Stoffflüsse im Elektronikschrott: Die Umweltgifte von den Wertstoffen trennen

12.02.2013 - Elektronikschrott enthält sowohl wertvolle Ressourcen als auch gesundheits- und umweltgefährdende Schadstoffe. Um zu verhindern, dass giftige Schwermetalle, PCB oder organische Flammschutzmittel in Recyclingprodukte gelangen, müssen solche Problemstoffe in speziellen Verwertungsanlagen separiert und umweltgerecht entsorgt werden.

Elektronikschrott-Recycling in der Firma Immark in Regensdorf (ZH). Auf dem Bild liegt Elektronikschrott bereit zur mechanischen Verarbeitung.
Elektronikschrott-Recycling in der Firma Immark in Regensdorf (ZH). Auf dem Bild liegt Elektronikschrott bereit zur mechanischen Verarbeitung.
© Immark PD

Rund 8 Jahre nach dem Kauf hat ein durchschnittliches Elektrogerät in der Schweiz das Ende seiner Nutzungsdauer erreicht. Damit Waschmaschinen, Staubsauger, CD-Player, TV-Geräte, Drucker sowie eine Vielzahl weiterer elektrischer Hilfsmittel in Haushalt und Büro den korrekten Weg in die Verwertung finden, bezahlen wir bereits beim Kauf der Produkte für ihre umweltgerechte Entsorgung. Für eher kurzlebige Elektronikgeräte wie Mobiltelefone, Tablet-Computer oder Notebooks endet die Einsatzzeit sogar schon wenige Jahre nach ihrem Verkauf. Was gestern noch das neuste technische Gadget war, wird durch die rasche Lancierung neuer Modelle mit zusätzlichen Funktionen praktisch über Nacht zu Elektronikschrott.

Kleingerätemix im Elektronikschrott 2009
© BAFU 2012

Zerlegt, zertrümmert und aussortiertIm Landesdurchschnitt gelangen pro Person und Jahr nicht weniger als 15 Kilo an ausgedienten Elektro- und Elektronikgeräten zurück in die Verkaufs- und Sammelstellen. Damit belegt die Schweiz hinsichtlich der Rückgewinnung und Verwertung dieser Abfallfraktion weltweit einen Spitzenplatz.Ein beträchtlicher Teil der stetig wachsenden Geräteausbeute landet beim Recyclingunternehmen Immark, das im zürcherischen Regensdorf die schweizweit grösste Verwertungsanlage für Elektronikschrott betreibt. Hier werden die Altgeräte teilweise von Hand zerlegt und grösstenteils maschinell aufbereitet. Nach dem Aussortieren verschiedener Fraktionen werden diese mehrheitlich einem stofflichen Recycling zur Rückgewinnung kostbarer Wertstoffe wie Eisen, Bunt- und Edelmetalle zugeführt.Neben den verwertbaren Bestandteilen enthält Elektronikschrott aber auch umweltgefährdende Substanzen - so zum Beispiel die toxischen Schwermetalle Kadmium und Quecksilber, das Halbmetall Antimon, langlebige organische Schadstoffe wie polychlorierte Biphenyle (PCB) oder bromierte Flammschutzmittel. «Um zu verhindern, dass die mittlerweile zum Teil verbotenen Substanzen beim Verwertungsprozess freigesetzt werden oder über Sekundärrohstoffe wieder in die Umwelt gelangen, ist es äusserst wichtig, sie sorgfältig zu separieren, vom Wertstoffkreislauf fernzuhalten und umweltgerecht zu entsorgen», erklärt Josef Tremp von der Sektion Industriechemikalien beim BAFU. Voraussetzung dafür ist allerdings eine gute Kenntnis der Stoffflüsse.Wissenschaftlich untersuchte Stoffflüsse«Weil sich die Anteile der verschiedenen Gerätetypen im Elektronikschrott - und damit auch die Konzentrationen an umweltgefährdenden Substanzen - laufend verändern, müssen wir dessen Zusammensetzung im Auftrag des BAFU periodisch neu bestimmen», sagt Ruedi Taverna von der Firma GEO Partner. Nach einer ersten Stoffflussanalyse bei der Immark AG im Jahr 2003 wurden die Gehalte ausgewählter Schwermetalle und organischer Verbindungen 2011 im gleichen Betrieb nach derselben Methode erneut untersucht. Wie eine Triage der zerlegten Produkte zeigt, bilden die verschiedenen Metallfraktionen mit einem Anteil von 48% die grösste Materialgruppe, gefolgt von den Kunststoffen mit 28%. Gut ein Fünftel der verarbeiteten Ware erfordert eine spezielle Behandlung. Dies gilt etwa für die Bildröhrenkomponenten der alten CRT-Bildschirme sowie für Leiterplatten, Kabel und den Staub aus der Schrottzerkleinerung, in dem zahlreiche Schadstoffe enthalten sind.Analyse der MetalleIn einer repräsentativen Stichprobe von 100 Kilo kommen die drei Metalle Eisen (35 kg), Aluminium (6 kg) und Kupfer (5 kg) im Schweizer Elektronikschrott am häufigsten vor. Die Rangliste der weiteren untersuchten Schwermetalle umfasst - in der Reihenfolge ihrer jeweiligen Konzentrationen - Zink, Chrom, Nickel, Blei, Zinn, Kadmium und Quecksilber, deren Gehalte allesamt unter 1 kg liegen.Mit einem Wert von 1,5 Gramm pro 100 kg hat der Anteil des giftigen Kadmiums am Elektronikschrott seit 2003 um über 90% abgenommen. «Hauptgrund für diesen markanten Rückgang ist das allmähliche Verschwinden der wieder aufladbaren NiCd-Batterien und ihr zunehmender Ersatz durch Lithium-Ionen-Akkumulatoren», erläutert der Chemiker Josef Tremp vom BAFU. Gegenteilig verläuft die Entwicklung beim ebenfalls toxischen Quecksilber, dessen Konzentrationen sich mehr als verdoppelt haben - wenn auch auf deutlich tieferem Niveau von heute 150 Milligramm je 100 kg. Verantwortlich dafür ist der Boom der LCD-Bildschirme und Notebooks mit ihren quecksilberhaltigen Fluoreszenzleuchtröhren. Weil diese Bestandteile jedoch nicht zertrümmert, sondern ausgebaut und separat entsorgt werden, führt der gestiegene Quecksilberanteil im Schrott nicht zu einer höheren Umweltbelastung. Durch die manuelle Auslese der verschiedenen Bildschirmkomponenten und Schadstoffträger lassen sich generell mehr als 80% der aus Umweltsicht problematischen Schwermetalle Quecksilber und Kadmium sowie des Halbmetalls Antimon separieren und von der mechanischen Aufbereitung fernhalten.«Auch bei den umweltgefährdenden organischen Substanzen funktioniert die Schadstoffentfrachtung effizient», stellt Josef Tremp fest. Dies zeigen sowohl die Stoffflussanalysen der als Flammschutzmittel eingesetzten polybromierten Diphenylether als auch die PCB-Untersuchungen. Ein Grossteil der unerwünschten Substanzen wird mit den aussortierten Schadstoffträgern sowie den Staub- und Kunststofffraktionen von den verwertbaren Metallfraktionen abgetrennt und entweder direkt in Kehrichtverbrennungsanlagen (KVAs) mit wirkungsvoller Rauchgasreinigung vernichtet oder mittels physikalischer Trennverfahren separiert und dann ebenfalls in KVAs thermisch zerstört.

Ein LCD-Bildschirm wiegt im Durchschnitt 6,2 Kilogramm. Aus dem schwarzen Gehäuse können 1,5 Kilogramm Kunststoff rezykliert werden. Auch das Metall, die Glas- und die LCDModule sowie Kabel aus Kupfer lassen sich wiederverwerten.
Ein LCD-Bildschirm wiegt im Durchschnitt 6,2 Kilogramm. Aus dem schwarzen Gehäuse können 1,5 Kilogramm Kunststoff rezykliert werden. Auch das Metall, die Glas- und die LCDModule sowie Kabel aus Kupfer lassen sich wiederverwerten.
© Felix Streuli für Swico

Rückläufige PCB-MengenDie deutliche Abnahme der jährlich anfallenden PCB-Gesamtmenge um 85% auf noch gut 100 kg ist eine unmittelbare Folge des international geltenden Stockholmer Übereinkommens, das die Herstellung und den Einsatz einer Reihe von persistenten organischen Schadstoffen (POPs) seit 2004 stark einschränkt. Dazu zählen auch die Flammschutzmittel Pentabromdiphenylether und Octabromdiphenylether, deren Gehalte im Elektronikschrott dadurch ebenfalls stark rückläufig sind. «Die mit der POP-Konvention verbotenen Flammschutzmittel sind in den ausgedienten Elektronikgeräten mittlerweile nur noch in Spuren nachweisbar», konstatiert Josef Tremp. «Allerdings gibt es andere bromierte und chlorierte organische Verbindungen mit teilweise ähnlicher chemischer Struktur, die heute als Ersatzstoffe dienen, ohne dass ihre Gesundheits- und Umweltauswirkungen bisher fundiert abgeklärt worden wären.» Zu den halogenierten organischen Verbindungen mit weitgehend unbekannten Risiken gehört auch das in Elektronikgeräten und Kabelisolationen breit verwendete Flammschutzmittel Dechloran Plus. Wie Luft- und Wasserproben aus dem Südpolarmeer zeigen, lässt es sich bereits heute weitab der ursprünglichen Produktionsstandorte nachweisen. In ihrem «San Antonio Statement» machen besorgte Fachleute aus der Wissenschaft denn auch auf den Missstand aufmerksam, dass die Industrie einfach auf andere halogenierte Flammschutzmittel ausweicht. Gestützt auf Berechnungen mit Computermodellen und Monitoringstudien befürchten sie, dass diese Ersatzstoffe für Mensch und Umwelt zum Teil vergleichbare problematische Eigenschaften aufweisen wie die inzwischen verbotenen polybromierten Verbindungen. So sind zahlreiche halogenierte Substanzen toxisch, sie reichern sich in der Nahrungskette bis hin zur Muttermilch an, können den Hormonhaushalt stören, die Fortpflanzung beeinträchtigen und auch Krebserkrankungen begünstigen.Ein Instrument der VorsorgeDas Schadstoffpotenzial der Flammschutzmittel steht einem stofflichen Recycling der als Ressource relevanten Kunststoffgehäuse von TV-Geräten, Monitoren oder Laptops bisher im Wege. Während die häufigen Metall- und Glasfraktionen im Schweizer Elektronikschrott - gemäss einer 2010 durchgeführten Empa-Studie im Auftrag des BAFU - zu über 90% in der Verwertung landen, werden heute noch mehr als 80% des Plastiks verbrannt.Die Resultate der neusten Stoffflussanalyse liefern dem BAFU wertvolle Hinweise für die Beurteilung künftiger Schadstoffrisiken und für die Früherkennung von weiteren Potenzialen zur Ressourcenschonung. Bei einem jährlichen Aufkommen von bis zu 140'000 Tonnen Elektronikschrott wird diese Abfallfraktion als Rohstoffquelle nämlich immer bedeutender. Zudem lässt sich überprüfen, wie rasch und in welcher Form sich die gesetzlichen Beschränkungen und abfallrechtlichen Regelungen auf die Stoffflüsse auswirken.Beat Jordi

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Letzte Änderung 12.02.2013

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