Per- und polyfluorierte Chemikalien, kurz PFAS, können schädlich für Mensch und Umwelt sein. Trotzdem werden sie in unzähligen Alltagsprodukten eingesetzt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Hereon haben gemeinsam mit einem internationalen Wissenschaftlerteam Wasserproben aus deutschen und chinesischen Flüssen untersucht. Das Besondere: Mit einer neuen Methode konnten sie an Industriestandorten – neben den bekannten – nun auch rund 60 üblicherweise nicht analysierte Substanzen aus der Gruppe der PFAS nachweisen. Davon wurden acht Substanzen vorher noch nicht in der Umwelt beschrieben.
Die Verteilungsmuster veranschaulichen, dass die Produktion in Deutschland auf Ersatzstoffe umgestellt wurde, die auch zur Gruppe der PFAS gehören. Dahingegen spielen in China klassische, teilweise verbotene PFAS weiterhin eine wichtige Rolle. Die Studie ist im Journal Environmental Science & Technology erschienen.
Die Eigenschaften, die PFAS so attraktiv für Produkte und Konsumgüter machen, sind aber gleichzeitig problematisch für Mensch und Umwelt. Bei der Herstellung, Weiterverarbeitung, Anwendung und bei der Entsorgung der Produkte werden PFAS in die Umwelt eingetragen, in entlegene Regionen transportiert sowie in Organismen oder der Nahrungskette angereichert. Die bekanntesten Vertreter der PFAS, Perfluoroktansulfonsäure (PFOS) und Perfluoroktansäure (PFOA), können die Wirkung von Impfungen vermindern, die Infektneigung erhöhen und zu erhöhten Cholesterinwerten führen. In einer Studie des Umweltbundesamts aus dem Jahr 2020 lag die PFOA-Konzentration in jeder fünften Blutprobe deutscher Kinder und Jugendlicher über dem HBM-I-Wert. Nur bei Unterschreitung dieses Wertes ist eine gesundheitliche Beeinträchtigung auszuschließen.
„Inzwischen sind PFOS und PFOA weltweit verboten, die Industrie nutzt dafür aber weitestgehend Ersatzstoffe. Diese sind für Mensch und Umwelt aber häufig genauso problematisch – wir sprechen von regrettable substitutes“, erklärt Dr. Hanna Joerss vom Hereon Institut für Umweltchemie des Küstenraumes. Über klassische analytische Methoden konnten im Labor lange nur die Stoffe untersucht werden, deren Identität bekannt war und für die es Vergleichssubstanzen gab. Da die Industrie ihre Inhaltsstoffe aber selten offenlegt, standen Forschende meist vor dem Problem, dass sie nicht wussten, welche neuen PFAS nun im Umlauf sind. (Quelle: Hereon Pressemitteilung)
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Joerss, H., Menger, F., Tang, J., Ebinghaus, R., & Ahrens, L. (2022): Beyond the Tip of the Iceberg: Suspect Screening Reveals Point Source-Specific Patterns of Emerging and Novel Per- and Polyfluoroalkyl Substances in German and Chinese Rivers. Environmental Science & Technology, doi:10.1021/acs.est.1c07987
Abstract:
Only a few dozens of the several thousand existing per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are monitored using conventional target analysis. This study employed suspect screening to examine patterns of emerging and novel PFAS in German and Chinese river water affected by industrial point sources. In total, 86 PFAS were (tentatively) identified and grouped into 18 structure categories. Homologue patterns revealed distinct differences between fluoropolymer production sites of the two countries. In the Chinese Xiaoqing River Basin, the C8 homologue was the most prevalent compound of the emerging series of chlorinated perfluoroalkyl carboxylic acids (Cl-PFCAs) and perfluoroalkylether carboxylic acids (PFECAs). In contrast, C6 and shorter homologues were dominant in the German Alz River. This indicates that the phaseout of long-chain compounds in Europe and their ongoing production in Asian countries also apply to unregulated emerging PFAS classes. Additional characteristics to differentiate the point sources were the peak area ratio of perfluorobutane sulfonic acid (PFBS) versus the emerging compound hydro-substituted PFBS (H-PFBS) as well as the occurrence of byproducts of the sulfonated tetrafluoroethylene-based polymer Nafion. The large number of identified unregulated PFAS underlines the importance of a grouping approach on a regulatory level, whereas the revealed contamination patterns can be used to estimate, prioritize, and minimize contributions of specific sources.