In einer aktuellen Studie haben Wissenschaftler der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) und der Universität Bern die Entstehung und Verbreitung von Trifluoressigsäure (TFA) in der Atmosphäre eingehend untersucht. Diese chemische Verbindung gehört zur Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS), die oft als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet werden, da sie äußerst stabil und schwer abbaubar sind. TFA, das kleinste Molekül dieser Gruppe, entsteht als Abbauprodukt verschiedener chemischer Verbindungen, insbesondere von Treib- und Kältemitteln.
Die Forscher führten eine dreijährige Messkampagne durch und analysierten archivierte Wasserproben aus den vergangenen Jahrzehnten, um die Konzentration von TFA in der Umwelt zu verfolgen. Die Ergebnisse der Studie zeigen einen besorgniserregenden Trend: Die Einträge von TFA in die Umwelt haben sich in den letzten Jahrzehnten signifikant erhöht und werden voraussichtlich auch in Zukunft weiter ansteigen. Stefan Reimann, ein Forscher bei Empa, beschreibt, dass TFA, das in der Atmosphäre gebildet wird, rasch in Niederschläge übergeht und von dort in Oberflächengewässer und letztlich ins Grundwasser gelangt.
Ein zentrales Ziel der Studie war es, die spezifischen Entstehungs- und Transportmechanismen von TFA in der Atmosphäre zu modellieren. Die Forscher erstellten ein detailliertes atmosphärisches Modell, das die bekannten Vorläuferstoffe von TFA, deren Abbauwege und die Deposition der gebildeten TFA sowohl über Niederschläge als auch direkt an Oberflächen berücksichtigt. Dieses Modell ermöglicht es den Wissenschaftlern, präzise Vorhersagen über die TFA-Konzentrationen an jedem Punkt in Europa zu machen.
Die Untersuchung ergab, dass die Konzentrationen von TFA in Niederschlägen und Oberflächengewässern in den letzten Jahrzehnten stark angestiegen sind. Dieser Anstieg wird größtenteils auf den vermehrten Einsatz von Hydrofluorolefinen (HFO) zurückgeführt, die als Kühl- und Treibmittel verwendet werden. Im Gegensatz zu den langlebigen Hydrofluorkohlenwasserstoffen (HFKW) zersetzen sich HFO schnell in der Atmosphäre und führen unter anderem zur Bildung von TFA. Reimann warnt, dass mit der wachsenden Nutzung von HFO auch die TFA-Emissionen zunehmen werden.
Ein weiterer bedeutender Weg, auf dem TFA in die Gewässer gelangt, ist der direkte Abbau von Pflanzenschutzmitteln, der nicht über die Atmosphäre verläuft. Das TFA verbleibt im Wasser und reichert sich dort an, wobei der Ozean als Endlager fungiert. Die Studie hebt hervor, dass TFA in der Umwelt sehr persistent ist und sich über lange Zeiträume in Wasser ansammelt.
Zusätzlich zu den Ergebnissen wirft die Studie auch neue Fragen auf. Laut den Forschern könnte das Modell nur einen Teil des gesamten atmosphärischen Eintrags von TFA erklären, was darauf hindeutet, dass es möglicherweise unbekannte Vorläufersubstanzen und Entstehungswege gibt, die noch untersucht werden müssen. Dies wird durch die Tatsache unterstützt, dass historische Niederschlagsproben auch TFA enthalten, jedoch in deutlich geringeren Konzentrationen als heute.
Die gesundheitlichen Auswirkungen von TFA und anderen PFAS sind noch nicht vollständig erforscht, jedoch gibt es Hinweise auf potenzielle Langzeittoxizität. Reimann betont die Notwendigkeit, präventive Maßnahmen zu ergreifen und den Einsatz von Vorläuferstoffen zu reduzieren, um die Exposition gegenüber diesen schädlichen Chemikalien zu minimieren.
Die umfangreiche Forschung zu PFAS und insbesondere zu TFA zeigt, dass es dringend notwendig ist, die Verwendung dieser Stoffe zu überwachen und zu regulieren, um die Umwelt und die Gesundheit der Menschen zu schützen. Die Studie liefert wertvolle Erkenntnisse, die als Grundlage für zukünftige Forschungsarbeiten und politische Entscheidungen dienen können, um der Herausforderung der Ewigkeitschemikalien zu begegnen.
