poly- or perfluorinated alkylated substances (PFAS)

Was ist PFAS?

PFAS (Poly- oder Perfluorinated Alkylated Substances) ist die Sammelbezeichnung für künstlich hergestellte Chemikalien mit Kohlenstoff-Fluor (C-F)-Bindungen im „Schwanz“ und wasserähnlichen funktionellen Gruppen im „Kopf“ (Abbildung 1).

PFAS sind amphiphile Chemikalien, da die C-F-Bindung hydrophob ist, während die funktionellen „Kopfgruppen“ im Wesentlichen säuren und hydrophil sind.

Aufgrund dieser amphiphilen Eigenschaft sind FPAS wasser-/ölabweisend und für die Herstellung vieler Produkte geeignet. Verschiedene PFAS werden seit den 1930er Jahren in Produkten wie Feuerlöschschäumen, Farben, Fleckenschutzmitteln für Textilien und Teppichen, Lebensmittelverpackungen, Kochgeschirr usw. verwendet. Bis jetzt wurden bis zu 6000 PFAS gefunden, die gängigsten sind Perfluoroctansäure (PFOA) und Perfluoroctansulfonsäure (PFOS).

Figure 1 – Molecular structure of PFAS (PFOS and PFOA) compounds.

Transport von PFAS in der Umwelt

PFAS gelangen über viele Wege in die Umwelt, z.B. 1) unsachgemäße Entladung aus chemischen Produktionsanlagen; 2) Standortkontamination durch Verwendung von z.B. wässriger filmbildender Schaum (AFFF) in militärischen Bereichen; 3) Schlamm-/Bodenablagerung während z.B. Bagger- und Erdbewegungsarbeiten; 4) Auslaugen von festen Abfällen aus Deponien; 5) Abfluss von Regenwasser und Stadtmüll; 6) Luftemission durch thermische Verarbeitung von PFAS-haltigen Produkten usw.

PFAS sind in der Umwelt weit verbreitet. Es wird geschätzt, dass die Gesamtzahl der potenziell PFAS emittierenden Fabrikstandorte in Europa in der Größenordnung von 100 000 liegt [1]. Andererseits sind PFAS persistente Chemikalien, da die C-F-Bindung eine der stärksten chemischen Bindungen in der Natur ist, sie sind kaum biologisch abbaubar. als „Forever Chemicals“ bekannt.

Abbildung 1 zeigt den Weg von PFAS in die Umwelt und schließlich in den menschlichen Körper.

Figure 2 - Der Weg von PFAS in die Umwelt und den menschlichen Körper [2].

Neue Generation von PFAS

Heutzutage werden immer mehr langkettige PFAS abgeschafft und durch kurzkettige Alternativen ersetzt. Leider sind die kurzkettigen PFAS auch persistent und noch wasserlöslicher und bioakkumulativ, die in kürzerer Zeit verteilt werden können.

GenX (Hexafluorpropylenoxid-Dimersäure) wird beispielsweise seit 2012 in den Niederlanden als Ersatz für PFOA verwendet. In weniger als 7 Jahren wurde diese Chemikalie in einem angrenzenden Flusswasser, dem mit Flusswasser infiltrierten Grundwasser und sogar das Trinkwasser in der Nähe einer Fluorpolymer-Fertigungsanlage. Der nachgewiesene GenX-Spiegel ist überraschend höher als der des früheren PFOA, der seit den 1970er Jahren langfristig verwendet wurde [3],

 

Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit

Die Aufnahme über Trinkwasser und Lebensmittel, der Kontakt mit PFAS-haltigen Materialien und das Einatmen der PFAS-kontaminierten Luft sind mögliche Expositionswege des Menschen gegenüber PFAS. Eine landesweite Umfrage in den USA ergab, dass fast 100 % der Bevölkerung einen bestimmten PFAS-Wert im Blutserum tragen, dies tritt auch bei Neugeborenen auf. Berichte haben auch gezeigt, dass PFAS die Entwicklung von Kindern behindern, die menschliche Fortpflanzung, die Schilddrüse und das Immunsystem beeinträchtigen kann und auch krebserregend sein könnte usw.

 

Verweise:

[1] Nordic Council of Ministers, 2019, The cost of inaction - A socioeconomic analysis of environmental and health impacts linked to exposure to PFAS, TemaNord No 516.

[2] A review of the pathways of human exposure to poly- and perfluoroalkyl substances (PFASs) and present understanding of health effects, Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology, 2018

[3] The PFOA substitute GenX detected in the environment near a fluoropolymer manufacturing plant in the Netherlands, Chemosphere, April 2019, 493-500.