Bromierte Flammschutzmittel in Elektroaltgeräten: Untersuchung der Brom-Konzentration nach Kunststofftypen und Gerätekategorien mittels Röntgenfluoreszenzanalyse

Abstract

Kunststoffe in Elektroaltgeräten (EAG) enthalten häufig bromierte Flammschutzmittel (BFR), die unbeabsichtigt freigesetzt und somit zu negativen Umwelt- und Gesundheitsauswirkungen führen können. Zusätzlich vermindern BFR die Qualität von Rezyklaten, wobei Grenzwerte gemäß RoHS-Richtlinie (1000 ppm je BRF-Typ) und Abfallbehandlungspflichtenverordnung (AbfBPV) (2000 ppm Gesamtbromgehalt) eingehalten werden müssen. Für diese Studie wurden aus 11 unterschiedlichen EAG-Kategorien 467 Geräte untersucht, aus welchen wiederum insgesamt 1008 Kunststoffproben entnommen wurden. Die Kunststofftypen wurden mittels visuellem Screening des Recycling Codes sowie mittels FTIR-Spektroskopie bestimmt. Die portable Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) diente zur Bestimmung des Gesamtbromgehalts. In den untersuchten EAGs wurden insgesamt 27 verschiedene Kunststofftypen identifiziert, wobei Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) der häufigste Typ ist. Die Messungen mittels RFA haben ergeben, dass in 33 % aller Proben Brom nachgewiesen werden konnte. Der durchschnittliche Bromgehalt betrug ca. 240 ppm. Der RoHS-Grenzwert wurde in 18 % aller Proben aus Netzteilen von Druckern, 10 % aus PC-Gehäusen und 9 % aus Flatscreen-Monitoren überschritten. Elektrische Zahnbürsten, Mobiltelefone (ohne Touchscreens), Smartphones und diverse Kleingeräten überschritten weder den RoHS-, noch den AbfBPV-Grenzwert. Kunststoffbauteile aus diesen brom-freien EAG würden sich somit besser für ihre Rezyklierung eignen. Da die RFA eine kostengünstige und sehr schnelle Analysemethode ist, würde sie sich dazu eignen, Kunststoffe mit hohem Bromgehalt direkt am Anfallort auszuschließen.Plastics in waste electrical and electronic equipment (WEEE) often contain brominated flame retardants (BFRs), which can be unintentionally released and can have a negative impact on the environment and health. In addition, BFR reduce the quality of recycled materials, whereby limit values according to the RoHS Directive (1000 ppm per BRF type) and the Ordinance on Waste Treatment Obligations (AbfBPV) (2000 ppm total bromine content) must be monitored. For this study, 467 devices were selected from 11 different WEEE categories, from which a total of 1008 plastic samples were taken. The plastic types were identified using visual screening of the recycling code and FTIR spectroscopy. Portable X‑ray fluorescence (pXRF) was used to determine the total bromine content. In the WEEE analysed, 27 different plastic types were identified, with acrylonitrile butadiene styrene (ABS) being the most common type (42%). The XRF measurements showed that bromine was detected in 33% of all samples. The average bromine content was approx. 240 ppm. The RoHS limit value was exceeded in 18% of all samples from printer power supply units, 10% from PC housings, and 9% from flat screen monitors. Neither the RoHS nor the AbfBPV limit value was exceeded in electric toothbrushes, mobile phones (without touch screens), smartphones and various small devices. Such WEEE plastics would therefore be better suited for recycling. As XRF is a cost-effective and very fast analytical method, it could become suitable for excluding plastics with a high bromine content directly at the point of production.