Hauptbestandteile

PVC-Bodenbeläge bestehen ungefähr zur Hälfte aus Polyvinylchlorid (PVC). Die andere Hälfte sind Weichmacher, mineralische Füllstoffe wie Kreide, Talkum oder Schwerspat und ggf. ein Aluminiumhydroxid als Flammschutzmittel.

Der wichtigste Weichmacher war lange Zeit DEHP (Bis-(2-ethylhexyl)phthalat). Wegen der gesundheitlichen und ökologischen Risiken von DEHP (reproduktionstoxisch) wird vermehrt DINP (Diisononylphthalat) und DIDP (Diisodectylphthalat) eingesetzt. Auf DINP und DIPD entfallen heute mehr als 70 % des Weichmachermarkts in Europa (VINYL 2010).

Dem PVC werden Stabilisatoren zugesetzt, um es gegen Zersetzung durch Temperatureinfluss, Sauerstoff und Licht zu schützen. Der Verkauf von Cadmium-Stabilisatoren wurde in der EU-27 Ende 2007 eingestellt. Der Einsatz von Stabilisatoren auf Blei-Basis in PVC wurde von 2000 bis 2010 in der EU-27 um mehr als 70 % reduziert (VINYL 2010). Zum Einsatz kommen heute hauptsächlich Stabilisatoren aus Barium-Zink, vereinzelt Calcium-Zink oder zinnorganische Verbindungen. Bis 2015 haben sich die europäischen PVC-Hersteller zu einem vollständigen Verzicht auf bleihaltige Stabilisatoren verpflichtet. Es kann aber auch nach diesem Zeitpunkt selbst, wenn die Verzichtserklärung pünktlich umgesetzt wird, nicht ausgeschlossen werden, dass PVC-Produkte mit bleihaltigen Stabilisatoren aus Nicht-EU-Ländern (z.B. China) importiert werden. Innovationen im Bereich der Weichmacher auf Basis natürlicher Rohstoffe (Rezepturen mit Zitronensäureester aus Zuckerrüben).

Es werden anorganische (z. B. Titandioxid, Eisen-, Chromoxid, Eisenblau-, Ultramarin und Rußpigmente, Bleichromat) und organische Pigmente (z. B. Azofarbstoffe, polycyclische Pigmente wie Anthrachinon, Metallkomplexpigmente wie Kupferphthalocyanin) eingesetzt.

Zum überwiegenden Teil werden Polyvinyl­beläge werkseitig durch eine Schicht aus Polyurethan versiegelt.

Für das Schäumen von PVC-Schaumschichten ist ein Treibmittel erforderlich. Das wichtigste Treibmittel ist Azodicarbonamid (ADC). Außerdem werden Benzolsulfohydrazid und Natriumhydrogencarbonat eingesetzt (FRANCK, 2005).

PVC-Bodenbeläge gibt es mit und ohne Trägerschicht. Als Trägerschicht wird hauptsächlich PVC-Schaum, Glas- und Polyestervlies, Kork oder Jutefilz eingesetzt.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Polyvinylchlorid (PVC) wird durch Polymerisation des Monomers Vinylchlorid unter Druck hergestellt. Bei 90 % der globalen PVC-Menge wird die Supensionspolymerisation (S-PVC) angewandt. Dabei wird Vinylchlorid während der Polymerisation mit Hilfsstoffen in der wässrigen Phase suspendiert.

Vinylchlorid wird aus Ethylen und Chlor (57 %) erzeugt. Das Chlor wird aus Stein- oder Meersalz durch Chloralkali-Elektrolyse gewonnen. Dabei entsteht auch Natronlauge. Die Chloralkali-Elektrolyse erfolgt nach einem von drei Verfahren:

• Das Amalgamverfahren birgt wegen des Einsatzes von Quecksilberkathode gewisse Umweltrisken. Die Alkali-Industrie will die alten Amalgamanlagen schrittweise bis 2020 stilllegen (WINDSPERGER et al, 2007). Das Ziel der PARCOM-Konvention im Jahr 1990, bis 2010 einen Komplettaustieg aus der Amalgamtechnologie zu erwirken, konnte nicht erreicht werden.
• Bei alten Diaphragma-Anlagen besteht das Diaphragma noch aus Asbest, heute werden Kunststoffe eingesetzt. Nachteil des Verfahrens ist, dass die anfallende Natronlauge durch Natriumchlorid verunreinigt ist.
• Beim Membranprozess wird das Diaphragma durch eine Membran aus Polytetrafluethen (PRFE) ersetzt. Es entstehen reine Endprodukte (Chlor und kaum verunreinigte 35 %ige Natronlauge. Neue Anlagen werden in Europa ausschließlich nach dem Membranverfahren gebaut.

Etwa ein Drittel des hergestellten Chlors wird für PVC verwendet (WINDSPERGERet al, 2007).

Mehr als 90 % der in Europa verwendeten Weichmacher kommen bei Weich-PVC-Anwendungen zum Einsatz (VINYL 2010). Es werden vorwiegend Phthalate verwendet, die durch Umsetzung von Phthalsäure oder Phthalsäureanhydrid mit Alkoholen hergestellt werden.

Verfügbarkeit

PVC-Bodenbeläge bestehen zu ca. 40 % aus fossilen, begrenzt verfügbaren Rohstoffen.

Stein- und Meersalz, der zweite wichtige Rohstoff für die PVC-Herstellung, ist in großen Mengen verfügbar.

Für die mineralischen Füllstoffe ist eine gute Verfügbarkeit gegeben.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

PVC-Belägen kann Mahlgut aus PVC-Bodenbelagsabfällen beigefügt werden. Dabei werden die PVC-Bodenbelagsabfälle zu Chips zerkleinert, Metalle, Estrich- und Kleberreste abgetrennt und anschließend bei Temperaturen von minus 40 °C feingemahlen (PVC-PARTNER, 1999). In den Branchen-EPDs des ERFMI (Verband der Weichbodenhersteller) wird ein durchschnittlicher Gehalt von ca. 15 % PVC-Recyclat angegeben. Dabei handelt es sich vermutlich nur zu sehr geringem Anteil an Nach-Gebrauchs-PVC-Abfällen, da deren Rücklaufquoten äußerst gering sind. Gemäß PVC-PARTNER (1999) kann ein neuer Bodenbelag bis zu 70 % Recyclat enhalten.

Radioaktivität

PVC-Bodenbeläge enthalten keine relevanten Rohstoffe mit radioaktiven Eigenschaften.

Landinanspruchnahme (Landuse)

Die Landinanspruchnahme für die Bereitstellung von fossilen Rohstoffen, die zur Herstellung von PVC-Bodenbelägen benötigt werden, ist hoch.

Prozesskette

Umweltindikatoren / Herstellung

Referenz

Energieaufwand

Der kumulierte Primärenergieaufwand für die Herstellung von PVC-Bodenbelägen wird hauptsächlich von den Ausgangsstoffen PVC (Granulat), dem Weichmacher und der zur Verarbeitung erforderlichen Energie bestimmt. Dabei ist die Herstellung der Ausgangsmaterialien energieintensiver als die Endverarbeitung zu Bodenbelägen.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Arbeitshygienische Risiken können bei folgenden Arbeitsschritten bei der Verlegung von PVC-Bodenbelägen auftreten:

• Verkleben ⇒ Datenblatt Klebstoffe sowie ⇒ Datenblatt Bodenbeläge, Rubrik „Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen“
• Versiegeln der Nähte mit Kaltschweißmitteln, die z.B. Tetrahydrofuran (THF) enthalten

AGW-Werte

PVC-Stäube fallen unter den Geltungsbereich der allgemeinen Staubgrenzwerte (TRGS 900, §2.4 und §2.5):

• 10 mg/m³ einatembare Fraktion (E-Staub)
• 3 mg/m³ alveolengängige Fraktion (A-Staub)

wobei von einer geringen Staubexposition ausgegangen werden kann.

AGW-Werte von weiteren Substanzen, die in Zusammenhang mit der Verarbeitung von PVC-Bodenbelägen auftreten können, sind:

• 150 mg/m³ THF = Tetrahydrofuran (Bestandteil in Kälteschweißmittel oder Lösemittelklebstoffen)
• 10 mg/m³ DEHP = Bis-(2-ethylhexyl)phthalat (Weichmacher in PVC-Belägen)

REACH / CLP

Referenz Erzeugnis

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

Das Gefahrstoff-Informationssystem der Berufsgenossenschaft BAU (GISBAU) enthält keine GISCODE-Einstufung für PVC-Bodenbeläge.

GISBAU-Einstufung für Verlegewerkstoffe sind im Datenblatt „Bodenbeläge“ in der Rubrik „Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU“ zu finden, nähere Informationen unter http://www.wingis-online.de/wingisonline/GISCodes.aspx?GGID=1.

Informationen zu Bodenbelagsarbeiten sind in www.wingis-online.de unter Bau-Bereich "Bodenbelagsarbeiten" zu finden. Das Kapitel enthält Informationen zu Verarbeitung von Estrichen, Klebstoffen, Reparatur- und Vergussmassen, Oberflächenbeschichtungen, Spachtelmassen, Verdünnern sowie Vorstrichen / Grundierungen.

Emissionen

Arbeitshygienisch relevante Emissionen (VOC, SVOC) können bei der Verklebung auftreten (siehe auch Technische Hinweise/Verarbeitungsempfehlungen)..

Das thermische Verfugen mit Schweißschnüren verursacht keine arbeitshygienisch relevanten Emissionen von flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOC). Bei Versiegeln der Nähte mit Kaltschweißmitteln kann z.B. Tetrahydrofuran (THF) auftreten.

Umweltrelevante Informationen

Der Energiebedarf für die Verarbeitung ist vernachlässigbar (geringe Mengen für das Erwärmen der Schweißschnüre beim thermischen Verfugen).

Transport

Der Transport zum Endverbraucher erfolgt nahezu ausschließlich per LKW. In den Umwelt-Produktdeklarationen von ERFMI wurde ein durchschnittlicher Transportweg von 2000 km vom Fabrikstor bis zur Installationsstelle und eine 85%ige Auslastung angenommen.

Quellen

BG/BGIA-Empfehlungen für die Gefährdungsbeurteilung nach der Gefahrstoffverordnung - Einsatz von Kälteschweißmitteln für PVC-Bodenbeläge. Februar 2008 (abgerufen im September 2013)

Technische Regeln für Gefahrstoffe TRGS 900 Arbeitsplatzgrenzwerte. Ausgabe: Januar 2006,
zuletzt geändert und ergänzt: GMBl 2013 S. 943-947 v. 19.9.2013 [Nr. 47]

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Elastische Bodenbeläge nach DIN EN 14041, die für die Verwendung in Aufenthaltsräumen in Deutschland vorgesehen sind, mussten bis 16.10.2016 zusätzlich zum CE-Zeichen eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung aufweisen (genaue Erläuterung siehe Lexikon abZ). Grundlage für die Erteilung dieser Zulassung war aus Gründen des Gesundheits- und Umweltschutzes eine Emissionsprüfung zur quantitativen Bestimmung und Bewertung flüchtiger (VOC) und schwer flüchtiger (SVOC) Verbindungen auf Basis des AgBB-Bewertungsschemas. Durch eine vom DIBt anerkannte Prüfstelle wurde die Überwachung und Kontrolle der Produktspezifikation gewährleistet und mit dem Testat „Ü“ (steht für Übereinstimmung) bestätigt. 

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

PVC-Bodenbeläge werden in Innenräumen eingesetzt.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

PVC-Bodenbeläge zeigen ein von der Qualität und Beschaffenheit abhängiges Emissionsverhalten. Aufgrund von Einzelmessungen und der chemischen Zusammensetzung ist eine Abgabe von Bestandteilen des PVC über größere Zeiträume in die Luft nicht auszuschließen.

Die am häufigsten auftretenden VOC-Emissionen aus PVC-Bodenbelägen sind: Phenol, 2-Ethyhexanol, 1-Butanol, Toluol, 1,2,4-Trimethylbenzol, Ethylbenzol, o.m.p.-Xylol, Decan, Formaldehyd, Diethylenglycolmonobutylester, DEHP und TXIB (2,2,4-Trimethyl-1,3-Pentanediol-Diisobutyrat und Ammoniak (ZWIENER / MÖTZL, 2006).

Die enthaltenen Weichmacher, die nur locker ohne chemische Bindung an die PVC-Matrix gebunden sind, können an die Belagsoberfläche migrieren und sich an größeren Teilchen (Hausstaub) anlagern. Pro Jahr emittiert etwa 1 % der Gesamtmenge an Weichmachern aus dem PVC-Bodenbelag (ZWIENER / MÖTZL, 2006).
DEHP (Bis(2-ethylhexyl)phthalate) wird in der EU-Verordnung Nr. 143/2011 als reproduktionstoxisch klassifiziert. Seit dem 28. Oktober 2008 ist DEHP auf der „Kandidatenliste“ der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) geführt. Ist DEHP in einem Artikel enthalten, besteht Informationspflicht an den Kunden. Unter bestimmten Bedingungen kann der Weichmacher DEHP zersetzt werden und als Abspaltungsprodukt 2-Ethylhexanol freisetzen, das gelegentlich auch in höheren Konzentrationen in der Innenraumluft gefunden werden kann.
Die Ersatzweichmacher, DINP und DIDP, sind nicht als krebserregend, erbgutverändernd, fortpflanzungsgefährdend und auch nicht als besonders besorgniserregend eingestuft. Sie stehen aber ebenfalls in Verdacht, sich in hohem Maße in Organismen anzureichern.

Die anderen Additive können durch Abrasion (Abrieb, Abtrag) ebenfalls in die Umwelt gelangen. Dass bei PVC-Bodenbelägen europäischer Provenienz noch Stabilisatoren oder Pigmente mit Blei- und Cadmium zum Einsatz kommen, ist eher unwahrscheinlich, können aber bei der Kreislaufführung der Materialien auch in Rezyklatmaterialien eingeschleppt werden.

Wenn die Stabilisatoren durch jahrelanges Reinigen aus den Bodenbelägen ausgewaschen wurden, kann in den späten Nutzungsphase auch ein Zersetzen der Bodenbeläge stattfinden, das sich an der Bildung von dunklen Flecken zu erkennen gibt und an der Freisetzung von aromatischen Kohlenwasserstoffen auch messtechnisch nachgewiesen werden kann. Eine Entfernung der Bodenbeläge ist dann unumgänglich.

Aus Veröffentlichungen des Verbands der kunststofferzeugenden Industrie e. V. (VKE) ist zu entnehmen, daß bei der älteren PVC-Technologie Konzentrationen von 1000 ppm Restmonomer im PVC-Korn keine Seltenheit waren. Durch die Mitte der siebziger Jahre eingeführte Intensivbegasung sanken die Restmonomergehalte im PVC bis heute auf Restmonomerkonzentrationen von 5 ppm und darunter (DFG, 2012). Mit Emissionen des krebserzeugenden Vinylchlorids ist daher nicht zu rechnen.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

PVC-Bodenbeläge werden in Innenräumen angewandt. Die Weichmacher DEHP, DIDP und DINP können über das Wischwasser in die Umwelt geraten. Sie stehen in Verdacht, sich in hohem Maße in Organismen anzureichern und im Boden und in Sedimenten langlebig zu sein. Die hohen Einsatzmengen für Weich-PVC und die Strukturähnlichkeiten zu DEHP lassen in Zukunft auch eine starke Ausbreitung von DIDP und DINP in der Umwelt erwarten (UMWELTBUNDESAMT, 2007, zitiert nach BELAZZI / LEUTGEB, 2008).

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

PVC ist wegen des hohen Chlorgehalts schwer entflammbar und besitzt eine hohe Entzündungstemperatur von 330 bis 400 °C. Der Einsatz von Weichmacher in Weich-PVC hebt die schweren Entflammbarket des PVCs teilweise wieder auf, wodurch der Einsatz von Flammschutzmitteln bei manchen PVC-Bodenbelägen notwendig sein kann.

Im Brandfall entstehen aus PVC-Produkten insbesondere Kohlenmonoxid, Dioxin und korrosiv wirkender Chlorwasserstoff, der mit Luftfeuchtigkeit oder Löschwasser zu ätzender Salzsäure reagiert.

PVC entwickelt sehr schnell nach Brandentstehung hohe Rauchdichten und -temperaturen. Der im PVC-Brandfall in großen Mengen entstehende Chlorwasserstoff (der mit Luftfeuchtigkeit zu ätzender Salzsäure reagiert) reduziert die Sicht und verursacht stechendes Brennen in Augen und Atemwegen (PLANINC 2007, zitiert nach BELAZZI / LEUTGEB, 2008).

Die Salzsäuredämpfe können außerdem die Bewehrung von Beton angreifen.

Der Verband der deutschen Schadensversicherer VdS unterscheidet in seiner Richtlinie Nr. 2357 zwischen vier Brandtypen. Dabei wird eine eigene Kategorie für Brände definiert „an denen größere Mengen an chlor- oder bromorganischen Stoffen, insbesondere PVC (z.B. stark belegte Kabeltrassen, PVC-haltige Lagermaterialien) beteiligt waren, bei denen auf Grund des Brandbildes und des Brandablaufes eine gravierende Schadstoffkontamination auf der Brandstelle wahrscheinlich ist“ (VdS, 2002, zitiert nach BELAZZI / LEUTGEB, 2008).

Wassereinwirkung

Es bestehen keine Umwelt- oder Gesundheitsrisiken im Schadensfall durch Wassereinwirkung.