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Per- und Polyfluorierte Alkylsubstanzen Was bedeutet das mögliche PFAS-Verbot für die Labor- und Analysentechnik?

Von Dipl.-Chem. Marc Platthaus 6 min Lesedauer

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Das mögliche Verbot der per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) hat viele Industrien in Aufruhr gebracht. Was bedeutet ein Verzicht auf PFAS für die Labor- und Analysentechnik? Wir haben mit Dr. Janina Bolling gesprochen, der Leiterin des Spectaris-Fachverbands Analysen-, Bio- und Labortechnik, warum es ohne PFAS keine optimale PFAS-Analyse geben kann.

Dr. Janina Bolling ist seit Oktober 2022 Leiterin des Spectaris-Fachverbandes Analyse-, Bio- und Labortechnik.(Bild:  Spectaris)
Dr. Janina Bolling ist seit Oktober 2022 Leiterin des Spectaris-Fachverbandes Analyse-, Bio- und Labortechnik.
(Bild: Spectaris)

Frau Dr. Bolling, fünf EU-Mitgliedsstaaten haben Anfang des Jahres bei der Europäischen Chemikalienagentur einen Verbotsantrag für die Substanzklasse per- und polyfluorierte Akylsubstanzen eingereicht. Wie stehen Sie als Unternehmensverband Spectaris diesem Antrag gegenüber?

Dr. Janina Bolling: Grundsätzlich unterstützen wir von Spectaris und unsere Mitgliedsfirmen die Ziele der Nachhaltigkeitsstrategie zum Schutz der Natur und des Menschen. Und wir beteiligen uns aktiv an der Erforschung und Suche nach Alternativen für schädliche Substanzen. Wir als Verband der Hightech-Industrien sehen für unsere Mitglieder zudem eine unternehmerische Chance darin, mit innovativen Lösungen voran zu gehen und somit die Wettbewerbsfähigkeit der EU-Industrie zu stärken. Dennoch sind wir gegen ein Verbot, welches pauschal eine große Gruppe chemischer Substanzen über einen Kamm schert und dabei in der Wertigkeit keinen Unterschied macht zwischen Alltagsprodukten wie Kosmetika, Regenjacken und Skiwachs oder hochindustriellen Prozessen und Medizintechnik. Sie verbieten dem Bäcker ja auch nicht die Hefe, nur weil man Pilze auch rauchen kann. Zugleich gilt es zu berücksichtigen, dass es PFAS „of low concern“ gibt, die also gemäß OECD-Kriterien keine schädlichen Einflüsse auf die Umwelt haben, und dass bei vielen anderen PFAS-Substanzen eine Risiko-Ermittlung erst noch durchgeführt werden muss. Außerdem wird es grundsätzlich schwierig, Alternativen zu finden, die die einzigartige Kombination aus den Eigenschaften der bislang eingesetzten PFAS erfüllen können. PFAS wurden in einem langen, forschungsintensiven Zeitraum entwickelt, um genau die Eigenschaften hervorzubringen, wegen der sie jetzt verboten werden sollen: eine hohe Beständigkeit gegen jegliche Umwelteinflüsse wie z.B. hohe oder niedrige Temperaturen, hohe Drücke und Widerstandsfähigkeit im direkten Kontakt mit bspw. ätzenden Lösungsmitteln. Häufig sind PFAS bereits das Ergebnis der Suche nach Alternativen, schließlich sind sie sehr teuer und kommen daher nur an Stellen zum Einsatz, wo ihre Widerstandsfähigkeit essentiell ist für die Funktionsweise von Geräten und Prozessen.

Polytetrafluorethylen, besser bekannt als Teflon, ist einer der bekanntesten PFAS-Vertreter und wird wegen seiner Eigenschaften an vielen Stellen in Medizin- und Labortechnikgeräten eingesetzt. Was würde ein mögliches Verbot für diese Geräte und ihre Hersteller bedeuten?

Bolling: Beim Einsatz von PTFE in der Medizin- oder Labortechnik steht die Persistenz als herausragende Eigenschaft der PFAS im Vordergrund. In der Laboranalytik stellt diese Beständigkeit gegen physische, chemische oder biologische Prozesse in erster Linie die Funktionsfähigkeit der Analysen- und Messgeräte selbst sicher. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass in den gemessenen Proben nur die Substanzen nachgewiesen werden, die aus der Probe stammen und nicht etwa aus dem Messgerät. Es gibt demnach keine Analyse oder Messung von PFAS ohne den gleichzeitigen Einsatz von PFAS in genau diesen Analyse- und Messgeräten.

In der Medizintechnik ist der Einsatz von PTFE essentiell, um den Einsatz elektronischer Medizinprodukte (z. B. mit Endoskopen) technisch zu ermöglichen, um reibungslos im menschlichen Gewebe agieren und minimal-invasiv operieren zu können. PTFE verhindert dabei, dass das Gerät durch Verschmutzung mit menschlichem Gewebe Schaden nimmt, und unterbindet gleichzeitig die Ablösung von Gerätebestandteilen, die ansonsten im menschlichen Körper verbleiben würden. Gemäß der OECD-Unbedenklichkeitskriterien zählt PTFE zu den „Fluorpolymers of low concern“, d.h. es konnte keine Schädlichkeit für den menschlichen Körper oder die Umwelt festgestellt werden. Im Gegenteil: Bei Versuchen, PTFE als Füllstoff für Diätmittel zu verwenden, wurde festgestellt, dass es durch den Verdauungstrakt nicht aufgenommen werden kann. Bislang gibt es keine alternativen Substanzen, die diesen hohen Anforderungen entsprechen, so dass viele Produkte bei einem pauschalen Verbot nicht mehr hergestellt werden könnten. Darüber hinaus werden PTFE auch in diversen Produktionsprozessen eingesetzt, welche dann auch nicht mehr möglich sein würden. Die Einschränkungen, die ein pauschales PFAS-Verbot haben würde, wirken sich nicht nur auf die Industrie aus: Sicher ist, dass viele wichtige Anwendungen der Gesellschaft nicht mehr zur Verfügung stünden. In der Medizintechnik wirft ein PTFE-Verbot den Fortschritt um Jahrzehnte zurück, die medizinische Versorgung könnte nicht mehr gewährleistet werden. Firmen könnten schließen oder in außereuropäische Regionen abwandern.

Diverse Studien weisen auf eine Umweltbelastung durch PFAS hin. Wie kommentieren Sie diese Studien und gibt es eventuell schon PFAS-Alternativen, die eine geringere Umweltgefahr darstellen?

Bolling: PFAS können leider in der Umwelt und auch im menschlichen Körper nachgewiesen werden, v.a. aufgrund von unzureichender Regulierung in den vergangenen Jahrzehnten, wie das Beispiel Löschschäume zeigt.

In der Hightech-Industrie werden die meisten PFAS-Hochleistungswerkstoffe und -Komponenten in geschlossenen Systemen verbaut, sie erfüllen bereits strenge Auflagen hinsichtlich der Entsorgung. Die Auflagen z.B. bei Klinikabfällen sind hoch, sowohl aus hygienischer Sicht als auch aus Gründen des Umweltschutzes. Dass die Verbrennung von Kunststoffabfällen auch PFAS-gerecht funktioniert (>850°C, HF-beständig, alkalische Rauchgaswäsche), müssen die Entsorger sicherstellen. Auch bei der PFAS-haltigen Schrottverhüttung müssen ähnliche Kriterien eingehalten werden. Da sehen wir zunächst die Entsorger mit in der Pflicht. In Bereichen, in denen noch kein abgeschlossener Stoffkreislauf existiert, ist es nötig, dass die Industrie entsprechende Lösungen vorantreibt. Durch das angekündigte PFAS-Beschränkungsverfahren setzt bereits leider eine umgekehrte Entwicklung ein: So geht mit der Werksschließung von Dyneon auch eine Depolymerisations-Versuchsanlage für PTFE verloren.

Die Zwischenauswertung einer aktuellen KIT-Studie, bei der auch das UBA beteiligt ist, konnte im Rahmen der Nachweisgrenzen keine PFAS-Emissionen nachweisen. Die Ergebnisse bestätigen, dass Fluorpolymere am Ende ihrer Lebensdauer bei der Verbrennung unter typischen kommunalen Auflagen in Europa keine messbaren Niveaus an PFAS-Emissionen erzeugen und daher keine Gefahr für die menschliche Gesundheit und die Umwelt darstellen. Interessant ist, dass in den USA PTFE-Folien verwendet werden, um Mülldeponien gegen die Umwelt und einen Eintrag ins Grundwasser abzusichern.

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Anhand dieser Erkenntnisse plädieren wir für eine differenzierte Vorgehensweise anstatt eines pauschalen Verbotes, um auch einen gesellschaftlichen Schaden zu verhindern, der durch die massiven Einschnitte u.a. in der Labor- und Medizintechnik unweigerlich entstehen würde. Durch diesen Verbotsantrag wurden schon unumkehrbare Bewegungen in Gang gesetzt, welche die Unternehmen dazu zwingen, in die Forschung von PFAS-Alternativen zu investieren. Nun gilt es die Rückmeldungen der Industrie ernst zu nehmen und besonnen die nächsten Schritte zu gehen.

Fr. Dr. Bolling, vielen Dank für das Gespräch.

Dr. Janina Bolling

Janina Bolling ist Diplom-Agraringenieurin Fachrichtung Gartenbau. 2006 promovierte sie zum Thema zerstörungsfreie Qualitätsbestimmung von Obst und Gemüse mittels laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie an der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt Universität zu Berlin in Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB). Am ATB war sie anschließend in verschiedenen Projekten als Postdoc und Projektleiterin tätig. Bei OpTecBB e.V., dem Verband optischer Technologien in Berlin und Brandenburg, war sie von 2019 bis 2022 Projektmanagerin mit dem Schwerpunkt Biophotonik und leitete dort u.a. das ZIM-Netzwerks Agriphotonik und das im Rahmen des „go-cluster“-Programms finanzierte Projekt PhoSenWOOD – Einsatz von Photonik und vernetzter Sensorik entlang der Forst- und Holzwirtschaft (Wood). Seit Oktober 2022 ist sie Leiterin des Spectaris-Fachverbandes Analysen-, Bio- und Labortechnik und koordiniert u. a. für den Fachverband die Aktivitäten im Bereich Regulatory Affairs.

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