TÜBINGEN. Kaum drei Zentimeter ist das Röhrchen lang, das Miriam Haußecker in eine Halterung zu rund 30 anderen Röhrchen steckt und in das Massenspektrometer schiebt. Gefüllt ist es nicht einmal zur Hälfte, gerade mal ein Bodensatz einer Probe – Wasser aus dem Tübinger Mühlbach. Nicht viel, aber genug, um es zu analysieren und mehr als genug, um fündig zu werden. Im Wasser aus dem Bach, lässt das Messgerät die Doktorandin wissen, finden sich Modifikationen aus der großen Familie der per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen, kurz PFAS genannt. Überrascht ist niemand.
Wegen seiner wunderbaren Eigenschaften seit den 50er-Jahren ein Lieblingsprodukt der chemischen Industrie, richtet sich der Blick nun zunehmend auf die Kehrseite dieser Verbindungen aus Kohlenstoff, Fluor, Sauerstoff, Schwefel und Wasserstoff. Denn einer ihrer Vorteile, lange haltbar zu sein, was ihnen den Beinamen »Ewigkeitschemikalien« eingebracht hat, entwickelt sich zu ihrem größten Problem: Einmal in der Umwelt, verschwinden sie nicht mehr, sondern reichern sich an. Und, weil sie so vielseitig einsetzbar sind, sind sie praktisch überall präsent – nicht nur in der Umwelt, auch im menschlichen Körper. Mit Folgen, die noch niemand abschätzen kann.
Jetzt ist die Wissenschaft gefordert. Finanziert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) wird etwa im Verbundprojekt PFClean an Möglichkeiten geforscht, die PFAS-Substanzen in verunreinigten Böden und Gewässern unschädlich zu machen (der GEA berichtete). Ein Forschungsfeld ist die Gegend um Rastatt, wo durch belastete Schlämme rund 1.100 Hektar landwirtschaftliche Fläche und 170 Millionen Kubikmeter Grundwasser verunreinigt sind.
Mehr Fälle befürchtet
Beteiligt an PFClean ist neben der Uni Stuttgart auch die Universität Tübingen, allerdings mit einem anderen Schwerpunkt. »Stuttgart arbeitet im technischen Bereich, wir arbeiten mit hoch spezialisierter Analytik und Versuchen zum Prozessverständnis im Labormaßstab. Wir versuchen erst mal, Probleme zu erkennen, suchen Quellen, überprüfen Sanierungskonzepte. Und wir suchen nach unerforschten Substanzen, die man noch nicht im Blick hat, um sie zu identifizieren. Dafür haben wir auch neue Methoden entwickelt«, sagt Christian Zwiener, Professor für Umweltanalytik im Geo- und Umweltforschungszentrum (GUZ) auf der Tübinger Morgenstelle. Seit acht Jahren ist die PFAS-Forschung sein Schwerpunkt, und er ist überzeugt: »Wenn man sucht, wird man noch viel mehr solcher Geschichten wie in Rastatt finden. Da werden uns noch mehr Fälle auf die Füße fallen.«
Es ist der 20. August 2008. Gegen 15.30 Uhr bricht in Reilingen im Rhein-Neckar-Kreis in einem Betrieb, der Schaumstoffmatratzen herstellt, ein Brand aus. Feuerwehren aus der ganzen Umgebung beteiligen sich an dem Einsatz und pumpen mehr als 50 Tonnen Löschschaum in die brennenden Hallen. »Irgendwann ist das dann wieder herausgelaufen und hat sich an einem Feldrand in der Umgebung verteilt«, erzählt Christian Zwiener.
Als es darum ging, den Schaden einzuschätzen, hatte man zunächst etwa 20 Substanzen im Blick gehabt. Doch bis jetzt haben die Tübinger schon 124 verschiedene Substanzen identifiziert – zum Teil lange Moleküle, die sich im Oberboden festsetzen, sich langsam zersetzen und ins Grundwasser abwandern, aufgespürt mit Messgeräten, von denen eines schon mal so viel kostet wie ein Einfamilienhaus.
Auch wenn moderne Löschschäume heute nicht mehr so problematisch sind: Alte Brandherde wie dieser in Reilingen gehören zu den häufigsten Problemfällen. 2007 etwa brannte eine Shredderfabrik in Herbertingen im Kreis Biberach, 2011 wurden die ersten PFAS-Verbindungen im Trinkwasser der sechs Kilometer entfernten Gemeinde Ertingen nachgewiesen.
Der – wenn man das überhaupt so sagen kann – Vorteil bei diesen Verunreinigungen durch Löschschäume: Es handelt sich um Punktquellen, räumlich eng begrenzt, bei denen Sanierungen immerhin möglich scheinen. »Rastatt«, ist Christian Zwiener überzeugt, »kann man nicht mehr zurückholen. Das kann irgendwann niemand mehr bezahlen.«
Als der 62-Jährige vor 40 Jahren Chemie studiert hat, dachte niemand an die Fluor-Verbindungen. Erst um das Jahr 2000 rückte die Problematik langsam ins Bewusstsein. »Manche Kollegen sind immer noch skeptisch, denn nicht alle PFAS sind akut toxisch«, sagt Zwiener. »Die Frage ist aber, wie sich eine chronische Belastung auf Dauer auswirkt. Wenn wir hundert Jahre so weiter machen, wo landen wir dann?«
Möglicherweise krebserregend
Für eine Studie hat Zwingers Team Haarproben genommen von 45 Personen im Großraum Tübingen im Alter von 3 bis 65 Jahren. Bei allen Probanden sind PFAS-Verbindungen aufgetaucht, eine, wie Zwiener sagt, schöne Palette von fluorierten Substanzen. Wer was in sich trägt, hängt von vielen Faktoren ab, von der Lebens- und der Wohnsituation, von der Ernährung und sogar davon, ob er ein altes oder ein neues Auto fährt, weil je nachdem die Sitzpolster unterschiedlich behandelt wurden.
Schon jetzt ist der menschliche Körper ein wahres Sammelbecken für diese Stoffe, die möglicherweise Krebs auslösen und Erkrankungen der Schilddrüse, Veränderungen im Immunsystem bewirken und Impfreaktionen bei Kindern. Dies hat aus Sicht des Tübinger Wissenschaftlers einiges in Bewegung gebracht: »In den vergangenen Jahren ist schon viel ersetzt worden, weil die Industrie erkannt hat, dass sie da ein Problem kriegt. Oft wissen wir aber nicht, was die Ersatzprodukte sind. Die sind manchmal nicht besser.«
Andere Länder versuchen es mit Verboten. In Frankreich etwa sind PFAS in Kosmetik und Kleidung verboten, in Dänemark in Lebensmittelverpackungen wie Pizzakartons und Einwegbechern. Dort gibt es auch Grenzwerte für Badegewässer, denn auch im Schaum des Meerwassers lassen sich PFAS nachweisen. Deutschland setzt eher auf freiwilligen Verzicht. Oft wäre der aus Zwieners Sicht leicht möglich: »Wenn eine Krawatte keine Antifleckenbeschichtung hat, ist das kein Problem.«
Verfahren zum Verbot von PFAS läuft
Im Moment läuft in der EU ein von Deutschland mit angestoßenes Verfahren zum Verbot von PFAS, Ausgang ungewiss angesichts der komplexen Materie. »Noch nie hat man versucht, eine so große Palette von Substanzen zu regulieren, deren Stoffe zudem toxisch so unterschiedlich sind«, sagt Christian Zwiener.
Wenn ein Verbot trotz des Widerstands der Industrie kommt, wird es nach seiner Einschätzung lange Fristen für Ausnahmegenehmigungen geben, denn PFAS seien eben nicht nur in Teflonpfannen und Outdoorbekleidung: »Es gibt essenzielle Anwendungen, wo man keinen schnellen Ersatz finden wird.« Dazu gehören etwa die Schutzkleidung der Feuerwehr oder der Einsatz in der Medizin, zum Beispiel die Beschichtung von Kathetern. Aber wie auch immer das Verfahren ausgeht, für den Wissenschaftler ist klar: »So können wir nicht mehr weitermachen.« (GEA)