Nach heutigem Kenntnisstand muss bei jeder unvollständigen Verbrennung, die im Beisein halogenierter Verbindungen abläuft, mit der Entstehung von polyhalogenierten Dibenzodioxinen und Dibenzofuranen (PXDD/PXDF) gerechnet werden. Bestehende Anzeichen, dass auch Verbrennungsmotoren diese Substanzen im Spurenbereich emittieren, muss man Bedeutung beimessen. Da es bisher nur stichprobenartige Untersuchungen des Kfz-Verkehrs gab, hat der Bundesminister für Forschung und Technologie (BMFT) gemeinsam mit der Deutschen Wissenschaftlichen Gesellschaft für Mineralölwirtschaft und Kohlechemie e.V. (DGMK) sowie der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV) zur Klärung dieser Frage umfangreiche Forschungsarbeiten durchführen lassen.
Die Ergebnisse des seit Juli 1987 geförderten Verbundforschungsvorhabens ?Untersuchungen zur Emission halogenierter Dibenzodioxine und Dibenzofurane aus Verbrennungsmotoren beim Betrieb mit handelsüblichen Betriebsstoffen? führten schließlich zu dem Entwurf einer ?Verordnung über ein Verbot der Scavenger im bleihaltigen Benzin?, der z.Z. auf seine Verabschiedung wartet. Partner der Untersuchung waren das Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart für den motorischen Teil, das Institut für Organische Chemie der Universität Tübingen und der Lehrstuhl für Ökologische Chemie und Geochemie der Universität Bayreuth für den analytischen Teil sowie die Deutsche Gesellschaft für Mineralölwirtschaft und Kohlechemie e.V. für die begleitende Analytik der Mineralölprodukte.
Ausgangslage für die Untersuchungen war, dass polychlorierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane aus Verbrennungsmotoren nur dann auftreten, wenn über mindestens einen der drei Wege - Ansaugluft, Motoröl, Kraftstoff - chlorhaltige Verbindungen in den Brennraum gelangen. Während über Ansaugluft und Motoröl nur Spuren von Halogenverbindungen in den Brennraum gelangen, ist beim Motorbetrieb mit verbleitem Ottokraftstoff über die sog. Scavenger ein relativ hoher Eintrag dieser Verbindungen gegeben. Scavenger sind chlor- und bromhaltige Zusätze, deren Aufgabe es ist, Bleiablagerungen im Brennraum durch die Einbindung von Bleihalogeniden zu verhindern. Sie werden als leichte flüchtige Verbindungen schneller aus dem Motorbrennraum mit dem Abgas ausgetragen. (Bleizusätze haben die Aufgabe, den Motor zu schonen und seine ?Lebenszeit? zu verlängern.) Unverbleite Ottokraftstoffe und Dieselkraftstoffe enthalten dagegen Halogenverbindungen allenfalls im Spurenbereich.
Ziel des bis Ende 1990 gelaufenen Forschungsvorhabens war es, den Halogeneintrag und die Freisetzung bestimmter halogenierter Kohlenwasserstoffe aus den Verbrennungsmotorentypen Ottomotor, Personenkraftwagen-Dieselmotor und Nutzfahrzeug-Dieselmotor zu untersuchen. Für diese Untersuchungen werden Motoröle sowie Otto- und Dieselkraftstoff handelsüblicher Marktqualitäten (Erstraffinate) eingesetzt.
Die Versuche an den Fahrzeugmotoren erfolgten überwiegend auf dem Motorenprüfstand unter repräsentativen Betriebsbedingungen. Ergänzend fanden Fahrzeuguntersuchungen auf dem Rollenprüfstand statt.
Bei Betrieb des Ottomotors mit verbleitem, d.h. Scavenger-haltigem Ottokraftstoff wurden im Abgas überwiegend gemischt-halogenierte und bromierte Dioxine und Furane nachgewiesen. die Summer dieser Emissionen kann bis zu mehreren 1.000 ng/m³ betragen. Es wurden vorwiegend Mono- bis Trichlor- bzw. Mono- bis Tribrom-dibenzodioxine und
-dibenzofurane gefunden. Die toxikologisch bedeutsamen Tetra- bis Octachlor-dibenzodioxine und-dibenzofurane machen nur einen untergeordneten Anteil (1/100 bis 1/1000) an der Summe der freigesetzten Dioxine und Furane aus. Die Emissionskonzentrationen der chlorierten Dioxine (berechnet als Toxizitätsäquivalente nach den vom Bundesgesundheitsamt vorgeschlagenen Gewichtsfaktoren) liegen im Bereich von 0,1 ng/m³.
Im Betrieb mit unverbleiten, d.h Scavenger-freiem Ottokraftstoff entstehen dagegen bedeutend weniger Dioxine. Die Gesamtemission beträgt dabei deutlich weniger als ein Zehntel der Summenemission beim Betrieb mit verbleitem Kraftstoff.
Aufgrund dieser Ergebnisse darf deshalb als gesichert angesehen werden, dass die Hauptmenge der Dioxine und Furane beim Motorbetrieb mit verbleitem Ottokraftstoff aus den als Scavenger zugesetzten Chlor- und Bromverbindungen entsteht.
Im Katalysatorbetrieb liegen die Gesamtemissionen gegenüber denen mit unverbleitem Ottokraftstoff nochmals um den Faktor 10 niedriger.
Beim Dieselmotor wurden für die freigesetzten Dioxine und Furane die gleichen niedrigen Werte wie für den Ottomotor mit Katalysator gemessen.
Der Hauptanteil der Dioxinemissionen des Kraftfahrzeugverkehrs wird demnach durch Ottomotoren verursacht, die mit bleihaltigen, d.h. momentan noch Scavenger-haltigem, Kraftstoff betrieben werden.
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