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Perfluoroctansaure Kurzzeichen PFOA von engl perfluorooctanoic acid ist eine Perfluorcarbonsaure d h eine durchgangig fluorierte Carbonsaure die zu den per und polyfluorierten Alkylverbindungen PFAS gehort StrukturformelAllgemeinesName PerfluoroctansaureAndere Namen PFOA Pentadecafluoroctansaure C8 PFCASummenformel C8HF15O2Kurzbeschreibung weisser Feststoff mit stechendem Geruch 1 Externe Identifikatoren DatenbankenCAS Nummer 335 67 1 Saure 45285 51 6 Anion EG Nummer 206 397 9ECHA InfoCard 100 005 817PubChem 9554Wikidata Q418348EigenschaftenMolare Masse 414 07 g mol 1Aggregatzustand fest 1 Dichte 1 8 g cm 3 1 Schmelzpunkt 54 3 C 1 Siedepunkt 192 4 C 1 Dampfdruck 0 69 hPa 20 C 1 Loslichkeit schlecht in Wasser 3 4 g l 1 bei 20 C 1 SicherheitshinweiseGHS Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung EG Nr 1272 2008 CLP 2 ggf erweitert 1 GefahrH und P Satze H 302 332 314 351 360D 362 372P 260 263 280 303 361 353 304 340 310 305 351 338 1 Zulassungs verfahren unter REACH besonders besorgnis erregend fortpflanzungs gefahrdend CMR persistent bio akkumulativ und toxisch PBT 3 MAK 5 µg m 3 einatembarer Staub 1 4 Soweit moglich und gebrauchlich werden SI Einheiten verwendet Wenn nicht anders vermerkt gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen PFOA wird als Ewigkeitschemikalie bezeichnet weil sie sich in der Umwelt nie abbaut 5 Aufgrund seiner Einstufung als CMR Stoff und PBT Stoff ist von wenigen Ausnahmen abgesehen die Herstellung und das Inverkehrbringen von PFOA und Vorlauferverbindungen in der EU seit dem 4 Juli 2020 in der Schweiz seit dem 1 Juni 2021 verboten 6 7 Inhaltsverzeichnis 1 Gewinnung und Darstellung 2 Eigenschaften 3 Salze und Ester 4 Verwendung 5 Exposition 6 Gefahren und Risikobeurteilung 6 1 Trinkwasser 6 2 Chemikalienrechtliche Regulierung 7 Literatur 8 Weblinks 9 EinzelnachweiseGewinnung und Darstellung BearbeitenDie Darstellung von PFOA kann durch die elektrochemische Fluorierung ECF und die Telomerisierung erfolgen Die ECF kam ab den 1950er Jahren bis 2002 zum Einsatz die Telomerisierung ab 2002 8 Bei ECF entstehen als Nebenprodukte Anionen von Perfluorcarbonsauren unterschiedlicher Kettenlange namentlich Perfluorhexanoat 0 73 Perfluorheptanoat 3 7 Perfluornonanoat 0 2 Perfluordecanoat 0 0005 Perfluorundecanoat 0 0008 und Perfluordodecanoat 0 0008 Bei 78 handelt es sich um lineare Isomere 22 sind verzweigt Bei der Telomerisierung entsteht hingegen ein isomerenreines lineares Produkt 8 Eigenschaften BearbeitenVon PFOA gibt es 39 mogliche Konstitutionsisomere 1 mit Kettenlange 8 linear 5 mit Kettenlange 7 13 mit Kettenlange 6 16 mit Kettenlange 5 4 mit Kettenlange 4 8 PFOA hat ol und wasserabstossende amphiphobe Eigenschaften Die hohe Stabilitat und Widerstandsfahigkeit der Perfluoroctansaure bei unterschiedlichsten Bedingungen begrunden ihre Eignung fur diverse Anwendungen Perfluoroctansaure ist ein inzwischen in der Umwelt weit verbreiteter Stoff da sie sowohl persistent als auch bioakkumulativ ist 9 In Wasser kann die Verbindung mit Hilfe eines Bornitrid Titandioxid Verbundstoffs unter Sonnenlicht abgebaut werden 10 11 Salze und Ester BearbeitenSiehe auch Liste von Perfluoroctansauresalzen und ester Perfluoroctansaure wird bzw wurde hauptsachlich als Ammoniumsalz Ammoniumperfluoroctanoat hergestellt und verwendet Neben diesem sind auch noch eine Reihe anderer Salze verfugbar 12 Diese werden bzw wurden als Zwischenprodukte bei der Synthese anderer fluorierter Verbindungen eingesetzt 13 Die Salze konnen durch Neutralisation wassriger oder Diethylether Losungen von Perfluoroctansaure mit dem entsprechenden Metallhydroxid oder Metallcarbonat gewonnen werden 13 Verwendung BearbeitenPerfluoroctansaure wurde in Form von Ammoniumperfluoroctanoat APFO vor allem als Hilfsmittel Emulgator fur die Herstellung von Polymeren wie Polytetrafluorethylen bei Chemours Teflon gebraucht In diesen Prozessen werden inzwischen die Ersatzstoffe ADONA Dyneon oder das Ammoniumsalz von HFPO DA GenX Chemours verwendet 14 15 16 Exposition BearbeitenWissenschaftler haben diese Chemikalie in Lebewesen auf der gesamten Welt nachgewiesen von Tieren in der Tiefsee bis hin zu Vogeln die auf abgelegenen Inseln leben 17 Bei 99 der untersuchten Einwohner Kaliforniens wurde PFOA im Blutserum nachgewiesen 18 Bei allen der 100 zwischen 2009 und 2019 genommenen Humanblutproben aus der deutschen Umweltprobenbank wurde zwischen 0 27 und 14 mg l PFOA gefunden 19 In 86 der Blutplasma Proben von 1109 Kindern und Jugendlichen zwischen 3 und 17 Jahren die im Rahmen der Deutschen Umweltstudie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen GerES V untersucht worden waren wurde PFOA in einer Konzentration bis zu 6 33 ng ml nachgewiesen 20 Auch Muttermilch aus allen Kontinenten enthalt PFOA 21 PFOA kommt als Verunreinigung oder Abbauprodukt von Fluorchemikalien in die Umwelt oder den menschlichen Korper Zu den wichtigsten Emissionsquellen gehoren schmutz und wasserabstossend ausgerustete Teppiche und Textilien sowie Feuerloschschaum AFFF 22 Vorlauferstoffe von PFOA wie Fluortelomeralkohole FTOH tragen zur Kontamination mit PFOA bei FTOH werden fur die Herstellung wasser und fettabweisender Beschichtungen eingesetzt die in Lebensmittelverpackungen z B Backpapier Pizzakartons Popcornverpackung aber auch fur Teppichboden und Autositze verwendet werden 23 Aus Verpackungen kann PFOA als Verunreinigung oder Abbauprodukt in die Lebensmittel wandern 24 25 Im Trinkwasser im Rhein Ruhr Gebiet wurden Konzentrationen von bis zu 500 ng l nachgewiesen Diese Verunreinigung wurde durch auf Feldern in der Landwirtschaft ausgebrachten kontaminierten Dunger verursacht 26 27 PFOA wurde im Industriepark Werk Gendorf von 1968 bis 2003 produziert zunachst von Hoechst ab 1999 von der Tochterfirma des US Konzerns 3M Dyneon dabei kontaminierten Feinstaub Emissionen den Boden das Grundwasser und schliesslich das Trinkwasser Erst als Greenpeace im November 2006 in der Alz unterhalb des Industrieparks Werk Gendorf in der Gemeinde Burgkirchen an der Alz hohe Konzentrationen von PFOA nachgewiesen hatte wurde das Ausmass der Verseuchung bekannt Dabei ubertreffen sie diejenigen im Rhein um das 10 000 fache In dem Industriepark arbeiten neben 3M Dyneon Firmen wie W L Gore amp Associates Linde und Clariant mit Fluorchemikalien 28 Der Industriepark Werk Gendorf verfugte zu dieser Zeit uber eine Genehmigung zur Einleitung von 1000 mg l perfluorierter Tenside in die Alz 29 Die in den Inn mundende Alz fliesst kurz nach Gendorf durch ein Naturschutzgebiet Durch die Einleitungen in die Alz war auch die Trinkwasserversorgung im Landkreis Altotting jahrzehntelang PFOA belastet Im November 2018 erfuhr die Offentlichkeit erstmals von erhohten PFOA Werten die auf die legalen Einleitungen aus dem Chemiepark in Gendorf in die Alz zuruckzufuhren sind Die Werte im Grundwasser werden voraussichtlich bis 2030 noch steigen vor 2050 ist kein Ruckgang erwartbar 30 Seit 2016 unterschritten die PFOA Messwerte im Trinkwasser deutlich den gesetzlichen Grenzwert von 0 1 mg l 31 Seit 2019 2020 setzen die Stadte Altotting und Neuotting sowie die Gemeinden Winhoring Burgkirchen an der Alz und Kastl PFOA Filteranlagen fur eine PFOA freie Trinkwasserversorgung ein 32 33 Ein vergleichbares Problem stellt auch die Kontamination des Trinkwassers in Mittelbaden Region zwischen Baden Baden und Rastatt 34 mit per und polyfluorierten Chemikalien dar Auch hier wurde als Quelle die Verunreinigung von Ackerboden mit PFAS haltigem Kompost identifiziert 35 36 37 Die bisher angewandte Losung das Trinkwasser uber Aktivkohlefilter zu reinigen ist aufwandig und teuer 38 In Fischfilets aus zehn Seen sudlich und westlich der Alpen wurden PFOA Konzentrationen von bis zu 1 mg kg gefunden 39 Gefahren und Risikobeurteilung BearbeitenNeben ihrer Langlebigkeit und ihrer Eigenschaft sich in Organismen anzureichern wird PFOA kaum aus dem menschlichen Korper ausgeschieden Studien Versuche an Nagetieren und epidemiologische Studien uber Fabrikarbeiter haben auf leberschadigende reproduktionstoxische und krebserregende Eigenschaften hingewiesen 25 Bei stark exponierten Arbeitern wurde eine signifikant erhohte Sterblichkeitsrate fur Zirrhose und Leberkrebs im Vergleich zu einer regionalen Population festgestellt 40 Weiter wurde ein dosisabhangiger Zusammenhang einer Exposition gegenuber PFOA und einem erhohten Risiko fur Diabetes mellitus Typ 2 beobachtet 41 Die amerikanische Umweltbehorde Environmental Protection Agency EPA hatte im Februar 2006 mit den grossen Fluorpolymerherstellern eine freiwillige Vereinbarung zur Elimination der PFOA Emissionen aus Herstellung und Produktverunreinigung bis zum Jahre 2015 geschlossen Dabei wurde festgehalten dass es sich um eine Vorsorgemassnahme handelt ohne dass derzeit eine allgemeine Gefahrdung fur Mensch und Umwelt vorlage und im Hinblick auf Verbraucherprodukte kein Anlass zur Beunruhigung bestunde In zahlreichen Fallen wurde der Hersteller DuPont zu Schadenersatz wegen gesundheitlicher Schaden durch PFOA verurteilt der Umweltanwalt Robert Bilott der die Klager z T in Sammelklagen vertreten und umfangreiche Untersuchungen veranlasst hatte wurde 2017 dafur mit dem Right Livelihood Award Alternativer Nobelpreis ausgezeichnet 42 2008 stufte das deutsche Bundesinstitut fur Risikobewertung aufgrund der ublichen Konzentrationen in der Nahrung gesundheitliche Risiken durch PFOA fur den Menschen als unwahrscheinlich ein 25 In Zusammenhang mit den in der Alz geangelten Fischen hat das Bayerische Landesamt fur Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 2008 eine toxikologische Bewertung veroffentlicht 43 Bei Fischen aus der Ochtum wird wegen der hohen Belastung vom Verzehr abgeraten 44 Die Europaische Behorde fur Lebensmittelsicherheit hat die tolerierte Wochendosis engl tolerable weekly intake TWI im Dezember 2018 auf 6 ng pro kg Korpergewicht und Woche gesenkt Dabei wurde festgestellt dass die Exposition eines namhaften Anteils der Bevolkerung hoher ist als dieser Wert 45 Im September 2020 senkte die EFSA den TWI fur die Summe von vier PFAS neben PFOA auch PFNA PFHxS und PFOS auf 4 4 ng pro kg Korpergewicht und Woche 46 47 Ein Grund fur die Senkung war dass Kinder mit hoheren PFOA Gehalten im Blutplasma niedrigere Gehalte an Impfantikorpern aufweisen was einen verminderten Impfschutz zur Folge haben konnte 48 49 Das Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu schlug 2017 gestutzt auf die Wasserrahmenrichtlinie als Jahresdurchschnitts Umweltqualitatsnorm ein Wert von 48 ng l 1 vor Fur die zulassige Hochstkonzentration wurden Werte von 2800 ng l 1 Susswasser bzw 560 ng l 1 Salzwasser vorgeschlagen 50 Trinkwasser Bearbeiten In der Neufassung der Europaischen Trinkwasserrichtlinie Richtlinie EU 2020 2184 vom 16 Dezember 2020 gibt es keine Mindestanforderung spezifisch fur PFOA Allerdings gibt es eine solche 0 1 mg l fur die Summe der PFAS also die Summe von 20 PFAS Perfluorcarbonsauren und Perfluorsulfonsauren mit Kohlenstoffkettenlangen von 4 bis 13 zu welchen auch PFOA gehort 51 In den Vereinigten Staaten wurde der Trinkwasserrichtwert fur die lebenslange Exposition im Juni 2022 neu festgelegt 52 Der neue Wert betragt 0 004 ng l wahrend der zuvor gultige 2016 festgelegte Wert 70 ng l betrug 53 Im Jahr 2002 hatte der PFOA Trinkwasserrichtwert in West Virginia noch 150 000 ng l betragen was dem 37 5 Millionen Fachen des heutigen Werts entspricht 54 Chemikalienrechtliche Regulierung Bearbeiten Im Jahr 2013 erfolgte eine Einstufung durch den Ausschuss fur Risikobewertung RAC als reproduktionstoxisch Kategorie 1B die mit der 5 ATP rechtskraftig wurde Darauf aufbauend wurde ebenfalls im Jahr 2013 Perfluoroctansaure in die Kandidatenliste der besonders besorgniserregenden Stoffe nach REACH aufgenommen 55 Die EU Kommission schloss im Juni 2017 ein Beschrankungsverfahren gegen PFOA und Vorlaufersubstanzen ab Demnach darf PFOA seit dem 4 Juli 2020 nicht mehr hergestellt und in den Verkehr gebracht werden In Gemischen liegt die Obergrenze fur PFOA bei 25 ppb und fur PFOA Vorlauferverbindungen bei 1000 ppb Es gibt Ausnahmeregelungen fur Arbeitsschutztextilien und Loschschaume 6 Die Perfluoroctansaure PFOA ihre Salze und PFOA verwandte Verbindungen Vorlauferstoffe wurden 2015 fur die Aufnahme in das Stockholmer Ubereinkommen nominiert 56 und im Mai 2019 in Anlage A Eliminierung aufgenommen 57 58 In der Folge wurden in der EU die Regelungen vom Anhang XVII der REACH Verordnung in die EU POP Verordnung verschoben und angepasst 59 Unter das Verbot fallen mehrere hundert Salze und Vorlaufer von PFOA 60 61 Literatur BearbeitenSilke Gabbert Economic assessment and valuations of environmental and health impacts caused by Perfluorooctanoic acid PFOA and its salts OECD Environment Working Papers No 128 Paris 2018 Ableitung von HBM I Werten fur Perfluoroktansaure PFOA und Perfluoroktansulfonsaure PFOS Stellungnahme der Kommission Humanbiomonitoring des Umweltbundesamts In Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz Band 61 Nr 4 April 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Schweizerische Unfallversicherungsanstalt Suva Grenzwerte Aktuelle MAK und BAT Werte Suche nach 335 67 1 bzw Perfluoroctansaure abgerufen am 2 November 2015 Why Are DuPont and Chemours Still Discharging the Most Notorious Forever Chemical a b Verordnung EU 2017 1000 der Kommission vom 13 Juni 2017 zur Anderung von Anhang XVII der Verordnung EG Nr 1907 2006 des Europaischen Parlaments und des Rates zur Registrierung Bewertung Zulassung und Beschrankung chemischer Stoffe REACH betreffend Perfluoroctansaure PFOA ihre Salze und PFOA Vorlauferverbindungen In Amtsblatt der Europaischen Union L 150 14 Juni 2017 S 14 ff Chemikalien Risikoreduktions Verordnung Anhang 1 16 In Fedlex 1 Juni 2021 abgerufen am 2 August 2021 a b c Some Chemicals Used as Solvents and in Polymer Manufacture In IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans Band 110 IARC ISBN 978 92 832 0176 2 Perfluorooctanoic Acid S 37 39 iarc fr PDF Gloria B Post Perry D Cohn Keith R Cooper Perfluorooctanoic acid 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