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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Per- und Polyfluorierte Chemikalien im Grund- und Rohwasser

Beschreibung und Eigenschaften

Bei den per- und polyfluorierten Chemikalien (PFC) handelt sich um mehr oder weniger langkettige Kohlenstoffgerüste, deren Wasserstoffatome entweder alle (perfluoriert) oder überwiegend (polyfluoriert) durch Flouratome ersetzt sind. Dies verleiht diesen Substanzen eine außergewöhnliche Stabilität, sowohl thermisch als auch in Bezug auf eine biologische oder chemische Abbaubarkeit. PFC sind immer anthropogenen Ursprungs, also vom Menschen in die Umwelt eingebracht.

Die langkettigen Vertreter sind sehr wasserabweisend, die Wasserlöslichkeit nimmt mit sinkender Kettenlänge zu. Kürzerkettige Substanzen (Anzahl C Atome kleiner 5 bei Sulfonsäuren und kleiner 6 bei Carbonsäuren) sind auf Grund ihrer guten Wasserlöslichkeit sehr mobil und werden inzwischen in Spuren ubiquitär in den Grundwässern nachgewiesen. Die langkettigeren PFC (Anzahl C Atome größer gleich 5 bei Sulfonsäuren und größer gleich 6 bei Carbonsäuren) dagegen akkumulieren aufgrund ihrer Lipophilie (Fettlöslichkeit) im Fettgewebe und verbleiben dort für viele Jahre, da sie vom Körper kaum abgebaut und ausgeschieden werden. Die langkettigen PFC scheinen toxischer zu wirken als die kürzerkettigen, da letztere schneller ausgeschieden werden, aber auch hier beträgt die Halbwertszeit einige Monate.

Wegen ihrer Stabilität werden die PFC in Kläranlagen (ohne 4. Reinigungsstufe) nicht eliminiert. Die derzeit einzige Möglichkeit ist das Herausfiltern über Aktivkohle. Außerdem ist die Analytik problematisch, weil gerade die polychlorierten Molekülteile einem biologischen Teilabbau unterliegen, so dass am Ende nur Bruchstücke zu finden sind.

Vorkommen und Eintragspfade

Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften werden PFC, von denen es inzwischen über 3.000 gibt, in vielen Bereichen eingesetzt.

Sie befinden sich wegen ihrer thermischen Stabilität in Löschschäumen, werden in der Galvanik zur Oberflächenbehandlung eingesetzt sowie zur Imprägnierung von Outdoorbekleidung, Teppichen und von bestimmten Tapeten verwendet. Die Papierindustrie setzt sie für Backpapier und andere Papiersorten ein, die zur Abtrennung von Lebensmitteln dienen. In beschichtetem Kochgeschirr sind PFC enthalten, welche ein Anhaften während des Kochens verhindern. Einer der ersten bekannt gewordenen Vertreter ist hier das „Teflon“. Weiterhin sind sie z. B. auch in Druckerfarben, Schmierstoffen oder Medizinprodukten enthalten. Als „Altlastenfälle“ finden sich PFC auf den Standorten entsprechender Unternehmen oder nach Bränden.

Dabei werden PFC während des gesamten Lebenszyklus der Gebrauchsgegenstände in die Umwelt abgegeben. Die polyfluorierten Monomere sind nur zu ca. 98 % am Polymer gebunden. 2% werden nach und nach über die Luft oder das Wasser emittiert. Auch über kompostierte Papierabfälle können PFC in die Umwelt gelangen, z. B. wurden sie im Rahmen von Düngungen auf Felder aufgebracht (PFC-Bericht Perflourierte Chemikalien (PFC) in Hessen).

In das Grundwasser gelangen diese Substanzen über das Sickerwasser oder durch Wechselwirkung mit PFC belasteten Oberflächengewässern.

Risikomanagement, Empfehlungen und Richtwerte

Auf Initiative des Umweltbundesamtes UBA wurden die langkettigen Perfluorcarbonsäuren mit einer Kohlenstoffkette von acht bis vierzehn Kohlenstoffatomen als besonders besorgniserregende Stoffe unter der Europäischen Chemikalienverordnung REACH (Verordnung (EG) Nr. 1907/2006) identifiziert. Sie unterliegen somit einer gesetzlichen Regulierung. Außerdem ergeben sich für den Gebrauch dieser Chemikalien Auskunftspflichten für Hersteller und Auskunftsrechte für Verbraucher (REACH).

Das UBA steht im ständigen Dialog mit Herstellern und Anwendern von Feuerlöschmitteln. Ziel ist es, die Verwendung von PFC-haltigen Löschmittel zu reduzieren und diese durch wirksame fluorfreie Alternativmittel oder Alternativtechniken zu ersetzen (Risikomanagementmaßnahmen für PFC).

Das UBA hat Stellung zu PFC im Trinkwasser genommen und dabei Trinkwasser-Leitwerte und Gesundheitliche Orientierungswerte für bestimmte PFC abgleitet (Bundesgesundheitsblatt - Gesundheitsforschung - Gesundheitsschutz 3/2017).

Die Ergebnisse einer umfassenden Neubewertung im Sinne von Trinkwasser- Leitwerten (TWLW) oder Gesundheitlichen Orientierungswerten (GOW) zeigt nachstehende Tabelle.

ParameternameAbkürzungCAS Nr.TWLW in µg/lGOW in µg/l
PerfluorbutansäurePFBA(375-22-4)10-
PerfluorpentansäurePFPeA(2706-90-3)-3
PerfluorhexansäurePFHxA(307-24-4)6-
PerfluorheptansäurePFHpA(375-85-9)-0,3
PerfluoroctansäurePFOA(335-67-1)0,1-
PerfluornonansäurePFNA(375-95-1)0,06-
PerfluordekansäurePFDA(335-76-2)-0,1
PerfluorbutansulfonsäurePFBA(375-73-5)6-
PerfluorhexansulfonsäurePFHxS(355-46-4)0,1-
PerfluorheptansulfonsäurePFHpS(375-92-8)-0,3
PerfluoroctansulfonatPFOS(1763-23-1)0,1-
H4-PolyfluoroctansulfonsäureH4PFOS(27619-97-2)-0,1
PerfluoroctansulfonamidPFOSA(754–91-6)-0,1

Ergebnisse der PFC-Untersuchungen in Hessens Grundwässern

Seit 2010 werden jährlich rund 300 Grundwasserproben von Messstellen des Landesgrundwassermessnetzes auf PFC untersucht. Zum Gesamtüberblick wurden die PFC als Summenparameter ausgewertet. An rund 40 % der untersuchten Grundwässer sind sie in Spuren zu finden. Einige der untersuchten Messstellen weisen PFC-Konzentrationen bis über 300 ng/l auf.

Die Originaldaten sind über die Anwendung Fachinformationssystem Grund- und Trinkwasserschutz Hessen (GruSchu) verfügbar.

Veröffentlichungen des HLNUG zum Thema PFC:

Übersichtskarten

Eine Übersicht über die Ergebnisse der Untersuchungen in Hessen zeigen die zwei folgenden Karten, die auch im Grundwasserbeschaffenheitsbericht 2017 zu finden sind.