PFC in Flüssen, Seen und Meeren

PFC werden auf verschiedenen Wegen in die Gewässer eingetragen.zum Vergrößern anklicken
PFC werden auf verschiedenen Wegen in die Gewässer eingetragen.
Quelle: Carina Hansen / Fotolia

PFC sind extrem langlebig - auch in Oberflächengewässern. Sie werden auf verschiedenen Wegen in die Gewässer eingetragen: Über Abwässer aus industriellen und kommunalen Kläranlagen, Löschschäume, über Abschwemmung von mit PFC kontaminierten Bodenbestandteilen und über die Luft. Auch durch das Grundwasser können PFC in die Oberflächengewässer gelangen.

In die Meere werden sie über die Flüsse und den Luftpfad eingetragen. Auch Löschmitteleinsätze auf Schiffen oder Offshore Konstruktionen wie Plattformen, Windenergieanlagen oder Konverterstationen können ⁠PFC⁠ direkt in die Meere eintragen.

PFC Untersuchungen in Oberflächengewässern

Die Bewertungen der Oberflächengewässer und der Nord- und Ostsee unter der ⁠Wasserrahmenrichtlinie⁠ (WRRL) und der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) beschränken sich derzeit auf Perfluoroktansulfonsäure (⁠PFOS⁠). Viele Messungen weisen darauf hin, dass alle PFC gewässerrelevant sind.

Flüsse und Seen

Die Bundesländer ermitteln PFC-Konzentrationen an operativen Messstellen und durch anlassbezogene Sonderuntersuchungen. Z.B werden in Baden Württemberg, Nordrhein Westfalen und Rheinland-Pfalz Gewässer im Umkreis von Flughäfen auf PFC untersucht. Baden Württemberg und Nordrhein Westfalen überprüfen Gewässer in belasteten landwirtschaftlichen Flächen auf PFC. Beispielsweise wurde 2014 im Brückgraben im Bereich des Flughafens Bitburg (Rheinland-Pfalz) ein Maximalwert von 4,9 µg/l PFC gemessen. Im Katzenbach im Umkreis des Flughafens Stuttgart wurde ein Maximum der Summe Perfluoroktansäure (⁠PFOA⁠) und ⁠PFOS⁠ von 5,7 µg/l (2015) ermittelt. Als Ursachen haben die Bundesländer einen hohen Abwasseranteil im Fließgewässer, mit PFC belastete landwirtschaftliche Flächen und den Einsatz von Löschschaum ermittelt.

In einigen Bundesländern werden die Untersuchungen der PFC schon über einen längeren Zeitraum durchgeführt. Bayern, Hessen und Nordrhein-Westfalen schätzen, dass die Konzentrationen von ⁠PFOA⁠ und PFOS durch die chemikalienrechtlichen Regelungen abgenommen haben. Dafür nehmen die Konzentrationen von PFBS in Bayern und Hessen zu. In Bayern steigen auch die Konzentrationen von PFHxA und in Hessen von PFBA an. Das bestätigt den Trend, langkettige PFC durch kurzkettige Analoge zu ersetzen.

Tabelle: Konzentrationen in Fließgewässern, gemessen an den LAWA-Messstellen im Zeitraum 2012-2015, grau markiert: PFC-Verbindung mit gesetzlich geregelter Umweltqualitätsnorm (Quelle: Umweltbundesamt nach Angaben der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA))

Auch andere europäische Länder messen PFOA und PFOS in Flüssen und Seen. So sind beispielsweise in österreichischen Flüssen in Konzentrationen bis 1 – 19 ng/l, in Frankreich bis 9,4 ng/l, in Italien bis 2,9 ng/l, in Spanien bis 68 ng/l und in der Schweiz bis 7,6 ng/l analysiert worden. 

Neben PFOS und PFOA werden weltweit eine Vielzahl weiterer PFC gemessen. Darunter viele neuartige PFC-Verbindungen wie zyklische PFSA (Perfluorethylcyclohexansulfonate), Fluorethersulfonsäuren oder -carboxylsäuren.

Weltweit sind Eintragsquellen aus Industrieanlagen, Einsatzorte von Löschschäumen, Kläranlagenabläufe und unsachgemäße Deponierung von PFC haltigen Abfällen beschrieben in deren Umfeld stark erhöhte PFC Konzentrationen gemessen worden.

Nord- und Ostsee

PFC werden in der Nord- und Ostsee in Wasser, Sediment und Biota nachgewiesen. Küstennahe Proben sind stärker belastet als Proben aus der offenen See. Flüsse sind, vor allem für die Nordsee, bedeutende Eintragspfade.

Empfindliche Analyseverfahren zur Bestimmung von PFC in marinen Umweltproben (Wasser, Biota und Sediment) wurden bereits 2006 in einem Forschungsprojekt des UBA entwickelt und validiert. Mit diesen Verfahren wurden repräsentative Umweltproben (von 2003-2005) aus Nord- und Ostsee auf das Vorkommen und die Verteilung von PFC untersucht. In allen Wasserproben, Oberflächensedimenten und Biotaproben (Fisch) konnten verschiedene PFC nachgewiesen werden. 

Aktuelle Forschungsergebnisse und Untersuchungen belegen die Relevanz von PFC für die Nord- und Ostsee und zeigen, dass kurzkettige PFC und Ersatzstoffe für die regulierten langkettigen PFC in der Meeresumwelt nachweisbar sind:

  • 11 verschiedene PFC (Perfluorcarbonsäuren mit 4-12 Kohlenstoffatomen und Perfluorsulfonsäuren mit 4,6 und 8 Kohlenstoffatomen)) konnten in Wasserproben von 2014 in den Küstengewässern der Nordsee und den Ästuaren von Ems, Weser und Elbe quantifiziert werden. Die Summe der PFC lag zwischen 3,9 ng/l in der deutschen Bucht und 39,1 ng/l in der Ems.  
  • das als Alternative zu PFOA eingesetzte HFPO-DA konnte im Wasser der Nordsee (Proben von 2017) in dreifach höheren Konzentrationen (im Mittelwert 1,6 ± 0,3 ng/l,) als PFOA nachgewiesen werden, 
  • das cyclische PFECHS, ebenso eine alternative Verbindung, konnte in 86 % der Wasserproben aus der Ostsee (2017) nachgewiesen werden (Konzentrationen bis 0,14 ng/l),  
  • in Fischen (Brassen, Aalmutter und Flussbarsch, Proben von 2013-2017) der mecklenburg-vorpommerschen Küstengewässer war nur PFOS von 14 untersuchten PFC nachweisbar (höchste Konzentration gemessen im kleinen Haff 5,7 µg/kg Frischgewicht
  • 16 verschiedene PFC (unter anderem Perfluorcarbonsäuren mit 6-14 Kohlenstoffatomen und Perfluorsulfonsäuren mit 6 und 8 Kohlenstoffatomen) konnten in Sedimentproben (2017) der Nord- und Ostsee nachgewiesen werden (der Medianwert der Summe der PFC war in der deutschen Bucht mit 0,12 ng/g Trockengewicht niedriger als im Gebiet Skagerrak/Kattegat (1,0 ng/g Trockengewicht) und der Ostsee (0,72 ng/g Trockengewicht).

Bewertung nach der Wasserrahmenrichtlinie

Für Flüsse, Übergangs- und Küstengewässer sowie Seen, wurde 2013 unter der WRRL PFOS in die Liste der prioritären Stoffe der Umweltqualitätsnormenrichtlinie 2008/105/EG aufgenommen. Andere PFC werden unter der WRRL noch nicht überwacht. 
In deutschen Seen und Flüssen ist an rund einem Drittel der Messstellen der Bund/Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) die PFOS Umweltqualitätsnorm für Biota überschritten. Ersatzweise wurden für die Biotauntersuchungen Muscheln verwendet, da in den beprobten Gewässern nicht ausreichend gleichalte Fische gefangen werden konnten.

Bewertung nach der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie 

Die aktuellen Bewertungen der deutschen Nord- und Ostsee zur Umsetzung der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (2008/56/EG) (MSRL) beziehen auch Messwerte für PFOS in Wasser ein. Biota-Daten lagen für diesen Berichtszeitraum (2011-2016) noch nicht vor. Andere PFC werden nicht betrachtet. 
In der Nordsee überschreiten die PFOS-Konzentrationen in Wasserproben von 2016 an Stationen der Flussgebietseinheit (FGE) Eider und der Flussgebietsgemeinschaft (FGG) Elbe deutlich die Umweltqualitätsnorm (UQN) von 0,13 ng/l für Übergangs- und Küstengewässer in allen acht untersuchten Proben. Der höchste Messwert von 0,94 ng/l wurde in der Flussgebietsgemeinschaft Elbe gemessen, der niedrigste von 0,38 ng/l in der Flussgebietseinheit Eider.

Auch für die Ostsee wurden 2016 an der schleswig-holsteinischen Küste Wasserproben untersucht. In allen sechs untersuchten Wasserproben überschreiten die PFOS-Konzentrationen die UQN zum Teil sehr deutlich (höchster Messwert 1,52 ng/l in der Untertrave bei Lübeck). Für die nationale Bewertung wird der PFOS-⁠Indikator⁠ des Helsinki Übereinkommens (HELCOM) herangezogen, der Überschreitungen der UQN der PFOS-Konzentrationen in Wasser zeigt. 

Diese Bewertungen zeigen, dass PFOS ubiquitär im Wasser der deutschen Küstengewässer der Nord- und Ostsee verteilt ist.

Für die nächste Bewertung unter der MSRL werden auch Daten für Biota für PFOS vorliegen. Ausserdem werden über die Küstengewässer hinaus auch Messungen aus der Ausschliesslichen Wirtschaftszone (AWZ) einfließen und eine umfassendere Bewertung der Belastung ermöglichen.  Das ⁠Monitoring⁠ erfolgt über das Bund/Länder Messprogramm Nord- und Ostsee, über das die Bundesländer und der Bund gemeinsam die Meeresumwelt überwachen.

Bewertung nach HELCOM 

Die aus dem Helsinki Übereinkommen (HELCOM) zum Schutz der Ostsee vorliegende aktuelle umfassende Bewertung des Zustands der Ostsee (State of the Baltic Sea – Holistic Assessment, 2018) bezieht auch PFOS-Konzentrationen in Wasser und Biota ein, um die Belastung der Ostsee durch Schadstoffe zu bewerten. Bewertungsschwellen sind die Umweltqualitätsnormen für Wasser und Biota der WRRL. Die vorliegenden Messwerte für Biota überschreiten die UQN für Biota nicht, die JD-UQN für Wasser wird überschritten. Es ist geplant, zukünftig weitere PFC in die Bewertung aufzunehmen. 

Bewertung nach ⁠OSPAR

PFOS ist unter dem Oslo-Paris Übereinkommens zum Schutz des Nordostatlantiks (OSPAR) als „substance of priority action“ gelistet. Zurzeit werden allerdings weder PFOS noch andere PFC durch das unter OSPAR vereinbarte, reguläre Schadstoffmonitoring gemessen. Es ist aber zu erwarten, dass PFOS in Biota als Indikator in kommende Bewertungen aufgenommen werden wird.

 

 

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