Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Abb. 2.1.1 / Chemische Zusammensetzung von Polyvinylchlorid

Die Zahlenwerte beziehen sich auf die reinen Polymere, ohne Berücksichtigung von Additiven, Weichmachernund Füllstoffen.
Die Rohstoffquellen für PVC sind Erdöl und Erdgas sowie Steinsalz.
Für weitere Informationen zum Rohstoffbedarf von PVC, siehe auch Ökoprofile von PlasticsEurope.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Abb. 2.1.2 / Rohstoffherkunft PVC (Suspensions-PVC)

Gewinnung der Primärrohstoffe

Rohstoffquellen sind Erdöl, Erdgas und Steinsalz (Kochsalz). Im Herstellungsprozess des Vinylchlorids spielt aufgrund des hohen Chlor-Anteils der Verbindung, die Chlorchemie (Herstellung von Chlor aus Steinsalz) durch die Problematik der Freisetzung von Chlorgas aus ökologischer Sicht eine bedeutende Rolle. Die ökologischen Folgen der Gewinnung von fossilen Rohstoffen sind im zugehörigen Lexikonbegriff beschrieben.

Biokunststoffe:
Biobasiertes PVC wird heute z. B. in Bodenbelägen, Rohrleitungen und Fensterprofilen eingesetzt. Mehr Informationen dazu finden Sie im Infoblatt Biokunststoffe.

Verfügbarkeit

Mit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich auch das Potential zur Gewinnung von PVC und anderen Kunststoffen in wenigen Jahrzehnten. Allerdings könnten die Rohstoffe zur Herstellung von Polyvinylchlorid auch aus Kohle hergestellt werden, was jedoch mit einem größeren Energieaufwandverbunden wäre.

Kochsalz ist in großen Mengen auch lokal verfügbar.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Im Rahmen einer freiwilligen Selbstverpflichtung bemüht sich die europäische PVC-Industrie, das Recycling von PVC zu fördern. Unter dem Programm Vinyl^plus 2030 will die Industrie bis 2025 ein Recyclingziel für PVC-Abfälle von 900’000t jährlich erreichen. 2023 wurden 737'645 Tonnen PVC im Rahmen von Vinyl^plus recyclet. Dies entspricht knapp 25% des gesamten PVC Aufkommens in Europa.

Radioaktivität

Polyvinylchlorid ist nicht radioaktiv.

Landinanspruchnahme (Landuse)

Die PVC-Produktion ist mit geringem Flächenverbrauch für die Erdölgewinnung und die Raffineriestandorte verbunden, allerdings können die Flächen zerstörter Naturräume durch Tankerunfälle beträchtlich sein.

Weichmacher

Bei der unsachgemässen Verarbeitung können Stäube entstehen, welche Weichmacher enthalten. DEHP, DBP, DiBP und BBP und weitere Phthalate wurden als fortpflanzungsgefährdend Kategorie 1B1 eingestuft und in der Folge in die Liste der besonders besorgniserregenden Stoffe (SVHC) der EU aufgenommen, Einige der Stoffe wurden in der EU auch als Endokrine Disruptoren für menschliche Gesundheit identifiziert (DEHP, DBP, DiBP, BBP und DCHP). (Stand 2021)

Quellen

Plasticseurope (Online-Quelle)

Vinyl^plus (Online-Quelle)

Herstellung

Prozesskette

Herstellungsprozess

Die Herstellung der Vorprodukte Ethylen und Chlor sowie deren Umsetzung zu Vinylchlorid geschieht durch Betriebe der Großchemie. Teilweise wird Vinylchlorid zu anderen Produktionsorten transportiert, um dort zu PVC umgesetzt zu werden. Dieses enthält noch einen Anteil an Vinylchlorid, welches durch Entgasen entfernt wird. Aus inländischer Produktion stammendes PVC enthält normalerweise weniger als 1 ppm Vinylchlorid. Die Endverarbeitung von PVC-Granulat zu den entsprechenden Fertigprodukten erfolgt meist in kleineren Verarbeitungsbetrieben. Suspensions-PVC macht über 90% der PVC-Produktion aus und ist der Vorläufer für alle im Bauwesen verwendeten Produkte.

Bei der Herstellung der Vorprodukte sind als Gefahrstoffe Chlor und Ethylen mit erheblichem Risikopotential beteiligt. Das daraus hergestellte Vinylchlorid ist ein krebserzeugender Gefahrstoff (H350), zudem ist es extrem entzündbar (H220).

Umweltindikatoren / Herstellung

Graue Energie

Daten zur Grauen Energie können in den Ökoprofilen von PlasticsEurope eingesehen werden (siehe Quellen).

Charakteristische Emissionen

Die Emissionen der Herstellung werden in den Ökoprofilen von PlasticsEurope ausgewiesen.

Aufgrund des hohen Chloranteils von PVC ist dessen Herstellung mit einer hohen Salzfracht für das Abwasser verbunden. Die Vinylchlorid-Monomer-Emissionen (VCM), die in der Vergangenheit eine wesentliche Luftemission der PVC-Produktion darstellten, sind heute stark zurück gegangen. In der Nutzungsphase. Hier wird Bezug genommen auf die Herstellung. Additive wie Weichmacher treten vor allem in der Nutzungsphase unter ungünstigen Bedingungen, zum Beispiel zusammen it Lösungsmittel aus dem PVC heraus.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Vinylchlorid ist als krebserzeugend (H350 / R45) und hochentzündlich eingestuft (H220 / R12). In den Herstellbetrieben sind umfangreiche Arbeitsschutz-Maßnahmen notwendig. Bei der Herstellung des Vinylchlorids in Großbetrieben wird in geschlossenen Produktionsanlagen gearbeitet, womit unter normalen Betriebsbedingungen keine Belastung der Beschäftigten eintreten kann. Jedoch können beim Störfall Vinylchlorid oder Vorprodukte austreten, die eine hohe Gefährdung darstellen. Dies gilt auch für Transportunfälle mit Vinylchlorid.

Maßnahmen Umweltschutz

Die PVC-verarbeitende Industrie verursacht Luftemissionen von Vinylchlorid. Vinylchlorid ist reaktiv und wird in der Luft innerhalb weniger Tage abgebaut; eine Anreicherung in der Umwelt findet also nicht statt.

Transport

Das Vorprodukt Vinylchlorid unterliegt Transporteinschränkungen gemäß ADR.

Quellen

Plasticseurope (Online-Quelle)

Verarbeitung

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. Bei den Grundstoffen in WECOBIS handelt es sich um Ausgangsstoffe für verschiedene Bauproduktgruppen.

PVC-Produkte können verklebt oder verschweißt werden. Beim Verschweißen darf keine Überhitzung des Kunststoffs stattfinden, da sonst stechende Dämpfe (Salzsäure) entstehen, die den Verarbeiter und die Umwelt belasten.

Weitergehende Informationen zu den Vorsichtsmaßnahmen und Gefährdungen sind ggf. in den zugeordneten Bauproduktgruppen enthalten.

Referenz

Quellen

Phthalate auf Kandidatenliste: ECHA

Bundesamt für Gesundheit BAG: Factsheet Phthalate (Mai 2021)

Domininghaus, Hans: Kunststoffe, Eigenschaften und Anwendungen, Springer Verlag, 2012

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Der Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB) hat ein Bewertungsschema (AgBB-Bewertungsschema) zur gesundheitlichen Bewertung der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC und SVOC) aus Bauprodukten entwickelt. Darin sind auch Anforderungen für Produkte formuliert, die Acrylatharze enthalten.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Messungen an PVC-Bauprodukten weisen keine einheitlichen Resultate auf, da sich teilweise selbst Produkte des gleichen Herstellers in den Emissionen stark unterscheiden können. Weich-PVC-Produkte emittieren hauptsächlich Weichmacher (Phthalate) sowie verschiedene Kohlenwasserstoffe.

Phthalate sind in Kunststoffen nicht chemisch fest gebunden und können deshalb beim Kontakt mit Flüssigkeiten oder Fetten leicht herauswandern. Außerdem geben Gegenstände über lange Zeit geringe Mengen dieser Substanzen in die Umgebungsluft ab. Für den Menschen gibt es damit verschiedene mögliche Aufnahmequellen:

• Einnahme: Nahrung, Verpackungsmaterial, Trinkwasser
• Inhalation: Innenraumluft (Ausgasen aus Fussböden und kunststoffbeschichteten Einrichtungsgegenständen, Hausstaub)
• Hautkontakt: Gebrauchsgegenstände (z.B. PVC-Handschuhe, Kinderspielzeug)

Kurzfristig sind Phthalate nur in geringem Masse toxisch. Bei längerem oder wiederholtem Kontakt mit Phthalat enthaltenden Kunststoffen, zeigen sich jedoch gefährliche gesundheitliche Auswirkungen wie Beeinträchtigungen der Fortpflanzungsfähigkeit oder Verursachen von Entwicklungsstörungen bei Nachkommen. Dies ist zusammenfassend als sogenannte Reproduktionstoxizität bekannt.

Die chemische Industrie reduziert in den letzten Jahren immer mehr den Einsatz von gesundheitsgefährdenden Phthalaten. Die toxikologischen Auswirkungen und Risiken von neueren Stoffen sind aber noch nicht für alle Ersatzstoffe schon vollständig ermittelt worden.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Aufgrund seines hohen Chlorgehalts besitzt PVC bereits eine Brandschutzausrüstung (chlorierte und bromierte Kohlenwasserstoffe sind schwer entflammbar, ihre Abbauprodukte behindern den Fortgang eines Brandes), so dass Kunststoffen aus PVC normalerweise keine Brandschutz-Additive zugesetzt werden müssen (Ausnahme: Weich-PVC mit hohem Weichmacheranteil).

Als Brandgase entstehen neben hochkorrosiven Salzsäuredämpfen u.a. Dioxine. PVC-Brände verursachen große Schäden durch Korrosion und gefährden Personen durch starke Qualmentwicklung. Wird 1kg Hart-PVC vollständig verbrannt, entwickeln sich etwa 550g gasförmige Salzsäure. Da es sich bei PVC um einen thermoplastischen Kunststoff handelt, besteht die Gefahr der Brandausbreitung durch herabtropfendes PVC auf erhitzte Oberflächen.

PVC lässt sich zwar entzünden, brennt jedoch nach Entfernen der Zündquelle nicht weiter.

Wassereinwirkung

PVC ist wasserbeständig. Schäden durch Wassereinwirkung sind nicht zu erwarten.

Beständigkeit Nutzungszustand

Produkte aus Hart-PVC (PVC-U) gelten als sehr beständig, müssen jedoch mit Stabilisatoren gegen Langzeitabbau durch UV-Licht geschützt werden. PVC-U sind unempfindlich gegen Feuchtigkeit, gegen Salzlösungen und Laugen, wenig beständig gegenüber Oxidationsmitteln und Lösemitteln.

Weich-PVC-Produkte verspröden je nach Licht- und Wärmebelastung mit der Zeit durch Weichmacherabgabe. Produkte aus PVC sind nicht beständig gegen Lösemittel.

Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“.
→ Datenbank als PDF

Instandhaltung

PVC kann auf der Baustelle verklebt werden, somit sind Risse oder Löcher in Membranen im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten reparierbar.

Quellen

Oswald, G. Dahmen: Zuverlässigkeit von Flachdachabdichtungen aus Kunststoff- und Elastomerbahnen, Aachener Institut für Bauschadensforschung, Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 2007

Zellweger, M. Hill, R. Gehrig, P. Hofer, Schadstoffemissionsverhalten von Baustoffen, EMPA, Dübendorf, 1997

Bundesamt für Gesundheit BAG: Factsheet Phthalate, 2021

Umweltbundesamt: Phthalate: Die nützlichen Weichmacher mit den unerwünschten Eigenschaften 2007

Nachnutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Bei einem geordneten Rückbau kommt es zu keinen besonderen Umwelt- oder Gesundheitsrisiken.

Wiederverwendung

Eine Wiederverwendung von Bauteilen findet nicht statt.

Stoffliche Verwertung

PVC ist als Thermoplast für die stoffliche Verwertung grundsätzlich gut geeignet. Wie für alle Kunststoffe gilt jedoch, dass die Sammlung möglichst sortenrein erfolgen muss. Wird z. B. ein Recyclinggranulat aus PVC mit unterschiedlichen Weichmacheranteilen hergestellt, so entspricht der Weichmacheranteil im Endprodukt dem Durchschnitt aller Eingangsrohstoffe. Zwei wichtige Voraussetzungen für das stoffliche Recycling sind die Trennbarkeit auf der Baustelle in eine möglichst reine PVC-Fraktion mit geringem Anteil an Fremdmaterialien, sowie eine Sammel- und Rückführungslogistik der Fraktionen, die für die Bauherrschaft bzw. die Unternehmen möglichst kostengünstig sind. Insbesondere für Fenster, Bodenbeläge und Dachdichtungsbahnen gibt es heute verschiedene Rücknahme- und Verwertungssysteme. 2021 wurden in Deutschland ca. 23% der Post-Consumer PVC-Abfällen stofflich wiederverwertet. Der Anteil von PVC Recylclat an der Verarbeitungsmenge stieg auf fast 18%. Der grösste Anteil davon wird in Bauanwendungen wie Fensterprofilen eingesetzt.

Energetische Verwertung

Der Heizwert von PVC ist aufgrund seines hohen Chloranteils im Vergleich zu anderen Kunststoffen gering:

Hart-PVC	18 MJ/kg
Weich-PVC	20-30 MJ/kg

Bei der Verbrennung von PVC-Abfällen in modernen Müllverbrennungsanlagen entstehen große Mengen an Rückständen aus der Rauchgasreinigung (300-500g chlorhaltige Rückstände pro kg PVC), die je nach Technologie als Salz ins Abwasser gelangen. Die Bildung von Dioxinen (chlorierte Dibenzodioxine und -furane) bei der Müllverbrennung wurde intensiv diskutiert. Dioxine entstehen jedoch bei der Rekombination der Gasmoleküle in der Rauchgaswäsche und können durch richtige Prozessführung vermieden werden. Aufgrund des geringen Energiegewinns und der hohen Menge an Rückständen ist die Verbrennung von PVC problematisch.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Gemäß TA-Siedlungsabfall dürfen Abfälle aus PVC nicht abgelagert werden. Über das Langzeitverhalten von PVC in Deponien sind keine zuverlässigen Untersuchungen verfügbar. Allerdings kann davon ausgegangen werden, dass insbesondere die Weichmacher mit der Zeit aus dem Kunststoff herausgelöst werden und zu einer Belastung des Bodens bzw. der Deponie-Abwässer beitragen.
Produkte aus PVC sind derzeit keine besonders überwachungsbedürftigen Abfälle.

EAK-Abfallschlüssel

17 02 03

Kunststoffe (Bau- und Abbruchabfälle)

Weitere mögliche EAK-Abfallschlüssel aufgrund der verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten sind ggf. in den zugeordneten Bauproduktgruppen enthalten.

Quellen

Conversio (2022): Stoffstrombild PVC in Deutschland 2021, Zahlen und Fakten zum Lebensweg von PV; erstellt für PlasticsEurope und VinylPlus