Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) in Futtermitteln
Einführung
Perfluorierte Verbindungen werden seit langem industriell verwendet. Sie sind chemisch und thermisch besonders stabil, weil die Wasserstoffatome am Kohlenstoff-Grundgerüst durch Fluoratome ersetzt sind. Die bekannteste dieser Verbindungsklasse ist das Polytetrafluorethylen, das unter den Markennamen Teflon®, Gore-Tex®und Scotchgard® für Antihaftbeschichtungen in Bratpfannen, als Membrangewebe für Bekleidungsstücke oder im technischen Umfeld verwendet wird. Andere perfluorierte Verbindungen begegnen dem Verbraucher als schmutzabweisende Imprägnierung für Teppichböden oder als fett- und wasserabweisende Ausrüstung von Lebensmittelverpackungen aus Papier beziehungsweise Pappe.
Eigenschaften, Einsatz und Toxizität
Von diesen perfluorierten Verbindungen zu unterscheiden ist die Substanzklasse der per- und polyfluorierte Alkylverbindungen, im Folgenden kurz als PFAS bezeichnet.
PFAS sind kleine, gut wasserlösliche oberflächenaktive Verbindungen, die aus einem perfluorierten und damit wasser-, öl- und fettabweisenden Molekülteil und einer polaren – also gut wasserlöslichen – Kopfgruppe wie einer Carbon- oder Sulfonsäure bestehen. Eingesetzt werden die PFAS für industrielle Spezialanwendungen, zum Beispiel als Emulgatoren bei der Herstellung von Perfluorpolymeren, bei der Verchromung, in der Halbleiterherstellung sowie für fotografische Prozesse. Außerdem sind die perfluorierten Sulfonsäuren ein wichtiger Bestandteil von Feuerlöschschäumen. In die Diskussion geraten sind die PFAS in den letzten Jahren vor allem durch toxikologische Risikobewertungen für Perfluoroctansäure (PFOA) und Perfluoroctansulfonsäure (PFOS), die nach bisherigen Erkenntnissen als Leitparameter für das Vorkommen von PFAS dienen können. Diese Substanzen besitzen im menschlichen Organismus eine Halbwertszeit von mehreren Jahren und fördern im Tierversuch die Entstehung von Lebertumoren. PFOS wirkt auch auf die Schilddrüse.
Perfluorierte Tenside in der Umwelt
Durch die industrielle Anwendung können die PFAS über Abluft oder Prozessabwasser in die Umwelt freigesetzt werden. Diskutiert wird außerdem ein Eintrag in die Umwelt aus polymeren Verbindungen, die die PFAS zu einem geringen Teil als Rückstand aus der Produktion enthalten oder durch teilweise chemische Spaltung freisetzen. Da die PFAS weitgehend resistent gegen biologische Abbaumechanismen, UV-Strahlung und Hitze sind, finden sie sich inzwischen im Spurenbereich weit verbreitet in der Umwelt. Überdurchschnittlich hohe Belastungen treten in der Regel nur punktuell im Umfeld von Industriebetrieben auf, die diese Verbindungen freisetzen, in Bayern speziell im Landkreis Altötting. Das LGL untersucht deshalb Lebens- und Futtermittel auf Rückstände von PFAS und ermittelt mit umweltmedizinischen Studien die Belastung und die Belastungspfade der Bevölkerung.
Transfer von PFAS in Lebensmittel tierischen Ursprungs
PFAS finden in zahlreichen Industrie- und Konsumprodukten Verwendung und werden wegen ihrer Eigenschaft zur Anreicherung und Persistenz als Kontaminanten in der belebten und unbelebten Umwelt nachgewiesen. Man geht bislang davon aus, dass die Aufnahme über Trinkwasser und Nahrungsmittel den wichtigsten Expositionspfad für den Menschen darstellt. Um einen bis dahin kaum erforschten Abschnitt dieses Expositionspfads näher zu beleuchten, wurde im Rahmen eines LGL-Projektes aus dem Jahr 2009 der Transfer von PFAS aus Futtermitteln und Tränkwasser in tierische Lebensmittel (hier: Ei, Muskelfleisch und Leber) am Modelltier der Legewachtel untersucht.
In Kooperation mit der Tierärztlichen Fakultät der LMU München wurden zu diesem Zweck Fütterungsversuche mit Legewachteln durchgeführt. In den Versuchen wurde den Tieren über einen bestimmten Zeitraum ein Gemisch der beiden Leitsubstanzen PFOS und PFOA (zu jeweils gleichen Teilen) über das Futter oder das Tränkewasser in steigenden Konzentrationen bis zu 1.000 µg pro kg Körpergewicht in der Summe PFAS verabreicht. Die höchste Dosierung zeigte deutliche Auswirkungen auf Leistung und Reproduktion mit Einbrüchen von bis zu 60 % in der Legeleistung und Körpergewichtsverluste von circa 20 %. Beide Verbindungen reicherten sich dosisabhängig in Eiern und Geweben an. PFOS wurde dabei in höheren Konzentrationen über das Ei ausgeschieden als PFOA (etwa im Verhältnis 2:1). PFOA wurde dagegen in Muskelfleisch und Leber in höheren Konzentrationen nachgewiesen als PFOS.
Futtermittel Untersuchungsergebnisse
Seit dem Jahr 2007 wurden durch das LGL oder in seinem Auftrag Futtermittelproben auf PFAS-Kontaminationen untersucht. Dabei wurden vorrangig Standorte beprobt, die sich in näherer Umgebung bekannter PFAS-Eintragsquellen befinden, u. a. im Landkreis Altötting. Von den hier untersuchten 57 Proben wurden in 14 Proben PFAS-Gehalte oberhalb der Bestimmungsgrenze detektiert, insbesondere für PFOA. Die nachgewiesenen Gehalte reichten bis 7,7 µg/kg (bezogen auf Originalsubstanz Futtermittel). Für die betroffenen Nutztiere ist bei diesen Konzentrationen nach bisherigem Kenntnisstand nicht von einer Gesundheitsgefährdung auszugehen.