Per- und Polyfluorierte Carbonsäuren Mehr Feind als Freund: PFOA & Co. aufspüren

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„PFOA-frei“ – den meisten unter Ihnen dürfte diese Aufschrift, die man z.B. auf manchen antihaftbeschichteten Pfannen findet, bekannt sein. Doch die Perfluoroctansäure ist nur der bekannteste Vertreter einer Gruppe von ziemlich schädlichen Verbindungen, deren Vorkommen es mit geeigneter Analytik zu kontrollieren gilt.

Was haben Pfannen und Outdoorkleidung gemeinsam? Beim Kauf beider Produkte kann man heutzutage auf die Bezeichnung „PFOA-frei“ stoßen. Was hat das zu bedeuten und warum sollten Alltagsprodukte kein PFOA enthalten? Hinter der Abkürzung verbirgt sich Perfluoroctansäure (PFOS oder englisch: PFOA (A=acid)), welche bei der Herstellung von wasserabweisenden Antihaftbeschichtungen zum Einsatz kommt. Diese Verbindung wurde 2017 auf die REACH-Liste für verbotene Stoffe (REACH Anhang XVII) aufgenommen [1]. Das bedeutet, dass in der EU sowohl PFOA als auch ihre Salze nicht mehr hergestellt, verwendet oder importiert werden dürfen. Das Verbot gilt auch für Substanzen, die zu PFOA abgebaut werden können, so genannte Vorläuferverbindungen. PFOA ist jedoch nur der bekannteste und am weitesten verbreitete Vertreter einer ganzen Gruppe von schädlichen Verbindungen – Perfluorcarbonsäuren (PFCA).

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Die Verbindungen haben mehrere nützliche Eigenschaften: sie sind schmutz-, fett-, öl- und gleichzeitig wasserabweisend. Dies führt dazu, dass sie viele industrielle als auch alltägliche Anwendungen gefunden haben. In der Struktur sind sowohl fluorierte hydrophobe als auch hydrophile Anteile vorhanden, die die Oberflächenspannung reduzieren. Das verbessert die Effizienz dieser Verbindungen gegenüber klassischen Tensiden. Daher werden die PFCA häufig als „Supertenside“ bezeichnet [3].

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Negative Auswirkungen von PFCA

Warum verbietet man die Herstellung von Verbindungen, die solche hervorragenden Eigenschaften besitzen? Der Grund dafür sind deren weithin beschriebene negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Im Menschen binden PFCA an Proteine in Blut, Leber und Niere und haben eine lange Verweildauer im Körper [5]. In mehreren Studien wurde Neurotoxizität, Reproduktions- und Entwicklungstoxizität von PFCA bewiesen [6].

Die Environmental Chemicals Agency (ECHA) hat PFOA als giftig bei wiederholter Exposition, krebserzeugend und fortpflanzungsgefährdend klassifiziert [7]. PFCA wurden in Blut- und Serumproben weltweit nachgewiesen [8 - 10].

Das Problem der PFCA-Kontamination ist auch in Deutschland sehr aktuell. In Baden-Baden und im Landkreis Rastatt wurde der Boden und infolgedessen teilweise das Grundwasser durch PFC-belastete Komposte verunreinigt [11]. Von Bewohnern dieser Region wurden Blutproben entnommen und auf PFC-Belastungen untersucht. Bei der Gruppe, die durch PFC-belastetes Trinkwasser betroffen war, wies der Median der PFOA-Werte 15,6 µg/L auf. Die Gruppe, die nicht durch Trinkwasser oder Obst und Gemüse der betroffenen Grundstücke belastet war, zeigte deutlich niedrigere PFOA-Werte (Median: 1,7 µg/L) [11].

Wo sind PFCA zu finden und wann wird es kristisch?

Nicht nur die Region Baden-Baden ist durch die PFCA bedroht. Jeder kann in Kontakt mit PFCA kommen, weil diese Verbindungen in vielen Alltagsprodukten vorkommen. PFCA wurden in Leder, Outdoor-Textilien, Backpapier [12], Polster, Zahnseide [13], Imprägnierungsmitteln, Feuerlöschschäumen und Pestizidlösungen [14] detektiert. Auch in Gemüse, Fisch, Fleisch, Milchprodukten und Getreide wurden PFCA nachgewiesen [15 - 18].

Wie alle von Menschen hergestellte Substanzen, gelangen auch die PFCA in die Umwelt. Eine direkte, bekannte Quelle der PFCA-Kontamination ist die Verwendung der Chemikalien als Prozesshilfsmittel, bei der Herstellung von Fluorpolymeren. Üblicherweise werden PFCA in der Industrie in Konzentrationen von 100 und 5000 ppm verwendet [19]. Jedoch können auch die PFCA-Vorläufer zur Belastung der Umwelt beitragen. Es wurde bewiesen, dass Fluortelomeralkohole (FTOH) zu Perflurocarbonsäuren abgebaut werden [20, 21].

Die Konzentration von PFCA in Oberflächenböden wurde weltweit untersucht und quantifizierbare Mengen an PFCA wurden in allen Proben beobachtet [22]. Viele Studien zeigten die Anwesenheit von PFCA in verschiedenen Gewässern, beispielsweise in Fluss- [23], Meer- [24] und Trinkwasser [25]. Auch Leitungswasser wird in Deutschland immer wieder auf PFCA untersucht. In einer Studie aus dem Jahr 2012 wurde gezeigt, dass in 46% aller Proben mindestens eine Perfluoralkylsäure in Konzentrationen oberhalb von 1 ng/l detektiert wurde [26].

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