Feuerlöschmittel sind entscheidend für die Brandbekämpfung und den Schutz von Leben und Eigentum. Sie haben jedoch sowohl Vorteile als auch Nachteile, die je nach Art des Löschmittels variieren. So gibt es unter den Löschmitteln auch Stoffe, die als gesundheits- und/oder umweltschädlich eingestuft werden. Die Entscheidung, bestimmte Löschmittel zu verbieten, basiert auf einer Kombination von Umwelt- und Gesundheitsüberlegungen, technologischen Entwicklungen und regulatorischen Maßnahmen.
Löschmittel haben die Aufgabe, brennbare Stoffe unter Berücksichtigung ihrer Brandklasse und vorherrschender Umfeldbedingungen zu löschen. Sie werden zur Brandbekämpfung von den Feuerwehren und in automatischen Feuerlöschanlagen eingesetzt oder stehen in tragbaren Feuerlöschern oder mobilen Feuerlöschgeräten zur Verfügung.
Die Vorgaben zu umweltschädlichen Löschmitteln werden laufend den neuesten Erkenntnissen angepasst. Dabei werden mit der technologischen Weiterentwicklung auch Löschmittel immer sicherer und effektiver. Sind neue, umweltfreundlichere Alternativen verfügbar, können sich Gesetzgebung und Vorschriften ändern, um den Schutz der Umwelt und der öffentlichen Gesundheit zu verbessern. Zeigen wissenschaftliche Erkenntnisse, dass bestimmte Löschmittel schädlich sind, kann ihre Verwendung eingeschränkt oder verboten werden.
Tetrachlorkohlenstoff (Tetra, Halon 1400)
Einige Löschmittel können unter bestimmten Bedingungen gefährlich sein, beispielsweise wenn sie bei hohen Temperaturen giftige Gase freisetzen. Werden solche Risiken identifiziert, kann dies zu Verboten oder Einschränkungen führen.
Tetrachlorkohlenstoff war ein weit verbreitetes Löschmittel und wurde bis in die 1980er-Jahre in Handfeuerlöschern verwendet. Das Herstellen, Inverkehrbringen und Verwenden von Tetrachlormethan ist aufgrund seiner toxischen, krebserregenden und die Ozonschicht schädigenden Wirkung mit der Aufnahme in das Montreal-Protokoll im September 1997 international verboten. Das Verbot trat zum 10. November 1999 mit der Chemikalien-Ozonschichtverordnung in Kraft. Die Verwendung ist seitdem nur noch zu Forschungszwecken erlaubt.
Tetrachlorkohlenstoff
Tetrachlorkohlenstoff, auch als Tetrachlormethan oder Carbon Tetrachloride (CCl4) bekannt, ist eine chemische Verbindung aus der Gruppe der chlorierten Kohlenwasserstoffe. Tetrachlorkohlenstoff wurde früher in verschiedenen industriellen Anwendungen und auch als Feuerlöschmittel verwendet. Es gehört zu den krebserzeugenden Stoffen und ist wie Chloroform stark leberschädigend. Darüber hinaus ist es schädlich für Wasserorganismen und trägt zum Abbau der Ozonschicht bei, da es sich unter UV-Einwirkung in Chlorradikale aufspaltet.
Halon 1211 und 1301
Halon wurde, vor allem in den 1960er- und 1970er-Jahren, hauptsächlich dort eingesetzt, wo technische Einrichtungen bei konventionellem Löschen mit Wasser, Schaum oder Pulver zerstört worden wären.
- Halon 1211 (Bromchlordifluormethan, CBrClF 2 ) wird hauptsächlich in tragbaren Feuerlöschern verwendet. Es ist für die Brandklassen A (feste Stoffe), B (flüssige Stoffe) und C (Gase) geeignet.
- Halon 1301 (Bromtrifluormethan, CBrF 3 ) wird hauptsächlich in fest installierten Feuerlöschanlagen verwendet, insbesondere in Bereichen wie Rechenzentren, Flugzeugen und Militärfahrzeugen. Es ist effektiv bei der Bekämpfung von Bränden der Klassen B und C.
Halone sind jedoch, ähnlich wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), ozonabbauend und tragen zum Treibhauseffekt bei.
Halon
Halone sind eine Gruppe halogenierter Kohlenwasserstoffe, die als Feuerlöschmittel eingesetzt werden. Halone enthalten Elemente wie Brom, Fluor und manchmal Chlor oder Iod. Sie sind besonders effektiv in der Brandbekämpfung, da sie die chemischen Reaktionen unterbrechen, die das Feuer aufrechterhalten.
Aufgrund ihrer umweltschädigenden Wirkungen sind die früher sehr gebräuchlichen Halone 1211 (Bromchlordifluormethan, BCF, Freon 12B1, Formel CBrClF2) und 1301 (Bromtrifluormethan, BTM, Freon 13B1, Formel CBrF3) durch das Montreal-Protokoll verboten worden. Ihr Verkauf ist bereits seit 1991 verboten. Danach war der Einsatz von Halonlöschgeräten nur noch bis zum 31. Dezember 1993 im Ernstfall erlaubt. Halon durfte dann als Löschmittel nur noch in Ausnahmefällen mit einer Sondergenehmigung in speziellen Bereichen, z. B. in militärischen Anwendungen und in der Luftfahrt, befristet zum Einsatz kommen. In der EU gilt seit 2004 ein Verbot von halonbetriebenen Löschgeräten.
Alternativen, die eine geringere Umweltbelastung verursachen und oft ähnliche Löschfähigkeiten wie Halone bieten, sind u. a.
- Inertgase (z. B. Argon, Stickstoff, Kohlendioxid),
- fluorierte Ketone (z. B. Novec 1230),
- Wassernebelsysteme.
Ozonabbau
Als Ozonabbau bezeichnet man die Reduktion der Ozonkonzentration in der Erdatmosphäre, insbesondere in der Stratosphäre, wo sich die Ozonschicht befindet. Die Ozonschicht ist entscheidend für das Leben auf der Erde, da sie einen Großteil der schädlichen ultravioletten (UV) Strahlung der Sonne absorbiert und somit die Erdoberfläche vor deren schädlichen Auswirkungen schützt.
Ozonabbau wird hauptsächlich durch chemische Reaktionen verursacht, bei denen Ozon (O3) in molekularen Sauerstoff (O2) und einzelne Sauerstoffatome zerlegt wird. Diese Reaktionen werden durch bestimmte chemische Verbindungen katalysiert, die als ozonabbauende Substanzen (ODS) bekannt sind. Dazu zählen z. B. Chlorfluorkohlenwasserstoffe (FCKW) sowie ähnliche Verbindungen wie Halone, die auch Brom enthalten, oder Tetrachlorkohlenstoff, das als Zwischenprodukt bei der Herstellung von FCKW eingesetzt wurde.
Schaumlöschmittel
Löschschäume kommen vor allem bei der Bekämpfung von Flüssigkeitsbränden zum Einsatz, u. a. bei Bränden und noch viel mehr bei Löschübungen an Industrieanlagen, Raffinerien oder Flughäfen.
Filmbildende Feuerlöschschäume (AFFF = Aqueous Film Forming Foam) sind spezielle Löschmittel, die zur Bekämpfung von Bränden brennbarer Flüssigkeiten, z. B. Treibstoffen, verwendet werden. AFFF enthalten oberflächenaktive Substanzen, die auf der Oberfläche von brennbaren Flüssigkeiten eine dünne wässrige Schicht bilden. Diese Schicht schneidet den Kontakt zwischen dem Brennstoff und der Luft ab, erstickt das Feuer und verhindert die Wiederentzündung.
Einige Schaumlöschmittel enthalten per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), Chemikalien, die schädlich für die Umwelt und die menschliche Gesundheit sind. Diese Chemikalien sind sehr persistent, d. h., sie bauen sich in der Umwelt nur sehr langsam ab und können sich in Organismen anreichern, was zu gesundheitlichen Problemen führen kann. Als chemische Persistenz bezeichnet man die Stabilität eines chemischen Stoffs in der Umwelt, d. h., wie lange ein Stoff in der Umwelt verbleibt, bevor er abgebaut oder transformiert wird. Sogenannte persistente organische Schadstoffe (POP) sind chemische Substanzen, die lange in der Umwelt verbleiben und schädliche Auswirkungen haben können.
Auch wenn einzelne Einsätze eines bestimmten Löschmittels keine großen Umweltauswirkungen haben, kann die kumulative Wirkung durch häufigen Gebrauch erheblich sein.
Wenn AFFF-Löschschäume im Boden versickern, wird der Boden mit PFAS verunreinigt. Im Lauf der Zeit migrieren PFAS in das darunter liegende Grundwasser. Daher kann eine präventive Maßnahme in Form eines Verbots sinnvoll sein, um langfristige Schäden zu vermeiden.
Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS)
Mehr als 10.000 Substanzen gehören zu den Fluorchemikalien, die herausragende technische Eigenschaften besitzen. Sie sind wasser-, schmutz- und/oder fettabweisend und damit seit Langem bewährte Industriechemikalien, die vor allem wegen ihrer hervorragenden Antihafteigenschaften in sehr großer Menge produziert und verarbeitet werden. Allein in der EU sind es rund 300.000 Tonnen pro Jahr. Eingesetzt werden sie in einer Vielzahl von industriellen Prozessen sowie in Alltagsprodukten, etwa für Beschichtungen von Wetterjacken, Pfannen und Papieren, für Zahnseide und Kettenfett, für Kontaktlinsen und Cabriodächer, in Imprägniersprays von Outdoorausrüstung, in Kosmetik, Skiwachs, Verpackungen für Fast Food oder eben auch in Feuerlöschmitteln.
Die Verwendung von PFAS-haltigen Feuerlöschschäumen wird zunehmend reguliert. Zurzeit sind PFAS nicht grundsätzlich als Stoffgruppe, sondern lediglich einzelne Stoffe geregelt, z. B. PFOS oder PFOA.
Perfluoroctansulfonsäure (PFOS)
Perfluoroctylsulfonat bzw. Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) gehört zur Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylverbindungen und besteht aus einer Kette von acht vollständig fluorierten Kohlenstoffatomen, die an eine Sulfonsäuregruppe gebunden sind. PFOS ist bekannt für seine wasser-, fett- und schmutzabweisenden Eigenschaften. Besonders in wässrigen filmbildenden Schaumlöschmitteln (AFFF) dient es zur Bekämpfung von Flüssigkeitsbränden und galt lange Zeit als wichtigster Wirkstoff in AFFF. Allerdings hat sich herausgestellt, dass PFOS umweltschädlich und gesundheitlich bedenklich ist. Es ist äußerst persistent, das heißt, es baut sich in der Umwelt nur sehr langsam ab, und es reichert sich in Organismen entlang der Nahrungskette an. Studien haben zudem gezeigt, dass PFOS potenziell toxisch ist, und es wird mit gesundheitlichen Risiken wie Leber- und Schilddrüsenschäden sowie einer erhöhten Krebsgefahr in Verbindung gebracht.
Das Inverkehrbringen und die Verwendung von PFOS sind seit dem 27. Juni 2011 streng reglementiert und nur noch erlaubt, wenn PFOS lediglich als unbeabsichtigte Spurenverunreinigung vorliegt. Der derzeit erlaubte Grenzwert liegt bei weniger als 10 mg/kg (10 ppm). Seither werden Alternativen zu PFOS verstärkt entwickelt und eingesetzt.
Perfluoroctansäure (PFOA)
PFOA (Perfluoroctansäure) ist eine synthetische Chemikalie, die zur Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylverbindungen gehört und deren Herstellung, Inverkehrbringen und Verwendung seit dem 4. Juli 2020 generell verboten sind. PFOA ist biologisch nicht abbaubar, kann sich in der Umwelt und in lebenden Organismen anreichern und bleibt dort über lange Zeiträume bestehen. PFOA ist selbst kein essenzieller Bestandteil von Löschmitteln, sondern ein Nebenprodukt, eher eine Verunreinigung der Schaummittel in Löschanlagen und Löschmitteltanks. Sie kann als Verunreinigung im Herstellungsprozess anfallen und daher im Schaummittel in erhöhten Konzentrationen enthalten sein.
Bereits ins System eingefüllte Feuerlöschschäume mit PFOA dürfen noch bis zum 4. Juli 2025 weiterhin verwendet werden, sofern sichergestellt ist, dass Freisetzungen vollständig aufgefangen werden. Für Ausbildungszwecke ist die Verwendung von PFOA-haltigen Löschschäumen bereits seit dem 4. Juli 2020 untersagt. Das Inverkehrbringen und die Verwendung von PFOA sind nur gestattet, wenn es als unbeabsichtigte Spurenverunreinigung vorliegt. Die Grenzwerte dafür liegen bei maximal 0,025 mg/kg (25 ppb) oder 1 mg/kg (1.000 ppb) in bestimmten Materialien, wobei spezifische Ausnahmen bestehen.
Langkettige Perfluorcarbonsäuren
Ebenso können langkettige C9-C14-PFCAs als Verunreinigungen bei der Herstellung von Fluorchemikalien und somit auch bei der Herstellung von Löschschäumen anfallen. Perfluorcarbonsäuren mit 9 bis 14 Kohlenstoffatomen (C9-C14-PFCAs) gehören zur Gruppe der PFAS und sind aufgrund ihrer Persistenz und potenziellen Toxizität Gegenstand strenger Regulierung. Für Ausbildungszwecke ist die Verwendung dieser Löschschäume bereits seit dem 25. Februar 2023 vollständig verboten. Ausnahmen zur Weiterverwendung von bereits ins System eingefüllten Feuerlöschschäumen, die langkettige PFCA enthalten, laufen zum 4. Juli 2025 ebenfalls aus. Darüber hinaus dürfen C9-C14-PFCAs nur dann in Verkehr gebracht und verwendet werden, wenn die Konzentrationsgrenzen von weniger als 0,025 mg/kg (25 ppb) bzw. 0,26 mg/kg (260 ppb) eingehalten werden. Es gibt jedoch spezifische Ausnahmen für bestimmte Anwendungen.
Weiterhin wird derzeit auf internationaler Ebene im Rahmen des Stockholmer Übereinkommens geprüft, ob langkettige PFCAs (C9-C21-PFCAs) zu den POP zählen und somit in das Stockholmer Übereinkommen aufgenommen werden sollen. Da keine Ausnahmen für Feuerlöschmittel vorgesehen sind, ist davon auszugehen, dass C9-C21-PFCAs in Löschschäumen dann verboten sein werden.
Kurzkettige PFAS
Kurzkettige per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen sind eine Untergruppe der PFAS, die weniger als acht Kohlenstoffatome in ihrer perfluorierten Kette aufweisen. Diese kürzeren Ketten können unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften im Vergleich zu langkettigen PFAS haben und werden oft als Ersatzstoffe für langkettige PFAS verwendet. Sie finden ebenso Anwendung in wässrigen filmbildenden Schaumlöschmitteln (AFFF). Kurzkettige PFAS mit einer perfluorierten Kette von maximal sechs Kohlenstoffatomen sind derzeit nicht reguliert, sie sind aber aufgrund ihrer Stabilität und Mobilität weiterhin problematisch. Obwohl sie tendenziell weniger bioakkumulativ sind, können sie dennoch in der Umwelt persistieren und potenziell gesundheitsschädlich sein.
Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS)
PFAS ist eine Abkürzung für per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen, die oft auch als „forever chemicals“ („Ewigkeitschemikalien“) bezeichnet werden. Einmal in die Umwelt gelangt, sind PFAS schwer zu entfernen, denn diese Verbindungen sind extrem stabil.
Grundsätzliches PFAS-Verbot in Feuerlöschschäumen
Neben diesen bereits bestehenden Regelungen laufen weitere Verfahren, die mittel- und langfristig den Gebrauch von PFAS in Löschschäumen beeinflussen werden. Die fluorierten Tenside haben sich zwar als sehr effektiv zur Brandbekämpfung bewährt. Aufgrund ihrer Langlebigkeit und gesundheits- und umweltschädigenden Eigenschaften ist jedoch ein EU-weites Gesamtverbot für PFAS in Feuerlöschschäumen in naher Zukunft zu erwarten. Da die Verabschiedung der Regelung noch aussteht und derzeit noch diskutiert wird, können die vorliegenden Beschränkungsvorschläge noch Änderungen unterliegen.
Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS)
Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS) ist eine synthetische Chemikalie, die zur Gruppe der PFAS gehört. Sie besteht aus einer Kette von sechs vollständig fluorierten Kohlenstoffatomen und einer Sulfonsäuregruppe. Sie hat ähnliche Eigenschaften wie andere bekannte PFAS, etwa Perfluoroctansäure (PFOA) und Perfluoroctansulfonsäure (PFOS). Auch PFHxS ist extrem stabil und widerstandsfähig gegenüber thermischen, chemischen und biologischen Abbauprozessen. Ihre Persistenz und ihre Fähigkeit zur Bioakkumulation erfordern strenge Regulierungen und Überwachungsmaßnahmen, um die Umweltauswirkungen zu minimieren und die menschliche Gesundheit zu schützen.
Die Herstellung, das Inverkehrbringen und die Verwendung sind seit dem 28. August 2023 verboten. Eine Ausnahme gilt lediglich, wenn PFHxS in Feuerlöschschaumkonzentraten als unbeabsichtigte Spurenverunreinigung vorliegt. Der zulässige Grenzwert dafür beträgt maximal 0,1 mg/kg (100 ppb). Der Grenzwert wird zum August 2026 überprüft und ggf. angepasst.
Bioakkumulation
Als Bioakkumulation bezeichnet man den Prozess, bei dem sich Chemikalien oder Schadstoffe in Organismen über die Zeit hinweg ansammeln, oft in höheren Konzentrationen als in der umgebenden Umwelt. Die aufgenommenen Chemikalien werden in den Geweben des Organismus gespeichert und in der Nahrungskette in höheren Konzentrationen akkumuliert, etwa wenn Raubtiere damit belastete Beute fressen.
Perfluorhexansäure (PFHxA)
PFHxA (Perfluorhexansäure) ist eine weitere Substanz aus der PFAS-Gruppe, die aufgrund ihrer Umwelt- und Gesundheitsrisiken zunehmend reguliert wird. So hat die EU-Kommission im Oktober 2024 mit der Perfluorhexansäure (PFHxA), ihren Salzen und verwandten Stoffen eine weitere PFAS-Subgruppe verboten. Da die Vorläuferverbindungen von PFHxA die Grundlage fast aller heutigen fluorhaltigen Feuerlöschschäume bilden, sind die Regelungen von großer Bedeutung. Ab dem 10. April 2026 sind das Inverkehrbringen und die Verwendung von Feuerlöschschäumen und -konzentraten mit PFHxA für Ausbildungs- und Prüfzwecke sowie für öffentliche Feuerwehren verboten. Eine unbefristete Ausnahme gilt jedoch für Funktionsprüfungen von Feuerlöschsystemen, bei denen ein vollständiges Auffangen von Freisetzungen sichergestellt ist. Öffentliche Feuerwehren dürfen PFHxA-haltige Löschmittel dann nur noch bei Bränden in Seveso-III-Betrieben einsetzen, wenn sie ausschließlich für diese spezifischen Einsätze reserviert sind. Weitere Ausnahmen gelten ab dem 10. Oktober 2029 nur noch im Bereich der Luftfahrt (einschließlich ziviler Flughäfen).
Halogenierte Kohlenwasserstoffe
Halogenkohlenwasserstoffe löschen durch Störung des Verbrennungsablaufs, indem sie zu einem Abbruch der Kettenreaktion führen (homogene Inhibition). Dieses Verfahren erfordert im Gegensatz zum Ersticken mittels Inertgasen und CO2 bedeutend weniger Löschmittelvolumen.
Treibhauspotenzial
Das Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) ist eine Maßeinheit, die verwendet wird, um die klimawirksamen Effekte verschiedener Treibhausgase (THG) zu vergleichen. Es gibt an, wie viel Wärme ein Treibhausgas in der Atmosphäre im Vergleich zu der gleichen Menge an Kohlendioxid (CO2) über einen bestimmten Zeitraum (typischerweise 20, 100 oder 500 Jahre) einfängt.
Auch das flourierte Löschgas Novec 1230 (Perfluoriertes Ethyl-Isopropylketon) und das unter FM 200 bekannte HFC-227ea (Heptafluorpropan) unterliegen einer zunehmenden Regulierung. Sie fallen unter die „F-Gase-Verordnung“ EU 2024/573, die am 11. März 2024 in Kraft getreten ist. Sie legt aktualisierte Regeln und Auflagen für diese Stoffgruppe fest und sieht den vollständigen Ausstieg aus den teilhalogenierten Fluorkohlenwasserstoffen bis zum Jahr 2050 vor.
Bedeutung für Brandschutzbeauftragte
Zu den Aufgaben von Brandschutzbeauftragten gehört u. a. die Beratung bei der Ausstattung der Arbeitsstätten mit Feuerlöscheinrichtungen und bei der Auswahl der Löschmittel. Entsprechend einem Hinweis in der ASR A 2.2 sollten bei der Auswahl der Feuerlöscher auch mögliche Folgeschäden durch die Löschmittel berücksichtigt werden. Brandschutzbeauftragte müssen sich in diesem Zusammenhang mit möglichen Verboten von Feuerlöschmitteln auseinandersetzen und den Betrieb bei der Beschaffung von Feuerlöschern, Löschmitteln und Löschanlagen darauf vorbereiten.
Wie im Beitrag gezeigt wurde, werden einige Löschmittel aufgrund ihrer schädlichen Eigenschaften zunehmend reguliert oder verboten, während internationale Abkommen und nationale Gesetze die Entwicklung und Nutzung sicherer und umweltfreundlicher Alternativen fördern. Grundsätzlich gilt, dass aktuelle Entwicklungen in der Gesetzgebung und der Umweltpolitik kontinuierlich verfolgt werden sollten, um über mögliche Änderungen und deren Auswirkungen auf die Verwendung von Löschmitteln informiert zu bleiben.
Der Artikel ist in Ausgabe 3.2024 des Infodienstes "Betrieblicher Brandschutz Aktuell" (August 2024) erschienen.
