PFAS: Nutzen, Risiken und neue Ansätze zur Bewertung

Die Stoffgruppe der per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) umfasst mehrere Tausend Industriechemikalien mit einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften. Diese beruhen auf extrem stabilen Kohlenstoff-Fluor-Bindungen, die z. B. in Polymeren chemische und thermische Stabilität sowie tribologische Vorteile bewirken. PFAS finden Anwendung in Alltagsprodukten wie Outdoor-Textilien, Pfannenbeschichtungen und Kosmetika, aber auch in Hightech-Bereichen wie der Medizintechnik, Energietechnik und Halbleiterfertigung.

Doch diesen Vorteilen stehen gravierende Risiken gegenüber. Ihre Freisetzung bei Herstellung, Nutzung und Entsorgung führt zu Umweltbelastungen. PFAS werden in der Umwelt meist nur schwer abgebaut und sind daher äußerst persistent. Sie reichern sich in Umwelt und Organismen an, wobei einige Verbindungen nachweislich human- und ökotoxisch wirken. Die Bezeichnung »Ewigkeitschemikalien« unterstreicht ihre problematische Natur.

Am Fraunhofer ITEM untersuchen Forschende die Auswirkungen von PFAS auf die menschliche Gesundheit. Ziel ist es, die chemische Vielfalt der PFAS-Familie zu strukturieren und Daten zu erheben, die zu einer Grenzwertableitung beitragen können. Dabei werden moderne toxikologische Methoden (New Approach Methodologies, kurz NAMs) und innovative Modellierungen wie die physiologisch basierte kinetische Modellierung (PBK) eingesetzt. PBK-Modelle simulieren die Aufnahme, Verteilung und Ausscheidung von PFAS. Besondere Herausforderungen ergeben sich einerseits aus der heterogenen Natur der großen Gruppe an PFAS und andererseits aus ihrem komplexen physikalisch-chemischen Verhalten sowie der Bewertung ihrer Zerfallsprodukte.

Forschende des Fraunhofer ITEM arbeiten in EU-Projekten wie ZeroPM sowie in der Fraunhofer-Allianz Chemie daran, Alternativen zu PFAS zu erforschen und den Umgang mit PFAS und ihren Ersatzstoffen nachhaltig zu verbessern. Zusätzlich engagiert sich das Fraunhofer ITEM in Gremien, Workshops und anderen öffentlichen Veranstaltungen zum Thema PFAS.