Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS)

Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS)

Steckbrief

Beschreibung

Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) umfassen über 10.000 Substanzen – wie PFOS (Perfluoroctansulfonsäure), PFOA (Perfluoroctansäure), Perfluornonansäure (PFNA) und Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS) – und sind Industriechemikalien, die jahrzehntelang bei der Herstellung einer Vielzahl von Produkten z.B. Textilien, Haushaltswaren, Brandbekämpfung, Autoindustrie, Lebensmittelverarbeitung, Bauwesen, Elektronik verwendet wurden. Die Aufnahme von PFAS über Lebensmittel kann negative gesundheitliche Auswirkungen zur Folge haben. Die Verwendung von PFOS ist seit 2010 in Europa verboten. Seit dem Jahr 2020 gilt in der  EU für PFOA und Substanzen, aus denen PFOA freigesetzt werden kann, ein Verwendungsverbot als Reinstoffe. In Mischungen und Erzeugnissen gelten seit 2020 Höchstmengen von 0,025 Milligramm (mg) pro Kilogramm (kg) bzw. 1 mg pro kg (PFOA freisetzende Substanzen). Für verschiedene Spezialverwendungen gibt es Ausnahmen bzw. längere Übergangsfristen. Seit 2023 gilt in der EU auch für PFHxS, ihre Salze und PFHxS-verwandte Verbindungen ein Herstellungs- und Verwendungsverbot. Verbote und Beschränkungen bezüglich dieser langlebigen, sich anreichernden Stoffe werden in der EU in der Verordnung 2019/1021 geregelt. Die Europäische Chemikalienagentur (ECHA) hat am 7. Februar 2023 den Vorschlag für ein Verbot der Herstellung, der Verwendung und des Inverkehrbringens (einschließlich der Einfuhr) von mindestens 10.000 PFAS veröffentlicht. Das vorgeschlagene Verbot wurde im Rahmen der EU-Chemikalienverordnung REACH von Expert:innen aus Deutschland, den Niederlanden, Dänemark, Norwegen und Schweden ausgearbeitet.

Vorkommen

PFAS kommen in Beschichtungen von Textilien wie Outdoor-Kleidung, als Imprägnierung, in Backpapier, in Skiwachsen oder Feuerlöschern vor. In Kosmetika finden sie Einsatz in Wimperntusche, Make-up und Lippenstiften. PFAS sind schwer abbaubar und mittlerweile überall in der Umwelt verbreitet. Sie sind daher auch in der Nahrungskette und im Menschen nachweisbar.

Gesundheitsrisiko

Der Mensch nimmt PFAS in erster Linie über Lebensmittel auf, wo diese Stoffe am häufigsten in Fisch, Obst, Eiern und Eiprodukten nachweisbar sind, sowie über Trinkwasser.

PFAS binden sich nach der Aufnahme im Körper an Eiweiße im Blut und werden beim Menschen nur extrem langsam, hauptsächlich über die Nieren, ausgeschieden. Das führt zu einer Anreicherung im Körper, zum Beispiel im Blut und in der Leber. Die Halbwertszeit im Körper kann je nach Kettenlänge der PFAS zwischen wenigen Tagen und Monaten (z. B. PFHxA, PFBA) bis hin zu mehreren Jahren (z.B. PFOAS, PFOA, PFHxS) liegen. Weltweit zeigt sich, dass die Gehalte an PFOS, PFOA und PFHxS im Menschen seit dem Jahr 2000 weniger werden, wohingegen der Gehalt von PFNA steigt.

PFAS gehen in die Muttermilch über und reichern sich während der Stillperiode im kindlichen Organismus an. Messergebnisse und Modellierungen zeigen jedoch, dass sich die Blutgehalte dieser Verbindungen von lange gestillten und nicht gestillten Kindern innerhalb von wenigen Jahren angleichen.

Die giftige Wirkung aufgrund einer kurzfristigen hohen Aufnahme (akute Toxizität) ist bei PFAS gering. Mögliche gesundheitliche Auswirkungen, die durch PFAS verursacht werden können, sind eine verminderte Immunantwort auf Impfungen, erhöhte Cholesterinwerte, entwicklungstoxische Effekte beim ungeborenen Kind wie eine verzögerte Entwicklung der Milchdrüse und geringeres Geburtsgewicht, sowie die Entwicklung von Nieren- und Hodenkrebs bei Erwachsenen.

Situation in Österreich

Höchstgehalte für PFAS in Lebensmitteln

Ab 01.01.2023 gelten in der EU Höchstgehalte für PFOA, PFOS, PFNA, PFHxS und für die Summe dieser 4 PFAS in Lebensmitteln wie Eiern, Fischfleisch, Krebstieren und Muscheln, Fleisch und genießbaren Schlachtnebenerzeugnissen. Diese Höchstgehalte sind in der EU-Verordnung 2023/915 veröffentlicht. Bei Überschreiten der Höchstgehalte sind diese Lebensmittel vom Markt zu nehmen.

Zusätzlich wurden in der EU-Empfehlung 2022/1431 zur Überwachung von Perfluoralkylsubstanzen in Lebensmitteln für weitere Lebensmittelkategorien, wie Obst, Gemüse, stärkehaltige Wurzeln und Knollen, Wildpilze, Milch und Beikost, Richtwerte veröffentlicht. Bei Überschreiten der Richtwerte soll eine Ursachenabklärung für die Kontamination durch den Lebensmittelhersteller erfolgen. Die Ware bleibt aber verkehrsfähig.

In Europa wurden die höchsten Gehalte von PFOS und PFOA mit durchschnittlich 214 µg/kg bzw. 5,5 µg/kg in essbaren Innereien von Wildtieren und 14,12 µg/kg bzw. 4,1 µg/kg in Karpfen gefunden. PFNA und PFHxS werden weniger häufig und in geringeren Konzentrationen in Lebensmitteln festgestellt. Nicht nur tierische Lebensmittel können PFAS enthalten, sondern auch pflanzliche Lebensmittel, da sie über die Wurzel gut aufgenommen werden können. So können geringe Mengen an PFAS auch in Obst und Gemüse gemessen werden, wie z.B. ein durchschnittlicher PFOS-Gehalt von 0,027 µg/kg in Obst und Obstprodukten.

In Österreich werden  PFAS im Rahmen von Schwerpunktaktionen untersucht. Insgesamt wurden bis 2022 85 Lebensmittelproben auf die 4 PFAS PFOA, PFNA, PFHxS und PFOS untersucht. Am häufigsten wurde PFOS in den untersuchten Lebensmitteln gefunden und zwar in 26 Lebensmittelproben, gefolgt von PFOA in 21 Proben und PFNA in 12 Proben. Die durchschnittlichen Gehalte für PFOA, PFNA, PFHxS und PFOS in verschiedenen Lebensmittelgruppen sind in der Tabelle dargestellt. Die höchsten Gehalte für PFOS wurden mit 2,57 µg/kg in Brachse gemessen, gefolgt von PFOA mit 0,92 µg/kg in Kalbsfleisch und von PFHxS mit 0,55 µg/kg in Forelle, Puten- und Schweinefleisch.

Durchschnittliche Konzentrationen von PFOA, PFNA, PFHxS und PFOS in verschiedenen Lebensmitteln (bei Einzelproben ist der jeweilige Messwert angeführt)

Höchstgehalte für PFAS in Trinkwasser

Mit dem Ziel österreichweit die mögliche Belastung des Trinkwassers mit PFAS zu ermitteln, wurden in den Jahren 2021 und 2022 an unserem  Institut für Hydroanalytik je eine  Schwerpunktaktion durchgeführt. Insgesamt 582  Trinkwasserproben wurden auf 20 PFAS gemäß der  EU-Trinkwasserrichtlinie 2020/2184 untersucht. In insgesamt 213 Proben (37 %) wurden Konzentrationen über der Bestimmungsgrenze (BG) gemessen. Davon wiesen 155 Proben (27 %) Konzentrationen bis 10 ng/l auf. In 54 Proben (9,3 %) lagen die Gehalte für die „Summe der 20 PFAS“ zwischen 10,01 und 100 ng/l. 0,7 % aller Proben (entspricht vier Proben) wiesen eine Konzentration über 100 ng/l auf mit einem Maximum von 1.460 ng/l Summe der 20 PFAS.

 Aus der Gruppe der perfluorierten Carbonsäuren wurde Perfluorbutansäure PFBA am häufigsten in Konzentrationen über der Bestimmungsgrenze quantifiziert (109 Proben, 19 %), gefolgt von PFOA (101 Proben, 17 %) und Perfluorhexansäure (60 Proben, 10 %). Perfluornonansäure bis –dodecansäure wurde nur vereinzelt positiv bestimmt (jeweils in drei oder fünf Proben). Perfluortridecansäure wurde in keiner Probe über der Bestimmungsgrenze festgestellt. Die höchsten gemessenen Konzentrationen der Einzelsubstanzen betrugen 233 ng/l für Perfluorpentansäure, gefolgt von 159 ng/l für PFHxA und 58 ng/l für PFBA.

 Aus der Gruppe der perfluorierten Sulfonsäuren wurde Perfluorbutansulfonsäure PFBS am häufigsten positiv bestimmt (99 Proben, 17 %), gefolgt von PFOS (78 Proben, 13 %) und PFHxS (30 Proben, 5 %). Perfluorpentansulfonsäure, Perfluorheptansulfonsäure, Perfluornonansulfonsäure und Perfluordecansulfonsäure wurden nur vereinzelt positiv bestimmt (jeweils in zwei bis sechs Proben). Perfluorundecansulfonsäure bis -tridecansulfonsäure wurden in keiner Probe über der Bestimmungsgrenze festgestellt. Die höchsten gemessenen Konzentrationen der Einzelsubstanzen betrugen 770 ng/l für PFOS, gefolgt von 303 ng/l für PFHxS und 63 ng/l für PFBS.

Tipps

  • Verzehr von Innereien, vor allem von Wild wie z. B. Wildschweinleber, vermeiden
  • Stillempfehlungen sollten aufgrund der derzeit vorliegenden Datenlage eingehalten werden
  • Ist das örtliche Trinkwasser mit PFAS belastet, empfehlen wir, unbelastetes anderes Wasser zum Trinken und zur Zubereitung von Säuglingsnahrung zu verwenden
  • Kontaminiertes Trinkwasser nicht für Tätigkeiten verwenden, die zu einer Aufnahme des Wassers führen könnten wie Trinken, Kochen oder Zubereiten von Speisen und Getränken
  • Kontaminiertes Wasser kann zur Körperpflege (Duschen, Baden, Rasieren, Zähneputzen…) verwendet werden, da die Aufnahme über die intakte Haut vernachlässigbar ist. Auch für häusliche Zwecke wie Geschirrabwaschen, Putzen und Wäschewaschen kann das Wasser verwendet werden. Dies führt nicht zu einer Erhöhung der PFAS-Aufnahme.

Fachinformation

Risikobewertung

Die Europäische Lebensmittelsicherheitsbehörde (EFSA) hat bereits mehrere Risikobewertungen zu PFOS und PFOA durchgeführt. 2008 wurde eine tolerierbare tägliche Aufnahmemenge (TDI) für PFOS von 150 ng/kg KG/d und eine TDI für PFOA von 1500 ng/kg KG/d basierend auf Veränderungen bei Blutfetten und Schilddrüsenhormonen bzw. Lebertoxizität in Tierstudien abgeleitet. 2018 erfolgte eine Neubewertung und dabei wurde eine tolerierbare wöchentliche Aufnahmemenge (TWI) von 13 ng/kg KG/w für PFOS und von 6 ng/kg KG/w für PFOA basierend auf steigenden Cholesteringehalten im Blut in Humanstudien festgelegt (EFSA 2018). Wobei zu beachten ist, dass erhöhte Cholesteringehalte Risikofaktoren für Herz-Kreislauferkrankungen darstellen, aber nicht direkt als Krankheit zu werten sind.

Im September 2020 hat die EFSA eine Neubewertung zu gesundheitlichen Risiken durch Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen in Lebensmitteln veröffentlicht. In dieser Risikobewertung hat die EFSA ihren Schwerpunkt auf die Summe folgender vier PFAS gelegt, da sie ähnliche Stoffeigenschaften haben und sie im menschlichen Blut am meisten nachgewiesen worden sind: PFOA, PFOS, Perfluornonansäure (PFNA) und Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS).

Diese Risikobewertung basiert auf epidemiologischen Studien, die einen Zusammenhang zwischen der Höhe des PFAS-Gehalts bzw. des Summengehalts von PFOA, PFOS, PFNA und PFHxS im Blut bei Kindern und einer verminderten Antikörper-Bildung nach bestimmten Impfungen, wie Tetanus und Diphtherie, beobachtet haben. Basierend auf diesen Studien wurde eine tolerierbare wöchentliche Aufnahmemenge (TWI) für die Summe der vier PFAS von 4,4 Nanogramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Woche abgeleitet. Dieser Wert gibt die wöchentliche Dosis an, die bei lebenslanger Aufnahme keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen beim Menschen erwarten lässt. Diese TWI schützt auch vor allen anderen beobachteten Effekten, die durch PFAS verursacht werden können, wie etwa entwicklungstoxische Effekte beim ungeborenen Kind, wie eine verzögerte Entwicklung der Milchdrüse und geringeres Geburtsgewicht, und vor der Entwicklung von Nieren- und Hodenkrebs bei Erwachsenen.

Die Agentur für Toxische Substanzen und Krankheitsregistrierung (Agency for Toxic Substances and Disease Registry – ATSDR) hat 2021 für PFOA, PFOS, PFHxS und PFNA Minimal Risk Levels (MRL) für die mittelfristige (15–364 Tage), orale Aufnahme festgelegt. Diese MRL-Werte sind mit der in Europa üblichen tolerierbaren täglichen Aufnahmemenge (TDI) vergleichbar, mit dem Unterschied, dass sie für unterschiedliche Zeitspannen definiert sind. Im Detail wurden mittelfristige MRLs abgeleitet für PFOA von 3 ng/kg KG/d, für PFOS von 2 ng/kg KG/d, für PFHxS von 20 ng/kg KG/d und für PFNA von 3 ng/kg KG/d. Diese Werte für die mittelfristige, tägliche Aufnahme liegen wesentlich über dem EFSA TWI-Wert, welcher sich auf eine wöchentliche lebenslange Aufnahme bezieht.

Die WHO hat provisorische Richtwerte (provisional guideline values pGVs) mit dem Ziel vorgeschlagen, die menschliche Exposition gegenüber PFAS und damit das Risiko zu verringern. Bei der Ableitung der pGVs wurden globale Daten zum Vorkommen, einschließlich des gleichzeitigen Auftretens von PFAS, verfügbaren Analysemethoden und Methoden zur Trinkwasseraufbereitung  berücksichtigt. Es werden individuelle pGVs von je 0,1 μg/l für PFOS und PFOA vorgeschlagen. Diese sind allerdings noch nicht veröffentlicht und können sich in der wissenschaftlichen Diskussion noch verändern.

Gefahren- und Kennzeichnungseinstufung der Europäischen Chemikalienbehörde (ECHA)

Die Gefahreneinstufung und Kennzeichnung der Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen erfolgt durch die Europäische Chemikalienbehörde (ECHA). Die Bewertung des Komitees für Risikobewertung (RAC) der ECHA beruht ausschließlich auf den gefährlichen Eigenschaften des Stoffes und der Frage, ob der Stoff schädliche Wirkungen verursachen kann. Dem Risiko oder dem Ausmaß, in dem Personen und die Umwelt dem Stoff ausgesetzt sind, wird dabei nicht Rechnung getragen.

Die ECHA hat PFOS, PFOA und PFNA als vermutlich krebserregend (CARC 2) und reproduktionstoxisch (Repr. 1B) eingestuft, d.h. sie können das Kind im Mutterleib und Säuglinge über die Muttermilch schädigen. Zusätzlich wird PFNA verdächtigt Einfluss auf die Fertilität zu haben.

Aufgrund seiner stark persistenten und sehr bioakkumulierenden Eigenschaften (d.h. der Stoff baut sich sehr langsam in der Umwelt ab und reichert sich in Organismen an) wurde PFHxS und seine Salze gemäß Artikel 54 e in die Liste der besonders besorgniserregenden Stoffe (SVHC) aufgenommen. Ein besonders besorgniserregender Stoff wird laut der REACH-Verordnung als ein Stoff mit besonders gefährlichen Eigenschaften bezeichnet, der schwerwiegende Auswirkungen auf die Gesundheit des Menschen oder die Umwelt hat.

Sobald die ECHA einen Stoff als solches identifiziert, erfolgt die Eintragung in das Verzeichnis von zulassungspflichtigen Stoffen nach Anhang XIV der REACH-Verordnung. Alternativ zur Zulassungspflicht können die SVHC auch im Anhang XVII der REACH-Verordnung aufgenommen werden und damit Beschränkungen unterstellt werden.

Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR), 2021: Toxicological Profile for Perfluoroalkyls. Released May 2021, Last Updated March 2020. Online verfügbar: https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp200.pdf

Deutsche Stillkommission 2021: Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) und Stillen: Nutzen-Risiken-Abwägungen. Stellungnahme vom 28. Januar 2021

EFSA CONTAM Panel (EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain), Schrenk, D, Bignami, M, Bodin, L, Chipman, JK, del Mazo, J, Grasl-Kraupp, B, Hogstrand, C, Hoogenboom, LR, Leblanc, J-C, Nebbia, CS, Nielsen, E, Ntzani, E, Petersen, A, Sand, S, Vleminckx, C, Wallace, H, Barregård, L, Ceccatelli, S, Cravedi, J-P, Halldorsson, TI, Haug, LS, Johansson, N, Knutsen, HK, Rose, M, Roudot, A-C, Van Loveren, H, Vollmer, G, Mackay, K, Riolo, F and Schwerdtle, T, 2020. Scientific Opinion on the risk to human health related to the presence of perfluoroalkyl substances in food. EFSA Journal 2020;18(9):6223, 391 pp.

EFSA CONTAM Panel (EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain), Knutsen, HK, Alexander, J, Barregård, L, Bignami, M, Brüschweiler, B, Ceccatelli, S, Cottrill, B, Dinovi, M, Edler, L, Grasl-Kraupp, B, Hogstrand, C, Hoogenboom, LR, Nebbia, CS, Oswald, IP, Petersen, A, Rose, M, Roudot, A-C, Vleminckx, C, Vollmer, G, Wallace, H, Bodin, L, Cravedi, J-P, Halldorsson, TI, Haug, LS, Johansson, N, van Loveren, H, Gergelova, P, Mackay, K, Levorato, S, van Manen, M and Schwerdtle, T, 2018. Scientific Opinion on the risk to human health related to the presence of perfluorooctane sulfonic acid and perfluorooctanoic acid in food. EFSA Journal 2018; 16( 12):5194, 284 pp.

WHO, 2017 Drinking Water Parameter Cooperation Project Support to the revision of Annex I Council Directive 98/83/EC on the Quality of Water Intended for Human Consumption (Drinking Water Directive) Recommendations

WHO, 2022: DRAFT - PFOS and PFOA in Drinking-water - Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality. Version for public review from 29 September 2022 to 11 November 2022

Brüller et al. (2018). Occurrence of chemicals with known or suspected endocrine disrupting activity in drinking water, groundwater and surface water, Austria 2017/2018; Die Bodenkultur - Journal of Land Management, Food and Environment; 69 (3) : 155-173; ISSN: 0006-5471

IARC Monographs evaluate the carcinogenicity of perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctanesulfonic acid (PFOS) – IARC

ECHA Einstufung:

PFOA

PFOS

PFNA

PFHxS

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Aktualisiert: 23.02.2024