Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) sind eine Gruppe von Chemikalien, die über zehntausend Substanzen umfasst. Sie stellen aufgrund ihrer einzigartigen chemischen Eigenschaften sowohl eine bedeutende technologische Innovation, als auch ein ernstzunehmendes Umweltproblem dar.
Diese Verbindungen sind extrem stabil sowie wasser-, fett- und schmutzabweisend, was sie in zahlreichen industriellen und alltäglichen Anwendungen sehr wertvoll macht. PFAS zeigen ein weites Spektrum an Verwendungsbereichen: Sie finden sich in Produkten als Antihaftbeschichtungen, in Funktionskleidung, Verpackungen und auch in Feuerlöschschäumen.
Das Hauptproblem bei PFAS liegt jedoch in ihrer außergewöhnlichen Langlebigkeit. Durch die starke Bindung zwischen Kohlenstoff- und Fluoratomen sind PFAS äußerst resistent gegenüber natürlichen Abbauprozessen wie UV-Strahlung oder biologischen Zersetzungsmechanismen. Dies führt dazu, dass PFAS sich in der Umwelt akkumulieren, insbesondere in Gewässern und Böden, und so langfristig in der Nahrungskette angereichert werden können – mit potenziellen Gesundheitsrisiken für Menschen und Tiere.
Kontaminationsfälle, die in Österreich bereits gemeldet wurden, zeigen, dass PFAS vor allem durch die Verwendung von Feuerlöschschäumen oder über kontaminierte Abwässer und Böden verbreitet werden. Auch wenn industrielle Lösungen wie Sonderabfallverbrennungsanlagen in der Lage sind, PFAS unter extrem hohen Temperaturen (über 1000 °C) zu zerstören, bleibt die Frage nach einer breiteren und nachhaltigeren Lösung zur Reduktion dieser Chemikalien in der Umwelt und ihrer Auswirkungen auf die Gesundheit.
Woher kommen PFAS?
PFAS können durch verschiedene Wege in die Umwelt gelangen. Eine bedeutende Quelle ist die industrielle Nutzung, insbesondere die Herstellung von wasser-, fett und schmutzabweisenden Produkten, wie Textilien, Verpackungen und Feuerlöschschäume. Die in der Herstellung entstandenen Emissionen können über weite Entfernungen als Luftmassen, auch in Alpenregionen getragen werden und Umwelt und Tiere belasten. Klärschlämme, die als Dünger in der Landwirtschaft genutzt werden, können aufgrund von kontaminierten Abwässern PFAS enthalten. Zudem ist ein direkter Eintrag von PFAS in Böden und Pflanzen durch den Einsatz von PFAS-haltigen Pestiziden möglich.
Auch Alltagsprodukte wie beschichtetes Kochgeschirr, Outdoor-Bekleidung, Sportzubehör (z.B. Skiwachs), Medizinprodukte oder wasserabweisende Verpackungen tragen durch Abrieb, Waschwasser oder Entsorgung zur Verbreitung von PFAS in die Umwelt bei. Diese langlebigen Chemikalien reichern sich in Böden, Gewässern und der Nahrungskette an und stellen eine wachsende ökologische sowie gesundheitliche Herausforderung dar.
Effekte der PFAS auf die Umwelt
PFAS sind extrem beständig und lassen sich nur schwer über natürliche Prozesse abbauen, was zu einer Anreicherung in Organismen führt. In Pflanzen, die in Regionen mit hoher PFAS-Belastung wachsen, kann mit PFAS kontaminiertes Wasser über die Wurzeln aufgenommen werden und in verschiedenen Zellstrukturen wie Zellwänden, Organellen und interzellulären Kompartimenten gespeichert werden. Zudem können PFAS, die an Partikel gebunden sind, ebenfalls auf Pflanzen fallen und dort aufgenommen werden. Die Präsenz von PFAS in Pflanzen führt zu einer verstärkten Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), was zu oxidativem Stress führt und Schäden an den Organellen verursachen kann. Eine Folge davon ist die Störung wichtiger zellulärer Prozesse wie der Photosynthese, der Proteinbiosynthese oder der Stickstoff- und Kohlenstofffixierung. Forschungsergebnisse zeigen zudem, dass eine höhere Konzentration von aufgenommenem PFAS, insbesondere in Salatpflanzen, zu einer Veränderung der Nährstoffzusammensetzung führt. Wichtige Phytohormone, die für das Pflanzenwachstum notwendig sind, werden nicht ausreichend produziert, was das Wachstum der Pflanzen negativ beeinflussen kann.
Auch Menschen können PFAS aufnehmen
Durch die hohe Beständigkeit von PFAS in der Umwelt und die Anreicherung entlang der Nahrungskette erfolgt die hauptsächliche Aufnahme dieser Substanzen meist über die Nahrung. Viele Lebensmittel unterliegen dabei bereits EU-rechtlichen Grenzwerten, die die Summe der PFAS-Konzentrationen betreffen.
Auch eine dermale Aufnahme von PFAS-Verbindungen ist möglich. Eine Studie aus dem Jahr 2024 hat gezeigt, dass PFAS über die Haut aufgenommen werden können. Insbesondere gelangen PFAS in Form von „Fluoroelastomeren“, die in Armbändern von Smartwatches verarbeitet sind, über die Schweißporen in den Körper. Eine weitere Quelle sind kosmetische Produkte, die PFAS-Verbindungen als Stabilisatoren, Emulgatoren, Lösungsmittel oder Tenside nutzen.
Der genaue Mechanismus, wie PFAS von der Nahrung bis zur Ausscheidung im Körper wirken, ist noch nicht vollständig erforscht. Es konnte jedoch nachgewiesen werden, dass PFAS in der Lage sind, sich an Eiweiße im Blut zu binden und durch den Blutkreislauf zu zirkulieren. Besonders PFAS mit mehr als sechs fluorierten Kohlenstoffatomen neigen dazu, sich in der Leber abzulagern und dort wichtige Stoffwechselprozesse zu beeinflussen. Diese Erkenntnis wurde im Endbericht der AGES zum Monitoring von Umweltkontaminanten bestätigt, der einen Zusammenhang zwischen der steigenden Leberaktivität und der Aufnahme von PFAS zeigte, wobei dieser Effekt bei Männern stärker ausgeprägt war als bei Frauen. Die Ablagerung von PFAS in wichtigen Organen wie der Leber und den Nieren kann zudem das Risiko für die Entwicklung von Krebs erhöhen. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) hat seit 2023 PFOA und PFOS (zwei chemische Verbindungen aus der Gruppe der PFAS) als krebserregend oder möglicherweise krebserregend eingestuft. Weitere Studien haben zudem gezeigt, dass PFAS besonders bei Säuglingen und Kleinkindern negative Auswirkungen haben können, z.B. ein niedriges Geburtsgewicht oder unterdrückende Effekte auf das Immunsystem.
Die rechtliche Entwicklung der PFAS
Die schnelle wissenschaftliche Entwicklung von Nachweismethoden haben es ermöglicht die weite Verbreitung und die gesundheitlichen und ökologische Gefahren von PFAS rasch zu entdecken. Die hohe Beständigkeit dieser Substanzen in der Umwelt und ihre Eigenschaft zur Bioakkumulation in Organismen machen ihre Kontrolle und Regulierungen zu einer großen Herausforderung.
Zunächst wurden durch die REACH-Verordnung VO 1907/2006 (europäische Chemikalienverordnung) einige chemische Verbindungen, die zur Gruppe der PFAS gehören auf die Liste der besorgniserregenden Substanzen (engl.: substance of very high concern) gesetzt.
Global wird mittels des Stockholmer Übereinkommens über persistente organische Schadstoffe (POP), dem mehr als 190 Staaten beigetreten sind, das Ziel verfolgt, gefährliche Chemikalien, die sowohl die menschliche Gesundheit als auch die Umwelt schädigen können, zu kontrollieren. Seit 2019 wurden Perfluoroctansäure (PFOA), ihre Salze und Vorläuferverbindungen – mit bestimmten Ausnahmen – aufgenommen. Mit der Anpassung der POP (persistente organische Schadstoffe) ist somit der Einsatz einiger PFAS Verbindungen verboten. Im Juni 2022 wurde schließlich die Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS), einschließlich ihrer Salze und verwandten Substanzen, in die Liste der persistenten organischen Schadstoffe aufgenommen, was weitere internationale Beschränkungen zur Reduzierung ihrer Verwendung und Freisetzung zur Folge hat. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass nicht alle PFAS-haltigen Stoffe in der POP-Verordnung aufgeführt sind. In der EU sind beispielsweise 37 PFAS-haltige Pflanzenschutzmittel von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) zugelassen. Auf nationaler Ebene ist das Bundesamt für Ernährungssicherheit (BAES) für die Zulassung von Pflanzenschutzmitteln zuständig.
PFAS können durch industrielles Abwasser in den Klärschlamm gelangen und dort als Düngemittel weiterverwendet werden. Daher wurde in der österreichischen Düngemittelverordnung ein Grenzwert von 0,1 mg/kg Trockenmasse für die Gesamtsumme aus Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) und Perfluoroctansäure (PFOA) festgelegt.
Ebenso finden PFAS in der Kosmetik Verwendung, da sie die Konsistenz regulieren und haut- sowie haarpflegende Eigenschaften besitzen. Diese Verbindungen unterliegen der europäischen Kosmetikverordnung. Einige PFAS, wie PFOS sowie deren Kalium-, Aluminium- und Lithiumsalze, sind gemäß der Kosmetikverordnung der EU mittlerweile verboten.
Die Aufnahme von PFAS erfolgt häufig über die Nahrung, weshalb in der EU-Verordnung 2022/1428 verbindliche Höchstgehalte für bestimmte Lebensmittel wie Eier, Frischfleisch, Krebstiere und Muscheln sowie Fleisch von Rindern, Schweinen, Geflügel, Schafen und Wild festgelegt wurden. Zusätzlich gibt es eine Empfehlung zur Überwachung von PFAS in Obst, Gemüse, stärkehaltigen Wurzeln und Knollen, Wildpilzen, Milch und Beikost. Diese dienen als Orientierung, um eine mögliche Kontamination festzustellen.
Weiters sind seit 2013 PFOS (Perfluoroctansulfonsäure und ihre Derivate) laut der Wasserrahmenlinie und Umweltqualitätsnormenrichtlinie als prioritär gefährliche Stoffe eingestuft. Ab dem 12. Januar 2026 dürfen in den EU-Mitgliedstaaten gemäß der Trinkwasserrichtlinie entweder die „Summe der PFAS“ von 0,1 µg/l oder der Wert „PFAS gesamt“ von 0,5 µg/l im Trinkwasser nicht überschritten werden. Auch im Grundwasser wurden Grenzwerte zu der Summe aus 24 PFAS-Verbindungen festgelegt.
2024 wurde der PFAS-Aktionsplan des BMK veröffentlicht, der sich mit der Umweltkontamination von PFAS und den Möglichkeiten, diese zu reduzieren, beschäftigt. Wesentliche Ziele sind hierbei, Möglichkeiten zur Entfernung von PFAS‑Verunreinigung zu bieten, weitere Kontaminationen zu vermeiden und Maßnahmen in verschiedenen Bereichen festzulegen, um die Gefahr der PFAS bestmöglich zu reduzieren.
Was kann ich gegen PFAS tun?
Da PFAS hoch persistente Verbindungen sind, die über natürliche Prozesse nicht abgebaut werden können, und sich die Aufnahme dieser Verbindungen in Pflanzen, Tieren und Menschen nachteilig auswirkt, ist es umso wichtiger, den Eintrag dieser Verbindungen in der Umwelt weitest möglich einzugrenzen. Hierzu können im Alltag Entscheidungen getroffen werden, die eine Reduktion der PFAS bewirken können:
- Achte auf Kennzeichnungen, wie „frei von PFAS“ oder „fluorfrei“ in Textilien, Kosmetika oder Kochgeschirr.
- PFTE beschichtete Pfannen sollten, wenn sie zerkratzt sind, nicht weiterverwendet, sondern entsorgt werden.
- Verwende lieber Pfannen und Töpfe aus Edelstahl, Gusseisen, Keramik und Emaille.
- Kaufe Lebensmittel mit Bio-Qualität, da in der Bio-Landwirtschaft der Einsatz von PFAS-haltigen Pestiziden verboten ist.
- Reduziere den Verzehr von tierischen Lebensmitteln, wie Fleisch, Fisch und Eiern zu Gunsten von heimischen und pflanzlichen Lebensmitteln in Bioqualität.
- Vermeide den Kauf von beschichteten Lebensmittelverpackungen und verzichte auf Take-away-Becher, Pizzakartons, Burger Boxen, Pommes Tüten und Butterbrotpapiere, da diese oftmals mit PFAS beschichtet sind.
- Statt Einwegbechern ist die Nutzung von Mehrwegbechern aus Edelstahl zu empfehlen
- Vermeide den Kauf von Textilien, die als „schmutzabweisend“, „ölabweisend“ oder „fleckengeschützt“ gekennzeichnet sind und achte auf Gütesiegel, wie bluesign© und OEKO-TEX© STANDARD 100.
- Frage bei Kauf eines Feuerlöschers der Klasse A und B, ob dieser frei von PFAS ist.
- Achte bei Wahl eines kosmetischen Produkts auf Zertifizierungen, wie das österreichische Umweltzeichen oder EU-Ecolabel, da diese den Einsatz von PFAS ausschließen. Natur- und Biokosmetik enthält keine PFAS.
Zusammenfassung
Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) sind chemische Verbindungen, die aufgrund ihrer Eigenschaften die Industrie und den Alltag maßgeblich verändert haben. Nichtsdestotrotz darf nicht vernachlässigt werden, dass PFAS ein Risiko für Umwelt und Gesundheit darstellen, sehr lange in der Umwelt verbleiben und die Frage offen ist, wie diese Verbindungen beseitigt werden können. Es wurden bereits erste Schritte zur Bewusstseinsbildung unternommen: Jede*r Einzelne kann dazu beitragen den weiteren Eintrag von PFAS zu reduzieren.
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