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PerfluoroctansÀure
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PerfluoroctansÀure (Kurzzeichen PFOA, von engl. perfluorooctanoic acid) ist eine PerfluorcarbonsÀure, d. h. eine durchgÀngig fluorierte CarbonsÀure, die zu den per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS) gehört.
PFOA wird als âEwigkeitschemikalieâ bezeichnet, weil sie sich in der Umwelt nie abbaut.cite-ref-5[5] Aufgrund ihrer Einstufung als CMR-Stoff und PBT-Stoff sind â von wenigen Ausnahmen abgesehen â die Herstellung und das Inverkehrbringen von PFOA und VorlĂ€uferverbindungen in der EU seit dem 4. Juli 2020, in der Schweiz seit dem 1. Juni 2021, verboten.cite-ref-v2007-1000-6-0[6]cite-ref-7[7]
Contents
âą Eigenschaften
âą Salze und Ester
âą Verwendung
âą Exposition
âą Trinkwasser
âą Literatur
âą Weblinks
âą Einzelnachweise
ââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââââ
Gewinnung und Darstellung
Die Darstellung von PFOA kann durch die elektrochemische Fluorierung (ECF) und die Telomerisierung erfolgen. Die ECF kam ab den 1950er-Jahren bis 2002 zum Einsatz, die Telomerisierung ab 2002.cite-ref-0-8-0[8]
Bei ECF entstehen als Nebenprodukte Anionen von PerfluorcarbonsÀuren unterschiedlicher KettenlÀnge, namentlich Perfluorhexanoat (0,73 %), Perfluorheptanoat (3,7 %), Perfluornonanoat (0,2 %), Perfluordecanoat (0,0005 %), Perfluorundecanoat (0,0008 %) und Perfluordodecanoat (0.0008%). Bei 78 % handelt es sich um lineare Isomere, 22 % sind verzweigt. Bei der Telomerisierung entsteht hingegen ein isomerenreines lineares Produkt.cite-ref-0-8-1[8]
Eigenschaften
Von PFOA gibt es 39 mögliche Konstitutionsisomere: 1 mit KettenlÀnge 8 (linear), 5 mit KettenlÀnge 7, 13 mit KettenlÀnge 6, 16 mit KettenlÀnge 5, 4 mit KettenlÀnge 4.cite-ref-0-8-2[8]cite-ref-9[9]
PFOA hat öl- und wasserabstoĂende (amphiphobe) Eigenschaften. Die hohe StabilitĂ€t und WiderstandsfĂ€higkeit der PerfluoroctansĂ€ure bei unterschiedlichsten Bedingungen begrĂŒnden ihre Eignung fĂŒr diverse Anwendungen. PerfluoroctansĂ€ure ist ein inzwischen in der Umwelt weit verbreiteter Stoff, da sie sowohl persistent als auch bioakkumulativ ist.cite-ref-10[10]
In Wasser kann die Verbindung mit Hilfe eines Bornitrid-Titandioxid-Verbundstoffs unter Sonnenlicht abgebaut werden.cite-ref-11[11]cite-ref-europeanscientist-com-12-0[12]
Salze und Ester
Siehe auch
:
Liste von PerfluoroctansÀuresalzen und -ester
PerfluoroctansĂ€ure wird bzw. wurde hauptsĂ€chlich als Ammoniumsalz Ammoniumperfluoroctanoat hergestellt und verwendet. Neben diesem sind auch noch eine Reihe anderer Salze verfĂŒgbar.cite-ref-13[13] Diese werden bzw. wurden als Zwischenprodukte bei der Synthese anderer fluorierter Verbindungen eingesetzt.cite-ref-lines-14-0[14]
Die Salze können durch Neutralisation wÀssriger oder Diethylether-Lösungen von PerfluoroctansÀure mit dem entsprechenden Metallhydroxid oder Metallcarbonat gewonnen werden.cite-ref-lines-14-1[14]
Verwendung
PerfluoroctansĂ€ure wurde (in Form von Ammoniumperfluoroctanoat (APFO)) vor allem als Hilfsmittel (Emulgator) fĂŒr die Herstellung von Polymeren wie Polytetrafluorethylen (bei Chemours: Teflon) gebraucht. In diesen Prozessen werden inzwischen die Ersatzstoffe ADONA (Dyneon) oder das Ammoniumsalz von HFPO-DA/GenX (Chemours) verwendet.cite-ref-15[15]cite-ref-16[16]cite-ref-17[17]
Exposition
Wissenschaftler haben diese Chemikalie in Lebewesen auf der gesamten Welt nachgewiesen â von Tieren in der Tiefsee bis hin zu Vögeln, die auf abgelegenen Inseln leben.cite-ref-18[18] Bei 99 % der untersuchten Einwohner Kaliforniens wurde PFOA im Blutserum nachgewiesen.cite-ref-19[19] Bei allen der 100 zwischen 2009 und 2019 genommenen Humanblutproben aus der deutschen Umweltprobenbank wurde zwischen 0,27 und 14 ÎŒg/l PFOA gefunden.cite-ref-20[20] In 86 % der Blutplasma-Proben von 1109 Kindern und Jugendlichen zwischen 3 und 17 Jahren, die im Rahmen der Deutschen Umweltstudie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen (GerES V) untersucht worden waren, wurde PFOA in einer Konzentration bis zu 6,33 ng/ml nachgewiesen.cite-ref-21[21] Auch Muttermilch aus allen Kontinenten enthĂ€lt PFOA.cite-ref-22[22] PFOA kommt als Verunreinigung oder Abbauprodukt von Fluorchemikalien in die Umwelt oder den menschlichen Körper. Zu den wichtigsten Emissionsquellen gehören schmutz- und wasserabstoĂend ausgerĂŒstete Teppiche und Textilien sowie Feuerlöschschaum (AFFF).cite-ref-23[23]
VorlĂ€uferstoffe von PFOA wie Fluortelomeralkohole (FTOH) tragen zur Kontamination mit PFOA bei. FTOH werden fĂŒr die Herstellung wasser- und fettabweisender Beschichtungen eingesetzt, die in Lebensmittelverpackungen (z. B. Backpapier, Pizzakartons, Popcornverpackung), aber auch fĂŒr Teppichböden und Autositze verwendet werden.cite-ref-24[24] Aus Verpackungen kann PFOA als Verunreinigung oder Abbauprodukt in die Lebensmittel wandern.cite-ref-25[25]cite-ref-bfr-lebensmittel-26-0[26]
Im Trinkwasser im Rhein-Ruhr-Gebiet wurden Konzentrationen von bis zu 500 ng/l nachgewiesen. Diese Verunreinigung wurde durch auf Feldern in der Landwirtschaft ausgebrachten kontaminierten DĂŒnger verursacht.cite-ref-27[27]cite-ref-28[28]
PFOA wurde im Industriepark Werk Gendorf von 1968 bis 2003 produziert, zunĂ€chst von Hoechst, ab 1999 von der Tochterfirma des US-Konzerns 3M Dyneon â dabei kontaminierten Feinstaub-Emissionen den Boden, das Grundwasser und schlieĂlich das Trinkwasser. Erst als Greenpeace im November 2006 in der Alz unterhalb des Industrieparks Werk Gendorf in der Gemeinde Burgkirchen an der Alz hohe Konzentrationen von PFOA nachgewiesen hatte, wurde das AusmaĂ der Verseuchung bekannt. Dabei ĂŒbertreffen sie diejenigen im Rhein um das 10.000-fache. In dem Industriepark arbeiten neben 3M/Dyneon Firmen wie W. L. Gore & Associates, Linde und Clariant mit Fluorchemikalien.cite-ref-29[29] Der Industriepark Werk Gendorf verfĂŒgte zu dieser Zeit ĂŒber eine Genehmigung zur Einleitung von 1000 ÎŒg/l perfluorierter Tenside in die Alz.cite-ref-30[30] Die in den Inn mĂŒndende Alz flieĂt kurz nach Gendorf durch ein Naturschutzgebiet. Durch die Einleitungen in die Alz war auch die Trinkwasserversorgung im Landkreis Altötting jahrzehntelang PFOA-belastet. Im November 2018 erfuhr die Ăffentlichkeit erstmals von erhöhten PFOA-Werten, die auf die legalen Einleitungen aus dem Chemiepark in Gendorf in die Alz zurĂŒckzufĂŒhren sind. Die Werte im Grundwasser werden voraussichtlich bis 2030 noch steigen, vor 2050 ist kein RĂŒckgang erwartbar.cite-ref-31[31] Seit 2016 unterschritten die PFOA-Messwerte im Trinkwasser deutlich den gesetzlichen Grenzwert von 0,1 ÎŒg/l.cite-ref-bayern-592016-32-0[32] Seit 2019/2020 setzen die StĂ€dte Altötting und Neuötting sowie die Gemeinden Winhöring, Burgkirchen an der Alz und Kastl PFOA-Filteranlagen fĂŒr eine PFOA-freie Trinkwasserversorgung ein.cite-ref-33[33]cite-ref-34[34]
Ein vergleichbares Problem stellt auch die Kontamination des Trinkwassers in Mittelbaden (Region zwischen Baden-Baden und Rastatt)cite-ref-35[35] mit per- und polyfluorierten Chemikalien dar. Auch hier wurde als Quelle die Verunreinigung von Ackerböden mit PFAS-haltigem Kompost identifiziert.cite-ref-36[36]cite-ref-37[37]cite-ref-38[38] Die bisher angewandte Lösung, das Trinkwasser ĂŒber Aktivkohlefilter zu reinigen, ist aufwĂ€ndig und teuer.cite-ref-39[39]
In Fischfilets aus zehn Seen sĂŒdlich und westlich der Alpen wurden PFOA-Konzentrationen von bis zu 1 ÎŒg/kg gefunden.cite-ref-40[40]
Gefahren- und Risikobeurteilung
Neben ihrer Langlebigkeit und ihrer Eigenschaft, sich in Organismen anzureichern, wird PFOA kaum aus dem menschlichen Körper ausgeschieden.cite-ref-41[41] Studien (Versuche an Nagetieren und epidemiologische Studien ĂŒber Fabrikarbeiter) haben auf leberschĂ€digende, reproduktionstoxische und krebserregende Eigenschaften hingewiesen.cite-ref-bfr-lebensmittel-26-1[26] Bei stark exponierten Arbeitern wurde eine signifikant erhöhte Sterblichkeitsrate fĂŒr Zirrhose und Leberkrebs im Vergleich zu einer regionalen Population festgestellt.cite-ref-42[42] 2023 stufte die Internationale Agentur fĂŒr Krebsforschung (IARC) PFOA als krebserregend Gruppe 1 (karzinogen fĂŒr Menschen) ein.cite-ref-43[43]cite-ref-44[44]
Weiter wurde ein dosisabhĂ€ngiger Zusammenhang einer Exposition gegenĂŒber PFOA und einem erhöhten Risiko fĂŒr Diabetes mellitus Typ 2 beobachtet.cite-ref-45[45]
Die amerikanische Umweltbehörde Environmental Protection Agency (EPA) hatte im Februar 2006 mit den groĂen Fluorpolymerherstellern eine freiwillige Vereinbarung zur Elimination der PFOA-Emissionen aus Herstellung und Produktverunreinigung bis zum Jahre 2015 geschlossen. Dabei wurde festgehalten, dass es sich um eine VorsorgemaĂnahme handelt, ohne dass derzeit eine allgemeine GefĂ€hrdung fĂŒr Mensch und Umwelt vorlĂ€ge und im Hinblick auf Verbraucherprodukte kein Anlass zur Beunruhigung bestĂŒnde. In zahlreichen FĂ€llen wurde der Hersteller DuPont zu Schadenersatz wegen gesundheitlicher SchĂ€den durch PFOA verurteilt; der Umweltanwalt Robert Bilott, der die KlĂ€ger z. T. in Sammelklagen vertreten und umfangreiche Untersuchungen veranlasst hattecite-ref-46[46], wurde 2017 dafĂŒr mit dem Right Livelihood Award (Alternativer Nobelpreis) ausgezeichnet.cite-ref-47[47] Sein Wirken wurde 2019 im Film Vergiftete Wahrheit dokumentiert.
2008 stufte das deutsche Bundesinstitut fĂŒr Risikobewertung aufgrund der ĂŒblichen Konzentrationen in der Nahrung gesundheitliche Risiken durch PFOA fĂŒr den Menschen als unwahrscheinlich ein.cite-ref-bfr-lebensmittel-26-2[26] In Zusammenhang mit den in der Alz geangelten Fischen hat das Bayerische Landesamt fĂŒr Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 2008 eine toxikologische Bewertung veröffentlicht.cite-ref-48[48] Bei Fischen aus der Ochtum wird wegen der hohen Belastung vom Verzehr abgeraten.cite-ref-49[49]
Die EuropĂ€ische Behörde fĂŒr Lebensmittelsicherheit hat die tolerierbare wöchentliche Aufnahmemenge (engl. tolerable weekly intake, TWI) im Dezember 2018 auf 6 ng pro kg Körpergewicht und Woche gesenkt. Dabei wurde festgestellt, dass die Exposition eines namhaften Anteils der Bevölkerung höher ist als dieser Wert.cite-ref-50[50] Im September 2020 senkte die EFSA den TWI fĂŒr die Summe von vier PFAS â neben PFOA auch PFNA, PFHxS und PFOS â auf 4,4 ng pro kg Körpergewicht und Woche.cite-ref-51[51]cite-ref-52[52] Ein Grund fĂŒr die Senkung war, dass Kinder mit höheren PFOA-Gehalten im Blutplasma niedrigere Gehalte an Antikörpern nach Impfungen aufweisen, was einen verminderten Impfschutz zur Folge haben könnte.cite-ref-53[53]cite-ref-54[54]
Das Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu schlug 2017 gestĂŒtzt auf die Wasserrahmenrichtlinie als Jahresdurchschnitts-UmweltqualitĂ€tsnorm ein Wert von 48 ng·lâ1 vor. FĂŒr die zulĂ€ssige Höchstkonzentration wurden Werte von 2800 ng·lâ1 (SĂŒĂwasser) bzw. 560 ng·lâ1 (Salzwasser) vorgeschlagen.cite-ref-55[55]
Trinkwasser
In der Neufassung der EuropĂ€ischen Trinkwasserrichtlinie â Richtlinie (EU) 2020/2184 â vom 16. Dezember 2020 gibt es keine Mindestanforderung spezifisch fĂŒr PFOA. Allerdings gibt es eine solche (0,1 ÎŒg/l) fĂŒr die Summe der PFAS, also die Summe von 20 PFAS â PerfluorcarbonsĂ€uren und PerfluorsulfonsĂ€uren mit KohlenstoffkettenlĂ€ngen von 4 bis 13 â zu welchen auch PFOA gehört.cite-ref-2-56-0[56]
Im Jahr 2002 hatte der PFOA-Trinkwasserrichtwert in West Virginia noch 150 000 ng/l betragen, was dem 37,5-Millionen-Fachen des heutigen Werts entspricht.cite-ref-59[59]
Chemikalienrechtliche Regulierung
Im Jahr 2013 erfolgte eine Einstufung durch den Ausschuss fĂŒr Risikobewertung (RAC) als reproduktionstoxisch Kategorie 1B, die mit der 5. ATP rechtskrĂ€ftig wurde. Darauf aufbauend wurde ebenfalls im Jahr 2013 PerfluoroctansĂ€ure in die Kandidatenliste der besonders besorgniserregenden Stoffe nach REACH aufgenommen.cite-ref-60[60] Die EU-Kommission schloss im Juni 2017 ein BeschrĂ€nkungsverfahren gegen PFOA und VorlĂ€ufersubstanzen ab. Demnach darf PFOA seit dem 4. Juli 2020 nicht mehr hergestellt und in den Verkehr gebracht werden. In Gemischen liegt die Obergrenze fĂŒr PFOA bei 25 ppb und fĂŒr PFOA-VorlĂ€uferverbindungen bei 1000 ppb. Es gibt Ausnahmeregelungen fĂŒr Arbeitsschutztextilien und LöschschĂ€ume.cite-ref-v2007-1000-6-1[6]
Die PerfluoroctansĂ€ure (PFOA), ihre Salze und PFOA-verwandte Verbindungen (VorlĂ€uferstoffe) wurden 2015 fĂŒr die Aufnahme in das Stockholmer Ăbereinkommen nominiertcite-ref-61[61] und im Mai 2019 in Anlage A (Eliminierung) aufgenommen.cite-ref-62[62]cite-ref-63[63] In der Folge wurden in der EU die Regelungen vom Anhang XVII der REACH-Verordnung in die EU-POP-Verordnung verschoben und angepasst.cite-ref-64[64] Unter das Verbot fallen mehrere hundert Salze und VorlĂ€ufer von PFOA.cite-ref-65[65]cite-ref-66[66]
Literatur
âą Silke Gabbert: Economic assessment and valuations of environmental and health impacts caused by Perfluorooctanoic acid (PFOA) and its salts, OECD Environment Working Papers No. 128, Paris, 2018.
âą Ableitung von HBM-I-Werten fĂŒr PerfluoroktansĂ€ure (PFOA) und PerfluoroktansulfonsĂ€ure (PFOS) â Stellungnahme der Kommission âHumanbiomonitoringâ des Umweltbundesamts. In: Bundesgesundheitsblatt â Gesundheitsforschung â Gesundheitsschutz. Band 61, Nr. 4, April 2018, S. 474â487, doi:10.1007/s00103-018-2709-z.
Weblinks
Commons
: PerfluoroctansÀure
â Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
âą Fragen und Antworten zu perfluorierten und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) vom Bundesinstitut fĂŒr Risikobewertung (BfR)
âą The Teflon Toxin â Von Sharon Lerner, The Investigative Fund (âA project of The Nation Instituteâ), 11. Aug. 2015
Einzelnachweise
cite-note-gestis-11. Eintrag zu PerfluoroctansÀure in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 3. Januar 2023. (JavaScript erforderlich)
cite-note-clp-100-005-817-22. Eintrag zu Pentadecafluorooctanoic acid in der Datenbank ECHA CHEM der EuropÀischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
cite-note-svhc-100-005-817-33. Eintrag in der SVHC-Liste der EuropÀischen Chemikalienagentur, abgerufen am 17. Juli 2014.
cite-note-44. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte â Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 335-67-1 bzw. PerfluoroctansĂ€ure), abgerufen am 2. November 2015.
cite-note-55. â Why Are DuPont and Chemours Still Discharging the Most Notorious âForever Chemicalâ?
cite-note-v2007-1000-66. â Verordnung (EU) 2017/1000 der Kommission vom 13. Juni 2017 zur Ănderung von Anhang XVII der Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 des EuropĂ€ischen Parlaments und des Rates zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und BeschrĂ€nkung chemischer Stoffe (REACH) betreffend PerfluoroctansĂ€ure (PFOA), ihre Salze und PFOA-VorlĂ€uferverbindungen. In: Amtsblatt der EuropĂ€ischen Union. L 150, 14. Juni 2017, S. 14 ff.
cite-note-77. â Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung, Anhang 1.16. In: Fedlex. 1. Juni 2021, abgerufen am 2. August 2021.
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