Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) sind industriell hergestellte Stoffe, die nicht in der Natur vorkommen. Chemisch handelt es sich um organische Verbindungen, bei denen die am Kohlenstoff gebundenen Wasserstoffatome vollständig (perfluoriert) oder teilweise (polyfluoriert) durch Fluoratome ersetzt sind. Die Stoffgruppe umfasst gegenwärtig mindestens 10.000 verschiedene Verbindungen, 4730 davon mit bekannter chemischer Struktur. Einen Überblick zu dieser großen Stoffgruppe bietet ein Bericht der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) unter https://www.oecd.org/chemicalsafety/portal-perfluorinated-chemicals/terminology-per-and-polyfluoroalkyl-substances.pdf .

Die verschiedenen PFAS unterscheiden sich zum einen in der Länge ihrer Kohlenstoffketten und zum anderen durch die im Molekül vorhandenen weiteren Strukturen (funktionelle Gruppen), z. B. einer Carboxylgruppe bei den Perfluoralkylcarbonsäuren (PFCA) oder einer Sulfonatgruppe bei den Perfluoralkylsulfonsäuren (PFSA). Bislang sind Perfluoroctansäure (PFOA) und Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) die am besten untersuchten Verbindungen. Diese beiden Verbindungen gehören (zusammen mit anderen verwandten Verbindungen) zur sogenannten „C8-Fluorchemie“.

Daneben gibt es auch PFAS mit längeren oder kürzeren Kohlenstoffketten. Von einer „kurzkettigen“ Verbindung spricht man mit Blick auf die PFCA bei einer Verbindung mit einer kürzeren Kohlenstoffkette als PFOA. Bei den PFSA wird erst dann von einer „kurzkettigen“ Verbindung gesprochen, wenn die Kohlenstoffkette um mehr als zwei perfluorierte Kohlenstoffatome kürzer ist als bei PFOS. Kurzkettige PFAS werden nach der Aufnahme in den menschlichen und den Säugetier-Organismus schneller ausgeschieden als diejenigen mit längeren Kohlenstoffketten.

Seit man die problematischen Eigenschaften von PFOA und PFOS erkannt hat, werden alternativ andere Verbindungen eingesetzt, darunter auch PFAS mit kürzeren perfluorierten Kohlenstoffketten, wie beispielsweise Perfluorhexansäure (PFHxA). Außerdem sind zahlreiche sogenannte Vorläuferstoffe im Einsatz, zum Beispiel 6:2-Fluortelomeralkohol, das in der Umwelt sowie auch in Organismen in schwer abbaubare PFAS, wie z.B. PFHxA, umgewandelt werden kann. Vorläuferstoffe können somit zusätzlich zur Exposition gegenüber schwer abbaubaren PFAS, beispielsweise PFCA und PFSA, beitragen.

Neben der Bezeichnung „PFAS“ für Per- und Polyfluorierte Alkylsubstanzen werden häufig auch die Abkürzungen „PFT“ für Perfluortenside und „PFC“ für Per- und Polyfluorchemikalien genutzt. Diese Bezeichnungen umfassen jedoch die Verbindungen, die zu der Gruppe der PFAS gehören, nicht korrekt und sollten daher vermieden werden.

Die Industriechemikalien der PFAS-Gruppe wie PFOS und PFOA werden seit Mitte des 20. Jahrhunderts hergestellt. PFAS sind äußerst stabil und finden aufgrund ihrer besonderen chemischen Eigenschaften weitreichenden Einsatz in zahlreichen industriellen Prozessen und technischen Anwendungen. PFAS werden für die Herstellung wasser-, fett- und schmutzabweisender Ausrüstungen von verschiedenen Verbraucherprodukten wie Papier (z. B. Fast-Food-Verpackungen, Backpapier), Textilien (z.B. Outdoor-Bekleidung, Teppiche) und Kochgeschirr (z. B. antihaft-beschichtete Pfannen) eingesetzt und in Elektronikgeräten, kosmetischen Mitteln, Imprägniermitteln oder Ski-Wachsen verarbeitet. Verbraucherinnen und Verbraucher können nicht immer erkennen, ob Produkte PFAS enthalten.

Zudem werden PFAS zur Oberflächenbehandlung von Metallen und Kunststoffen, in Reinigungs- und Pflanzenschutzmitteln, in der Fahrzeug- und Bauindustrie, im Energiesektor, in Farben und Feuerlöschschäumen sowie in einer Vielzahl weiterer Bereiche verwendet.

Darüber hinaus können diese Verbindungen als Verunreinigungen oder nicht beabsichtigte Nebenprodukte in Verbraucherprodukten vorkommen.

Aufgrund der starken chemischen Bindung zwischen Kohlenstoff- und Fluoratomen sind PFAS chemisch und physikalisch sehr stabil. Daher können sie durch natürliche Abbaumechanismen wie Sonneneinstrahlung, Mikroorganismen und andere Prozesse kaum gespalten werden. Dies führt dazu, dass PFAS in der Umwelt sehr langlebig sind, wenn sie einmal eingetragen wurden. Über die Atmosphäre werden einige PFAS bis in entlegene Gebiete transportiert. PFAS sind weltweit in Gewässern, Böden, Pflanzen und Tieren nachweisbar und können damit auch in die Nahrungskette eingetragen werden. Das Umweltbundesamt (UBA) ermittelt und bewertet die Eintragspfade von PFAS in die Umwelt. Weitere Informationen finden Sie auf der UBA-Internetseite unter https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/chemikalien-reach/stoffe-ihre-eigenschaften/stoffgruppen/pfc-portal-start .

Weltweit liegen für einige PFAS Daten zum Vorkommen im Menschen (in humanem Blutplasma bzw. -serum und in der Muttermilch) vor. Die im Körper vorhandene Menge an PFAS („interne Exposition“) ist unterschiedlich für jede einzelne Verbindung.

Laut der Stellungnahme der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) vom September 2020 repräsentieren sieben Verbindungen, PFOA, Perfluornonansäure (PFNA), Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS), PFOS, Perfluorheptansulfonsäure (PFHpS), Perfluordecansäure (PFDA) und Perfluorundecansäure (PFUnDA) bei Erwachsenen rund 97 % der bisher am häufigsten untersuchten PFAS im menschlichen Blut in Europa. Die höchsten Konzentrationen im menschlichen Blutplasma und -serum weisen bei Erwachsenen PFOA, PFNA, PFHxS und PFOS auf. Etwa 90 % der im menschlichen Blut nachweisbaren PFAS-Gehalte wird durch diese vier PFAS repräsentiert.

Die Höhe der Gehalte an PFAS im menschlichen Blut und die relativen Anteile einzelner PFAS können sich von Person zu Person deutlich unterscheiden. Einflussfaktoren sind die Region, in der man lebt, sowie das Geschlecht und die Ernährungsgewohnheiten. Vorliegende Daten deuten darauf hin, dass in bestimmten Regionen Deutschlands höhere Gehalte an verschiedenen PFAS in der Umwelt vorhanden sind und damit auch eine höhere Exposition des Menschen vorliegt.

Zu Gehalten an PFAS im Blutplasma der erwachsenen Gesamtbevölkerung in Deutschland liegen keine repräsentativen Untersuchungen vor. Messungen der Gehalte an PFOS und PFOA in aktuellen Untersuchungen weisen auf einen Trend zu abnehmenden Gehalten im Blut hin. In Untersuchungen zu Gehalten im Blutserum an 158 Personen aus München im Jahr 2016 lag der Median der Gehalte für PFOS bei 2,1 Mikrogramm (µg) pro Liter (95. Perzentil 6,4 µg pro Liter) und für PFOA bei 1,1 µg pro Liter (95. Perzentil 2,4 µg pro Liter).

Gehalte an PFNA und PFHxS im Blut der erwachsenen Bevölkerung in Deutschland und in Europa sind der aktuellen Datenlage nach niedriger als die Werte für PFOA und PFOS und liegen im Median im Bereich unter 1 µg pro Liter.

Eine Studie zu Gehalten an PFAS im Blutplasma von 3- bis 17-jährigen Kindern und Jugendlichen in Deutschland zeigt Gehalte von 2,4 µg PFOS pro Liter, 1,3 µg PFOA pro Liter und 0,4 µg PFHxS pro Liter im Median. Gehalte der neun weiteren im Rahmen dieser Studie untersuchten PFAS einschließlich PFNA liegen in dieser Studie im Median unterhalb der analytischen Bestimmungsgrenzen (Vgl. https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/deutsche-umweltstudie-zur-gesundheit-von-kindern-0 ).

Untersuchungen von Muttermilchproben zeigen, dass einige PFAS auch in der Muttermilch nachweisbar sind. Die darin gemessenen Gehalte von PFOS und PFOA betragen je nach Untersuchung ca. 0,9 bis 2 % bzw. 1,8 bis 9 % der Gehalte im Blut der Mutter.

Viele Fremdstoffe, die aus der Umwelt aufgenommen werden, können durch den tierischen oder menschlichen Stoffwechsel so verändert („verstoffwechselt“) werden, dass sie weniger schädlich für den Organismus und/oder besser ausscheidbar sind. Für PFAS zeigen Studien jedoch, dass sie entweder unverändert ausgeschieden oder zu anderen PFAS, bspw. Perfluoralkylsäuren (PFAA), verstoffwechselt werden. Diese PFAA (inkl. PFCA und PFSA) stellen eine „Endstufe“ des Abbaus von PFAS im Stoffwechsel dar.

Die Ausscheidung von PFAS erfolgt vorrangig über den Urin. Der menschliche Organismus kann insbesondere langkettige PFAS, wie PFOS und PFOA, nur langsam ausscheiden. Daher weisen langkettige PFAS beim Menschen lange Halbwertszeiten von mehreren Jahren auf. Die Halbwertszeit ist die Zeitspanne, in der im Körper der Gehalt von einer Substanz durch biochemische und physiologische Prozesse (Stoffwechsel und Ausscheidung) auf die Hälfte absinkt. Die langsame Ausscheidung langkettiger PFAS kann zu einer Anreicherung im menschlichen Körper führen, wenn im gleichen Zeitraum größere Mengen aufgenommen als ausgeschieden werden.

Tierexperimente zeigen, dass Maus, Ratte, Hund und Affe die Substanzen in Abhängigkeit von der Tierart und dem Geschlecht ausscheiden. Diese Versuchstierarten scheiden PFAS deutlich schneller aus als Menschen. Der Abschätzung der menschlichen Ausscheidungsraten werden daher Daten aus epidemiologischen Studien zugrunde gelegt.

Kurzkettige PFAS werden in allen untersuchten Säugerspezies einschließlich des Menschen schneller ausgeschieden als die langkettigen Verbindungen. So liegt beispielsweise die Halbwertszeit der kurzkettigen Perfluorhexansäure (PFHxA) im Blut beim Menschen im Bereich von Tagen, während sie bei der langkettigen Perfluoroktansäure (PFOA) im Bereich von Jahren liegt.

Die Gehalte der vier langkettigen PFAS (PFOA, PFNA, PFOS und PFHxS) im Blutserum bzw. -plasma waren in Deutschland um das Jahr 1990 am höchsten. Seitdem sind die Blutserumkonzentrationen dieser vier Verbindungen in der Bevölkerung in Deutschland deutlich zurückgegangen. Heute liegen die Werte für PFOS bei etwa 10 % und für PFOA, PFNA und PFHxS jeweils bei etwa 30 % im Vergleich zu den damaligen Gehalten. Weitere Informationen finden sich in den FAQs zu PFAS des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) und unter dem darin enthaltenen Link zur Umweltprobenbank des Bundes: https://www.bmuv.de/faqs/per-und-polyfluorierte-chemikalien-pfas/ .

Die folgenden Abschnitte beschreiben das Gefährdungspotential, das möglicherweise von PFAS ausgehen kann. Das von einem Stoff ausgehende Risiko für schädliche Wirkungen hängt von der Menge ab, der Menschen ausgesetzt sind, sowie von der Expositionsdauer (siehe dazu auch die Frage „Gibt es gesundheitsbasierte Richtwerte zur Bewertung von PFAS in Lebensmitteln?“ und die darauffolgenden Fragen).

Bevölkerungsbezogene Studien geben Hinweise auf Zusammenhänge zwischen Gehalten bestimmter PFAS im Blutserum und dem Auftreten möglicherweise gesundheitlich relevanter Veränderungen. So wurde bei Kindern, die höhere Gehalte der Summe an PFOA, PFNA, PFHxS und PFOS im Blutserum aufwiesen, eine geringere Konzentration an Antikörpern nach üblichen Impfungen beobachtet. Außerdem wurden bei höheren Gehalten an PFOS oder PFOA höhere Cholesterinspiegel und niedrigere Geburtsgewichte beobachtet. Bei höherer Exposition gegenüber PFOA fanden sich zudem höhere Werte eines Leberenzyms.

Aus Tierversuchen ist bekannt, dass viele PFAS, einschließlich PFOA, PFNA, PFHxS und PFOS, bei einigen untersuchten Tierarten in höherer Dosierung die Leber schädigen. Im Tierversuch wirken einige PFAS wie PFOA und PFOS außerdem entwicklungstoxisch und können den Fettstoffwechsel, die Schilddrüsenhormonspiegel und das Immunsystem beeinträchtigen. Einige PFAS stehen außerdem im Verdacht, bei Versuchstieren Krebs zu erzeugen. Diese Substanzen verändern jedoch nach derzeitigem Kenntnisstand das Erbgut nicht direkt und wirken im Tierversuch erst bei Dosierungen krebserzeugend, die oberhalb der Mengen liegen, die der Mensch über Lebensmittel zu sich nimmt.

Auch in bevölkerungsbezogenen Studien wurde untersucht, ob ein erhöhtes Krebsrisiko für den Menschen im Zusammenhang mit einer Exposition gegenüber PFOS und PFOA besteht. Laut EFSA (2020) konnte ein Zusammenhang zwischen dieser Exposition und einem erhöhten Krebsrisiko für den Menschen derzeit nicht eindeutig belegt werden. Eine Neubewertung des krebsauslösenden Potentials von PFOA und PFOS für den Menschen erfolgt derzeit durch die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Hinsichtlich anderer PFAS liegen bislang kaum Humandaten zur Kanzerogenität vor.

Ein wichtiger gesundheitsbasierter Richtwert ist die tolerierbare wöchentliche Aufnahmemenge“ (engl. „Tolerable Weekly Intake“, TWI). Der TWI Wert stellt die Menge einer Substanz (pro Kilogramm Körpergewicht) dar, die pro Woche bei lebenslanger Aufnahme keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen erwarten lässt.

In ihrer Stellungnahme vom September 2020 hat die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) einen TWI-Wert für die Summe von vier PFAS, nämlich PFOA, PFNA, PFHxS und PFOS in Höhe von 4,4 Nanogramm (ng) pro Kilogramm (kg) Körpergewicht pro Woche abgeleitet. Für die übrigen im Lebensmittel bisher nachgewiesenen PFAS konnte kein gesundheitsbasierter Richtwert wie ein TWI abgeleitet werden, da dazu die aktuell vorhandene Datenbasis nicht ausreicht.

Die TWI-Ableitung beruht auf Ergebnissen einer Studie bei einjährigen Kindern https://www.bfr.bund.de/cm/343/neue-studie-zeigt-bei-hohen-pfoa-gehalten-im-blut-weisen- einjaehrige-kinder-geringere-gehalte-von-impfantikoerpern-auf.pdf .

In dieser und weiteren Studien wurde bei höheren Gehalten der vier PFAS im Blutserum eine geringere Konzentration an Antikörpern nach üblichen Impfungen (niedrigere Antikörpertiter) beobachtet. Dies weist auf eine Wirkung der Stoffe auf das Immunsystem hin. Auch in Tierstudien traten vergleichbare Wirkungen auf das Immunsystem auf.

Die höchste Exposition gegenüber PFAS haben gestillte Kinder über die Muttermilch. Die Einhaltung des TWI gewährleistet, dass auch bei Kindern, die lange gestillt werden, keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen durch PFAS zu erwarten sind. Auch die übrigen Bevölkerungsgruppen sind bei Einhaltung des TWI nach derzeitiger Datenlage vor gesundheitlichen Beeinträchtigungen durch PFAS geschützt.

Dies gilt sowohl für das mögliche Auftreten niedrigerer Antikörpertiter nach Impfungen als auch für andere beobachtete Veränderungen, für die in epidemiologischen Studien Zusammenhänge mit einer Exposition gegenüber PFOA, PFNA, PFHxS oder PFOS beschrieben wurden.

Für andere PFAS liegen keine gesundheitsbasierten Richtwerte für die Bewertung des Vorkommens in Lebensmitteln vor.

Verbraucherinnen und Verbraucher nehmen PFAS über unterschiedliche Lebensmittelgruppen auf: Relevant sind Trinkwasser, Fisch und Meeresfrüchte. Weitere tierische Produkte, insbesondere Innereien, aber auch Milch und Milchprodukte, Fleisch, Eier sowie pflanzliche Lebensmittel können messbare Gehalte an PFAS aufweisen. Im Vergleich zu Fleisch weisen Innereien höhere Gehalte an PFAS auf. Besonders hoch sind die Gehalte in Innereien von Wild, wie z. B. Wildschweinleber. In diesem Zusammenhang siehe auch den Verbrauchertipp des BMUV unter https://www.bmuv.de/themen/gesundheit-chemikalien/gesundheit/lebensmittelsicherheit/verbrauchertipp#c15516 .

Daten zu Gehalten an PFAS in Lebensmitteln werden für Deutschland im Lebensmittelüberwachungsprogramm der Bundesländer erhoben. PFAS sind sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Lebensmitteln nachweisbar. In den meisten von den Landesbehörden untersuchten Lebensmittelproben wurden allerdings keine PFAS nachgewiesen. Dies kann daran liegen, dass die Empfindlichkeit der verwendeten analytischen Verfahren zwar hoch, aber nicht immer ausreichend ist, um sehr niedrige Gehalte von PFAS in Lebensmitteln nachzuweisen.

Der Verzehr von Lebensmitteln mit sehr geringen Mengen an langkettigen PFAS, die mit den derzeitigen analytischen Verfahren nicht nachweisbar sind, kann dennoch langfristig zu messbaren Gehalten z. B. im Blutplasma führen. Dies liegt daran, dass langkettige PFAS nur schlecht ausgeschieden werden und sich daher im menschlichen Körper anreichern können.

Die vorliegende Datenbasis lässt gegenwärtig keine Aussage zu, welche Lebensmittel hauptsächlich zur Aufnahme von PFAS beitragen. Zu konkreten PFAS-Gehalten von Lebensmitteln und Trinkwasser in einzelnen Regionen und zu möglichen regionalen Verzehrempfehlungen informieren die jeweiligen Landesbehörden.

Informationen zu PFAS stellen zum Beispiel in Bayern das Bayerische Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) unter https://www.lgl.bayern.de/lebensmittel/chemie/kontaminanten/pfas/index.htm, für Baden-Württemberg das Regierungspräsidium Karlsruhe unter https://rp.baden-wuerttemberg.de/rpk/abt5/ref541/stabsstelle-pfc/pfc-problematik-mittelbaden-mannheim/ sowie das niedersächsische Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES) https://www.laves.niedersachsen.de/startseite/lebensmittel/ruckstande_verunreingungen/perfluorierte-alkylsubstanzen-187637.html bereit.

Das BfR hat im Jahr 2021 eine gesundheitliche Bewertung zum Vorkommen von PFAS in Lebensmitteln erarbeitet. Die Schätzung des BfR zur Gesamtaufnahme der Summe der vier PFAS (PFOS, PFOA, PFNA und PFHxS) liegt im Mittel (Median) im Bereich des TWI von 4,4 Nanogramm (ng) pro Kilogramm (kg) Körpergewicht und Tag. Das bedeutet, dass die langfristige Exposition gegenüber diesen vier PFAS bei etwa der Hälfte der erwachsenen Bevölkerung über dem TWI liegt. Grundlage dieser Aufnahmeschätzung waren Daten zu Gehalten an PFAS in Lebensmitteln in Deutschland aus dem Lebensmittelüberwachungsprogramm der Bundesländer der Jahre 2007 bis 2020.

Laut einer Berechnung der EFSA aus dem Jahr 2020 beträgt der Mittelwert der wöchentlichen Gesamtaufnahme von PFOA, PFNA, PFHxS und PFOS in der erwachsenen Bevölkerung in Europa 3 bis 22 Nanogramm (ng) pro Kilogramm (kg) Körpergewicht für die Summe dieser vier PFAS. Die auf das Körpergewicht bezogene Aufnahme kann bei Säuglingen, Kleinkindern, Kindern und Jugendlichen deutlich höher sein. Sie liegt damit sowohl bei Erwachsenen als auch bei Kindern und Jugendlichen über dem TWI.

Die Datenbasis zu Gehalten an PFAS in Lebensmitteln wurde in den derzeitigen Stellungnahmen des BfR und der EFSA im Vergleich zu früheren Stellungnahmen vergrößert. Auch in den aktuellen Aufnahmeschätzungen lagen jedoch die Gehalte in dem überwiegenden Teil der Lebensmittelproben unterhalb der analytischen Nachweisgrenzen. Auch deswegen bestehen in den aktuellen Schätzungen der Gesamtaufnahme weiterhin erhebliche Unsicherheiten hinsichtlich der tatsächlichen Aufnahmemenge.

Eine spezifische Optimierung der Analysemethoden und die Verwendung sensitiver Messsysteme kann die Empfindlichkeit der PFAS Analytik in Zukunft weiter erhöhen. Die Etablierung und Fortentwicklung sensitiver Analysemethoden für PFAS in der Lebensmittelüberwachung kann dazu beitragen, die Bestimmungsgrenzen abzusenken und dadurch auch geringe Gehalte an PFAS zu erfassen. Daraus resultiert eine präzisere Schätzung der Gesamtaufnahme.

weitere Informationen und Quelle: https://www.bfr.bund.de/