häufig beginnt es, sich wie eine Tradition zu fühlen, dass aufgrund bestimmter äußerst wünschenswerter chemischer oder physikalischer Eigenschaften eine bestimmte Substanz oder eine bestimmte Gruppe von Substanzen nur für diese Chemikalien ist, nur für diese Chemikalien um sich herauszustellen, um eine Gefahr für die Biosphäre, das menschliche Leben oder beide zu bilden. Im Falle von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) ist es nicht anders. Nach der Entdeckung, dass eine Untergruppe davon – die Fluorositoraktanzien – die Fähigkeit haben, die Wasseroberflächenspannung im Wesentlichen viel mehr als andere Tenside zu minimieren, wurden sie überall verwendet.

Heute werden Fluorositorials in allem von Fleckenabweisungen zum Malen, Make-up und einem von Feuerwehrleuten verwendeten Schaumstoff verwendet. In einer kürzlich durchgeführten Studie von 231 kosmetischen Produkten in den USA und Kanada (Whitehead et al., 2021) wurde festgestellt, dass alle PFAS enthielten, selbst wenn sie nicht auf der Verpackung zur Verfügung gestellt wurden. Der problematische Teil hier ist, dass der PFASS sehr stabil ist, nicht nach der Entsorgung verfallen, und in dem Körper bioakkumulieren, in dem sie endokrin-störende Effekte haben können.

Einige Bereiche sind nun zumindest teilweise PFAS verboten, aber die Beweise dafür sind bisher gemischt. Sehen wir uns das, was wir an diesem Punkt wissen, und welche Alternativen müssen wir diese Substanzen weiter nutzen.

Liebe es oder hasse es

Schematisches Diagramm einer Micelle-Öl in wässriger Suspension, wie sie in einer Emulsion von Öl in Wasser auftreten könnte. In diesem Beispiel sind die öllöslichen öllöslichen Schwänze der Tensidmoleküle in das Öl, während die wasserlöslichen Enden mit der Wasserphase in Kontakt bleiben. (Kredit: Stephen Gilbert)
Tenside (oberflächende Wirkstoffe) finden in Benetzung, Dispergierungen, Emulgierungen, Schäumen sowie Anti-Schaummittel verwendet. Diese Anpassungsfähigkeit hat dazu geführt, dass sie in eine erstaunliche Anzahl von Produkten, die von Körperpflegemitteln reichen, einschließlich Shampoos, Conditioner, Kosmetika und Zahnpasta bis hin zu Skiwachsen, Anti-Nebelbehandlungen, Tinten, Klebstoffen, Farben, Seifen, Emulsionen, Stoff Weichmacher und Waschmittel, Feiernbekämpfungsschaum, Herbizide und Insektizide.

Das Grundprinzip, das Tensidearbeiten leistet, sind ein Kopf, der hydrophil ist, und ein oder viele Schwänze, die hydrophob sind. Dies ermöglicht es den Makroeigenschaften wie die Schaumsteuerung oder Emulgierung, die ein solches wichtiges Merkmal von vielen Produkten von täglich bildet.

Die meisten Schwänze der Tenside sind eher ähnlich und nehmen die Form einer Kohlenwasserstoffkette an. PFAS, die als Tenside verwendet werden, haben stattdessen eine Fluorkohlenstoffkette, die bessere Eigenschaften als Tenside auf Kohlenwasserstoff-basierten Tensiden verwendet, zusätzlich zu ihrer besseren Stabilität in härteren Umgebungen. Diese Stabilität beschreibt auch, warum weggeworfene PFAS nicht abbradern, sondern sammeln Sie stattdessen in Oberfläche und Grundwasser sowie im Boden und in den Körpern von Tieren – einschließlich der Menschen.

Pfas überall um dich herum

Schematische Darstellung der Perfluoralkyl-Substanz-Emissionen aus Land, das Land nach dem Erdbeben EQ 3.11 an den Ozean folgt. (Kredit: Yamazaki et al., 2015)
Wenn das enorme Erdbeben und anschließend Tsunami in der Nähe von Fukushima, Japan, getroffen hat, verursachte es sowohl eine enorme Zerstörung als auch die Freisetzung großer Chemikalienmengen in die Umwelt. PFAS gehörten zu diesen Chemikalien, und diese wurden in einer Studie 2015 verfolgt (Yamazaki et al.). Dieses Ereignis könnte als zeitbezogene Version der Normalverbreitung von PFAS angesehen werden.

Nachverfolgt waren meistens PFOs (Perfluorooctonatesulfat, C8HF17O3S) und PFOA (Perfluorooctanoat, C8HF15O2), die in Teppichboden, Bodenwachs und Dichtstoffe weit verbreitet sind. Diese und andere PFAS wurden 2010 und erneut 2011 in den Ozeangewässern gemessen.

Diese Studie zeigt, wie Regenwater PFAS von Land zu Oberflächengewässern trägt, wobei Ozeanströmungen wie der Kuroshio-Erweiterungsstrom anscheinend den Transport von PFOA und PFHXA, jedoch nicht auf PFOs und PfHxs, basierend auf den gemessenen Ebenen. Dies zeigt an, dass verschiedene PFAS-Arten von Pfas nicht gleichermaßen in den Ozeanen diffundieren, und ein Hinweis darauf, dass das Gleiche an anderer Stelle trifft. Yamazaki et al. Spekulieren Sie, dass dies möglicherweise auf die unterschiedliche Wasserlöslichkeit der PFAS-Typen zurückzuführen ist.

In einer weniger schrecklichen Umgebung finden PFAS mit Kanalsystemen, Deponien und Regenwasser in Oberflächengewässer, wobei ein gewisser Betrag von Tieren und Biomagnierungen aufgenommen wird, um sicherzustellen, dass der Gesamtbetrag der PFAS in jeder nachfolgenden Raubkreatur zunimmt. Da PFAS wie PFOs dazu neigen, sich in der Leber anzunehmen (Jones et al., 2009), und an Serumproteine ​​binden, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass sie in der Lebensmittelkette ihren Weg finden werden.

Die menschlichen Wirkung

Es wurde angenommen, dass PFAS chemisch inert ist, als biochemisch sicher zu sein. Die genaue Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit wird heute noch untersucht. Eines der größten Studien in dieser Hinsicht war das Gesundheitsprojekt C8, das 69.030 Teilnehmer eingeschrieben sah. Diese Teilnehmer lebten in einem Gebiet mit einer großen Verunreinigung mit PFOA (hier auch als “C8” bezeichnet). Die Ergebnisse wurden von Steenland et al., 2020 zusammengefasst.

Sie fanden einen unterstützenden Assoziation mit Nieren und Hodenkrebs EXISTs, obwohl es keine Anzeichen für andere ortsspezifische Krebserkrankungen gibt. Eine positive Assoziation mit Cholesterin ist konsistent, und es gibt Hinweise auf ulzerative Colitis, aber keine anderen Auto-Immunkrankheiten. Wie von Steenland et al., Bleibt die epidemiologischen Beweise selbst in einer so großen Meta-Studie begrenzt.

Feste Beweise existieren bei der Wirkung von PFOA und PFDA (Perfluorodecansäure, C10HF19O2), die die Aktivität der Abweichung in der Leber, wie von Cheng et al., 2008, in Maus leber beschrieben. Beide Pfass sind Agonisten für den PPAR-α-Rezeptor, dessen Wirkung die Abweichung der mRNA-Expression für Polypeptide ist, die für die Aufnahme von Gallensäure (BA) erforderlich sind. Es gibt eine Reihe negativer Assoziationen mit stärkeren BA-Werten, die für PFDA gefunden wurde, aber nicht PFOA, obwohl beide die Leber eindeutig beeinflussen.

Ob männliche Fruchtbarkeit betroffen ist oder nicht, braucht noch viel mehr Forschung (Tarapore et al., 2020), während die Frage der Lebensmittelsicherheit von der Europäischen Food Safety-Agentur studiert wurde, die den täglichen Einlassniveau für die Höchstleistung von maximal zulässigen ist für PFAS ihre Ergebnisse Sie notieren Studien (z. B. Macon et al., 2011; Tucket et al., 2015; White et al., 2011), der deutliche negative Auswirkungen von PFOA auf die Entwicklung der Brustdrüsen von Tieren hinweist, die in Utero, während der Laktation, usw. .

Auch erwähnt, sind die beobachteten Effekte auf das Immunsystem des Körpers. Was es schwierig macht, garantierte Kausalität herzustellen, ist jedoch, dass der Mechanismus hinter verschiedenen nachteiligen Effekten noch unklar ist. Dies macht es schwer, garantierte Aussagen darüber zu meistern, wie schlecht jeder PFAS-Typ ist, was zu einer wartenden Technik führt, die auch in die Suche nach Alternativen bindet.

Alternativen

Die Verwendung von PFOs wurde bereits wesentlich minimiert. Zum Beispiel hat 3m PFOs mit der kürzeren verketteten Perfluorobutansulfonsäure (PFBS, C4HF9O3S) in Scotchgard ersetzt. Wo PFOs eine Halbwertszeit von 5,4 Jahren beim Menschen hat, steckt PFBs ungefähr einen Monat auf. Ob eine kürzere Halbwertszeit im Körper ist, reicht aus, um alle potenziellen gesundheitlichen Auswirkungen zu nutzen, ist noch unbekannt, und die Europäische Union hat der Kandidatenliste der Substanzen von sehr hoher Sorge (SVHC) PFBS hinzugefügt.

Die Auswirkungen von PFAs werden weiterhin von der EPA studiert von der kanadischen Regierung, ohne dass eine unmittelbare Timeline für Handeln ist. Ein Programm zur Überprüfung der Verwendung von kürzeren Ketten-PFAS als Alternativen wurde zur Überprüfung eingereicht.

Während es einige Beweise gab, die darauf hindeuten, dass längerkettige PFAS an negativen gesundheitlichen Effekten beteiligt sind, sowohl für Menschen als auch für Tiere im Allgemeinen, fehlt uns ein Verständnis der Mechanismen hinter diesen Effekten. Die Menge an Pfas in der Umwelt ist unwahrscheinlich, dass sie bald verringert wird, und es ist zu früh, um zu sagen, ob kürzere PFAS hier eine eigentliche Fix sind (Birnbaum et al., 2015). Dies verlässt uns in einer unruhigen Limbo.

Ja, nein, irgendwie

Als unbefriedigend ist es, ohne eindeutige und absolute Schlussfolgerung zu hinterlassen, ob PFASS im Allgemeinen gut oder schlecht ist, die Realität bleibt, dass dies ein komplexes Thema ist, das viele Chemikalien und unzählige, komplexe Wechselwirkungen betrifft. Während einige Studien klare Beweise gezeigt haben, dass einige Arten von Pfas wie PFOs und PFOA schädlich sind, sind viele der Effekte vielleicht nicht stark genug, um vor dem Hintergrund von allem anderem beobachtet zu werden, dass unsere Umwelt unseren Körper unterlegt.

Der offensichtliche Kurs besteht darin, das Vorsorgeprinzip anzuwenden und Alternativen zu PFAS zu verwenden, in denen wir können, und Pfass, die schneller degradieren, wenn wir nicht, auch wenn wir nicht sicher sein können, dass die Alternative möglicherweise nicht schlechter ist als das Original. Wie in der Einleitung erwähnt, bleibt das ewige Problem mit der Bewertung der Sicherheit von Chemikalien in der Umwelt und in unseren Körpern: Wir können nur unser Bestes mithilfe von Wissen und Technologie, die wir heute haben, nur unser Bestes geben.

[Bannerbild: “Wassertröpfchen auf hydrophoben Feder!” vom männischen Macrograph, CC von 2.0. (Federn tun es mit Nanostrukturen anstelle von Fluorinen.)]

[Thumbnail-Bild: “Ein Wassertropfen auf einer beschichteten Oberfläche” von Brocken Inaglory, CC BY-SA 3.0]