Einzelsubstanz- und Gesamt-PFAS-Bestimmung in nasser Deposition und PM10-Feinstaubproben im UBA-Luftmessnetz

Das Umweltbundesamt (UBA) betreibt zur Untersuchung weiträumig transportierter Luftverunreinigungen in gering belasteten Gebieten der Bundesrepublik Deutschland ein Luftmessnetz. Zu den Aufgaben dieses Luftmessnetzes gehört auch die Bestimmung von persistenten organischen Schadstoffen in Außenluft und im Niederschlag. Eine Gruppe von persistenten organischen Schadstoffen, die zunehmend für Besorgnis sorgt, sind per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS). Diese Verbindungen sind chemisch besonders inert und langlebig in der Umwelt. Sie reichern sich dadurch in Umweltmedien und Nahrungsketten und letztendlich im menschlichen Körper an und sind äußerst lange nachweisbar. Sie können zu Gesundheitsproblemen wie Leberschäden, Schilddrüsenerkrankungen, Fettleibigkeit, Fruchtbarkeitsstörungen und Krebs führen. Seit 2009 sind Perfluoroctansulfonsäure und ihre Derivate (PFOS) in das internationale Stockholmer Übereinkommen aufgenommen worden, um ihre Verwendung zu unterbinden. PFOS ist in der EU bereits seit mehr als 10 Jahren im Rahmen der EU-Verordnung über persistente organische Schadstoffe (POPs) verboten. Das Stockholmer Übereinkommen regelt auch die weltweite Beseitigung von Perfluoroctansäure (PFOA), ihren Salzen und mit PFOA verwandten Verbindungen. PFOA ist gemäß der POP-Verordnung seit dem 4. Juli 2020 verboten. Im Juni 2022 beschlossen die Vertragsparteien des Stockholmer Übereinkommens, PFHxS, seine Salze und verwandte Verbindungen in den Vertrag aufzunehmen. Dieses weltweite Verbot wird voraussichtlich Ende 2023 in Kraft treten. Darüber hinaus werden langkettige perfluorierte Carbonsäuren (C9-21 PFCAs) für die Aufnahme in das Stockholmer Übereinkommen und die anschließende weltweite Eliminierung in Betracht gezogen. Atmosphärischer Transport und atmosphärische Deposition sind wichtige Eintragungspfade von PFAS in der Umwelt (neben Gewässern), insbesondere in abgelegenen Gebieten, die von menschlichen Aktivitäten und Industrien entfernt sind. Aufgrund ihrer langen Halbwertszeit können flüchtige neutrale PFAS wie Fluortelomeralkohole, nachdem sie durch industrielle Aktivitäten in die Atmosphäre gelangt sind, weite Entfernungen zurücklegen und abgelegene Gebiete wie die Arktis erreichen. In der Atmosphäre können sich flüchtige PFAS unter niedrigen NOx-Bedingungen in Perfluorocalboxyl- und Sulfonsäuren (PFCAs und PFSAs) umwandeln. PFCAs und PFSAs sind relativ starke Säuren, so dass sie in der Umwelt in ihrer ionischen (dissoziierten) Form vorkommen. Ihr niedriger pkS-Wert, gepaart mit der besseren Wasserlöslichkeit kurzkettiger (C<8) PFAS, macht sie für die feuchte Deposition in der Atmosphäre, wie Schnee und Regen, verfügbar, wodurch sie effektiv aus der Atmosphäre entfernt werden. Weltweit haben nur wenige Studien die atmosphärische Ablagerung von PFAS untersucht. Im Hinblick auf den atmosphärischen Transport und die Untersuchungen des PFAS-Aufkommens in der Arktis sind Luftströmungen aus Asien und Nord- und Osteuropa von Bedeutung. In den nordeuropäischen Ländern gibt es einige Untersuchungen zur atmosphärischen Deposition von PFAS, die so für andere Teile Europas bisher nur wenig durchgeführt wurden. In einem Bericht des Bayerisches Landesamt für Umwelt (PureAlps 2016 - 2020) wird festgestellt, dass die Summe der PFAS mit der Höhe zunimmt. Dieser zunehmende Trend und der Mangel an verfügbarer Literatur verdeutlichen die Notwendigkeit weiterer Studien zur nassen Deposition in verschiedenen Höhenlagen und an abgelegenen Untersuchungsstandorten, um ein besseres Verständnis für die Verbreitung und Ablagerung von PFAS zu erlangen.

Die Leistungen umfassen: - Arbeitspaket 1 - Literaturstudie und Auswahl der Analyten - Arbeitspaket 2 - Charakterisierung und Optimierung der Probenahme-Parameter hinsichtlich des analytischen Nachweisvermögens - Arbeitspaket 3 - Analyse von PFAS-Verbindungen in Proben des UBA-Luftmessnetzes - Arbeitspaket 4 - Datenauswertung und vergleichende statistische Analyse