Fluorkarbone (PFC)

PFOA und PFOS sind extrem hartnäckige Chemikalien, die sich nachweislich weder in der Umwelt noch im menschlichen Körper abbauen. In einer kürzlich erschienenen Studie wurden diese Chemikalien mit schweren Schäden des Immunsystems bei Kindern in Verbindung gebracht (Grandjean et al, 2012). Doch sind PFOA und PFOS nur zwei Beispiele aus einer ganzen Gruppe von Fluorchemikalien, genannt PFC (perfluorierte Karbone), die wiederum zur Gruppe der Fluorkarbone gehören. Manche Hersteller von Imprägniermitteln für die Anwendung zuhause behaupten, dass ihre fluorkarbonhaltigen Mittel absolut sicher sind, da sie ja frei von PFOA bzw. PFOS seien. Stimmt diese Behauptung?

Welche Gesundheitsrisiken wurden in Human- und Tierstudien mit PFC in Verbindung gebracht?

Humanstudien

• Schädigung des Immunsystems bei Kindern – erfolglose Impfung gegen Tetanus & Diphtherie (Grandjean et al, 2012)
• Erhöhtes Aufkommen von Krebs in Verbindung mit Verschmutzung durch PFC (Bonefeld-Jorgensen et al, 2011)
• Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit ebenso wie verzögerte Empfängnis bei Frauen mit erhöhten PFC-Werten im Blut (Fei et al, 2009)

Versuche mit Ratten

• Lebervergrößerung in Verbindung mit PFC
• Geringes Geburtsgewicht in Verbindung mit PFC
• Reduzierte Fruchtbarkeit in Verbindung mit PFC

(USEPA, 2009)

Beweist die Behauptung "Frei von PFOS & PFOA", dass ein Imprägniermittel auch frei von Fluorkarbonen ist?
Nein!
PFOS & PFOA sind nur zwei Beispiele aus einer ganzen Gruppe von perfluorierten Verbindungen (genannt PFC). Sämtliche fluorkarbonhaltige Imprägniermittel werden auf Basis von PFC bzw. mit Bestandteilen hergestellt, die sich in PFC abbauen können.

Was ist der Unterschied zwischen PFC und PFOS bzw. PFOA?
PFC ist der Überbegriff für eine große Gruppe von chemischen Formeln, die perfluorierte Verbindungen (Perfluorkarbone) genannt werden. Auch PFOS und PFOA gehören zu dieser Familie und sind daher ebenfalls beide ein PFC. Der Unterschied zwischen den einzelnen Formeln dieser chemischen Gruppe liegt in der Anzahl der Kohlenstoffatome innerhalb der perfluorierten Kohlenstoffkette. PFOS und PFOA haben jeweils 8 Kohlenstoffe in ihrem chemischen Grundgerüst.

Worin liegt der Unterschied zwischen einem C6- und einem C8-PFC?
PFOA und PFOS sind beides C8-PFCs, deren chemisches Grundgerüst aus 8 Kohlenstoffen besteht. C6-PFCs sind nahezu identisch, nur hat ihr chemisches Grundgerüst zwei Kohlenstoffe weniger. PFHxA, welches der C6-Version von PFOA entspricht, ist ebenso wenig biologisch abbaubar wie dieses, sammelt sich aber möglicherweise nicht so stark im menschlichen Körper an wie PFOA. PFHxS hingegen, entsprechend eines PFOS mit nur 6 Kohlenstoffen, baut sich gleichermaßen wie PFOS oder PFOS nicht ab, bioakkumuliert stattdessen im menschlichen Körper möglicherweise sogar mehr (US Environmental Protection Agency, 2009; Lasier et al, 2011).

Sind PFOS und PFOA die einzigen Formeln aus der Gruppe der PFCs, die als potenziell krebsfördernd eingestuft werden?
Viele Formeln dieser chemischen Gruppe, ebenso wie einige mit weniger als 8 Kohlenstoffen, wurden nachweislich mit Zellveränderungen in Verbindung gebracht, die zur Entwicklung von Tumoren führen können (Trosko and Ruch, 1998; Upham et al, 1998).

Sind PFOS und PFOA die einzigen Verbindungen aus der Gruppe der PFCs, die umweltpersistent und bioakkumulierbar in Mensch und Tier sind?
Nein, ganz und gar nicht!
Die meisten PFCs sind potenziell umweltpersistent, viele sogar bioakkumulierbar, davon auch einige mit Kohlenstoffketten, die weniger als 8 Kohlenstoffe enthalten (Dimitrov et al, 2004; Lasier et al, 2011; USEPA,2009). 

Wie kann ein so genanntes PFOA-freies Fluorkarbon, das als umweltsicher eingestuft wurde, sich dennoch in ein gefährliches PFOA abbauen?
PFC ist das chemische Grundgerüst, aus welchem fluorkarbonhaltige Imprägniermittel hergestellt werden. Hierfür wird das PFC innerhalb des Fluorkarbon-Imprägniermittels in ein nicht toxisches Molekül zunächst sicher eingebunden. Diese großen, wasserabweisenden Fluorkarbon-Moleküle enthalten Fluortelomere, welche im Laufe der Zeit in die Umwelt abgegeben werden bzw. oxidieren, sich aufspalten oder sogar kleinere, toxische PFC-Säureverbindungen abgeben. Ist dieses Fluortelomer auf Basis eines C8-PFC hergestellt, so entsteht daraus das Abbauprodukt PFOA. Dementsprechend kann auch ein als PFOA-frei deklariertes Produkt mit der Zeit PFOA in die Umwelt abgeben
(Dimitrov et al, 2004; Dinglasan et all, 2004; Ellis et al, 2004).

Wie lange dauert es, bis fluorkarbonhaltige Imprägniermittel oder Fluortelomere sich in gefährliche PFC-Säuren (z.B. PFOA) abbauen?
Wie lange genau dieser Prozess dauert, ist noch umstritten. Allerdings ist man sich einig, dass dies in einer relativ kurzen Zeit passiert und dementsprechend früh zur Verschmutzung durch PFC beiträgt.

Eine Studie an mit Fluortelomeren gefütterten Forellen zeigt, dass Fluortelomere in deren Leber zu PFC-Säure abgebaut werden. Theoretisch könnte man also davon ausgehen, dass der biologische Abbauprozess bereits in der Verdauung erfolgen kann. Dies ist insbesondere bei der Frage in Betracht zu ziehen, ob fluorkarbonhaltige Imprägniermittel im privaten Haushalt verwendet werden sollten. PFC-Säuren könnten also aus verseuchten Lebensmitteln durch die Verdauung direkt in den menschlichen Körper aufgenommen werden (Butt et al, 2010).

Einer Studie der Fluorkarbon-Industrie zufolge verläuft der Abbauprozess im Erdboden extrem langsam, er dauert angeblich Tausende von Jahren. Als die US-amerikanische Environmental Protection Agency (unabhängige Behörde zum Schutz der Umwelt und der menschlichen Gesundheit) die selbe Studie erstellte, wurde ein biologischer Abbau in wesentlich schnellerer Zeit festgestellt, und man schloss daraus, dass "beim Abbau von Fluortelomer-Polymeren eine erhebliche Menge von PFOA und anderen fluorierten Verbindungen in die Umwelt abgegeben werden". Darüber hinaus ist die Verschmutzung des Erdbodens nur eine Möglichkeit, wie fluorkarbonhaltige Imprägniermittel in toxisches PFC abgebaut werden (Washington et al, 2009)

Sind fluorkarbonhaltige Imprägniermittel auf Basis von C6 PFC nachweislich völlig sicher?
Nein!
Fluortelomere auf Basis von C6 Kohlenstoffen bauen sich in der Umwelt ebenso in PFC-Säuren ab wie C8-Fluortelomere. Selbst wenn das finale Abbauprodukt, das PFHxA, für Mensch und Umwelt weniger gefährlich als PFOA sein mag, so ist es dennoch gefährlich. Außerdem ist PFHxA nur ein Beispiel aus einer ganzen Gruppe von Chemikalien, die beim Abbau von C6 Fluortelomeren in der Umwelt entstehen. Neben PFHxA spalten sich im biologischen Abbauprozess aus den Fluorpolymeren auch größere Bausteine ab – die so genannten Fluortelomer-Säuren. Diese sind für Meerestiere nachweislich ebenso toxisch wie die kleineren PFC-Säure-Bausteine
(Michelle. M. Phillips, 2007).

Sind PFCs die einzigen Mitglieder der Fluorkarbon-Gruppe, die in Mensch oder Tier bioakkumulierbar sind?
In einer Studie an am chinesischen Meer gestrandeten Delfinen und Tümmlern wurden eine Reihe von PFC-Verbindungen aber auch andere Fluorkarbon-Chemikalien, wie z.B. PFOA und PFOS, in hohen Dosen gefunden. Doch handelte es sich bei 70% der in diesen Delfinen festgestellten Fluorkarbon-Verbindungen um bisher unbekannte Fluorkarbon-Chemikalien (Yeung et al, 2009). Dies lässt die Vermutung zu, dass nicht nur die bekannten Säuren PFOS und PFOA bioakkumulierbar sind, sondern auch eine Reihe von Fluorkarbonabbauprodukten, die aus unterschiedlichen Quellen stammen, wie z.B. von Fluorpolymeren oder Pestiziden.

Sind mit "frei von PFOA oder PFOS" markierte, fluorkarbonhaltige Flüssigimprägniermittel für die Anwendung zuhause völlig sicher für den Verbraucher?
Nein!
Aus sämtlichen oben genannten Gründen sollten ALLE fluorkarbonhaltigen Imprägniermittel für die Anwendung zuhause als potenziell gefährlich eingestuft werden. Unten stehend finden Sie eine Zusammenfassung, die klar verdeutlicht, weshalb Imprägniermittel auf Basis von Fluorkarbonen im Haushalt besser nicht verwendet werden sollten:

• Flüssigkeiten für die Anwendung in der Waschmaschine, die in der Küche stehen, können möglicherweise Lebensmittel vergiften.
• Fluorkarbonhaltige Imprägniermittel bauen sich in eine Reihe von PFC-Säuren, inklusive der Fluortelomer-Säuren, ab.
• Fluortelomere, die in Fluorkarbon-Imprägniermitteln Verwendung finden, bauen sich nachweislich in Ratten und Forellen zu PFC-Säuren ab und können dementsprechend auch durch die menschliche Verdauung aufgenommen werden.
• PFOA und PFOS sind nur zwei Beispiele einer ganzen Gruppe von toxischen PFC-Säuren.
• PFC-Säuren sind im menschlichen Gewebe nachweislich persistent.
• PFC-Säuren werden mit Schäden des Immunsystems bei Kindern in Verbindung gebracht.
• Die Menge an PFC-Säure, die ausreicht, um dem menschlichen Organismus zu schaden, ist extrem niedrig: wenige 10 ppb (zu deutsch "Teile pro Milliarde"). Auf den gesamten menschlichen Körper verteilt entspräche dies weniger als einem Hundertstel einer Kopfschmerztablette (Grandjean et al,2012).
• Menschen können PFC-Säuren nicht richtig ausscheiden (auch wenn einige davon besser als andere ausgeschieden werden können). Aus diesem Grund sammeln sich PFC-Säuren im Laufe der Zeit in der menschlichen Blutbahn an, auch wenn deren eigentliche Menge sehr klein ist.

Literaturverzeichnis

Bonefeld-Jorgensen, Eva C., Manhai Long, Rossana Bossi, Pierre Ayotte, Gert Asmund, Tanja Kruger, Mandana Ghisari, Gert Mulvad, Peder Kern, Peter Nzulumiki, and Eric Dewailly. "Perfluorinated compounds are related to breast cancer risk in Greenlandic Inuit: A case control study." Environmental Health 10 (2011): 88. (hier online erhältlich)

Butt, Craig M., Derek C.G. Muir, and Scott A. Mabury. "Biotransformation of the 8:2 fluorotelomer acrylate in rainbow trout. 1. In vivo dietary exposure." Environmental Toxicology and Chemistry 29 (2010): 2726-735. (hier online erhältlich)

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Grandjean, Phillipe, Elizabeth Wrefrord Anderson, Esben Budtz-Jorgensen, Flemming Nielsen, Kare Molbak, Pal Weihe, and Carsten Heilmann. "Serum Vaccine Antibody Concentrations in Children Exposed to Perfluorinated Compounds." The Journal of the American Medical Association 307 (2012): 391-97. (hier online erhältlich)

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Phillips, Michelle M., Mary Joyce A. Dinglasan-Panlilio, Scott A. Mabury, Keith R. Solomon, and Paul K. Sibley. "Fluorotelomer Acids are More Toxic than Perfluorinated Acids." Environmental Science & Technology 41 (2007): 7159-163. (hier online erhältlich)

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Yeung, L., Y. Miyake, Y. Wang, S. Taniyasu, N. Yamashita, and P. Lam. "Total fluorine, extractable organic fluorine, perfluorooctane sulfonate and other related fluorochemicals in liver of Indo-Pacific humpback dolphins (Sousa chinensis) and finless porpoises (Neophocaena phocaenoides) from South China." Environmental Pollution 157 (2009): 17-23. (hier online erhältlich)

Literaturhinweise

Park, Donguk and Choi, Yeyong. "Comprehensive Review of Acute Respiratory Failure Following Inhalation Exposure to Waterproofing Agents." Journal of Environmental Health Sciences (Korea) 38-6(2012):451-459; (hier online erhältlich)

Spiegel Online, Heike Baier, "Chemie in Outdoor-Kleidung: Der Beigeschmack von Abenteuer" (16.06.2013). (hier online erhältlich)