Die schwer abbaubare Chemikalie PFAS mustert sich zu einer Gefahr für das Trinkwasser. In den USA kam zuletzt eine besorgniserregende Studie über die Verunreinigung des Trinkwassers durch die Chemikalien heraus. Das Problem betrifft jedoch nicht nur Millionen von Amerikanern, denn PFAS kommt auch hierzulande massiv zum Einsatz.

Kennen Sie PFAS oder auf Deutsch PFC? Hinter dem Kürzel stecken perfluorierte und polyfluorierte Chemikalien. Die amerikanische Bevölkerung wurde in einer neuen Studie über die gesundheitlichen Gefahren von PFAS/PFG in ihrem Trinkwasser gewarnt. Es wurde nachgewiesen, dass 16,5 Millionen Amerikaner eine von sechs Varianten von PFAS/PFC in ihrem Trinkwasser haben. Dabei handelt es sich nicht um geringe Einträge, sondern die Konzentrationen lagen nahe an der Grenze bzw. überschritten die erlaubten von der EPA (Amerikanische Umweltbehörde) zugelassenen Höchstmengen. Die höchsten Konzentrationen im Trinkwasser waren in Nähe von Militärstützpunkten, Industrieanlagen und Klärwerken gemessen worden.

Bisher war sich die Wissenschaft nicht einig wie stark PFAS/PFC im Trinkwasser und in der Nahrung Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Am weitesten erforscht sind bisher die PFAS Perfluoroktansulfonsäure (PFOS), die Perfluoroktansäure (PFOA), die Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS) und die Perfluornonan-1-säure (PFNA). Das Umweltbundesamt erklärt zu PFAS/PFC: „Diese Stoffgruppe umfasst mehr als 800 Stoffe. Die bekanntesten Vertreter sind die Perfluoroktansulfonsäure (PFOS) und die Perfluoroktansäure (PFOA).

PFC kommen nicht natürlich vor, sondern haben einen anthropogenen Ursprung. Chemisch gesehen bestehen PFC aus Kohlenstoffketten verschiedener Längen, bei denen die Wasserstoffatome vollständig (perfluoriert) oder teilweise (polyfluoriert) durch Fluoratome ersetzt sind. Polyfluorierte Chemikalien können zu perfluorierten Stoffen abgebaut werden und  werden daher weitläufig als Vorläufer bezeichnet.

Wie gelangen PFC in die Umwelt?

In die Umwelt können PFC bereits bei ihrer Herstellung und bei der Herstellung von PFC-haltigen Produkten gelangen. Beim Gebrauch und der Entsorgung dieser Produkte können PFC auch im weiteren  Verlauf des Lebenszyklus freigesetzt werden.

Weder biotische Prozesse (Bakterien) noch abiotische Prozesse (Wasser, Luft, Licht) können zum Abbau der PFC beitragen. Somit können sie auch nicht in Kläranlagen abgebaut werden. Vielmehr entstehen in Kläranlagen durch verschiedene Umwandlungsprozesse aus den abbaubaren Vorläuferverbindungen (polyfluorierte Chemikalien) zusätzliche perfluorierte Chemikalien. Wasserlöslichen PFC werden über Flüsse und Meere global verteilt. Sogar in entlegenen Gebieten wie der Arktis und den dort lebenden Tieren werden diese Verbindungen gefunden.

Andere PFC reichern sich im Klärschlamm an. Wird dieser Klärschlamm als Bodenverbesserer in der Landwirtschaft genutzt, können Pflanzen die PFC aus dem verunreinigten Boden aufnehmen oder die Chemikalien versickern ins Grundwasser.

Flüchtige PFC, zum Beispiel aus Imprägniersprays verteilen sich über Luftströmungen in die Atmosphäre. PFC können auch an Partikel adsorbieren und so über weite Strecken in der Luft transportiert werden. Über Niederschlagsereignisse gelangen PFC wiederum in Boden und Oberflächengewässer.“

Laut der in der Zeitschrift Environmental Science & Technology veröffentlichten Studie, ist der Verdacht begründet, dass PFAS/PFO für Erkrankungen wie hohen Cholesterinspiegel, Fettleibigkeit, Hormonstörungen und Krebs verantwortlich sein könnte. „Ich glaube, die Amerikaner sollten wegen dieser Chemikalien sehr besorgt sein“, sagt Susan M. Pinney, Professorin in der Abteilung für Umweltgesundheit der Universität Cincinnati. Ihrer Meinung nach reichte bisher die Zeit nicht, um alle Langzeitfolgen für die menschliche Gesundheit zu erforschen.

„PFAS sind wirklich nützliche organische Zusammensetzungen“, sagt Xindi Hu, führender Autor der neuen Studie und Doktorand der Harvard T. H. Chan School of Public Health. Damit will er deutlich machen, dass die Chemikalien große Anwendungen in vielen Bereichen finden. Sie finden sich in den beliebten Coffee to go Pappbechern, Pizzaschachteln, beschichteten Pfannen, Outdoor-Kleidung, schmutzabweisenden Teppichen, Lederwaren und Lebensmittelverpackungen. Der große Nutzen sind die wasserabweisenden, fettabweisenden und schmutzabweisenden Eigenschaften der Chemikalie. PFAS/PFC ist praktisch allgegenwärtig und ist in der Luft, in der Nahrung, in den Böden sowie im Grund- und Oberflächenwasser. So gelangt der Schadstoff schließlich auch ins Trinkwasser.

Die Chemikalien sind allgegenwärtig und sie werden an die Luft abgegeben, in den Hausstaub, ins Essen, in den Boden und ins Grund- und Oberflächenwasser und mit der Zeit gehen sie auch ins Trinkwasser über. In der Umwelt werden die langlebigen organischen Schadstoffe fast gar nicht oder sehr langsam abgebaut. Die große Problematik von PFAS/PFC ist, dass sich die Stoffe im Körper anreichern und nur schwer wieder ausgeschieden werden. Werden viele andere Giftstoffe innerhalb von Stunden wieder ausgeschieden, benötigt der Körper beispielsweise für Perfluoroktansäure (PFOA) laut Pinney etwa dreieinhalb Jahre um nur die Hälfte abzubauen.

„Wir wissen, dass diese Chemikalie im Blut gespeichert wird, in der Leber und einigen anderen Organen“, sagt Pinney. Noch ist die potenzielle Gefahr nicht ausreichend untersucht worden, doch Veränderungen im Cholesterinspiegel und der verfrühte Beginn der Pubertät sind nicht zu unterschätzende Erscheinungen die Gesundheit betreffend. Die Chemikalien „werden in wildlebenden Tieren und im menschlichen Gewebe gefunden und weltweit in allen Flüssigkeiten des Körpers“, erklärt Arlene Blum, Mit-Autorin der Studie und leitende Direktorin des Green Science Policy Institute. In einem Appell, der von 200 internationalen Wissenschaftlern unterzeichnet wurde, forderte die gelernte Apothekerin einen eingeschränkten Einsatz von PFAS/PFC.

Mehr als 36.000 Wasserproben. die von der EPA genommen wurden, untersuchten die Wissenschaftler um Hu und Blum. Von den 66 öffentlichen Wasserversorgungssystemen, die sechs Millionen Amerikaner mit Trinkwasser versorgen, war immer mindestens eine Probe dabei, die entweder die Obergrenze von 70 parts per million an Perfluoroktansulfonsäure (PFOS) oder Perfluoroktansäure (PFOA) überschritten haben. Besonders hohe Konzentrationen wurden in Newark, Bundesstaat Delaware und Warminster, Bundesstaat Pennsylvania gefunden.

Die EPA lehnte eine Stellungnahme zu den Ergebnissen zwar ab, erklärte aber, dass die Hersteller von PFOS zwischen 2000 und 2002 die Herstellung stoppten. Acht Jahre später schlossen sich acht weiter Unternehmen an und beendeten ihre weltweite Produktion von PFOS.

Dennoch belegt die Studie, dass 16,5 Millionen Amerikaner eine von sechs Arten PFAS/PFC in hohen Konzentrationen im Trinkwasser haben. Dies waren insgesamt 194 Wasserversorgungssysteme aus 33 Bundesstaaten. Drei Viertel der sehr stark kontaminierten Wasserversorgungssysteme waren in den 13 Bundesstaaten Kalifornien, New Jersey, North Carolina, Alabama, Florida, Pennsylvania, Ohio, New York, Georgia, Minnesota, Arizona, Massachusetts und Illinois.

Die aktuelle Studie stützt die Ergebnisse der älteren Studie des Epidemiologe Tony Fletcher. Er untersuchte die Umwelt und das Trinkwasser in einem Landstrich in Ohio, welcher über Jahre von einer Fabrik mit Perfluoroktansäure kontaminiert worden ist. Er brachte die Exposition in Verbindung mit den sechs Krankheiten Hodenkrebs, Nierenkrebs, hohem Cholesterolspiegel, der chronischen Darmerkrankung Colitis Ulcerosa, Schilddrüsenerkrankungen und Bluthochdruck während der Schwangerschaft. Zu dieser Zeit wurde die Datenlage von der Wissenschaft insgesamt noch als zu unzureichend eingestuft.

Allerdings reagierte die Europäische Lebensmittelbehörde EFSA 2014 auf die Ergebnisse und setzte Grenzwerte für eine tolerierbare Tagesdosis (tolerable daily intake/TDI) für Perfluoroktansulfonsäure (PFOS) und die Perfluoroktansäure (PFOA) fest. Zudem wurden die beiden Stoffe auf die Kandidatenliste der EU-Chemikalienverordnung REACH gesetzt. Damit müssen Hersteller die Verbraucher darüber informieren, wenn das Produkt mehr als 0,1 Prozent dieser Chemikalien enthält.

Eine weitere Studie der Harvard T.H. Chan School of Public Health, veröffentlicht in Environmental Health Perspectives, zeigte die Auswirkungen der PFAS/PFC auf das kindliche Immunsystem. Dr. Philippe Grandjean, apl. Professor für Umweltgesundheit, untersuchte für die Studie 600 Jugendliche von den Färöer-Inseln. Die Probanden waren bereits als Kleinkinder PFAS/PFC ausgesetzt gewesen. Es zeigte sich, dass sie wesentliche weniger Antikörper gegen Diphterie und Tetanus aufwiesen, als sie sonst nach einer Impfung sein müssten. „Andere fanden dieselben Auswirkungen im Fall von Masern und Grippe“, sagt Grandjean. „In welchem Ausmaß PFAS andere Immunfunktionen beeinflussen, ist noch unklar, z. B. Allergien und Autoimmunität oder die Reaktion auf Krebszellen“. Bisher kennen die Wissenschaftler noch nicht die Mechanismen wie das geschieht.

Das Problem vieler Umweltchemikalien liegt in der sehr zeitaufwendigen Forschung. Bis genaue Daten und Funktionsweisen auf die Gesundheit einwandfrei erforscht sind, vergehen viele Jahre. Und gerade in der Fötus- und in der Kleinkind-Phase sind die Auswirkungen am stärksten. Es gibt auch erfreuliche Ergebnisse aus den Studien. Die sehr gut erforschte Perfluoroktansäure (PFOA) verzeichnet einen Rückgang der Konzentrationen, wie Nachweise im menschlichen Blut belegen. „Diesen Rückgang können wir eindeutig auf Vereinbarungen zurückführen, die den industriellen Gebrauch und die Emissionen einschränken“, so Pinney. Gerade weil es da genug Forschungsdaten gab, war die Industrie auch bereit die Herstellung zu beenden. Aber auch hier gibt es einen Haken, denn oft folgt der „chemischen Cousin“, erklärt Blum, die gerne alle Arten von PFAS/PFC eingeschränkt sehen möchte. „Wir meinen, dass diese Chemikalien nur dann gebraucht werden sollten, wenn sie absolut nötig sind, denn sie bauen sich in unserer Umwelt niemals ab“, erklärt Blum. „Die aus unserer Sicht schädlichsten Chemikalien können um die Hälfte reduziert werden, was unserer Gesundheit nur zum Vorteil gereichen kann“. In der Tat inspirierte Blum zwei weitere Forschungsreihen zu den beiden bestehenden Studien, die hier vorgestellt werden, um die Historie ihrer krankmachenden Wirkungen darzustellen.

Bei der kleinen Anfrage vom September 2015 der Abgeordneten Peter Meiwald, Oliver Krischer, Dr. Julia Verlinden, weiterer Abgeordneter und der Fraktion BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN zu per- und polyfluorierte Chemikalien in der Umwelt, zeigt sich in den Antworten die große Unwissenheit der Bundesregierung über den aktuellen Stand in der Bundesrepublik. Aus der Vorbemerkung ist folgendes zu entnehmen: „Per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC) sind organische oberflächenaktive Verbindungen, die keine natürlichen Quellen haben, sondern industriell produziert werden […]Besonders bedenklich ist die Verwendung in Lebensmittelverpackungen, die unmittelbar mit Lebensmitteln in Berührung kommen, z. B. Pappbecher oder Pizzakartons. PFC können bei der Herstellung, dem Gebrauch und der Entsorgung eines Produktes freigesetzt werden. Die Behandlung in Kläranlagen lässt sogar noch mehr dieser Stoffe entstehen, die anschließend über Flüsse und Meere sowie durch Ausbringung von Klärschlämmen als Düngemittel auf der ganzen Welt und auch ins Grundwasser verteilt werden. Über Luftströmungen gelangen flüchtige PFC auch in die Atmosphäre. PFC weisen durch Langzeitbelastungen eine hohe Toxizität für Menschen und Tiere auf und reichern sich, ähnlich wie etwa Quecksilber aus Kohlekraftwerken, im Körper an. Der Abbauprozess gestaltet sich nur sehr langsam; in der Natur wird PFC fast gar nicht abgebaut. Es handelt sich um sehr langlebige organische Schadstoffe, die im Verdacht stehen, fortpflanzungsgefährdend und krebserregend zu sein. Diese Tatsachen gaben aus Sicht des Umweltbundesamtes (UBA) bereits im Jahr 2009 Anlass, Grenzwerte für sechs PFC einzuführen und in die Liste besonders besorgniserregende Stoffe gemäß der Europäischen Chemikalienverordnung (REACH) aufzunehmen.

Frage: Wie viele Befunde von PFC in Böden sowie in Oberflächen-, Grund- und Trinkwasser sind nach Kenntnis der Bundesregierung seit dem Jahr 2006 in Deutschland festgestellt worden, und was wird im Einzelfall nach Kenntnis der Bundesregierung gegen diese Befunde unternommen (bitte nach Jahr, Ort, verunreinigtem Medium, einzelnen Chemikalien der PFC-Gruppe und Gegenmaßnahme im Einzelfall aufschlüsseln)?

Antwort: Der Bundesregierung liegen keine Angaben darüber vor, wie viele PFC-Befunde es in Gewässern, im Boden und im Trinkwasser insgesamt seit 2006 in Deutschland gegeben hat. Gewässer-, Boden- und Trinkwasseruntersuchungen werden von den Bundesländern durchgeführt. Eine bundesweite Zusammenstellung aller PFC-Befunde erfolgt nicht.

Frage: Bis wann liegen nach Kenntnis der Bundesregierung die auf Bundestagsdrucksache 18/4570 angesprochenen Geringfügigkeits-Schwellenwerte vor, für welche PFC sollen diese eingeführt, und in welchem gesetzlichen Regelwerk sollen diese verankert werden?

Antwort: Die Ableitung von Geringfügigkeitsschwellenwerten (Gfs-Werten) für PFC in der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) ist noch nicht abgeschlossen. Ob bzw. bis wann ein GfS-Wert verbindlich wird, lässt sich derzeit noch nicht sagen.

Frage: Auf welchen Wegen wurden nach Kenntnis der Bundesregierung die in Frage 1 abgefragten PFC-Verunreinigungen in die Umwelt ausgebracht?

Antwort: PFC können u. a. durch den Einsatz von Feuerlöschmitteln, durch Abträge von ehemaligen Galvanikstandorten, auf dem Luftpfad oder durch die landwirtschaftliche Ausbringung von Klärschlamm in den Boden und weiter in das Grundwasser gelangen sowie in angrenzende Oberflächengewässer abgeschwemmt werden. Aus belasteten Gewässern können PFC durch Uferfiltration – also das Versickern aus oberirdischen Gewässern – in das Grundwasser gelangen.

Frage: Auf welchem Wege kann es aus Sicht der Bundesregierung zu einer PFC-Anreicherung in der menschlichen Nahrungskette kommen?

Antwort: Per- und polyfluorierte Chemikalien werden in einer Vielzahl von Produkten des alltäglichen Gebrauchs sowie in industriellen Prozessen eingesetzt. Dabei können PFC bei der Herstellung, der Verwendung und auch der Entsorgung in die Umwelt gelangen. Eine natürliche Quelle von PFC in der Umwelt ist nicht bekannt. Eine Vielzahl von Studien zeigt das ubiquitäre Vorkommen einzelner PFC in verschiedenen Umweltmedien, wie beispielsweise Luft und Oberflächengewässern. Dieses Vorkommen ist damit anthropogen bedingt. PFC können über verschiedene Wege in die menschliche Nahrungskette gelangen. Zum einen kann der Mensch PFC direkt aus der Umwelt aufnehmen. Dazu gehören das Einatmen von Luft oder auch der Kontakt mit Staub. Des Weiteren zeigen verschiedene Studien das Vorkommen einiger PFC in Grund- und Trinkwasser. Diese gelangen durch den Konsum von mit PFC verunreinigtem Trinkwasser in den menschlichen Körper.

Frage: In welchen pflanzlichen und tierischen Nahrungsmitteln wurden nach Kenntnis der Bundesregierung PFC gefunden (bitte nach Lebensmittel, Jahr, PFC und gemessenem Wert aufschlüsseln)? Welche Gefahren gehen nach Kenntnis der Bundesregierung von kurzkettigen PFC für den Menschen und die Umwelt aus?

Antwort: Perfluorierte Substanzen können in höheren Konzentrationen die Leber schädigen, sie haben sich im Tierversuch als krebsauslösend und schädlich für die Fortpflanzung erwiesen. Die tumorigene Wirkung an Nagern ist nach heutigem Kenntnisstand für den Menschen wahrscheinlich nicht relevant […] Des Weiteren hat das sogenannte „C8 Science Panel“ in den USA wahrscheinliche Zusammenhänge zwischen der menschlichen Belastung mit PFOA und verschiedenen Krankheiten (z. B. Erkrankung der Schilddrüse, Hoden- und Nierenkrebs) festgestellt. Verschiedene epidemiologische Studien sehen zudem einen Zusammenhang etwa zwischen PFC-Exposition und erhöhten Blutfettgehalten. Diskutiert werden auch mögliche Einflüsse auf das Immunsystem oder den durch eine Schwangerschaft ausgelösten Bluthochdruck. Allerdings sind die epidemiologischen Daten nicht eindeutig, so dass hier viele Fragen offen sind.

In der Umwelt haben PFC keine natürlichen Quellen. Sie besitzen eine sehr stabile Kohlenstoff-Fluor-Bindung, die sich nur unter sehr hohem Energieaufwand lösen lässt. Die Gefahr für die Umwelt ergibt sich vor allem dadurch, dass sie nicht abgebaut werden und sich im Organismus anreichern oder global verteilen:

 In der Umwelt werden langkettige perfluorierte Carbonsäuren (PFCAs) und perfluorierte Sulfonsäuren (PFSAs) nicht abgebaut und verbleiben dort für sehr lange Zeit.

 Langkettige PFC reichern sich zu dem im Organismus und entlang der Nahrungskette an.

 Kurzkettige PFC reichern sich zwar weniger im Organismus an, sind jedoch mobil und können somit schneller Grund- und Trinkwasser verunreinigen.