Sie sind menschengemacht – in der Natur gab es sie nicht. Jetzt finden sie sich überall: per- und polyfluorierte Alkylverbindungen, kurz PFAS. Wegen ihrer besonderen Eigenschaften galten sie lange Zeit als unverzichtbarer Bestandteil in unzähligen Alltagsprodukten. Allerdings sind diese Chemikalien oftmals giftig und lagern sich in großen Mengen in der Umwelt an: mit gravierenden Folgen.
Professor Alex J. Plajer und sein Team von der Makromolekularen Chemie der Universität Bayreuth haben nun eine Möglichkeit gefunden, die schädlichen Eigenschaften der PFAS zu reduzieren. Sie produzierten eine neue Klasse von Stoffen, die zwar sehr ähnliche Eigenschaften wie klassische PFAS haben, allerdings rund 20-fach schneller abgebaut werden können und teilweise recycelbar sind. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in der Fachzeitschrift "Chemical Communications" veröffentlicht.
Aufgrund ihrer chemischen Struktur sind PFAS sehr wasser-, fett- und schmutzabweisend, sowie äußerst hiztestabil. Das Anwendungsgebiet von PFAS ist daher riesig: Sie kommen in Outdoor-Textilien, Kosmetika, Verpackungen, in der Papierindustrie, in Skiwachsen oder in Feuerlöschmitteln vor. Ein bekannter Vertreter dieser Chemikalien ist beispielsweise "Teflon", das als Antihaftbeschichtung in vielen Pfannen verwendet wird.
Selbst in der Tiefsee finden sich die gefährlichen Chemikalien
Die außergewöhnlichen Eigenschaften von PFAS haben allerdings auch eine Kehrseite. Da PFAS sehr stabil und langlebig sind, sind sie auch äußerst schwer abbaubar. Weshalb die Stoffe auch als "Ewigkeitschemikalien" bekannt sind. Das Ausmaß dieses Problems wird inzwischen immer deutlicher. Über kontaminierte Böden und Gewässer gelangt der Stoff in den Wasserkreislauf. Dadurch findet man PFAS inzwischen nahezu überall auf der Welt, selbst in den entlegensten Gebieten: Von der Antarktis bis zum Nordpol, in den Tiefen des Marianengrabens bis zu den höchsten Gipfeln der tibetanischen Hochebene.
Über die Nahrungskette gelangen PFAS schließlich ins Tierreich und kontaminieren Plankton, Fische, Eisbären, Tiger und Affen. In über 600 weiteren Wildtierarten auf der ganzen Welt wurde die schädliche Chemikalie inzwischen gefunden. Auch im menschlichen Körper ließen sich PFAS mehrfach nachweisen – beispielsweise in Muttermilch. Eine weitere Studie aus dem Jahr 2020 untersuchte Blutproben von Kindern zwischen drei und 17 Jahren in Deutschland. Bei allen Teilnehmenden konnte eine Belastung mit PFAS festgestellt werden. In unserem Körper kann es je nach Art der Verbindung zwischen zwei und sechs Jahren dauern, bis PFAS zur Hälfte abgebaut sind. Die Chemikalien können Organe schädigen und stehen im Verdacht, das Risiko für Diabetes oder Krebs zu erhöhen.
Wegen der offensichtlichen Problematiken von PFAS in Bezug auf Mensch und Umwelt forderten Deutschland, Dänemark, Norwegen, Schweden und die Niederlande bereits Anfang 2023 Beschränkungen für den Einsatz dieser gefährlichen Chemikalien in der EU. Die Forschung an alternativen, umweltfreundliche Ersatzstoffen ist somit ein wichtiger Schritt hin zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen.
