PFAS-Belastungen im Wasser

Sauberes Trinkwasser ist lebenswichtig, doch PFAS-Belastungen stellen eine zunehmende Herausforderung dar.

Sauberes Wasser ist lebenswichtig, aber durch Schadstoffe, sinkende Grundwasserspiegel und Dürren bedroht. Besonders problematisch sind langlebige Schadstoffe, sogenannte Ewigkeits-Chemikalien, die über Jahrhunderte in der Umwelt bleiben. Der BUND hat Mineral- und Leitungswasser auf diese Chemikalien getestet und fand dabei hauptsächlich PFAS wie Trifluoressigsäure (TFA). PFAS sind schwer abbaubare Chemikalien, die sich weltweit in der Umwelt und in unseren Körpern anreichern. Zudem belasten 343 weitere besorgniserregende Industriechemikalien, wie Melamin, 1H-Benzotriazole und 1,4-Dioxan, unsere Gewässer.

Wie hat der BUND getestet?

Der BUND hat im November und Dezember 2023 fünf Mineral- und zehn Leitungswasserproben auf drei Ewigkeits-Chemikalien getestet: Trifluoressigsäure (TFA), Melamin, Benzotriazole (Leitungswasser) und 1,4-Dioxan (Mineralwasser). Die Proben wurden in den Wohnorten deutscher EU-Politikerinnen und Politiker entnommen. Um häusliche Rohrverunreinigungen auszuschließen, wurde kaltes Wasser erst nach fünf Minuten Laufzeit abgefüllt. Die Leitungswasserproben wurden in Glasflaschen, das Mineralwasser in original PET-Flaschen an ein akkreditiertes Labor gesendet und analysiert.

Was hat der BUND gefunden?

In neun von zehn Leitungswasser- und drei von fünf Mineralwasserproben wurden Schadstoffe nachgewiesen. Alle drei Schadstoffe wurden im Leitungswasser von Berlin und Frankfurt am Main gefunden. Obwohl die Konzentrationen derzeit nicht direkt gesundheitsschädlich sind, lässt sich TFA mit herkömmlichen Methoden nicht entfernen. Dies stellt eine erhebliche Herausforderung für den Gewässerschutz dar, und weitere Einträge müssen vermieden werden, um zukünftige Trinkwasseraufbereitung nicht teurer und aufwändiger zu machen. Die Aufnahme von PFAS durch Nahrungsmittel erreicht bei vielen Menschen bereits gesundheitlich bedenkliche Konzentrationen und kann das Immunsystem beeinträchtigen.

Ergebnisbewertung

Laut der Studie entspricht unser Trinkwasser den gesetzlichen Vorgaben, jedoch ist die PFAS-Chemikalie TFA weit verbreitet. TFA, das aus anderen PFAS-Chemikalien entsteht, wird nicht abgebaut und bleibt in der Umwelt. Hauptquellen sind belasteter Regen durch F-Gase und Abwasser aus Kosmetika und Arzneimitteln. TFA ist fortpflanzungsschädigend und schwer zu entfernen, was die Trinkwasseraufbereitung teurer macht.

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) stellte fest, dass die täglich aufgenommene PFAS-Menge gesundheitlich bedenklich ist. PFAS verbleiben jahrhundertelang in der Umwelt und verursachen hohe Reinigungskosten. Die Konzentrationen in Gewässern und Trinkwasser steigen, da TFA nicht abgebaut wird.

Das Umweltbundesamt (UBA) hat einen gesundheitlichen Leitwert für TFA von 60.000 ng/L festgelegt, strebt aber weniger als 10.000 ng/L an. Der BUND fand bis zu 1.100 ng/L TFA im Leitungswasser. Im Regen liegt die durchschnittliche TFA-Konzentration bei 335 ng/L und steigt weiter.

Ab 2026 gelten in der EU Grenzwerte für PFAS im Leitungswasser, aber TFA ist nicht enthalten. Deutschland hat sich gegen einen Gesamt-PFAS-Grenzwert entschieden, der 500 ng/L nicht überschreiten darf. Sieben der zehn BUND-Leitungswasserproben würden diesen Grenzwert überschreiten.

Melamin, Benzotriazol und 1,4-Dioxan wurden ebenfalls getestet und liegen weit unter gesundheitsschädlichen Schwellen, sind aber langlebig und mobil. Wir sind täglich einem Cocktail von Chemikalien ausgesetzt, deren Nebenwirkungen schwer abschätzbar sind. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) sieht Chemikalien als Mitverursacher hormonell bedingter Erkrankungen wie Brust- und Hodenkrebs.
Leitungswasser bleibt die beste Wasserquelle, aber bei zunehmender Verschmutzung wird es teurer, es zu reinigen. Es ist strenger reguliert als Mineralwasser.

Der BUND fordert gesetzliche Verbote für die Produktion und Verwendung von PFAS und anderen Schadstoffen. Die Verursacher sollen nach dem Verursacherprinzip für die Reinigungskosten verantwortlich gemacht werden.

Per- und Polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS)

PFAS werden aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften in vielen Industrieprozessen und Verbraucherprodukten eingesetzt, wie in der Galvanikindustrie, der Behandlung von Textilien und Papieren sowie in Hochleistungs-Feuerlöschschäumen.

PFAS sind in der Umwelt problematisch wegen ihrer Persistenz, Bioakkumulation und Toxizität. Die bekanntesten Vertreter, PFOS und PFOA, sind daher verboten oder stark eingeschränkt. Es gibt über 4.700 bekannte PFAS-Substanzen, von denen nur wenige bewertet oder reguliert sind. Viele dieser Substanzen sind Vorläufer, die in stabile PFAS wie Perfluorcarbonsäuren (PFCA) und Perfluorsulfonsäuren (PFSA) abgebaut werden können.

Die Vielfalt der PFAS erschwert ihre Analytik, da klassische Methoden nur wenige Substanzen erfassen. Der Total-Oxidizable-Precursor-Assay (TOP-Assay) ist wichtig, da er Vorläufersubstanzen chemisch in Perfluorcarbonsäuren umwandelt, die dann analysiert werden können.

Das Fraunhofer Institut und das Umweltbundesamt (UBA) nutzen den TOP-Assay zur Untersuchung von Proben. Projekte wie FLUORBANK untersuchen Umweltproben gezielt auf PFAS und nutzen Non-Target Screening, um unbekannte PFAS zu identifizieren.

Zusammengefasst helfen diese Methoden, eine Gesamtbilanz der PFAS-Belastung zu ziehen.

Wasserversorgung

TFA stellt ein spezifisches Risiko für die Trinkwasserversorgung dar. Aufgrund seiner hohen Wasserlöslichkeit breitet sich TFA im Wasserkreislauf aus und gelangt in Trinkwasserressourcen. Erhöhte TFA-Konzentrationen wurden festgestellt und die gesundheitlichen Orientierungswerte (GOW) in Deutschland wurden nicht immer eingehalten. Zur Entfernung von TFA aus dem Wasser gibt es außer der Umkehrosmose keine praktikable und wirtschaftliche Lösung.

Um den GOW von 3 µg/L einzuhalten, mussten Rohwässer unterschiedlicher Herkunft verschnitten werden, was keine nachhaltige Lösung darstellt. Für Trinkwasser gelten bestimmte Höchstwerte und das Minimierungsgebot, das besagt, dass Wasser so weit wie möglich frei von synthetischen Chemikalien sein soll. Die novellierte Trinkwasserrichtlinie betrachtet die gesamte Trinkwasserkette – vom Einzugsgebiet bis zum Wasserhahn – und betont die Reduzierung von Einträgen im Einzugsgebiet.

Die Sensibilität der Bürger für reines Wasser ist hoch: Trinkwasser soll frei von synthetischen Stoffen sein. Dies führt zu Konflikten mit der Landwirtschaft und anderen Nutzungen. Mineralwasserhersteller sind besonders betroffen, da ihr Wasser keine messbaren Chemikalien enthalten darf. Laut Mineralwasserverordnung darf das Wasser keine anthropogenen Spurenstoffe über 0,05 µg/L enthalten. Einige Brunnen wurden bereits wegen zu hoher Belastung geschlossen.

Die Zukunft der TFA-Belastung bleibt ungewiss, besonders für die Trinkwasserversorgung aus Grundwasser, der Hauptquelle für Trinkwasser in Deutschland. Maßnahmen zur Reduzierung der TFA-Einträge können Jahre oder Jahrzehnte dauern, um Wirkung zu zeigen. Die Konflikte könnten sich verschärfen, da diffuse Einträge zunehmen. Maßnahmen nur für Trinkwassergewinnungsgebiete sind nicht nachhaltig, da auch andere Grundwasserkörper zukünftig als Trinkwasserressourcen dienen könnten, besonders bei trockenerem Klima.

Trinkwasser

Bisher gibt es wenige direkte Messungen von TFA im Trinkwasser. TFA-Belastungen in Oberflächen- und Grundwasser spiegeln sich jedoch im Trinkwasser wider, da TFA von Trinkwasserversorgern kaum entfernt werden kann. In Deutschland wird fast 70 % des Trinkwassers aus Grund- und Quellwasser und 30 % aus Oberflächenwasser gewonnen, weshalb in einigen Regionen erhöhte TFA-Gehalte im Trinkwasser zu erwarten sind.

Eine Studie des TZW fand TFA-Konzentrationen von <0,05 bis 2,5 µg/L in 19 Trinkwasserproben. TFA-Konzentrationen über 3 µg/L wurden durch das Mischen verschiedener Rohwässer vermieden, da der Gesundheitliche Orientierungswert (GOW) von 3 µg/L galt. Diese Regelung wurde durch einen Leitwert von 60 µg/L ersetzt, was keine gesundheitliche Besorgnis bedeutet, jedoch gilt weiterhin das Minimierungsgebot.

Eine Ausnahme bildet das Trinkwasser bei Heidelberg mit Konzentrationen von über 20 µg/L aufgrund eingeleiteten Abwassers. Hier wurde ein Vorsorgemaßnahmenwert von 30 µg/L eingesetzt, verbunden mit Reduktionsmaßnahmen an der Punktquelle.

Gesundheitliche Leitwerte für 13 PFAS, einschließlich 0,1 µg/L für PFOA und PFOS, wurden seit 2016 festgelegt. Für empfindliche Bevölkerungsgruppen wurden die Werte vorsorglich auf 0,05 µg/L gesenkt.

Derzeit gibt es keine Verpflichtung zur Messung von PFAS im Trinkwasser in Deutschland, aber freiwillige Messungen zeigen Konzentrationen meist unterhalb der Maßnahmenwerte. Künftig werden EU-weit Wasserversorger verpflichtet sein, Trinkwasser auf PFAS zu untersuchen. Die EU-Trinkwasserrichtlinie sieht Mindestanforderungen von 0,5 µg/L für "PFAS gesamt" und 0,1 µg/L für die "Summe der PFAS" vor.

Kann man PFAS aus der Umwelt entfernen?

Die Sanierung von PFAS-kontaminierten Böden und Grundwasser ist sehr aufwendig, da viele herkömmliche Verfahren nicht funktionieren. Aktivkohlefilter können einige PFAS wie PFOA und PFOS aus dem Grundwasser entfernen, jedoch verringern mobile PFAS wie Trifluoressigsäure die Lebensdauer der Filter.

Eine vollständige Entfernung von PFAS aus Böden ist derzeit nur durch Hochtemperaturbehandlung möglich, was den Boden jedoch unbrauchbar macht. Waschverfahren können PFAS aus der körnigen Bodenfraktion entfernen, wobei das kontaminierte Waschwasser weiter behandelt und verbrannt werden muss. Dies reduziert die Sanierungskosten und wird in Deutschland getestet.

Die Deponierung von PFAS-haltigen Böden ist aufgrund begrenzter Kapazitäten keine langfristige Lösung. Methoden zur Immobilisierung von PFAS, um deren Ausbreitung zu verhindern, werden getestet, ihre langfristige Wirksamkeit ist jedoch noch unklar.

Kläranlagen können PFAS nicht wirksam aus dem Abwasser entfernen; zusätzliche Verfahrensstufen wären teuer. Laut EU-Verordnung 2019/1021 sind thermische Behandlungsverfahren zur Entsorgung von PFAS-haltigen Abfällen geeignet.

Im Trinkwasser können PFAS nur durch kostenintensive Verfahren wie Aktivkohleadsorption, Ionenaustausch, Nanofiltration oder Umkehrosmose entfernt werden. Wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass nur die Umkehrosmose langfristig alle PFAS effektiv entfernt.

Lösung zum Filtern von PFAS aus dem Wasser

Die Umkehrosmose ist eine leistungsstarke Methode zur Entfernung gesundheitsschädlicher Fremdstoffe aus Abwasser und Trinkwasser, was zu einer konstant hohen Wasserqualität führt. Sie kann PFAS, einschließlich kurzkettiger Verbindungen wie PFBA, mit einem Wirkungsgrad von über 99 % effektiv entfernen, selbst bei variierenden Wasserbedingungen.

Dank ihrer hohen Effizienz sorgt die Umkehrosmose für sauberes, gesundes Trinkwasser, unabhängig von der Qualität des Rohwassers. Sie liefert stabile Leistungen auch bei Schwankungen in der Wasserzusammensetzung, was sie besonders vielseitig und anpassungsfähig macht.

Die Integration der Umkehrosmose in bestehende Wasserversorgungssysteme ist einfach und bietet eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Lösung zur Wasseraufbereitung. Das Verfahren entfernt nicht nur Schadstoffe, sondern verbessert auch den Geschmack des Wassers, was zusätzliche gesundheitliche Vorteile mit sich bringt.