Contents
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5.7 Example: Comparing Insulation Foaming Agents .. . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.7.1 Goal and Scope Definition (Phase 1) . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.7.2 Inventory Analysis (Phase 2). . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
5.7.3 Impact Assessment (Phase 3) . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.7.4 Interpretation (Phase 4). . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.8 Eco-efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.8.1 Calculating Net Present Value . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.8.2 Influence of Integrated Development on NPV . . . . . . . . . . . . 97
5.8.3 Calculating Eco-Efficiency .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.9 Life Cycle Costing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.10 Social Life Cycle Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.11 Looking Ahead in LCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
6 Risk Assessment and Management of Chemical Products .. . . . . . . . . . . . 107
6.1 The Diversity of Chemical Products and Their Risks . . . . . . . . . . . . . . 107
6.2 Procedure of Product Risk Assessment . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6.3 Hazard Identification (Step 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.3.1 Human Toxicity .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.3.2 Environmental Toxicity . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
6.4 Exposure Assessment (Step 2). . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.4.1 Human Exposure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.4.2 Environmental Exposure . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.4.3 Substance Evaluation in Terms of Persistence and
Long-Range Transport Potential . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.5 Effect Assessment (Step 3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.5.1 Toxicokinetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6.5.2 Toxicodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.5.3 Extrapolation to No-Effect Threshold Values . . . . . . . . . . . . . 137
6.6 Risk Characterization and Classification (Step 4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
6.6.1 Deterministic Human Health Risk: Margin of
Safety (MOS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
6.6.2 Deterministic Environmental Risk: Risk
Quotient (RQ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.6.3 Probabilistic Characterization of Risk .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
6.6.4 Mixture Toxicity .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
6.7 Risk Management (Step 5). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
6.8 Example: Risk Assessment of a Reactive Cotton Dye . . . . . . . . . . . . . 148
6.8.1 Hazard Identification (Step 1) .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6.8.2 Exposure Assessment (Step 2) .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6.8.3 Effect Assessment (Step 3) .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.8.4 Risk Characterization and Classification (Step 4).. . . . . . . . 151
6.8.5 Risk Management (Step 5) .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
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5.7 Example: Comparing Insulation Foaming Agents .. . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.7.1 Goal and Scope Definition (Phase 1) . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.7.2 Inventory Analysis (Phase 2). . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
5.7.3 Impact Assessment (Phase 3) . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.7.4 Interpretation (Phase 4). . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.8 Eco-efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.8.1 Calculating Net Present Value . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.8.2 Influence of Integrated Development on NPV . . . . . . . . . . . . 97
5.8.3 Calculating Eco-Efficiency .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.9 Life Cycle Costing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.10 Social Life Cycle Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.11 Looking Ahead in LCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
6 Risk Assessment and Management of Chemical Products .. . . . . . . . . . . . 107
6.1 The Diversity of Chemical Products and Their Risks . . . . . . . . . . . . . . 107
6.2 Procedure of Product Risk Assessment . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6.3 Hazard Identification (Step 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.3.1 Human Toxicity .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.3.2 Environmental Toxicity . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
6.4 Exposure Assessment (Step 2). . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.4.1 Human Exposure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.4.2 Environmental Exposure . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.4.3 Substance Evaluation in Terms of Persistence and
Long-Range Transport Potential . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.5 Effect Assessment (Step 3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
6.5.1 Toxicokinetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6.5.2 Toxicodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
6.5.3 Extrapolation to No-Effect Threshold Values . . . . . . . . . . . . . 137
6.6 Risk Characterization and Classification (Step 4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
6.6.1 Deterministic Human Health Risk: Margin of
Safety (MOS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
6.6.2 Deterministic Environmental Risk: Risk
Quotient (RQ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
6.6.3 Probabilistic Characterization of Risk .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
6.6.4 Mixture Toxicity .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
6.7 Risk Management (Step 5). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
6.8 Example: Risk Assessment of a Reactive Cotton Dye . . . . . . . . . . . . . 148
6.8.1 Hazard Identification (Step 1) .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6.8.2 Exposure Assessment (Step 2) .. . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
6.8.3 Effect Assessment (Step 3) .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.8.4 Risk Characterization and Classification (Step 4).. . . . . . . . 151
6.8.5 Risk Management (Step 5) .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
References .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152