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Ewige Herausforderung
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Die als Industriechemikalien weit verbreiteten PFAS erweisen sich in der Umwelt als langlebige „Ewigkeitschemikalien“. Das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung geht der Frage nach, inwieweit bestimmte PFAS die Gesundheit beeinträchtigen können.
Wie lange dauert die Ewigkeit? Darüber kann man lange philosophieren, aber im Fall der „Ewigkeitschemikalien“ kann man sagen: vermutlich eine ganze Weile. Hinter dem Begriff „Ewigkeitschemikalien“ verbergen sich die per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen, kurz PFAS. Sie bestehen aus kettenförmigen Kohlenstoffmolekülen, an die Fluoratome gebunden sind.
PFAS sind eine Tausende von Verbindungen umfassende Gruppe von fluorhaltigen Industriechemikalien. Aufgrund ihrer Eigenschaften werden sie in zahlreichen industriellen Prozessen, technischen Anwendungen und Verbraucherprodukten eingesetzt. Die Substanzen widerstehen hohen Temperaturen und aggressiven Chemikalien, können in der Natur nicht oder kaum abgebaut werden und sind daher sehr langlebig. Das ist, bei allen möglichen Vorteilen, ein großer Nachteil.
LANGLEBIG IN DER NATUR
Es ist eben diese Langlebigkeit, die für den Umweltschutz und aus Sicht des gesundheitlichen Verbraucherschutzes ein Problem darstellt. Denn PFAS reichern sich in der Umwelt ebenso wie in Pflanzen und Tieren an und erreichen so insbesondere über die Nahrungskette täglich in sehr kleinen Mengen auch den Menschen. Interner Link:(siehe Interview Dr. Robert Pieper, BfR: Gehen PFAS aus dem Tierfutter in Lebensmittel über?)
Im Menschen sammeln sich einige der aufgenommenen PFAS über die Zeit an. Bei der Ausscheidung aus dem Organismus verhalten sich verschiedene PFAS-Verbindungen sehr unterschiedlich. Für manche langkettigen PFAS kann es eine kleine Ewigkeit – mehrere Jahre – dauern, bis ein PFAS-Molekül den Körper wieder verlässt. Kurzkettige PFAS dagegen werden bereits nach Tagen oder Wochen wieder ausgeschieden.
PFAS werden mit einer Reihe gesundheitlicher Beeinträchtigungen in Verbindung gebracht. „Eine wesentliche Rolle dabei spielt die mehrjährige Verweilzeit bestimmter langkettiger PFAS im Organismus, die zu vergleichsweise hohen Konzentrationen führt“, erläutert Dr. Ulrike Pabel, PFAS-Expertin am Bundesinstitut für Risikobewertung (BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung). Und da nach dem „Grundgesetz“ der Toxikologie, der Wissenschaft von den Giften, die Dosis das Gift macht, können durch diese Anreicherung PFAS-Konzentrationen erreicht werden, die unerwünschte Wirkungen auf den Menschen haben.
KREISEN IM KREISLAUF
Wie aber kann man diese Effekte nachweisen? Diese Frage ist aus verschiedenen Gründen nicht leicht zu beantworten. In der menschlichen Niere werden bestimmte langkettige PFAS aus dem Urin zurück in den Blutkreislauf befördert, was ihre lange Verweilzeit im Körper und ihre Anreicherung erklärt. Nagetiere dagegen scheiden die Substanzen sehr viel schneller aus. Das macht es schwierig, Ergebnisse aus Tierstudien auf den Menschen zu übertragen.
Epidemiologische Studien haben bei der gesundheitlichen Bewertung von PFAS daher einen hohen Stellenwert. Dabei versucht man, durch Beobachtungen in Bevölkerungsgruppen u.a. Risikofaktoren für bestimmte gesundheitliche Beeinträchtigungen zu ermitteln. „Man kann mit epidemiologischen Studien statistische Zusammenhänge zwischen einer PFAS-Exposition, gemessen im Blut, und gesundheitlichen Beeinträchtigungen untersuchen“, sagt Pabel. „Jedoch ist es dabei in der Regel nicht möglich, eine eindeutige Beziehung zwischen Ursache und Wirkung herzustellen.“
Wo PFAS im Alltag vorkommen (Auswahl)
ÜBERALL IN DER UMWELT
Hinzu kommen weitere Herausforderungen: Menschen sind verschiedenen PFAS ausgesetzt, die möglicherweise Unterschiedliches bewirken. Und da die Verbindungen überall in der Umwelt vorkommen, gibt es keine „PFAS-freie“ Kontrollgruppe zum Vergleich. Auch Alter, Geschlecht, genetische Veranlagung, Lebensstil sowie Höhe und Dauer der Belastung (Exposition) gegenüber PFAS spielen eine Rolle. Die Exposition kann je nach regionaler Verunreinigung (Kontamination) in der Umwelt schwanken.
Vergleichsweise gut belegt ist nach dem derzeitigen Wissensstand, dass bei Kindern mit höherer PFAS-Konzentration nach einer Standardimpfung weniger Antikörper im Blutserum zu finden sind. „PFAS wirken auf das Immunsystem“, erläutert Pabel. „Aber in welchem Ausmaß das die Immunabwehr beeinflusst, ist nicht abschließend geklärt.“
Weitere Effekte höherer PFAS-Exposition beim Menschen sind ein Anstieg der Blutfettwerte, insbesondere des Gesamtcholesterins und des LDL-Cholesterins (ein Risikofaktor für Herz-Kreislauferkrankungen), der Anstieg eines Leberenzyms im Blutserum (Hinweis auf eine Störung der Leberfunktion) sowie ein vermindertes Geburtsgewicht. Noch ist unbekannt, wie es zu diesen Wirkungen kommt. Spärlicher sind die Hinweise für andere Effekte, die darüber hinaus als gesundheitliche Risiken durch PFAS diskutiert werden.
Wie PFAS in die Umwelt und den menschlichen Körper gelangen
LANGLEBIGES QUARTETT
Mit Abstand am besten erforscht sind die vier langkettigen PFAS-Verbindungen Perfluoroctansäure (PFOA), Perfluoroctansulfonsäure (PFOS), Perfluornonansäure (PFNA) und Perfluorhexansulfonsäure (PFHxS). Es sind eben jene Substanzen, die nur schwer ausgeschieden werden und die sich im Organismus anreichern. Sie machen etwa 90 Prozent der im Blut nachgewiesenen PFAS aus.
Wie viel PFAS im Körper ist „zu viel“? Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit EFSAkurz fürEuropean Food Safety Authority (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) hat im Jahr 2020 für die Summe der vier genannten PFAS einen Wert für die tolerierbare wöchentliche Aufnahmemenge (TWI, „Tolerable Weekly Intake“) in Höhe von 4,4 Nanogramm (ng, entspricht einem Milliardstel Gramm) pro Kilogramm Körpergewicht pro Woche veröffentlicht. Er beschreibt die Menge eines Stoffes in Lebensmitteln oder Trinkwasser, die über die gesamte Lebenszeit wöchentlich aufgenommen werden kann, ohne ein nennenswertes Risiko für die Gesundheit darzustellen.
Grundlage für den TWI bildeten Daten aus einer Studie bei einjährigen Kindern. Hierbei zeigte sich ein Zusammenhang zwischen einem höheren Gehalt an PFAS und einer geringeren Konzentration an Impf-Antikörpern.
Gestillte Kinder können PFAS über die Muttermilch aufnehmen. Der TWI berücksichtigt die Weitergabe langkettiger PFAS von der Mutter zum Kind während der Stillzeit. Solange die PFAS-Aufnahme der Mutter den TWI nicht überschreitet, sind auch lange gestillte Säuglinge geschützt. Das gilt ebenso für die übrigen Bevölkerungsgruppen.
IM GRENZBEREICH
Nach einer Schätzung des BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung aus dem Jahr 2021 liegt die mittlere Aufnahme (Median) von PFAS bei Jugendlichen und Erwachsenen im Bereich des TWI-Wertes. Bei etwa 50 Prozent von ihnen überschreitet die langfristige Aufnahme über die Ernährung also den TWI als gesundheitsbasierten Richtwert. Diese Schätzung ist jedoch mit großen Unsicherheiten behaftet. Daten zu PFAS-Blutspiegeln in der Bevölkerung – die interne („innere“) Exposition – weisen darauf hin, dass der TWI bei einem geringeren Anteil der Bevölkerung überschritten wird.
Die gute Nachricht: Langkettige PFAS wie PFOS und PFOA sind in der Europäischen Union (EU) mittlerweile streng reguliert und weitgehend verboten. In den vergangenen Jahrzehnten ist es zu einem deutlichen Rückgang dieser Substanzen im Blut gekommen. „Im Vergleich zu 1990 ist der Gehalt an PFOS um 90 Prozent und der von PFOA, PFNA und PFHxS um 70 Prozent zurückgegangen“, berichtet Pabel. Bisher wurden keine neuen PFAS identifiziert, die sich im Menschen stark anreichern und daher besonders problematisch sind.
Liegt der PFAS-„Belastungsgipfel“ also bereits hinter uns? Überwachungsbehörden und Wissenschaft haben bislang vor allem einzelne langkettige PFAS wegen ihrer langen Verweilzeit im Organismus im Blick gehabt. Weniger präsent sind andere Gruppen von PFAS, von denen manche als Alternativen zu den bisher regulierten Verbindungen produziert werden. „Aufgrund der Größe der PFAS-Gruppe ist es nicht möglich, alle Einzelsubstanzen vollständig zu erfassen“, sagt Pabel.
UMFANGREICHE BESCHRÄNKUNG DISKUTIERT
In der EU wird auf Anregung der Europäischen Chemikalienagentur ECHAkurz fürEuropäische Chemikalienagentur eine weitgehende PFAS-Beschränkung diskutiert. „Eine solche Maßnahme kann zu einem verminderten Eintrag in die Umwelt führen – und damit wäre auch der Mensch auf lange Sicht weniger PFAS ausgesetzt“, erklärt Pabel. „Wegen der langen Verweildauer dieser Stoffe in der Umwelt wird das allerdings noch eine Weile dauern.“
Die Bewertung gesundheitlicher Risiken von PFAS wird das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung weiter beschäftigen. Diese Substanzen sind ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie untrennbar Umwelt und menschliche Gesundheit zusammenhängen. Und das ganz bestimmt auf ewig.
