Per- und polyfluorierte Chemikalien – PFC

Einführung

Verbraucher/innen sind von Produkten, die per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC) enthalten, alltäglich umgeben. Dies sind z. B. fettabweisende Lebensmittelverpackungen, Sprays für Möbel, Kleidung, Schuhe und Textilien, Wandfarben und Haushaltsreinigungsmittel. Bei antihaft-beschichtetem Kochgeschirr werden aufgrund der Herstellungsweise unter normalen Nutzungsbedingungen keine PFC freigesetzt, werden aber bei deren Produktion verwendet.

Per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC) sind organische Substanzen, die unter Umweltbedingungen außerordentlich stabil (persistent) sind und mittlerweile ubiquitär in den verschiedensten Umweltmedien gefunden werden. In die Schlagzeilen ist in den letzten Jahren besonders eine bestimmte Gruppe der PFC, nämlich die perfluorierten Tenside (PFT) geraten, da eine Reihe von Umweltkontaminationen durch diese Stoffgruppe festgestellt wurden.

Die Bayerische Staatsregierung hat sich mit ihrer Fachverwaltung frühzeitig mit dieser Stoffgruppe und den PFC generell beschäftigt. Das Bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) wurde mit der Durchführung mehrerer Projekte beauftragt, um die potentielle Belastung verschiedener Umweltmedien (u.a. Wasser, Abwasser, Boden, Luft, Fische/Muscheln) mit PFC zu ermitteln. Am Bayerischen Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) werden mögliche Belastungen der Lebensmittel (insbesondere Trinkwasser) untersucht sowie die Fragestellung der umweltmedizinischen Bedeutung der PFC bearbeitet. Die Bodenuntersuchungen sowie die Auswahl der Nahrungs- und Futtermittelproben wurden zusammen mit der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) durchgeführt.

Mit diesem Internetangebot werden der Öffentlichkeit Messergebnisse im Detail präsentiert. Zusammen mit den Messergebnissen wird jeweils eine Bewertung abgegeben.

Dieses Informationsangebot wird fortlaufend aktualisiert.

Was sind per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC)?

Per- und polyfluorierte Chemikalien sind organische Verbindungen, an deren Kohlenstoffgerüst mehrere Wasserstoffatome (polyfluoriert) oder alle Wasserstoffatome (perfluoriert) durch Fluoratome ersetzt sind. Sie weisen eine hohe Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung und Verwitterung auf.

Leitsubstanzen aus der Gruppe der perfluorierten Tenside
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Leitsubstanzen bei der Analytik perfluorierter Tenside

Auf Grund ihrer schmutz-, farb-, fett-, öl- und gleichzeitig wasserabweisenden Eigenschaften finden insbesondere die perfluorierten Tenside (PFT) Anwendungen in zahlreichen Industrie- und Konsumprodukten. Die Hauptanwendungsgebiete liegen im Bereich der Oberflächenbehandlung, der Papierveredlung und der Spezialchemie. Hier kommt vor allem die Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) zum Einsatz. Auch Feuerlöschschäume und spezielle hydraulische Flüssigkeiten enthalten u.a. PFOS. Außerdem werden PFC in der chemischen Synthese, der Metallverarbeitung, der Foto- und Halbleiterindustrie sowie der Medizintechnik verwendet. Typische Produkte, die mit PFC behandelt sein können, sind Textilien, Papier und Verpackungen, Teppiche, Farben, Reinigungsmittel und Kosmetikartikel.

Die Verwendung und das Inverkehrbringen der früher häufig eingesetzten PFOS wurde aufgrund ihrer Bewertung als sog. PBT-Stoff (Persistent, Bioakkumulierend und Toxisch) stark eingeschränkt (EU-Richtlinie 2006/122/EG umgesetzt mit 11. Verordnung zur Änderung chemikalienrechtlicher Verordnungen v. 12.10.2007; seit 27.06.2009 beschränkt durch Nr. 53 des Anhangs XVII der REACH-Verordnung). Seit dem 27. Juni 2008 dürfen nicht mehr in den Verkehr gebracht werden:

  • Stoffe oder Gemische mit einem PFOS-Gehalt > 0,005%
  • neue Erzeugnisse mit einem PFOS-Gehalt von 0,1% oder mehr
  • neue Textilien oder Werkstoffe mit einem Gehalt von 1 µg/m2 oder mehr

Ausnahmen gelten für

  • Fotoresistlacke und Antireflexbeschichtungen für fotolithografische Prozesse
  • Fotografische Beschichtungen von Filmen, Papieren und Druckplatte
  • Antischleiermittel für nichtdekoratives Hartverchromen und Netzmittel für überwachte Galvanotechniksysteme, bei denen PFOS-Emissionen auf ein Mindestmaß reduziert werden
  • Hydraulikflüssigkeiten für Luft- und Raumfahrt
  • PFOS-haltige Feuerlöschschäume dürfen nur noch bis 27. Juni 2011 verwendet werden.

Mit der EU-Verordnung Nr. 756/2010 vom 24. August 2010 wurde PFOS in die Liste der besonders überwachungsbedürftigen persistenten organischen Schadstoffe aufgenommen ("Stockholmer POP-Konvention"). Zusätzlich ist PFOS in die Liste derjenigen Stoffe aufgenommen worden, für die im Rahmen der EU-Wasserrahmenrichtlinie bis zum Januar 2011 geprüft werden muss, ob sie als prioritärer oder sogar prioritärer gefährlicher Stoff (Richtlinie 2008/105/EG) eingestuft werden. In Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Prüfung muss dann ggf. bis 2013 für PFOS ein Schwellenwert (Umweltqualitätsnorm) fest gelegt werden, die im Jahresdurchschnitt in den Oberflächengewässern nicht überschritten werden darf.

Die Risikobewertung weiterer per- und polyfluorierter Chemikalien wird national und international intensiv verfolgt.

Im Zuge der Diskussionen über die umweltschädlichen Einflüsse der PFC und nach der Beschränkung des Einsatzes von PFOS in der EU und den USA werden zunehmend Ersatzstoffe gesucht und verwendet, über deren öko- und humantoxikologische Eigenschaften aber bislang nur wenig bekannt ist. Laufende Untersuchungen des LfU beschäftigen sich auch intensiv mit diesen Ersatzstoffen.

PFC in der Umwelt

PFC werden seit mehr als 50 Jahren produziert. Das Auftauchen von PFC in der Umwelt wurde in den 1970er Jahren erstmals beobachtet. PFC werden heute weltweit in Gewässern, in der Atmosphäre sowie im Gewebe bzw. Blut von Tieren, aber auch von Menschen nachgewiesen. Somit gehören die PFC zu den in der Umwelt extrem persistenten und ubiquitär auftretenden Stoffen und bedürfen einer umfassenden Umweltbeobachtung. Die Wege und Mechanismen, über die sich PFC global verteilt haben, sind im Einzelnen noch nicht vollständig aufgeklärt.

Ökotoxikologische Bewertung

Abwassereinleitungen in die Gewässer sind die Hauptquelle für Belastungen der Umwelt mit PFC. Daher wurden vom LfU vorläufige PNEC-Werte abgeleitet (Predicted No Effect Concentration), bei denen nach derzeitigem Kenntnisstand keine Effekte auf aquatische Organismen mehr zu erwarten sind. Aufgrund neuerer Untersuchungen an Fischen (Berichts-Link s.u.) musste der Wert für PFOS von bislang 2 µg/l auf 0,05 µg/l ( 50 ng/l) abgesenkt werden. Für PFOA wurde nach eingehender Diskussion aller bekannten ökotoxikologischen Studien vom Umweltbundesamt eine PNEC von 570 µg/l festgelegt.

Aufgrund der bisher vorliegenden Analysendaten für Bayern sind nach dem derzeitigen wissenschaftlichen Kenntnisstand in der Regel auch mit dem abgesenkten Wert für PFOS keine ökotoxikologischen Wirkungen bei Gewässerorganismen zu befürchten. An wenigen hot-spots können bei Dauerbelastung Auswirkungen auf die Fischgesundheit jedoch nicht ausgeschlossen werden.

Analytik von PFC

Die Analytik von PFC in Wasser erfordert neben einem hochempfindlichen Analysengerät (LC-MS/MS, Flüssigchromatgraphie mit zwei hintereinander geschalteten Massenspektrometern) auch ein spezifisches "know-how" zu den Stoffeigenschaften dieser Verbindungen. Noch komplexer ist die Analytik in Luft, festen Medien (Böden, Klärschlamm) oder biologischen Materialien (Fisch, Muschel, Pflanzen). Ein Normverfahren für die Analytik von Wasser wird im Januar 2011 veröffentlicht werden, ein genormtes Verfahren für Boden, Klärschlamm und Kompost wird derzeit erarbeitet. Im LfU wurde die Analytik für die dreizehn wichtigsten PFC in verschiedenen Materialien durch Kopplung der Hochleistungsflüssigchromatographie und Tandem-Massenspektrometrie etabliert. Die Quantifizierung erfolgt über isotopenmarkierte interne Standards. Für Wasserproben werden nach Festphasenanreicherung Bestimmungsgrenzen von 0,5 - 4 ng/l erreicht. Weitere Details zu Analytik und Messwerten in Grundwasser, Oberflächenwasser, industriellen Abwässern und Deposition sind im folgenden Bericht enthalten:

Messprogramme des LfU

PFC können auf verschiedenste Weise in die Umwelt gelangen. Um die Belastungen einzelner Bereiche mit PFC zu ermitteln und die möglichen Eintragswege abzuklären, wurde schon im August 2006 mit einer Reihe von aufeinander abgestimmten Messprogrammen begonnen. Mittlerweile liegen sehr umfangreiche Messergebnisse vor, die z.T. auch bereits in detaillierten Berichten abgehandelt sind (s. Links in den weiteren Seiten dieses Themas). Da mit der PFOA-Belastung im Raum Gendorf eine besondere Situation vorliegt, wird diese gesondert dargestellt.