Hochschule Niederrhein
Fachbereich Oecotrophologie

Bewertung des Gefährdungspotentials

von Nonylphenol für die Umwelt und die

Nahrungsmittelkette unter besonderer

Berücksichtigung der endokrinen Wirkung

Diplomarbeit

Mai 2005

Julia Danoci

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Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung 1

2. Stoffcharakterisierung 2

2.1. Verschiedene Isomere und Gemische 3

2.1.1. Produktbeschreibung von technischem Nonylphenol 3

2.1.2. Produktbeschreibung von 4-Nonylphenol 4

2.2. Stoffeigenschaften von technischem Nonylphenol 4

3. Herstellung und Verwendung von Nonylphenol

5

3.1. Herstellung und Produktion 5

3.1.1. Produktionsverfahren 5

3.1.2. Produzenten in Westeuropa 5

3.1.3. Massenflüsse in Deutschland 6

3.1.3.1 Nonylphenol 6

3.1.3.2 Nonylphenolethoxylate 7

3.2. Verwendung 9

3.2.1. Verwendung von Nonylphenol 9

3.2.2. Verwendung von APEO bzw. NPEO 9

4. Eintrag in die Umweltkompartimente

11

4.1. Verteilungsverhalten in der Umwelt 11

4.2. Nonylphenol-Emissionen 12

4.2.1. Emissionen bei Herstellung und Verarbeitung 12

4.2.2. Emissionen je nach Anwendung 13

4.2.3. Zusammenfassung der Stoffflüsse und

Emissionen 17

5. Klärschlammdüngung - Pro und Contra

18

5.1. Klärschlammverwertung 18

5.2. Gesetzesrahmen 19

5.3. Aktuelle Situation in Deutschland 20

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6. Toxische Wirkung von Nonylphenol

21

6.1. Begriffserläuterungen 21

6.2. Toxizität gegenüber aquatischen Organismen 23

6.3. Toxizität gegenüber Säugern 24

6.4. Bioakkumulation 25

6.5. Zusammenfassung Toxizität und Bioakkumulation 25

7. Endokrine Zusammenhänge

26

7.1. Endokrine Substanzen in der Umwelt 26

7.2. Endokrine Wirkungen 28

7.2.1. Funktionen des endokrinen Systems 28

7.2.2. Wirkungsweise der endokrinen Disruptoren 30

7.3. Untersuchungsmethoden zum Nachweis endokriner Wirkungen 33

7.3.1. In vivo-Methoden 34

7.3.2. In vitro-Methoden 35

7.4. Östrogene Wirkung von Nonylphenol 36

7.5. Gefährdungspotential für den Menschen 40

8. Nonylphenol in Lebensmitteln

41

8.1. Aufnahmepfade in den menschlichen Organismus 41

8.2. Eintragspfade in Lebensmittel 42

8.3. Durchschnittliche Tagesaufnahme 44

8.3.1. Ergebnisse Heinke 44

8.3.2. Ergebnisse Forschungszentrum Jülich 47

9. Stoffspezifische Regelungen

50

9.1. Einstufung und Kennzeichnung 50

9.2. Freiwillige Verzichtserklärung 51

9.3. Internationale Ebene 51

9.4. Europäische Ebene 52

9.4.1. EG-Altstoffverordnung Nr. 793/93 52

9.4.2. Empfehlung der Kommission 2001/838/EG 53

9.4.3. EG-Richtlinie 2003/53/EG 56

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10. Diskussion

58

11. Zusammenfassung

63

12. Literaturverzeichnis

65

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Abkürzungsverzeichnis

AOX

Adsorbierbare organische Halogenverbindungen

APEO

Alkylphenolethoxylate

BCF

Bioconcentration

factor

BgVV

Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und

Veterinärmedizin

DDT Dichlordiphenyltrichorethan

DEHP Diethylhexylphtalate

DES Diethylstilboestrol

EC50

Effect Concentration

ED50 Effect

Dose

ERE

Estrogen responsive element

EU Europäische

Union

GSF

Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit

LAS Lineare

Alkylbenzolsulfonate

LC50 Lethal

Concentration

LD50 Lethal

Dose

NOEC

No observed effect concentration

NP Nonylphenol

NP1EC Nonylphenoxyessigsäure

NP2EC Nonylphenoxyethoxyessigsäure

NPEO Nonylphenolethoxylate

NP1EO Nonylphenolmonoethoxylate

NP2EO Nonylphenoldiethoxylate

NRW Nordrhein

Westfalen

PAK

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe

PCB Polychlorierte

Biphenyle

PCDD Polychlorierte

Dibenzodioxine

PCDF Polychlorierte

Dibenzofurane

PVC Polyvinylchlorid

TNPP Trisnonylphenylphosphit

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Abbildungsverzeichnis

Abb.

Seite

1

Massenfluss von Nonylphenol in Deutschland im Jahr 2000

6

2

Allgemeine Struktur von NPEO

7

3

Massenfluss von NPEO in Deutschland 1997

8

4

Massenfluss von NPEO in Deutschland 1999

8

5

Biologischer Abbau von NPEO zu NP

14

6

Eintragspfade in Gewässer

16

7

Stoffflüsse für die NP- und NPEO-Verwendung und daraus

17

resultierende Nonylphenol-Emissionen für Deutschland 99/00

8

Molekularer Mechanismus der Östrogenwirkung

29

9

Direkte Wirkung von Umweltchemikalien am Hormonrezeptor

32

10

Wege von NP in Lebensmittel

42

11

NP Gehalte in den Proben

45

12

Konzentrationen von NP in Lebensmitteln

48

13

Konzentrationen von NP in Milchnahrungsmitteln für

49

Säuglinge und in handelsüblicher Fertig-Kindernahrung

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Tabellenverzeichnis

Tab.

Seite

1

Nonylphenol Produzenten und Kapazitäten in Westeuropa 95/96 5

2

Übersicht über die EU-weiten Nonylphenolemissionen

13

3

EU-Diskussionswerte für organische Schadstoffe im

19

Klärschlamm bei landwirtschaftlicher Verwertung

4

Nonylphenolgehalte im Klärschlamm

20

5

Akute Toxizität von NP gegenüber bestimmten Süß- und

23

Salzwasserorganismen

6

Substanzen mit endokriner Wirkung

27

7

Stimulierung der Proliferation von MCF-7 Zellen

37

in vitro (E-screen) durch Alkylphenole

8

Stimulierung der Vitellogeninsynthese kultivierter

38

Hepatozyten von Forellen durch Alkylphenole

9

Zusammenfassung der östrogenen Wirkungen der Alkyphenole 38

und ihrer Derivate

10

Durchschnittliche Tagesaufnahme von NP mit der

46

Nahrung bei Männern und Frauen

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1. Einleitung

Durch die starke Industrialisierung der letzten Jahrzehnte sehen sich Menschen,

Tiere und Pflanzen immer mehr Belastungen durch naturfremde Stoffe

(Xenobiotika) ausgesetzt.

Von Jahr zu Jahr häufen sich Berichte und Diskussionen über Störungen des

endokrinen Systems, d.h. des Hormonsystems, von Mensch und Tier, durch

chemische Substanzen (58).

Umweltchemikalien mit hormonähnlicher Wirkung, wie Nonylphenol (NP), werden

als Ursache für zahlreiche Erkrankungen teilweise sehr kontrovers diskutiert. Sie

werden für Fortpflanzungsstörungen, Missbildungen und Krebs verantwortlich

gemacht (39).

Hauptquelle von Nonylphenol sind die Nonylphenolethoxylate (NPEO). Aufgrund

ihrer hervorragenden Tensideigenschaften werden jährlich weltweit ca. 600.000

Tonnen in Haushalt und Industrie verwendet (8).

Sie werden beispielsweise

- als Dispersionsmittel in der Papierherstellung

- als Emulgator bei der Produktion von Latexfarben

- als Benetzungsmittel in der Textilindustrie

- und als Formulierungshilfsmittel für Pestizide und Biozide

eingesetzt.

In der Umwelt verwandeln sich NPEO in giftige Nonylphenole, die in hohen

Konzentrationen in Klärschlamm, Abwässern und, wie erst kürzlich festgestellt,

auch in Lebensmitteln nachgewiesen wurden.

Die vorliegende Arbeit beruht auf einer Literaturrecherche. So soll eine möglichst

umfassende und präzise Bestandsaufnahme des Status-Quo zur Nonylphenol-

Situation in Deutschland gegeben werden.

1

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