|
Analysen-Information Nr. 15
Schwermetallbestimmung in Kunststoffen und Recyclaten nach der Verpackungsverordnung
(siehe auch Schwermetallbestimmungen nach der EU-Altautoverordnung 2000/53/EG)
Am 27. August 1988 hat die Bundesregierung die Verpackungsverordnung als Umsetzung der EU-Richtlinie 94/62/EG verabschiedet, in der für das Herstellen und Inverkehrbringen von Verpackungen Grenzwerte für Schwermetalle festgesetzt wurden. Der kumulative Grenzwert für die Metalle Cadmium, Blei, Quecksilber und Chrom-(VI) betrug bis zum 30.06.2001 250 mg/kg; am 01.07.2001 wurde der Grenzwert auf 100 mg/kg gesenkt. Diese Schwermetalle können z. B. als lichtechte Pigmente oder Stabilisatoren in das Polymer gelangt sein und wurden früher in z. T. erheblichen Konzentrationen eingesetzt.
1. Analytische Probleme
Das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz schreibt die Wiederverwendung von Verpackungsmaterialien vor. Kunststoffverpackungen (z. B. Getränkekisten und -flaschen, Joghurtbecher oder Reinigungsmittelbehälter und Folien) werden hierzu möglichst sortenrein getrennt und zu Mahlgut verarbeitet. Alter und Herkunft und somit auch die Zusammensetzung der in den Kunststoffrecyclaten enthaltenen Additive können sehr unterschiedlich sein und zu einem sehr inhomogen aufgebauten Mahlgut führen. Optisch ist dies an "bunten" Chargen häufig gut zu erkennen. Bei den meisten modernen Analysenverfahren (z. B. den bei Schwermetallbestimmungen häufig eingesetzten Verfahren AAS und ICP) können nur Substanzmengen von wenigen hundert Milligramm eingesetzt werden. Bei inhomogener Probenmatrix kann dies zu erheblich verfälschten Prüfergebnissen führen. Außerdem muß die Probe bei diesen Analysenverfahren in säurelösliche Form überführt, d. h., "aufgeschlossen" werden, was besonders bei Polyolefinen (PE, PP) Probleme bereiten kann. Ferner führt die aufwendige Analysentechnik zu hohen Prüfkosten, was im Widerspruch zum niedrigen Materialwert der Recyclingware steht (s. auch Probleme bei der Chrom-VI-Bestimmung nach der Verpackungsverordnung).
2. Problemlösung
Eine exakte quantitative Schwermetallanalytik ist in vielen Fällen nicht erforderlich. Eine eindeutige Aussage, ob der Schwermetallgehalt der Recyclingware deutlich über oder unter dem Grenzwert liegt, ist in den meisten Fällen ausreichend.
Mit der wellenlängendispersiven Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) können wir halbquantitative Bestimmungen der entsprechenden Elemente für Sie durchführen. Die hierzu eingesetzte Substanzmenge beträgt etwa 10 g und kann vom Kunststoff im Anlieferungszustand (d. h. ohne Aufschluß) durchgeführt werden. Da das Probengefäß während der Messung in Rotation versetzt werden kann, lassen sich auch Inhomogenitäten der Probe weitgehend eliminieren. Bei den halbquantitativen Elementbestimmungen wird ein Konzentrationsbereich angegeben. Typische Analysenwerte könnten wie folgt aussehen:
Cadmium nicht nachweisbar Blei 10 - 30 mg/kg Quecksilber nicht nachweisbar Chrom (gesamt) 200 - 600 mg/kg
Die Kosten für diese Prüfung betragen 14,00 EUR je Element (also 56,00 EUR je Probe) und lassen in den meisten Fällen eine eindeutige Aussage darüber zu, ob der Kunststoff schwermetallfrei bzw. -arm ist oder den Grenzwert der Verpackungsverordnung deutlich überschreitet. Nur in Grenzfällen müßten dann exakte und kostenintensivere quantitative Elementbestimmungen durchgeführt werden.
Weitere Informationen erhalten Sie unter:
Helmut W. E. Lüdemann
Labor für instrumentelle Analytik
Heinrich-Hertz-Str. 16
D-23909 Ratzeburg
Tel.: +49 (0)4541-8038-0
Fax: +49 (0)4541-8038-28
eMail: info@laborluedemann.de