für Normung) empfiehlt HPLC- und GC-MS-Methoden für die Charakterisierung von PAK in Schlämmen und Bioabfällen. Für die Charakterisierung von PAK in Schuhen (ISO 16190:2021(de)), Spielzeug und Kinderprodukten stehen mehrere Standardmethoden zur Verfügung, bei denen es sich um GC-MS-basierte Nachweisverfahren handelt. Wir verwenden diese GC-MS-Nachweisverfahren zur Charakterisierung von PAK in Schuhen, Spielzeug, Kinderartikeln und anderen Verbraucherprodukten.
Mit der GC-MS-basierten Methode wurden mehr als die 16 PAK wie Benzo[a]pyren (BaP), Benzo[e]pyren (BeP), Benzo[a]anthracen (BaA), Chrysen, Benzo[b]fluoranthen (BbFA), Benzo[j]fluoranthen (BjFA), Benzo[k]fluoranthen (BkFA), Dibenzo[a,h]anthracen (DBAhA), Naphthalin (NAP), Acenaphthylen (ACY), Fluoren (FLU), Phenanthren (PHEN), Anthracen (ANTH), Fluoranthen (FLTH), Pyren (PYR) und Benzo[g,h,i]perylen (B[ghi]P) quantitativ charakterisiert werden, einschließlich aller eingeschränkten PAK gemäß der ECHA-Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 / (EU) Nr. 1272/2013
References:
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ISO/TS 16190:2013 Test method to quantitatively determine polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in footwear materials https://www.iso.org/standard/55808.html
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Sommerfeld, T., Jung, C., Riedel, J. et al. Development of a certified reference material for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in rubber toy. Anal Bioanal Chem (2021). https://doi.org/10.1007/s00216-021-03796-5
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Marc Brandt, Doreen Einhenkel-Arle, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Harmful to the Environment! Toxic! Inevitable? German Environment Agency. 2016, www.umweltbundesamt.de/en/publikationen/polycyclicaromatic-hydrocarbons.
