Fachwissen Gebäudereinigung

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Chemie der Inhaltsstoffe
2.2 Tenside
Fischtoxizität
Die ersten in den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts synthetisch
hergestellten Tenside verursachten Schaumberge auf Flüssen und Seen. Die
Gründe dafür lagen in der schlechten biologischen Abbaubarkeit dieser Syndets
und in deren verschwenderischem, unkontrolliertem Einsatz in Wasch-
und Reinigungsmitteln.
Schaumberge sind nicht nur ein optisches Problem. Tenside sind tödlich für
Fische und andere Wasserlebewesen. Fische filtern den im Wasser gelösten
Sauerstoff mit Hilfe ihrer Atmungsorgane (Kiemen) heraus. Auf Grund ihrer
Grenzflächenaktivität lagern sich die Tenside auf der Oberfläche des Fisches
und dessen Kiemen an (Bild 1). Dadurch wird die Funktion der Atmungsorgane
stark eingeschränkt. Der Fisch erstickt. Tenside gelten daher als fischgiftig
(fischtoxisch).
Biologischer Abbau von Tensiden
Die ökologischen Schäden durch den Einsatz von Tensiden erforderten eine
gesetzliche Regelung zum Umgang mit waschaktiven Substanzen. Das bundesdeutsche
Wasch- und Reinigungsmittelgesetz (WRMG) lehnt sich an die
im Oktober 2005 in Kraft getretene EU-Detergenzienverordnung an. Demnach
dürfen im Gegensatz zum bisherigen Recht nur noch Wasch- und Reinigungsmittel
in Verkehr gebracht werden, deren waschaktive Substanzen
(Tenside) vollständig biologisch abbaubar sind.
Um die Eigenschaften der Tenside zu zerstören, ist eine Trennung von hydrophilem
und hydrophobem Teil erforderlich. Dadurch geht die Grenzflächenaktivität
und damit auch die Fischtoxizität verloren.
In der Natur werden organische Stoffe von Mikroorganismen abgebaut, die
diese als Nahrung und Energiequelle verwerten. In einem begrenzten Maße
kann die Natur auch vom Menschen produzierte Abfallstoffe im Wasser abbauen.
Bei großen Mengen an Schmutz und Tensiden ist die Natur jedoch
überfordert. Der Mensch setzt daher zur Reinigung von Abwässern die Kläranlagen
ein.
Den vom Menschen gesteuerten Abbauprozess übernehmen ebenfalls die
Mikroorganismen in Form des Klärschlammes. Sie brauchen für diesen Stoffwechselprozess
Sauerstoff. In natürlichen Gewässern ist dieser nur begrenzt
vorhanden. Durch kontrollierte Sauerstoffzufuhr kann dieser Vorgang in der
biologischen Stufe der Kläranlage beschleunigt werden (Bild 4).
Die Aufspaltung in einen hydrophilen und einen hydrophoben Teil, bei der
die Fischtoxizität verloren geht, wird Primärabbau genannt (Bild 3).
Die beim Primärabbau entstandenen Zwischenprodukte (Metabolite) werden
durch Mikroorganismen und mit Hilfe von Sauerstoff in mehreren Schritten
weiter abgebaut. Dieser Prozess wird als Sekundärabbau, Totalabbau oder
Mineralisierung bezeichnet. Dabei werden die Metabolite vollständig in Kohlendioxid,
Wasser und Mineralsalze zerlegt (Bild 5).
Bei manchen Tensiden können die während des biologischen Abbaus entstehenden
Metabolite gefährlich für Mensch und Umwelt sein. Aus diesem
Grund verzichtet die Industrie im speziellen Fall der APEO-Tenside (Nichtion-
Tensid) freiwillig auf deren Einsatz, obwohl es sich dabei um sehr wirkungsvolle
Tenside handelt.
Der biologische Abbau der Tenside muss nach vorgeschriebenen Verfahren
im Labor überprüft werden. In einer Modellkläranlage wird der Abbau des
Tensids unter konstanten Bedingungen simuliert (OECD-Test).
Detergenzien gelten als biologisch abbaubar (Mineralisierung), wenn die
mit bestimmten Prüfverfahren gemessene Rate der biologischen Abbaubarkeit
innerhalb von 28 Tagen mindestens 60% beträgt. Dies gilt für alle Tensidarten.
Weitere gesetzliche Regelungen zum Gewässerschutz sind z. B. das Wasserhaushaltsgesetz
(WHG), die Trinkwasserverordnung, die Direkt- und Indirekteinleiterverordnung,
die Phosphathöchstmengenverordnung sowie kommunale
Vorschriften.
2.2.4 Biologischer Abbau von Tensiden
Bild 1: Fischtoxizität
Bild 2: Schaum auf Flüssen in den 50er Jahren
Bild 4: Biologische Stufe - Kläranlage
Metabolite
Trennung in hydrophilen
und hydrophoben Teil
Bild 3: Primärabbau
Mineralien, CO 2, H 2O
Bild 5: Sekundärabbau (Totalabbau,
Mineralisierung)