Trifluoressigsäure und andere PFAS im Grundwasser – was tragen Pflanzenschutzmittel bei?
Foto: Peter Bormann, KI-generiert mit Reve Image 1.0 (Reve AI Inc., 2025)
Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) werden verbreitet in Böden, Gewässern, Trinkwasser und Lebensmitteln nachgewiesen. Eine Auswertung von Agroscope ordnet ein, was Pflanzenschutzmittel zur Belastung des Grundwassers mit PFAS beitragen.
Fast täglich tauchen PFAS in den Medien auf, es wird über deren Vorkommen in Böden und Gewässern, in Lebensmitteln oder im menschlichen Körper berichtet. Der Einsatz einiger «klassischer», also längerkettiger und hochfluorierter PFAS ist heute streng reguliert. Wichtige Gründe dafür sind die Langlebigkeit dieser Stoffe in der Umwelt und ihre toxikologischen Eigenschaften.
Die Auswirkungen sind noch nicht geklärt
Für zahlreiche andere Vertreter der PFAS ist noch nicht ausreichend bekannt, welche Auswirkungen sie auf die menschliche Gesundheit oder die Umwelt haben. Auf europäischer Ebene wird aber daran gearbeitet, diese Lücken zu schliessen und die Regulierung zu verbessern. Dazu gehört auch die Herleitung von Höchstwerten für PFAS in Trink- und Grundwasser.
Die Definition hat sich weiterentwickelt
Lange wurden unter PFAS lediglich langkettige und hochfluorierte «per- und polyfluorierte Alkylverbindungen» verstanden, etwa 1000 Chemikalien. Seit 2021 wird aber eine neue und sehr viel breitere Definition der OECD angewendet, nach der mehr als 10’000 mehrfach fluorierte Verbindungen zu den PFAS zählen.
Pflanzenschutzmittelwirkstoffe gehören nicht zu den «klassischen» PFAS
Es gibt keine längerkettigen, hochfluorierten PFAS, die als Pflanzenschutzmittelwirkstoffe zugelassen sind. Es gibt aber diverse fluorierte Wirkstoffe, die nach der aktuellen, umfassenden Definition zu den PFAS zählen. Das Fluor in der Molekülstruktur macht diese Wirkstoffe stabiler und wirksamer. Im Gegenzug werden fluorierte Verbindungen in der Umwelt oft langsamer abgebaut.
TFA, eine spezielle PFAS-Verbindung
Ein Abbauprodukt der meisten dieser fluorierten Wirkstoffe ist Trifluoressigsäure (TFA). TFA zählt nach der neuen Definition selber auch zu den PFAS und wird flächendeckend im Grundwasser gefunden. Auch für TFA ist noch nicht hinreichend geklärt, was die Auswirkungen auf Mensch und Umwelt sind.
Kältemittel und Pflanzenschutzmittel tragen zu TFA im Grundwasser bei
Als Hauptquelle für TFA in der Umwelt gelten fluorhaltige Kältemittel aus Klimaanlagen und Kühlgeräten, die in der Atmosphäre zu TFA abgebaut und mit dem Regen in den Wasserkreislauf eingetragen werden, gefolgt von fluorierten Pflanzenschutzmittelwirkstoffen, bei deren Abbau im Boden TFA gebildet wird. Wie gross der jeweilige Anteil dieser beiden Quellen an der TFA-Belastung des Grundwassers an einem Standort tatsächlich ist, wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst und lässt sich derzeit nicht beziffern. Während TFA mit dem Regen gleichmässig auf alle Flächen eingetragen wird, werden PSM nur auf einem Teil der Fläche eingesetzt. Die TFA-Konzentration im Regen hat seit den 1990er Jahren deutlich zugenommen, die potenziell aus PSM gebildete TFA-Menge ist hingegen über die letzten 15 Jahre etwa gleichgeblieben.
PFAS-haltige Beistoffe in Pflanzenschutzmitteln sind sehr selten
Pflanzenschutzmittel enthalten neben Wirkstoffen auch sogenannte Beistoffe. Diese werden verschiedentlich als mögliche Quelle von PFAS in der Umwelt genannt. Unsere Auswertung hat gezeigt, dass PFAS-haltige Beistoffe nur in wenigen Pflanzenschutzmitteln vorkommen. Ein Produkt enthält kleine Mengen eines langkettigen, hochfluorierten Schaumhemmers, drei Produkte enthalten fluorierte Treibgase. Im Vergleich zu anderen Quellen, sind die mit PSM verkauften Mengen gering. Beistoffe tragen nicht nennenswert zum Vorkommen von PFAS in der Umwelt bei, weder von «klassischen» PFAS noch von TFA.
PFAS «Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen»
Bis vor wenigen Jahren wurden unter dem Akronym PFAS vorwiegend langkettige und vollständig oder hoch fluorierte Stoffe verstanden («klassische» PFAS). Seit 2021 wird jedoch eine viel breitere Definition der OECD verwendet: Unter PFAS werden alle chemischen Verbindungen zusammengefasst, die mindestens eine perfluorierte Methylgruppe (-CF3) oder Methylengruppe (-CF2-) aufweisen, insgesamt über 10’000 verschiedene Substanzen mit ganz unterschiedlichen physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften.
TFA «Trifluoressigsäure»
TFA ist die kleinste Carbonsäure, die zu den PFAS zählt. Potenziell kann TFA beim Abbau aller PFAS entstehen, die eine -C-CF3-Einheit in ihrer Molekülstruktur enthalten und selber in der Umwelt nicht persistent sind. TFA ist gut wasserlöslich, wird im Boden kaum zurückgehalten und nach heutigem Kenntnisstand unter Umweltbedingungen nicht weiter abgebaut. Welche Auswirkungen TFA auf die menschliche Gesundheit oder die Umwelt hat, ist noch nicht abschliessend geklärt.
Fazit
- Ist von «PFAS» die Rede, sind meist längerkettige vollständig oder hoch fluorierte Alkylverbindungen gemeint. PSM sind insgesamt keine bedeutende Quelle für diese «klassischen» PFAS.
- Beistoffe, welche PFAS enthalten, sind in PSM sehr selten enthalten. In der Schweiz wurden von 2014 bis 2023 jährlich zwischen 1-6 kg PFAS-haltige Schaumhemmer und ca. 100-1000 kg fluorierte Treibgase mit PSM verkauft. Im Vergleich zu anderen Quellen sind diese Mengen von geringer Bedeutung.
- Nach der neusten und sehr breiten Definition der OECD werden auch 20 derzeit in der Schweiz bewilligte PSM-Wirkstoffe zu den PFAS gezählt. Davon sind 18 potenzielle Vorläufer von TFA. Die insgesamt verkaufte Menge dieser Wirkstoffe lag bei rund 30 bis 45 Tonnen pro Jahr (2008 bis 2023).
- Als Chemikaliengruppen mit dem mengenmässig höchsten Potenzial für die Bildung von TFA gelten fluorierte Kältemittel aus Klima- und Kühlanlagen, die freigesetzt und in der Atmosphäre zu TFA abgebaut werden, gefolgt von fluorierten PSM-Wirkstoffen, welche im Boden unter Bildung von TFA abgebaut werden.
- Die Deposition von TFA aus der Atmosphäre wird für die ganze Schweiz auf 24.5 Tonnen pro Jahr geschätzt, grösstenteils aus dem Abbau von fluorierten Kältemitteln. Das maximale TFA-Bildungspotenzial aus den in der Schweiz verkauften PSM-Wirkstoffen lag im Durchschnitt bei 11.5 Tonnen TFA pro Jahr.
- Während bei PSM bekannt ist, wie hoch die verkauften Mengen an PFAS sind und die maximal in der Umwelt gebildete Menge TFA relativ genau abgeschätzt werden kann, gibt es für andere Anwendungsbereiche noch kaum vergleichbare Informationen.
- TFA wird flächendeckend im Grund- und Trinkwasser nachgewiesen. Welchen Anteil daran Kältemittel und PSM jeweils haben, variiert zwischen den Standorten und hängt von verschiedenen Faktoren ab.
- Wie sich die Belastung mit TFA auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit auswirkt, ist noch nicht hinreichend geklärt.
Literaturhinweis
Trifluoressigsäure und andere PFAS im Grundwasser – was tragen Pflanzenschutzmittel bei?.
