Regen ist mehr als nur ein Wetterereignis. Längst gilt er zum Beispiel als Symptom der Klimakrise, weil er immer häufiger zu lange ausbleibt oder, umgekehrt, gleich in Unmengen auf die Erde prasselt. Und er birgt noch mehr schlechte Nachrichten, denn mit dem Wasser regnen auch allerlei Schadstoffe vom Himmel. Vor allem eine Substanzklasse bereitet zunehmend Sorgen, die sogenannten per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen, kurz: PFAS. Die Fluorchemikalien schlagen sich überall auf der Welt nieder, selbst im tibetanischen Hochland oder in der Antarktis - und in Mengen, die manche Richtwerte zum Schutz der Gesundheit deutlich überschreiten, wie kürzlich in einer aktuellen Studie zu lesen war.
Videoanruf bei Co-Autor Martin Scheringer von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich. Der Chemiker - schwarzer Pulli, freundliches Lächeln - forscht seit 15 Jahren zu den Substanzen, an denen praktisch alles abperlt. PFAS können unter anderem in beschichteten Bratpfannen stecken, in Sandwichpapieren, Wetterjacken, Imprägniersprays, in Kettenfett, Teppichen und Löschschäumen. Sie sind zudem gängige Hilfsmittel in technischen Produktionsprozessen, etwa in der Halbleiterindustrie.
"Das Fatale an den Substanzen ist, dass sie so stabil sind", sagt Scheringer. Weder Mikroben noch Sonnenlicht können die Moleküle knacken, in denen Fluor- und Kohlenstoffatome chemisch äußerst fest miteinander verbunden sind. PFAS, die etwa aus Produkten, Fabrikschloten und Abwässern in die Umwelt gelangen, bleiben dort mindestens für Jahrzehnte. Sie reichern sich in Böden, Gewässern, im Grundwasser an und verteilen sich auf dem ganzen Planeten, unter anderem eben über den Regen.
Die gesundheitlichen Richtwerte sind in vielen Ländern immer weiter gesunken
Scheringer und Wissenschaftler der Universität Stockholm hatten für ihre Studie vor allem vier besonders gut untersuchte PFAS-Vertreter im Fokus, darunter die Säuren PFOA (Perfluoroktansäure) und PFOS (Perfluoroktansulfonsäure), die mittlerweile in vielen Ländern für die meisten Anwendungen verboten sind. Wie viel davon im Regenwasser steckt, hat den Chemiker nicht überrascht. "Die Schadstoffkonzentrationen waren bekannt. Wir haben sie lediglich aus schon veröffentlichten Studien zusammengetragen", sagt er.
Doch die gesundheitlichen Richtwerte für diese Stoffe seien in den vergangenen zehn Jahren in vielen Ländern immer weiter gesenkt worden, für das Trinkwasser, für Gewässer und den Boden. "Oft um das Tausendfache und zum letzten Mal im Juni von der US-Umweltbehörde. So weit, dass die tatsächlichen Konzentrationen in der Umwelt mittlerweile im Bereich dieser Werte liegen oder eben darüber." Die strengsten Richtwerte für einen Liter Trink- oder Seewasser etwa liegen heute im Bereich von Milliardstel bis Millionstel Milligramm.
Mehrere potenziell schädliche Stoffe stecken bereits in jedem Menschen
Zwar wirken PFAS nicht akut giftig, aber von einigen Vertretern dieser Stoffgruppe ist bekannt, dass sie etwa das Immunsystem von Kindern schwächen können, den Fettstoffwechsel stören, die Fruchtbarkeit beeinträchtigen und das Geburtsgewicht von Neugeborenen mindern. Auch Leber- und Nierenschäden sowie Hodenkrebs werden auf PFAS-Vertreter wie PFOA und PFOS zurückgeführt. "Bei diesen Stoffen haben wir in Deutschland festgestellt, dass wir sie wirklich in jeder Person finden, unabhängig von besonders belasteten, regionalen Gegebenheiten", sagt Marike Kolossa vom Umweltbundesamt.
In einem Monitoring stellte ihr Team unter anderem hohe Belastungswerte durch die Fluorchemikalie PFOA im Blut von Kindern und Jugendlichen fest. So hoch, dass bei jedem fünften Probanden "gesundheitliche Schäden nach heutigem Wissenstand nicht mehr ausreichend sicher auszuschließen sind", so die Toxikologin. "Und bei der Chemikalie PFOS haben wir in zwei bis drei Prozent der Blutproben eine Überschreitung des Belastungsniveaus gefunden, wo wir gesundheitliche Wirkungen durchaus erwarten." Der aktuelle Bericht zum europaweiten humanen Biomonitoring "HBM4EU" kommt länderübergreifend zu ähnlichen Ergebnissen.
Das ist nicht nur schlimm für Menschen, die tatsächlich krank werden, sondern kostet auch viel Geld. 2019 bezifferte der Nordische Rat, ein Zusammenschluss vor allem skandinavischer Staaten, die gesundheitsbezogenen Folgekosten der Umweltverschmutzung mit PFAS im Europäischen Wirtschaftsraum auf 52 bis 84 Milliarden Euro im Jahr.
Rein technologisch wird sich das Problem nicht lösen lassen
Auf ähnliche Zahlen kam jüngst ein Team der New York University für die USA, mit Kosten zwischen fünfeinhalb und mehr als 60 Milliarden Euro für Therapien, Medikamente und Arbeitsausfälle. Dabei schlägt mit einem Anteil von 17 Prozent die Adipositas fördernde Wirkung der PFAS besonders stark zu Buche, wie Ende Juli im Fachblatt Exposure and Health zu lesen war. "Es ist vielen Menschen nicht klar, dass es nicht allein um Krebskrankheiten von Menschen in ein paar Hotspots geht, sondern um viele verschiedene mögliche Gesundheitsschäden, die potenziell fast alle betreffen können", sagt Linda Kahn, Co-Autorin der Studie. Um noch mehr Kosten zu vermeiden, müssten dringend Alternativen für die Stoffe gefunden werden und, wo immer möglich, Trinkwasser aufbereitet und Böden saniert werden. "Nichts tun wird noch teurer", betont die Wissenschaftlerin.
Rein technologisch lässt sich das Problem allerdings nicht beheben. Zwar berichtete ein Forscherteam aus den USA kürzlich im Fachblatt Science von erfolgreichen Laborversuchen, bestimmte PFAS mit einem gängigen chemischen Lösungsmittel bei moderaten Temperaturen in unschädliche Einzelteile zu zerlegen. Bisher seien dazu Temperaturen um 1000 Grad Celsius nötig, schreiben die Autoren. Die Methode könnte in Zukunft beim Schadstoffabbau etwa in Deponien oder Fabriken helfen. "Aber beim Problem, dass die ganze Umwelt kontaminiert ist, helfen sie leider kein bisschen. Man kann nicht jahrzehntelang alles falsch machen und dann auf eine Wunderlösung hoffen", sagt Scheringer.
Die Europäische Union diskutiert, die ganze Stoffgruppe aus dem Verkehr zu ziehen
Derweil steigen die PFAS-Mengen in der Umwelt weiter, obgleich etwa die Emissionen der fast überall verbotenen Stoffe PFOS oder PFOA zurückgehen. "Zumindest in China wird noch sehr viel PFOA hergestellt. Außerdem gibt es dort große Verseuchungsgebiete, von denen sich die Substanzen in der Welt verteilen. Da kommt also noch was nach", sagt der Forscher. Zudem sind viele Hersteller auf andere Vertreter der PFAS-Stoffgruppe umgestiegen, die bisher nicht reguliert wurden, aber nicht unbedingt weniger schädlich sein müssen. Die Gruppe umfasst Tausende verschiedene Fluorchemikalien.
Um die Lage in den Griff zu bekommen, wird in EU-Gremien gerade ein Vorschlag diskutiert, die ganze Stoffgruppe aus dem Verkehr zu ziehen. Verzichtbare Anwendungen sollen als Erstes gestrichen werden, essenzielle zunächst weiter erlaubt sein. "Schläuche für Blutkonserven zum Beispiel: Da helfen PFAS, die Oberflächen so glatt zu machen, dass das Blut darin nicht verklumpen kann. Das ist auf jeden Fall eine essenzielle Anwendung. Aber Massenprodukte wie Skiwachs, Pfannenbeschichtungen oder Lebensmittelpapiere, das kann man anders lösen. Und das muss man auch anders lösen", betont Scheringer.
Industrieverbände wehren sich gegen solche Pläne, warnen vor dem Verlust von Innovationskraft und Arbeitsplätzen. PFAS sollten auch weiterhin einzeln zu möglichen Schadwirkungen bewertet werden, fordert etwa der Bundesverband der deutschen Industrie (BDI) in einem Positionspapier. "Bei Tausenden Substanzen würde das aber Jahrhunderte dauern", moniert Scheringer. Und bis zu einem potenziellen Verbot strömen die Fluorchemikalien weiter in die Umwelt, ohne Rückholmöglichkeit.
