MTBE (Methyl-Tert-Butyl-Ether)

Was ist Methyl-Tert-Butyl-Ether ?

MTBE ist ein aus Methanol abgeleiteter tertiärer Butylalkohol und wird als Benzin-Additiv verwendet. Ausgehend von den USA wird MTBE als Ersatzstoff für das verbotene Bleitetraethyl auch in der BRD seit etwa 1985 dem Benzin zugemischt. Im Gegensatz zu den USA wird MTBE in der BRD jedoch in wesentlich geringeren Mengen hergestellt. So betrugen die Produktionsmengen 1998 in den USA ca. 8,8 Mio t und in der BRD ca. 0,5 Mio t. Die MTBE-Gehalte im Benzin liegen für Normalbenzin, Super und Super Plus bei ca. 0.2, 1.7 und 7.7 Gew. %. MTBE bewirkt als sog. Oxygenator eine vollständigere Verbrennung des Benzins und damit eine Reduktion der Kohlenwasserstoff-, Kohlenmonoxid-, Benzol- und Ozongehalte in der Luft.

Wo ist das Problem ?

MTBE besitzt aufgrund seiner physikalisch-chemischen Eigenschaften ein hohes Gefährdungspotenzial für das Grundwasser. Die hohe Wasserlöslichkeit von ca. 5 % führt dazu, dass sich MTBE mit der gleichen Fließgeschwindigkeit bewegt wie das Grundwasser selbst („idealer Tracer“). Mit anderen Worten finden keine nennenswerten Sorptions- oder Retardierungsprozesse statt wie bei den anderen Komponenten des Benzins (z. B. Benzol, Toluol, Xylol). Ebenso unterliegt MTBE im Gegensatz zu den meisten anderen Benzininhaltsstoffen nach dem derzeitigen Kenntnisstand keinem nennenswerten mikrobiellen Abbau. Als Folge dieses Stoffverhaltens wurden in den USA signifikante Grundwasserverunreinigungen detektiert. In einzelnen Fällen wurden sogar Trinkwassergewinnungsanlagen geschlossen. Aufgrund dieser Entwicklung wurde der Einsatz von MTBE zwischenzeiltich in mehreren US-Bundesstatten verboten.

Über Ausmaß der MTBE-Grundwasserschäden in der BRD existieren noch keine fundierten Erkenntnisse. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass das in den USA festgestellte Ausmaß weit unterschritten wird. Wesentliche Gründe hierfür sind die bessere Sicherheitstechnik und die deutlich geringeren Produktionsmengen.

Derzeit findet in der Fachwelt eine Diskussion darüber statt, ob - ausgehend von den Erfahrungen in den USA - MTBE in der BRD weiter als Benzin-Additiv eingesetzt werden sollte. Dabei ist zu berücksichtigen, dass MTBE zwar in Richtung Wasserpfad ein deutliches Verunreinigungspotenzial besitzt. Andererseits verbessert MTBE die Abgasqualität der Kraftfahrzeuge, so dass MTBE auf dem Luftpfad zu einer Verbesserung der Luftqualität in Gebieten mit hoher Verkehrsdichte führt. Diese Vor- und Nachteile sind gegeneinander unter Anwendung eines ganzheitlichen Ansatzes abzuwägen. Die Entwicklung der nächsten Jahre bleibt abzuwarten.

Toxikologie ?

MTBE ist bereits in Konzentrationen ab 2 µg/l für den Menschen organoleptisch wahrnehmbar (unangenehmer Geruch und Geschmack). Nach dem derzeitigen Kenntnisstand bestehen beim Menschen keine Hinweise auf karzinogene, mutagene oder terratogene Wirkungen von MTBE. Es besteht jedoch der Verdacht auf kazinogenes Potenzial.

Was ist bei Grundwasserschäden zu tun ?

Bei sanierungsbedürftigen MTBE-Grundwasserschäden kommen am ehesten Pump and Treat-Verfahren in Frage. Aufgrund seiner physikalisch-chemischen Eigenschaften (polarer Stoff und niedriger Henry-Koeffizient) ist MTBE jedoch nicht mit den Standardtechnologien Aktivkohleadsorption und Strippen effektiv aus dem Wasser entfernbar. Zur Reinigung MTBE-haltiger Wässer bieten sich innovative Technologien an.

Wir bearbeiten Umweltschäden mit MTBE und besitzen entsprechende Erfahrungen auf diesem Gebiet, insbesondere bei der Konzeption sinnvoller Grundwasser-Reinigungstechnologien.

Für weitergehende Infos hierzu stehen wir Ihnen über Kontakt zur Verfügung.
Bei weiterem Interesse finden Sie nachfolgend weitere Detailinfos zu MTBE.

Stand: Februar 2003

MTBE-Detailinfo

Benzin-Additiv

USA: seit ca. 1978
BRD: seit ca. 1985

Produktion

1998: USA: 8.800.000 t (Quelle: Johnson-Bender-Pankow-Price-Zogorsky, 05/2000)
1997: BRD: 450.000 t (Quelle: Püttman in IDW 17.08.1999)

Starke Zunahme der Produktionsmengen in BRD und USA in 90ger Jahren
USA 1998: MTBE ist die Chemikalie mit der 4. höchsten Produktionsmenge
(nach Ethen, Propen und 1.2-DCE)

Eigenschaften

Erhöhung Oktanzahl (=Klopffestigkeit)
Oxyfuel: Einsatz in Belastungsgebieten (z.B. Kalifornien)
Optimierung Verbrennungsprozeß
frühere US-Vorgabe: Erhöhung O2-Gehalt auf 2,7 Gew. % (Kalifornien)
erreichbar durch: Zugabe: 15 % MTBE oder 7,3 % Ethanol
Abgasreduktion: KW, CO, NOx, Benzol, Ozon

Problem

März 1999: Verbot in Kalifornien
Ursache: Verunreinigung Trinkwassergewinnungsanlagen
z. B.: Santa Monika (50 % der TW-Brunnen verunreinigt, max.-Gehalte in Brunnen: 600 µg/l)

Gehalt in Benzin (Gew. %):

Superplus
Super
Normal
MTBE
max. 15
mittel 7,7
mittel 1,7
mittel 0,2
Benzol
ca. 1
ca. 1
ca. 1

Physikalisch-Chemische Daten


MTBE
Benzol
Dichte (g/cm3)
0,74
0,88
Löslichkeit (mg/l)
50.000
1.800
Dampfdruck (Pa)
33.500
12.700
Henry-Konstante
0,018
0,22
Log KOC
2
1,08

Sonstiges:

Luft: Schwellenwert geruchlicher Wahrnehmung: 0,19 - 0,47 mg/m3
Wasser: Schwellenwert geruchlicher Wahrnehmung: 10 - 40 µg/l
Wasser: Schwellenwert geschmacklicher Wahrnehmung: 1,4 - 190 µg/l
Wasser: Analytische Bestimmungsgrenze: 10 ng/l (Spezialanalytik Hochschulinstitut)

Karzinogenität:

MTBE ist bisher nicht in rechtlich bindender Form als kanzerogen eingestuft worden. Es besteht jedoch Verdacht auf kanzinogenes Potenzial.

Grenz-/Richtwerte für Grundwasser in Kalifornien: 5 µg/l (bei gegebener Trinkwasserproblematik)
(Begründung: ästhetische Eigenschaften in Form von Geschmack und Geruch)
Im Regelfall in den USA: 20 µg/l

Stoffverhalten in Boden und Grundwasser:

Verfahren zur Behandlung von MTBE-haltigem Grundwasser

Bei Grundwasserschäden mit MTBE liegen die Sanierungskosten um 50 – 200 % über den Kosten zur Behandlung von herkömmlichen Benzinschäden. Infolgedessen ist die Auswahl des optimalen Verfahrens wichtig, um die Sanierungskosten soweit wie möglich zu begrenzen.

Als Verfahren zur Grundwasserreinigung kommen grundsätzlich folgende in Betracht:

Reinigung des Grundwassers durch:
- Aktivkohleadsorption
- Strippen (1)
- Biologie (Reaktoren)
- Nassoxidation (advanced oxidation)
- Synthetische Sorbentien (Harze, Polymere, Zeolithe)
- Elektronenstrahlen (Eltrondec Verfahren)
- Flüssig-flüssig-Extraktion
- Membran-Verfahren

(1) : Abluftreinigung durch Aktivkohle, Biologie bzw. thermische oder katalytische Oxidation

Wir verfügen über praktische Erfahrungen bei der Behandlung von MTBE-Grundwasserschäden und unterstützen Sie bei der Findung des optimalen Verfahrens.

Tel: +49 (2202) 2809- 0
Fax: +49 (2202) 2809-28
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Aktuelle Publikation zum Thema:
Verfahren zur Reinigung von mit MTBE verunreinigtem Grundwasser unter Einbeziehung der Kosten zur Sanierung
erschienen in: Altlasten Spektrum 3/2004