Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen

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Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (englisch per- and polyfluoroalkyl substances, abgekürzt PFAS) sind aliphatische organische Verbindungen, bei denen an mindestens einem Kohlenstoffatom die Wasserstoffatome am Kohlenstoffgerüst vollständig durch Fluoratome ersetzt worden sind.[1]

Die OECD definiert PFAS wie folgt:[2][3]

PFAS sind definiert als fluorierte Stoffe, die mindestens ein vollständig fluoriertes Methyl- oder Methylen-Kohlenstoffatom (ohne daran gebundene H/Cl/Br/I-Atome) enthalten, d. h. bis auf wenige bekannte Ausnahmen ist jeder Stoff mit mindestens einer perfluorierten Methylgruppe (–CF3) oder einer perfluorierten Methylengruppe (–CF2–) ein PFAS.

Laut OECD gibt es mindestens 4730 verschiedene PFAS mit mindestens drei perfluorierten Kohlenstoffen.[4] Die Distributed Structure-Searchable Toxicity (DSSTox) Database der US EPA enthält 10776 PFAS.[5] Über 1400 PFAS konnten mehr als 200 unterschiedlichen Anwendungen zugeordnet werden.[6]

Historisch wurde die Bezeichnung perfluorierte Tenside (engl. fluorosurfactants, fluorinated surfactant oder perfluorinated alkylated substance) und die Abkürzung PFT genutzt, welche allerdings primär Perfluorsulfonsäuren (PFSA) und Perfluorcarbonsäuren (PFCA) mit den beiden Leitsubstanzen Perfluoroctansulfonat (PFOS) und Perfluoroctansäure (PFOA) umfassten. Ebenfalls nur noch wenig gebräuchlich ist die Abkürzung PFC, die für „per- und polyfluorierte Chemikalien“ steht.

PFAS haben keine natürliche Quelle. Sie werden industriell hergestellt und in einer Vielzahl von Produkten verwendet. Viele PFAS reichern sich in der Umwelt sowie im menschlichen und tierischen Gewebe an. Einige PFAS stehen im Verdacht krebserregend zu sein. Die jährlichen gesundheitsbezogenen Gesamtkosten im Zusammenhang mit der Exposition des Menschen gegenüber PFAS beliefen sich in den Ländern des Europäischen Wirtschaftsraums (EWR) auf mindestens 52 bis 84 Milliarden Euro.[7] Die jährlichen Gesamtkosten für Umweltscreening, Überwachung bei Kontamination, Wasseraufbereitung, Bodensanierung und Gesundheitsbewertung belaufen sich im EWR plus der Schweiz auf 821 Millionen bis 170 Milliarden Euro.[7] In Nahrungsmitteln wurden insbesondere in Fisch, Fleisch und Erzeugnissen daraus sowie in geringerem Umfang auch in Eiern und Milchprodukten messbare PFAS-Gehalte gefunden. Die höchsten Gehalte werden in Innereien nachgewiesen. Die PFAS-Aufnahme über pflanzliche Nahrungsmittel lässt sich nicht sicher beurteilen: dort liegt die Menge oft unter der Nachweisgrenze, es liegen aber auch insgesamt weniger Gehaltdaten vor.[8]

Einteilung

Nicht-Polymere

Perfluoralkylsäuren (PFAA)

Perfluoroctansulfonsäure
Perfluoroctansäure
Perfluoralkylsäuren
Name Perfluorcarbonsäuren Perfluorsulfonsäuren Perfluorphosphonsäuren
Halbstrukturformel CnF(2n+1)COOH, (n = 4–12) CnF(2n+1)SO3H, (n = 4, 6, 8) CnF(2n+1)PO3H2
Beispiel Perfluoroctansäure (PFOA) Perfluoroctansulfonsäure (PFOS)  

(n=4: Perfluorbutansäure, n=6: Perfluorhexansäure, n=8: Perfluoroctansäure, n=10: Perfluordecansäure …)

Weitere Perfluoralkylverbindungen

Andere hoch fluorierte Stoffe

Polymere

Fluorpolymere

Seitenkettenfluorierte Polymere

  • Fluorierte Methylacrylpolymere (Fluortelomeracrylat (FTA))
    (aus dem Monomer Methyl-2-fluoracrylat: C4H5FO2 (EG-Nummer: 607-233-2)[11])
  • Fluorierte Urethanpolymere
  • Fluorierte Oxetanpolymere

Weitere Polymere

Chemische Eigenschaften

PFAS weisen eine hohe thermische und chemische Stabilität auf. Die Kohlenstoffkette der Verbindung ist hydrophob, während die oft vorhandene Kopfgruppe hydrophile Eigenschaften aufweist. Aus diesem amphiphilen Charakter resultiert die Verwendung als Tensid.

Im Gegensatz zu den üblichen Tensiden hat die perfluorierte Kohlenstoffkette zudem einen lipophoben Charakter. Sie weist also neben Wasser auch Öl, Fette und andere unpolare Verbindungen sowie Schmutzpartikel ab.

Die Verbindungen zersetzen sich nur bei hohen Temperaturen von bis zu 400 °C oder sehr starkem Druck.[12] Im Jahr 2022 wurde eine Methode veröffentlicht, die bei milder Hitze von 80 bis 120 Grad Celsius im Lösungsmittel Dimethylsulfoxid in Reaktion mit Natriumhydroxid zu einer Zersetzung bei einigen der Verbindungen führte.[13]

Herstellung

Zur Herstellung perfluorierter Tenside werden in der industriellen Synthetisierung meist die Verfahren der elektrochemischen Fluorierung (ECF) nach Simons (1941) oder der Fluortelomerisierung angewandt. Jährlich werden mehrere tausend Tonnen PFAS hergestellt; das Land mit der größten Produktionsmenge sind die USA (Stand: 2005).[14]

Verwendung

Die Verbindungen werden in der Textilindustrie zur Herstellung wasserabweisender, atmungsaktiver Textilien und in der Papierindustrie zur Herstellung von schmutz-, fett- und wasserabweisenden Papieren verwendet. Weitere Einsatzgebiete sind die Fotoindustrie, die Herstellung von Feuerlöschmitteln, die Luftfahrt und die galvanische Industrie. Sie können auch Bestandteil von Schmier- und Imprägniermitteln sein. Bei der Herstellung der Fluorpolymere PTFE (Polytetrafluorethylen, „Teflon“) und PVDF (Polyvinylidenfluorid) wird PFOA als Emulgator eingesetzt. Bei dieser Anwendung tritt PFOA als Prozessemission und als Verunreinigung in Endprodukten auf.[15] PFAS sind unter anderem ein Bestandteil von Skiwachs.[16]

Im bluesign-System, welches für eine nachhaltige Herstellung von Textilien eintritt und umweltbelastende Stoffe aus dem Fertigungsprozess ausschließt, sind zahlreiche PFAS in der Negativliste enthalten, darunter Perfluoralkylsulfonate, Perfluorcarboxylate und Fluortelomerverbindungen.[17]

Zumindest in den USA enthalten viele Kosmetika schädliche PFAS.[18][19]

Umwelt- und Gesundheitsaspekte

PFAS sind unter Umweltbedingungen nicht bzw. nur über sehr lange Zeiträume vollständig abbaubar. Gewisse Gruppen von PFAS werden durch Umweltprozesse wie Hydrolyse, Oxidation, Reduktion, Decarboxylierung und Hydroxylierung in stabile PFAS umgewandelt. So werden etwa Fluortelomere wie Fluortelomeralkohole oder Perfluoralkylsulfonamide (z. B. Perfluoroctansulfonamid) in Perfluorcarbonsäuren bzw. Perfluorsulfonsäuren umgewandelt, die eine extrem hohe Persistenz aufweisen.[20]

Diese Persistenz führt zusammen mit ihrer Mobilität dazu, dass viele PFAS mittlerweile weltweit verbreitet sind.[20] So wurden sie etwa in der Leber von Eisbären[14], in Muttermilch[21] und im Blut nahezu aller Menschen[22] nachgewiesen.

PFOS ist deutlich bioaffiner als PFOA, daher ist ersteres in biologischen Proben vorherrschend, während in den Ozeanen letzteres dominiert. In der Luft werden dagegen immer häufiger Fluortelomeralkohole nachgewiesen. Sie sind besonders bedeutsam für die Bildung von Perfluorcarbonsäuren wie z. B. PFOA.[23][24]

Gewisse PFAS sind für Menschen und Tiere toxisch und stehen im Verdacht, Krebs und zahlreiche andere gesundheitliche Auswirkungen zu verursachen. Im Körper reichern sich perfluorierte Tenside im Blut und im Organgewebe an und werden nur langsam ausgeschieden (beim Menschen in 4,4 Jahren etwa um die Hälfte bei PFOA, bei PFOS in etwa 8,7 Jahren). Erste Nachweise im Blut von Chemiearbeitern wurden in den 1960er-Jahren erbracht. Erst im Jahre 2001 wurden entsprechend empfindliche Messmethoden veröffentlicht, die auch den Nachweis von PFAS-Belastungen in der Allgemeinbevölkerung ermöglichten.[14] Im Jahre 2006 wurden einzelne Vertreter der PFAS in Niedersachsen in der Muttermilch nachgewiesen.[25]

PFAS und andere Substanzen stehen im Verdacht, die Schilddrüsenhormone zu beeinflussen und dadurch zu neurologischen Entwicklungsstörungen beizutragen.[26]

Gesundheitliche Auswirkungen der Exposition gegenüber PFAS[27][28][29][30][31][32]

PFAS in deutschen Gewässern

Drainage der mit perfluorierten Tensiden belasteten Fläche bei Scharfenberg
Feld in Rüthen, nach dem Abtragen des Oberbodens

Niedersachsen

2019 wurden Fische aus der Ochtum auf PFAS untersucht. Auf Grund der starken Belastung mit PFOS wurde vom Verzehr der Fische abgeraten.[33]

Nordrhein-Westfalen

Im März 2006 wurden im Rahmen einer Studie des Instituts für Hygiene und Öffentliche Gesundheit (IHÖG) an der Universität Bonn zum Vorkommen ausgewählter PFCA und PFSA in unterschiedlichen Oberflächenwässern in Deutschland erhöhte Konzentrationen in der Ruhr und anschließend auch in der Möhne nachgewiesen.[34][35][36] Grund für diese Untersuchung war eine Testreihe bezüglich hoher PFAS-Konzentrationen in Gewässern in den USA; die deutschen Forscher wollten deutsche Böden ebenfalls nach dem Stoff untersuchen, um die Trinkwasserqualität zu überprüfen. Im Stadtteil Arnsberg-Neheim wurde im Trinkwasser eine Konzentration von 0,56 µg/l gefunden, die Trinkwasserkommission des Umweltbundesamts strebt einen Wert von 0,1 µg/l an.[37] Es stellte sich heraus, dass die Belastung von aus Industrieabfällen hergestelltem Dünger herrührten, der auf im Einzugsgebiet der Flüsse liegenden Feldern ausgebracht wurde.[38] Einige Flächen wurden in der Folge saniert. Je nach Kontaminationsgrad und Geologie des Untergrunds entschied man sich für eine Drainage mit anschließender Aktivkohlebehandlung des Sickerwassers[39] oder für die Abtragung und Deponierung des Oberbodens (siehe Bilder).

Im November 2006 haben Untersuchungen an der Kläranlage in Rhede gezeigt, dass im Zulauf der Kläranlage hohe Gehalte verschiedener PFAS im Abwasser vorhanden sind. Auch im Ablauf der Kläranlage wurden noch deutlich erhöhte Konzentrationen gemessen. Diese Untersuchungen lassen vermuten, dass sich manche PFAS im Klärschlamm anreichern.[40]

Auf Grund der breiten Anwendung gelangen perfluorierte Tenside auch über kommunale Kläranlagen in die Umwelt und sind insbesondere unterhalb von Siedlungsschwerpunkten an vergleichsweise abflussschwachen Vorflutern aufspürbar. Ein Beispiel dafür ist die Itter unterhalb von Solingen, in der bis zu 0,7 µg/l „PFT“ (keine Nennung der nachgewiesenen Verbindunge(en)) nachgewiesen wurden.[41]

Harald Friedrich, damals zuständiger Abteilungsleiter im Umweltministerium schlug aufgrund der möglichen Vorbelastung des Ruhrwassers vor, die Aufbereitung des daraus gewonnenen Trinkwassers in den Wasserwerken an der Ruhr durch weitere Maßnahmen grundsätzlich zu verbessern.

In der Ruhr bei Essen wurde für die Summe von PFOA und PFOS im Jahresmittel 2009 eine Fracht von 0,044 µg/l ermittelt. Damit nahm die mittlere Tagesfracht an der Ruhrmündung im Vergleich mit 2007 um insgesamt 59 Prozent ab.[42]

Bayern

Auffällige PFAS-Gehalte wurden im Jahr 2006 auch in Südostoberbayern unterhalb der wasserrechtlich genehmigten Einleitung aus dem Industriepark Werk Gendorf in die Alz gemessen (Summe analysierter PFAS etwa 8 µg/l, davon PFOA 7,5 µg/l). Entsprechend der weiteren Verdünnung wurden für PFOA stromabwärts am Inn und an der Donau noch Konzentrationen von 0,1 bzw. 0,05 µg/l gemessen.[43]

Für den Baubeginn der Nordanbindung des Nürnberger Flughafens an die Autobahn A3 (Bundesstraße 4f) mit Untertunnelung der Start- und Landebahn hat die Regierung von Mittelfranken in ihrer Planfeststellung vom 15. Februar 2012 zur Auflage gemacht, dass der Bau keinen Einfluss auf die im Flughafenbereich gefundenen, nicht näher definierten PFAS-Rückstände hat. Die beim Tunnelbau vorgesehene Absenkung des Grundwasserspiegels um 22 Meter erfordert umfangreiche Wasserumleitungsmaßnahmen. Damit ist eine Verfrachtung der im Boden befindlichen PFAS-Rückstände nicht auszuschließen. Diese entstanden durch Versickerung von Löschschaum bei Feuerwehrübungen auf dem Flughafengelände. Da zunächst Verfahren zur Beseitigung der Stoffe im Boden gefunden und erprobt werden müssen, kann sich der Baubeginn um viele Jahre verzögern.[44]

2012 wurden auch im Badesee Stoibermühle nördlich des Flughafens München sowie im Lindacher See nördlich des Fliegerhorstes Ingolstadt/Manching erhöhte Werte von PFOS nachgewiesen.[45]

2015 wurden im Birkensee nahe Röthenbach im Kreis Nürnberger Land erhöhte Werte nicht näher definierter PFAS nachgewiesen.[46]

Auf dem Gelände des Allgäu Airports Memmingen wurden an verschiedenen Grundwassermessstellen Verunreinigungen mit PFAS festgestellt. Diese stammen aus dem Löschschaum der v. a. bei Feuerlöschübungen freigesetzt wurde.[47] Beim Abbau des Feuerlöschbeckens wurde PFAS-belastetes Erdreich in anderen Bereichen des ehemaligen Fliegerhorstes verbracht.[48] Inzwischen sind die Verunreinigungen in der Trinkwasserfassung der Nachbargemeinde Ungerhausen angekommen.[49] Bei der letzten veröffentlichten Trinkwasseruntersuchung vom 11. September 2015 betrug die Summe der analysierten PFAS-Einzelstoffe 8,7 ng/l Trinkwasser.[50] Die höchsten Gehalte auf dem Gemeindegebiet Ungerhausen werden derzeit im Unterflurhydrant 11d gemessen, in einer Entnahmetiefe von 15,00 m wurden dort Summen der analysierten PFAS-Einzelstoffe von 360 ng/l (5. Mai 2015) und 320 ng/l (8. Juni 2015) Wasser dokumentiert.[51] Auch im Schmiedbach Ungerhausen wurden PFAS nachgewiesen. An der Einleitungsstelle von Oberflächenwasser aus dem Allgäu Airport in den Schmiedbach wurde am 19. Mai 2015 eine Summe der analysierten PFAS-Einzelstoffe von 10 ng/l und an der Brücke Schmiedbach 33 ng/l (davon 16 ng Perfluoroctansulfonsäure, 11 ng Perfluornonansäure und 4,6 ng Perfluorhexansulfonsäure) nachgewiesen.[52] „Die öffentliche Hand sieht allerdings derzeit keinen Handlungsbedarf, da die Werte noch unter den Schwellenwerten … liegen.“[52] Die Gemeinde beanstandet, dass das Landratsamt Unterallgäu „nicht sehr kooperativ“ sei und stellt Überlegungen an, sich an dem Wasserverbund mit der Nachbargemeinde Sontheim (Schwaben) zu beteiligen.[52]

Im Fliegerhorst Landsberg/Lech wurden in einem Feuerlöschbecken ebenfalls Löschübungen mit PFAS-haltigem Löschschaum durchgeführt. Im Sediment des Beckens wurden 776,4 µg/kg PFCA und 3603 µg/kg PFSA gemessen (keine Angabe, ob auf Trocken- oder Frischgewicht referenziert).[49] Der Gutachter rechnet mit Sanierungskosten durch Ausbau und Entsorgung i. H. v. 4–6 Mio. €.[49] Auch hier sind die Stoffe im Trinkwasser angekommen. „Sofort nach Bekanntwerden erhöhter Werte von perfluorierten Chemikalien (PFC) im Trinkwasser der sieben Quellen in Untermühlhausen … wurde … die Einspeisung des Trinkwassers in das Versorgungsnetz der angeschlossenen Gemeinden und Gemeindeteilen (Untermühlhausen, Epfenhausen, Weil, Geretshausen, Petzenhausen, Beuerbach, Pestenacker, Mangmühle, Adelshausen) beendet.“[53]

Rheinland-Pfalz

Im Umfeld des Flugplatzes Bitburg ergaben PFT-Messungen zwischen 2012 und 2015 in einigen südlich und östlich liegenden Gewässern stark erhöhte PFOS-Werte, teilweise über 3,4 µg/l.[54]

Am Flughafen Frankfurt-Hahn wurden regelmäßige Untersuchungen seit 2014 durchgeführt. Dort wurde bei Brühlbach bei Hahn ein Maximalwert von ca. 9200 ng/l PFOS gemessen. In den Rückhaltebecken der Ostseite des Flughafengeländes und in den unterhalb liegenden Gewässern wurden Konzentrationen von maximal 1100 ng/l PFOS gemessen. Westlich gelegene Gewässer enthielten geringere Konzentrationen von max. 230 ng/l PFOS. Bodenuntersuchungen im Bereich des ehemaligen Feuerlöschübungsbeckens zeigten im Tiefenbereich eine deutliche PFC-Belastung insbesondere durch PFOS, PFOSA und PFHxS.[55]

Weitere erhöhte PFOS-Gehalte wurden in einigen Gewässern um den Flugplatz Büchel[56] und der Air Base Spangdahlem festgestellt.[57][58]

Saarland

Eine erhöhte PFAS-Belastung durch einen Löschmitteleintrag wurde auch in einem Fischweiher und Vorfluter festgestellt, die im Saarland nach einem „normalen“ Löscheinsatz beobachtet wurden.[59]

Baden-Württemberg

In der Umgebung von Rastatt (Baden-Württemberg) sind 480 Hektar ehemaliger Ackerflächen mit PFAS kontaminiert. Die Verunreinigung wurde 2013 festgestellt und ist vermutlich durch die langjährige Ausbringung von Kompost, vermischt mit Schlämmen aus der Papierproduktion, die mit verschiedenen Vorläufersubstanzen verunreinigt sind, verursacht worden.[60] Im Laufe der Zeit wurden die aufgebrachten Verbindungen zu PFAA abgebaut und diese auch in Pflanzen angereichert. Vom Anbau stark anreichernder Kulturen wie bspw. Spargel und Erdbeeren auf den betroffenen Feldern wird abgeraten. Mit der Zeit wurden die mobilen PFAA auch in das Grundwasser ausgewaschen und als Folge der dadurch verursachten Trinkwasserkontamination wurden erhöhte PFAS-Gehalte im Blut der lokalen Bevölkerung nachgewiesen.[60] Das Ausmaß der Kontamination wurde lange nicht erkannt. Schätzungen, die alle negativen Umweltauswirkungen und sozioökonomischen Kosten, die aus der Kontamination resultieren, berücksichtigen, liegen nicht vor, aber nach Angaben des Wasserwerks belaufen sich allein die Kosten für die Wasseraufbereitung mit Aktivkohlefiltern auf mehrere Millionen Euro.[61] Es sind immer noch hohe Konzentrationen von bereits identifizierten sowie vermutlich von noch unbekannten PFAA-Vorläuferverbindungen im Boden enthalten, so dass keine ausreichend sichere Prognosen für die Entwicklung der Kontamination abgeleitet werden können.[62]

Entlegene Regionen

Greenpeace veröffentlichte im September 2015 Untersuchungsergebnisse, die zeigen, dass PFAS (Perfluorcarbonsäuren, Perfluorsulfonsäuren, Fluortelomersulfonsäuren, Perfluoroctansulfonamid) in Wasser und Eis entlegener Gebirgsregionen vorhanden sind.[63] Eine Studie der Universität Stockholm aus dem Jahr 2022 kommt zum Schluss, dass die weltweit im Regen gefundenen PFAS-Konzentrationen so hoch sind, dass von der Verwendung des unbehandelten Regenwassers als Trinkwasser abgeraten wird.[64]

Reinigung PFAS-kontaminierter Abwässer

PFAS werden in kommunalen Kläranlagen üblicherweise nicht vollständig abgebaut, da die C-F-Bindung weitestgehend inert gegenüber biologischem Abbau ist. Die PFAS gelangen so unvermindert in den Vorfluter und den Klärschlamm. Eine Möglichkeit, zumindest langkettige Vertreter der Stoffgruppe effektiv aus dem Wasser zu entfernen, ist die Dosierung von Aktivkohle. Verursacherermittlungen zur Herkunft der im Abwasser enthaltenen PFAS sind schwierig. Ein mit gutem Erfolg bislang eingesetztes Passivsammlerverfahren ist bei Günther et al. (2009)[65] beschrieben.

PFAS in Muttermilch und Nahrung

Eine 2006 von Greenpeace in Auftrag gegebene und vom Fraunhofer IME[66] durchgeführte Studie an Pommes frites in mehreren deutschen Städten zeigte einer breiten Öffentlichkeit das Vorkommen von PFAS auch in Lebensmitteln. Zuvor hatte das Institut in einer Pilotstudie PFAS in der Muttermilch nachgewiesen.[67] Internationale Studien zeigen, dass Lebensmittel auf Fischbasis vergleichsweise hohe Gehalte an PFOS, PFHxS und verschiedenen PFCA aufweisen.[68][69][70][71][72] Trifluoressigsäure, der kurzkettigste Vertreter der PFCA, wurde bis in den einstelligen mg/l-Bereich in pflanzlichen Nahrungsmitteln nachgewiesen.[73]

Die Aufnahme über Nahrungsmittel scheint aufgrund der langen Halbwertszeit und Bioakkumulation langkettiger PFAS-Vertreter im menschlichen Körper die PFAS-Blutgehalte der Durchschnittsbevölkerung im unteren ppb-Bereich erklären zu können. Die den Studien zugrunde liegenden Rechenmodelle weisen allerdings hohe Unsicherheiten auf und können nicht ausschließen, dass auch weitere Quellen signifikant zur Belastung des Menschen beitragen.[74][75]

Grenzwerte

Trinkwasser

Deutschland

Die deutsche Trinkwasserverordnung enthält für die Gruppe der PFAS (PFOA, PFOS u. a.) keine spezifischen Grenzwerte. Das Umweltbundesamt empfahl 2006 folgende Höchstwerte:[76]

  • 0,1 μg/l: „Gesundheitlicher Orientierungswert“ – Zielwert für das Trinkwasser bei lebenslanger Exposition
  • 0,3 μg/l: „Lebenslang gesundheitlich duldbarer Leitwert für alle Bevölkerungsgruppen“
  • 0,5 μg/l: „Vorsorglicher Maßnahmewert für Säuglinge (und Schwangere)“
  • 5,0 μg/l: „Maßnahmewert für Erwachsene“ – Als Trinkwasser „nicht mehr verwendbar“ (Werte von 1,5 bis 5 μg/l sind bis zu 1 Jahr tolerierbar)

Die Höchstwerte gelten für die Summe der verschiedenen PFAS wie PFOA, PFOS u. a. Aufgrund lückenhafter Daten und unklarer Risikobewertung fand eine allgemeine Bezugnahme auf die Empfehlung für „teil- oder nicht bewertbare“ Stoffe statt. Diese sehen für „schwach bis nicht gentoxische Stoffe“ einen „pragmatischen gesundheitlichen Orientierungswert“ von generell 0,1 μg/l vor.

EU

In der Neufassung der Europäischen Trinkwasserrichtlinie – Richtlinie (EU) 2020/2184 – vom 16. Dezember 2020 ist die Anwendung summarischer Ansätze gefordert und bis zum 12. Januar 2024 legt die Kommission technische Leitlinien bezüglich der Analyseverfahren zur Überwachung von PFAS im Rahmen der Parameter PFAS gesamt und Summe der PFAS fest, einschließlich Nachweisgrenzen Parameterwerten und Häufigkeit der Probenahmen.[77] Die Mindestanforderungen lauten:[77]

Dänemark

2021 legte Dänemark den Höchstwert basierend auf das Assessment der EFSA (siehe unten) wie folgt fest:[64][78]

2 ng/l: Summe von PFOA, PFNA, PFHxS, PFOS

USA

Die Trinkwasserrichtwerte für die lebenslange Exposition wurden im Juni 2022 neu festgelegt:[64][79]

  • 0,004 ng/l: PFOA
  • 0,02 ng/l: PFOS
  • 2000 ng/l: PFBS
  • 10 ng/l: HFPO-DA (GenX)

Im Jahr 2002 hatte der PFOA-Trinkwasserrichtwert in West Virginia noch 150 000 ng/l betragen, was dem 37,5-Millionen-Fachen des heutigen Werts entspricht.[80][64]

Umweltqualitätsnorm

Für den Schutz vor gesundheitsschädlichen Auswirkungen beim Verzehr von mit PFOS belasteten Fischen wurde die Umweltqualitätsnorm für PFOS in Binnenoberflächengewässern durch die Wasserrahmenrichtlinie auf 0,65 ng/l im Jahresdurchschnitt festgelegt.[81][82]

Nahrungsmittel

Wenn folgende Richtwerte überschritten werden, soll eine Untersuchung der Ursachen der Kontamination durchgeführt werden:[83]

  • 0,01 μg/kg für PFOS, 0,01 μg/kg für PFOA, 0,005 μg/kg für PFNA und 0,015 μg/kg für PFHxS in Obst, Gemüse sowie stärkehaltigen Wurzeln und Knollen
  • 1,5 μg/kg für PFOS, 0,01 μg/kg für PFOA, 0,005 μg/kg für PFNA und 0,015 μg/kg für PFHxS in Wildpilzen
  • 0,02 μg/kg für PFOS, 0,01 μg/kg für PFOA, 0,05 μg/kg für PFNA und 0,06 μg/kg für PFHxS in Milch
  • je 0,05 μg/kg für PFOS, PFOA, PFNA und PFHxS in Beikost

Humanexposition gesamt

Die erlaubte Tagesdosis (tolerable daily intake TDI) für alle Risikogruppen (incl. Säuglinge) wird vom deutschen Umweltbundesamt mit 0,1 μg pro kg Körpergewicht und Tag angegeben. Dies bedeutet bei einem 70 kg schweren Erwachsenen eine erlaubte Zufuhr von 7 μg am Tag. Die Werte berücksichtigen nicht eine mögliche allgemeine Hintergrund-Exposition, etwa über die Nahrung. So wurde in Großbritannien allein für PFOS eine durchschnittliche Aufnahme über die Nahrung bei Erwachsenen von 0,13 μg/kg Körpergewicht pro Tag ermittelt.[84]

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat die tolerierte Wochendosis (englisch tolerable weekly intake, TWI) im Dezember 2018 auf 13 ng pro kg Körpergewicht und Woche für PFOS und 6 ng pro kg Körpergewicht und Woche für PFOA gesenkt. Es wurde festgestellt, dass die Exposition eines namhaften Anteils der Bevölkerung höher ist als diese Werte.[85] Im September 2020 hat die EFSA den TWI für die Summe von vier PFAS – PFOA, PFNA, PFHxS und PFOS – auf 4,4 ng pro kg Körpergewicht und Woche gesenkt.[86][87] Dies bedeutet bei einem 70 kg schweren Erwachsenen eine tolerierte Zufuhr von 0,3 μg pro Woche.

Verbote

Auf einen Vorschlag der Europäischen Kommission hat der Umweltausschuss des Europaparlaments am 13. Juli 2006 eine Ausweitung des Verbots von perfluorierten Tensiden beschlossen.[38] Die Europäische Kommission hatte zunächst eine Grenze von 0,1 Prozent vorgeschlagen.[88] Mit der am 26. Oktober 2007 in Kraft getretenen 11. Verordnung zur Änderung chemikalienrechtlicher Verordnungen gemäß der Richtlinie 2006/122/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 12. Dezember 2006 dürfen seit 27. Juni 2008 Perfluoroctansulfonate (PFOS; Perfluoroctansulfonsäure, -metallsalze, -halogenide, -amide und andere Derivate einschließlich Polymere) und Zubereitungen mit einem Massengehalt von 0,005 % PFOS oder mehr mit wenigen Ausnahmen nicht mehr verwendet werden. Mit EU-Verordnung Nr. 757/2010 vom 24. August 2010 wurde der Grenzwert auf 0,001 % reduziert[89], nachdem PFOS, ihre Salze und Perfluoroctansulfonylfluorid 2009 in den Anhang B des Stockholmer Übereinkommens aufgenommen wurde[90].

PFOA inkl. ihrer Salze und verwandter Verbindungen wurde 2019 in den Anhang A des Stockholmer Übereinkommens aufgenommen.[91] In der Europäischen Union wurde dieses Verbot am 8. April 2020 mit der Delegierten Verordnung (EU) 2020/784 umgesetzt.[92] In Gemischen liegt die Obergrenze für PFOA bei 25 ppb und für PFOA-Vorläuferverbindungen bei 1000 ppb. Es gelten allerdings einige (teilweise zeitlich befristete) Ausnahmen, z. B. für die Verwendung in Schaummitteln für Feuerwehren.[93]

PFHxS inkl. ihrer Salze und verwandter Verbindungen wurden 2022 von der Vertragsparteienkonferenz in den Anhang A aufgenommen.[94]

Weiterhin gibt es, insbesondere in der EU, Bestrebungen weitere PFAS zu regulieren (z. B. PFHxA[95]) oder PFAS in bestimmten Anwendungen wie z. B. Schaummitteln für Feuerwehren[96] zu verbieten.

In der EU wurden PFOA, PFHxS, HFPO-DA, PFBS sowie die C9–C14-Perfluorcarbonsäuren (PFNA, PFDA, PFUnDA, PFDoDA, PFTrDA, PFTeDA) als SVHC-Stoffe bewertet.[97]

Im US-Bundesstaat Maine werden nicht-essentielle PFAS per 2030 verboten.[98] In Washington ist der Verkauf von PFAS-haltigen Löschmitteln seit 2020, deren Verwendung für Übungszwecke bereits seit 2018 verboten.[99]

Wissenschaftspolitische Bestrebungen

Die Zürcher Erklärung betont, dass in den letzten zwei Jahrzehnten zwar bekannte alte PFAS wie PFOS und PFOA umfassend untersucht und auf ihre identifizierten gefährlichen Eigenschaften hin reguliert wurden, dass jedoch nur sehr wenige Informationen über die derzeitigen Anwendungen und potenziellen Gefahren vieler anderer PFAS existieren. Vorgeschlagen werden eine verstärkte Zusammenarbeit beim Sammeln von Informationen um kritische Datenlücken zu schließen, die Entwicklung neuartiger Konzepte zur Fokussierung auf sehr persistente Stoffe und die Durchführung gemeinsamer Bewertungen für Gruppen von PFAS.[100] Die Erklärung baut auf früheren Aufforderungen von Wissenschaftlern zu PFAS auf, namentlich auf die Helsingør-Erklärung[101] im Jahr 2014 und die Madrider Erklärung[102] im Jahr 2015. Dort wird ein Vorsorgeansatz für den Einsatz von PFAS sowie ein Übergang zur Entwicklung und Nutzung weniger persistenter oder nicht-chemischer Alternativen propagiert.[100]

Die EU-Kommission plant PFAS als Gruppe einer Beschränkung zu unterziehen und dabei deren Anwendungen basierend auf einer Publikation von 2019[103] in nicht-essentielle, substituierbare und essentielle einzuteilen.[104]

Rezeption

Siehe auch

Literatur

Weblinks

Commons: Perfluorierte Stoffe – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ Robert C Buck, James Franklin, Urs Berger, Jason M Conder, Ian T Cousins: Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances in the Environment: Terminology, Classification, and Origins. In: Integrated Environmental Assessment and Management. Band 7, Nr. 4, Oktober 2011, S. 513–541, doi:10.1002/ieam.258, PMID 21793199, PMC 3214619 (freier Volltext).
  2. ↑ OECD: Reconciling Terminology of the Universe of Per- and Polyfluoroalkyl Substances: Recommendations and Practical Guidance, OECD Series on Risk Management, No. 61, OECD Publishing, Paris, 2021, S. 23.
  3. ↑ Zhanyun Wang, Andreas M. Buser, Ian T. Cousins, Silvia Demattio, Wiebke Drost, Olof Johansson, Koichi Ohno, Grace Patlewicz, Ann M. Richard, Glen W. Walker, Graham S. White, Eeva Leinala: A New OECD Definition for Per- and Polyfluoroalkyl Substances. In: Environmental Science & Technology. November 2021, doi:10.1021/acs.est.1c06896.
  4. ↑ OECD: Toward a New Comprehensive Global Database of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFASs): Summary Report on Updating the OECD 2007 List of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFASs), Series on Risk Management, No. 39, ENV/JM/MONO(2018)7.
  5. ↑ CompTox Chemicals Dashboard | PFASSTRUCT Chemicals. US EPA, abgerufen am 12. Januar 2022.
  6. ↑ Juliane Glüge, Martin Scheringer, Ian T. Cousins, Jamie C. DeWitt, Gretta Goldenman, Dorte Herzke, Rainer Lohmann, Carla A. Ng, Xenia Trier, Zhanyun Wang: An overview of the uses of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS). In: Environmental Science: Processes & Impacts. 30. Oktober 2020, doi:10.1039/D0EM00291G.
  7. ↑ a b Nordic Council of Ministers: THE COST OF INACTION: A socioeconomic analysis of environmental and health impacts linked to exposure to PFAS, TemaNord 2019:516.
  8. ↑ Industriechemikalien PFAS: Einige Bevölkerungsgruppen überschreiten teilweise den gesundheitsbasierten Richtwert. BfR, abgerufen am 28. Juni 2021.
  9. ↑ Nordic Council of Ministers: Per- and polyfluoroalkylether substances: identity, production and use. 2020, doi:10.6027/NA2020-901 (Volltext).
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