Die Koordinierungsstelle Umweltschutz des DIN e. V. Berlin hat mit ihrer Veranstaltung „PFAS im Fokus – Analyse und Wege zu einer schadstofffreien Zukunft“ einen umfassenden Einblick in die Problematik und Lösungsansätze rund um per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) gegeben. PFAS sind aufgrund ihrer Persistenz, Mobilität und potenziellen Gesundheitsrisiken eine große Herausforderung für Umwelt und Gesellschaft. In diesem Beitrag beleuchten wir die vielfältigen Facetten von PFAS, von ihrer Verbreitung und toxikologischen Auswirkungen über politische Regulierung bis hin zu analytischen Herausforderungen und praktischen Beispielen aus der Produktwelt.
Inhaltsverzeichnis
- 🌍 PFAS: Eine allgegenwärtige Herausforderung in Umwelt und Gesellschaft
- 🔬 Umweltchemische Eigenschaften und Verbreitung von PFAS
- ⚠️ Toxikologische und gesundheitliche Auswirkungen von PFAS
- 🛑 Politische Regulierung und EU-Beschränkungen von PFAS
- 🧪 Analytische Herausforderungen bei PFAS – Umwelt- und Produktanalytik
- 🧴 PFAS in Verbraucherprodukten – Beispiele und Konsequenzen
- ♻️ PFAS und Kreislaufwirtschaft – Herausforderungen für Recycling und Nachhaltigkeit
- ❓ FAQ – Häufig gestellte Fragen zu PFAS und deren Regulierung
- 🔚 Fazit – Wege zu einer schadstofffreien Zukunft mit Design out chemicals, PPWR Anforderungen
🌍 PFAS: Eine allgegenwärtige Herausforderung in Umwelt und Gesellschaft
PFAS sind eine Gruppe von Chemikalien, die durch ihre einzigartige chemische Struktur besonders stabil, wasser-, öl- und schmutzabweisend sind. Diese Eigenschaften machen sie in zahlreichen industriellen Prozessen und Verbraucherprodukten unverzichtbar. Gleichzeitig sind sie extrem langlebig, reichern sich in Umwelt und Organismen an und lassen sich nur schwer abbauen.
Der erste große Kontaminationsfall in Deutschland wurde vor etwa zwanzig Jahren im Einzugsgebiet der Möhnetalsperre in Nordrhein-Westfalen entdeckt. Dort führte die Ausbringung von PFOA-haltigen Klärschlämmen auf landwirtschaftlichen Flächen zu einer kontinuierlichen Emission in Fließgewässer, welche bis in das Trinkwasser reichte. Die Folge waren erhöhte PFOA-Werte im Blut der betroffenen Bevölkerung, die nur sehr langsam wieder zurückgingen.
Solche Hotspots finden sich häufig an Produktionsstandorten, bei Feuerbekämpfungsübungen, sowie durch unsachgemäße Entsorgung von Abfällen. Die Kontaminationen führen nicht nur zu Umweltbelastungen, sondern auch zu einer erhöhten Exposition vieler Menschen über Trinkwasser, Nahrung und Hausstaub.
Neben diesen punktuellen Belastungen gibt es auch sogenannte Hintergrundkontaminationen, die aus diffusen Quellen stammen und PFAS in der gesamten Umwelt verbreiten. PFAS gelangen über Luft, Wasser und Nahrungsketten bis in entlegene Regionen wie die Polarzonen, wo sie in Tieren wie Eisbären nachweisbar sind.
🔬 Umweltchemische Eigenschaften und Verbreitung von PFAS
PFAS besitzen eine außergewöhnliche Stabilität, die sie in der Umwelt langlebig und persistent macht. Sie sind in der Lage, sich über weite Strecken durch atmosphärischen und hydrologischen Transport zu verbreiten. Dabei akkumulieren sie sich in Organismen und können durch die Nahrungskette weitergegeben werden.
Ein wichtiger Aspekt ist die Transformation polyfluorierter Substanzen zu perfluorierten Abbauprodukten, die noch stabiler und problematischer sind. Studien aus Grundwasseruntersuchungen in Dänemark zeigen eine deutliche Zunahme von Trifluoressigsäure (TFA), einem Abbauprodukt vieler PFAS, das mittlerweile sogar in entlegenen Gebieten wie der Antarktis nachweisbar ist.
Diese Transformationen zeigen, dass Ersatzstoffe, die auf polyfluorierten Verbindungen basieren, keine echte Lösung darstellen, da sie langfristig zu den gleichen persistenten und toxischen Endprodukten führen können.
⚠️ Toxikologische und gesundheitliche Auswirkungen von PFAS
Lange Zeit wurde angenommen, dass PFAS aufgrund ihrer chemischen Stabilität wenig toxisch seien. Doch die Forschung hat in den letzten Jahren gezeigt, dass PFAS trotz fehlender akuter Toxizität chronische, subtile Gesundheitsrisiken bergen. Die Halbwertszeit von PFAS im menschlichen Körper liegt bei mehreren Jahren, sodass sich die Substanzen mit der Zeit anreichern können.
Die tolerierbare wöchentliche Aufnahmemenge (TWI) für PFAS wurde in den letzten Jahren drastisch von mehreren Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht auf wenige Nanogramm pro Kilogramm herabgesetzt – eine Absenkung um das Tausendfache. Dies verdeutlicht die zunehmende Besorgnis über die langfristigen gesundheitlichen Folgen.
Zu den belegten gesundheitlichen Effekten zählen unter anderem:
- Erhöhter Blutdruck
- Leberschädigungen
- Verschiedene Krebsarten (z.B. Hodenkrebs, Nierenkrebs)
- Beeinträchtigung der kindlichen Entwicklung
- Vermindertes Ansprechen auf Impfstoffe
- Geringeres Geburtsgewicht
Diese Effekte unterstreichen die Notwendigkeit eines vorsorgenden Umgangs mit PFAS, auch wenn noch nicht alle toxikologischen Daten abschließend vorliegen.
🛑 Politische Regulierung und EU-Beschränkungen von PFAS
Die Regulierung von PFAS stellt eine komplexe Herausforderung dar. Aufgrund der Vielzahl an Substanzen (über zehntausend bekannt) und deren unterschiedlichen Eigenschaften ist eine Einzelstoffbeschränkung nicht praktikabel. Daher verfolgt die EU derzeit einen Gruppenansatz, der die gesamte Stoffgruppe der PFAS erfasst, um ungewollte Substitutionen zu verhindern.
Im Jahr 2020 wurden in der EU etwa 840.000 Tonnen PFAS verbraucht, mit den größten Anteilen in fluorierten Gasen, dem Transportsektor, Textilien und Medizinprodukten. Die Emissionen in die Umwelt werden auf rund 75.000 Tonnen jährlich geschätzt, mit einer kumulativen Belastung von etwa 4,4 Millionen Tonnen in den kommenden 30 Jahren.
Die EU-Beschränkungen zielen darauf ab, Herstellung, Verwendung und Inverkehrbringen von PFAS als einzelne Stoffe, Gemische oder Bestandteile von Erzeugnissen zu verbieten, mit definierten Grenzwerten:
- 20 ppb für Einzelstoffe
- 250 ppb für PFAS als Summenparameter
- 50 ppm für PFAS bei Polymeren
Ausnahmen sind nur dann vorgesehen, wenn keine technisch und wirtschaftlich verfügbaren Alternativen existieren oder diese noch nicht einsatzfähig sind. Der Beschränkungsprozess umfasst wissenschaftliche, politische und Übergangsphasen und ist geprägt von intensiven Stakeholder-Diskussionen.
🧪 Analytische Herausforderungen bei PFAS – Umwelt- und Produktanalytik
Die Analyse von PFAS ist aufgrund der extrem großen Stoffvielfalt, fehlender Referenzmaterialien und komplexer Matrizes eine große Herausforderung. Es gibt verschiedene analytische Ansätze:
- Gezielte Analytik: Bestimmung bekannter PFAS mittels Flüssigchromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie (LC-MS/MS). Limitiert durch das Fehlen von Referenzstandards für viele Substanzen.
- Oxidative Vorlaufanalytik: Erfassung potenzieller Vorläufersubstanzen durch Oxidation zu perfluorierten Carbonsäuren.
- Summenparameter: Bestimmung des Gesamtfluorgehalts (TOF) mittels Verbrennung und Fluoridbestimmung. Umfasst auch polymere und unbekannte fluorierte Verbindungen, jedoch ohne Spezifität.
Die Produktanalytik steht vor besonderen Herausforderungen, da PFAS in Produkten häufig in polymerer Form oder als Seitenkettenfluorpolymere vorliegen, die durch konventionelle Extraktionsmethoden oft nicht erfasst werden. So führte die Verwendung von Methanol als Extraktionsmittel in einigen Fällen zu erheblich unterschätzten PFAS-Gehalten. Die Einführung einer alkalischen Hydrolyse als Extraktionsschritt („Gamechanger“) ermöglicht nun eine bessere Erfassung dieser Verbindungen.
Die jüngst veröffentlichte Norm DIN EN 17681 Teil 1 (2025) beschreibt diese verbesserte Methode und wird voraussichtlich die Analytik in Verbraucherprodukten wie Textilien, Leder und Papier maßgeblich verbessern.
🧴 PFAS in Verbraucherprodukten – Beispiele und Konsequenzen
PFAS finden sich in zahlreichen Produkten des täglichen Gebrauchs, darunter wasserabweisende Textilien, Papierverpackungen, Imprägniersprays, Feuerlöschschäume und Kosmetika. Diese Produkte sind oft so konzipiert, dass die PFAS dauerhaft in den Materialien verbleiben – „Erzeugnisse für die Ewigkeit“. Die Folgen sind:
- Kontamination von Recyclingkreisläufen, insbesondere bei Papier und Textilien
- Direkte Emissionen in die Umwelt bei Gebrauch und Entsorgung
- Exposition der Verbraucher über Hautkontakt, Einatmen von Hausstaub und Aufnahme über Nahrung
Beispielsweise wurde bei Polyestertextilien ein deutlicher Unterschied zwischen beschichteten und unbeschichteten Stoffen sichtbar, wobei PFAS-beschichtete Stoffe Öl und Wasser abweisen. Untersuchungen zeigten, dass auch in Papierverpackungen wie Pizzakartons oder Mikrowellen-Popcorntüten oft hohe PFAS-Gehalte nachweisbar sind, die in die Umwelt und Lebensmittel übergehen können.
Die Kontamination durch PFAS in Produkten aus Asien, insbesondere China, ist ein zusätzliches Problem, da dort oft Produkte als „PFAS-frei“ beworben werden, obwohl sie dennoch belastet sind. Dies führt zu Irreführungen und erschwert die Kontrolle.
♻️ PFAS und Kreislaufwirtschaft – Herausforderungen für Recycling und Nachhaltigkeit
Die Integration von Recyclingmaterialien in die Produktion von Textilien, Papier und Kunststoffen wird durch PFAS-Belastungen erschwert. PFAS-reiche Recyclingstoffe können die Belastung in neuen Produkten erhöhen und somit den Kreislauf schließen, ohne das Problem zu lösen. Dies widerspricht den Zielen einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft und macht die „Design out chemicals, PPWR Anforderungen“ umso wichtiger.
Die Überwachung und Kontrolle von PFAS in Recyclingmaterialien sowie die Entwicklung von Alternativen sind entscheidend, um die Umwelteinträge langfristig zu reduzieren. Ohne klare Regulierungen und analytische Methoden besteht die Gefahr, dass PFAS weiterhin in den Materialkreisläufen verbleiben und sich anreichern.
❓ FAQ – Häufig gestellte Fragen zu PFAS und deren Regulierung
Was sind PFAS und warum sind sie problematisch?
PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) sind synthetische Chemikalien, die aufgrund ihrer Stabilität und wasser-, ölabweisenden Eigenschaften in vielen Produkten verwendet werden. Sie sind jedoch extrem langlebig, reichern sich in Umwelt und Organismen an und können gesundheitsschädliche Wirkungen haben.
Wie gelangen PFAS in den menschlichen Körper?
Die Hauptaufnahmewege sind über die Nahrung, Trinkwasser und das Einatmen oder Verschlucken von Hausstaub. Hautkontakt spielt eine geringere Rolle und ist weniger gut untersucht.
Gibt es Abbauwege für PFAS in der Umwelt?
Bislang sind keine vollständigen Abbauwege bekannt, die PFAS in harmlose Substanzen umwandeln. Einige polyfluorierte Substanzen können teilweise zu perfluorierten Endprodukten abgebaut werden, die jedoch ebenfalls persistent sind.
Wie werden PFAS in Produkten und Umweltanalytik nachgewiesen?
Es gibt gezielte Analysen für bekannte PFAS, oxidativ-chemische Methoden zur Erfassung von Vorläufersubstanzen sowie Summenparameter wie den Gesamtfluorgehalt. Die Analytik ist komplex, da es tausende verschiedene PFAS gibt und viele nicht als Referenzstandards verfügbar sind.
Welche Regulierungen gibt es für PFAS in der EU?
Die EU arbeitet an Gruppenbeschränkungen, die Herstellung, Verwendung und Inverkehrbringen von PFAS weitgehend verbieten sollen, mit Ausnahmen für unverzichtbare Anwendungen. Grenzwerte sind definiert, und der Ansatz soll ungewollte Substitution verhindern.
Wie beeinflussen PFAS die Kreislaufwirtschaft?
PFAS in Recyclingmaterialien können die Umweltbelastung verstärken und die Nachhaltigkeitsziele gefährden. Eine konsequente Regulierung und Kontrolle sind notwendig, um PFAS aus den Kreisläufen zu entfernen.
🔚 Fazit – Wege zu einer schadstofffreien Zukunft mit Design out chemicals, PPWR Anforderungen
Die Herausforderungen durch PFAS sind komplex und betreffen Umwelt, Gesundheit, Politik und Wirtschaft gleichermaßen. Die Veranstaltung von DIN e. V. hat deutlich gemacht, dass ein umfassender, wissenschaftlich fundierter und regulativer Ansatz nötig ist, um PFAS nachhaltig zu reduzieren.
Der Gruppenansatz in der EU-Beschränkung, verbesserte analytische Methoden, ein bewusster Umgang mit Recyclingmaterialien sowie die Entwicklung und Nutzung von PFAS-freien Alternativen sind wesentliche Bausteine für die Zukunft. Insbesondere die „Design out chemicals, PPWR Anforderungen“ spielen eine zentrale Rolle, um die Verwendung gefährlicher Chemikalien in Produkten von Anfang an zu vermeiden und so die Umwelt langfristig zu schützen.
Nur durch gemeinsame Anstrengungen von Wissenschaft, Industrie, Politik und Gesellschaft kann der Weg zu einer schadstofffreien Zukunft erfolgreich gestaltet werden.
This article was created from the video PFAS im Fokus – Analyse und Wege zu einer schadstofffreien Zukunft with the help of AI.