PFAS im Trinkwasser: Vorschriften und Richtlinien

PFAS-Kontamination verstehen

PFAS gelangen durch industrielle Abwässer sowie durch die Verwendung und Entsorgung PFAS-haltiger Produkte in die Umwelt. Diese Chemikalien gelangen in Grund- und Oberflächenwasser, das als Trinkwasser verwendet wird. Zwei der am häufigsten untersuchten PFAS sind Perfluoroctansäure (PFOA) und Perfluoroctansulfonsäure (PFOS).

Der menschliche Kontakt erfolgt über verunreinigtes Trinkwasser, Lebensmittelverpackungsmaterialien und schmutzabweisendes, antihaftbeschichtetes Kochgeschirr. PFAS reichert sich im menschlichen Körper an und wird mit gesundheitlichen Auswirkungen in Verbindung gebracht, darunter erhöhte Cholesterinwerte, verminderte Impfreaktion bei Kindern, Schilddrüsenerkrankungen sowie Hoden- und Nierenkrebs. Die Persistenz und Mobilität von PFAS in der Umwelt und das zunehmende Bewusstsein für potenzielle Gesundheitsrisiken haben zu Bemühungen geführt, PFAS in der Trinkwasserversorgung zu überwachen und zu regulieren.

US-Bundesvorschriften zu PFAS im Trinkwasser

Überblick über die nationalen Vorschriften für primäres Trinkwasser (NPDWRs)

Der Safe Drinking Water Act (SDWA) bevollmächtigt die US-Umweltschutzbehörde (EPA), nationale Trinkwasservorschriften (NPDWRs) festzulegen, um die öffentliche Gesundheit vor Verunreinigungen im Trinkwasser zu schützen. NPDWRs umfassen verbindliche Höchstwerte für Schadstoffe (MCLGs) und durchsetzbare Höchstwerte für Schadstoffe (MCLs) für bestimmte Schadstoffe.

MCLGs sind nicht durchsetzbare gesundheitsbezogene Ziele, die auf Niveaus festgelegt sind, unterhalb derer keine gesundheitsschädlichen Auswirkungen des Schadstoffs zu erwarten sind. MCLs sind durchsetzbare Standards, die nach Berücksichtigung der Kosten und der technischen Machbarkeit der Behandlung so nah wie möglich an den MCLGs festgelegt sind. Öffentliche Wassersysteme müssen Wasser für die regulierten Schadstoffe auf Werte unterhalb der MCLs aufbereiten.

Rolle der Environmental Protection Agency (EPA)

Die EPA führt regelmäßige Überprüfungen durch, um Schadstoffe zu identifizieren, die möglicherweise einer Regulierung gemäß dem SDWA bedürfen. Die Behörde bewertet PFAS als Trinkwasserschadstoffe, die möglicherweise ein Bundesgesetz rechtfertigen. Als Zwischenschritt hat die EPA nicht durchsetzbare Gesundheitshinweise (HAs) für Trinkwasser für PFOA und PFOS erlassen, um staatliche Regulierungsbehörden und Gesundheitsbehörden anzuleiten.

Strategischer Fahrplan der EPA für das PFAS-Management im Trinkwasser

Im Oktober 2021 veröffentlichte die EPA ihren strategischen Fahrplan für PFAS, in dem Maßnahmen zur Bekämpfung der PFAS-Verschmutzung im ganzen Land dargelegt werden. Insbesondere für Trinkwasser besagt der Fahrplan, dass die EPA die Einführung nationaler primärer Trinkwasservorschriften für PFOA und PFOS prüfen will. Bis 2023 wird eine behördliche Entscheidung darüber erwartet, ob eine Regulierung dieser beiden Chemikalien im Trinkwasser im Rahmen des SDWA gerechtfertigt ist.

Bundesweite Höchstwerte für Schadstoffe (MCLGs)

Derzeit gibt es für keine PFAS bundesstaatliche MCLGs oder durchsetzbare MCLs im Rahmen des SDWA. Im Jahr 2016 erließ die EPA eine nicht durchsetzbare lebenslange Gesundheitsempfehlung (LHA) von 70 Teilen pro Billion (ppt) für die kombinierten Werte von PFOA und PFOS im Trinkwasser. Diese LHA bietet einen gewissen Schutz vor gesundheitsschädlichen Auswirkungen für empfindliche Bevölkerungsgruppen wie Säuglinge und stillende Mütter über die gesamte Lebensdauer der Exposition.

Im Juni 2022 senkte die EPA die LHA-Werte für PFOA und PFOS deutlich auf nahezu Null, nämlich 0,004 ppt bzw. 0,02 ppt. Die EPA erklärte, dass die aktualisierten LHA-Werte nun die besten verfügbaren, von Experten überprüften wissenschaftlichen Erkenntnisse der Behörde zu den negativen gesundheitlichen Auswirkungen dieser beiden PFAS widerspiegeln. Obwohl sie nicht rechtlich durchsetzbar sind, können die überarbeiteten LHA-Werte die Bemühungen von Bundes-, Landes- und Kommunalbehörden zur Bekämpfung von PFAS im Trinkwasser unterstützen.

Meldestufen für öffentliche Wasserversorgungssysteme

Zusätzlich zum LHA hat die EPA basierend auf den Möglichkeiten bestehender Analysemethoden auch einen nicht reglementierten Meldegrenzwert von 10 ppt für PFOA und 40 ppt für PFOS für öffentliche Wassersysteme (PWSs) festgelegt. Wird dieser Meldegrenzwert überschritten, müssen PWSs Maßnahmen wie gezielte Überwachung, Behandlungsverbesserungen und öffentliche Benachrichtigung in Betracht ziehen. Allerdings ist die Reaktion nicht zwingend, den Meldegrenzwert selbst zu überschreiten.

Landesweite Leitlinien für das PFAS-Management

Da es keine bundesweiten Regulierungsstandards gibt, haben viele Bundesstaaten bereits ihre eigenen Trinkwasserrichtlinien und Vorschriften für PFAS-Chemikalien festgelegt:

• Mindestens 29 Bundesstaaten haben Trinkwasserrichtlinien für bestimmte PFAS-Substanzen vorgeschlagen oder festgelegt, am häufigsten PFOA und PFOS. Die staatlichen Richtlinien reichen von 2 ppt in New Hampshire bis 500 ppt in Texas.
• Fünf Bundesstaaten (Michigan, New Hampshire, New Jersey, New York und Vermont) haben gesetzlich durchsetzbare Grenzwerte für bestimmte PFAS-Verbindungen. Beispielsweise liegt der Grenzwert für PFOA, PFOS, PFHxS und PFNA in New Hampshire bei insgesamt 70 ppt.
• Einige Bundesstaaten verwenden die LHA-Werte der EPA als Orientierung oder haben Richtlinien, die mit den LHA-Konzentrationen übereinstimmen. Andere haben strengere Werte als die nicht durchsetzbaren LHA-Werte der EPA festgelegt.
• Die Bundesstaaten überprüfen und überarbeiten ihre PFAS-Trinkwasserrichtlinien und -vorschriften aktiv, wenn sich die Toxizitätsdaten weiterentwickeln. So hat Vermont beispielsweise seinen MCL für PFOA aufgrund neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse von 20 ppt auf 10 ppt im Jahr 2022 gesenkt.

Strategien zur Entfernung und Behandlung von PFAS

Öffentliche Wassersysteme mit PFAS-Werten über gesetzlichen Grenzwerten und Gesundheitsempfehlungen benötigen wirksame Behandlungslösungen. Mehrere etablierte Technologien können PFAS auf niedrige oder nicht nachweisbare Werte reduzieren:

Physikalische Behandlungsmethoden

Bei den physikalischen Behandlungsmethoden zur Bekämpfung der PFAS-Verunreinigung werden verschiedene Techniken eingesetzt, um diese schädlichen Chemikalien in Wasserquellen zu entfernen oder deren Konzentration zu verringern.

• Die Adsorption von körniger Aktivkohle (GAC) ist eine der bewährtesten und praktischsten Methoden zur Entfernung von PFAS aus Trinkwasser. PFAS-Verbindungen adsorbieren auf der porösen GAC-Oberfläche. GAC-Filter müssen regelmäßig ausgetauscht werden, wenn sie gesättigt sind.
• Bei der Umkehrosmose (RO) wird Wasser durch eine halbdurchlässige Membran gepresst, die PFAS und andere Schadstoffe herausfiltert. Die Rückgewinnung des aufbereiteten Wassers beträgt je nach Systemkonfiguration ca. 50–85 %.
• Ionenaustauscherharze (IX-Harze) tauschen PFAS-Anionen im Zulaufwasser gegen nicht umweltschädliche Anionen wie Chloride auf dem Harz aus. Sobald das Harz erschöpft ist, muss es ausgetauscht werden.

Chemische Behandlungsmethoden

Um die PFAS-Verunreinigung zu bekämpfen, sollten Sie chemische Behandlungsmethoden wie Oxidation oder Koagulation in Betracht ziehen. Diese Methoden zerlegen und entfernen PFAS-Verbindungen effektiv aus dem Wasser.

• Durch elektrochemische Oxidation/Reduktion werden PFAS-Verbindungen unter Verwendung elektrisch erzeugter reaktiver Oxidations- oder Reduktionsmittel in sicherere Komponenten zerlegt.
• Chemische Oxidation zerstört PFAS durch Reaktionen mit Oxidationsmitteln wie Wasserstoffperoxid, Persulfat oder Ozon. Bei unvollständiger Oxidation können jedoch Zwischenprodukte entstehen.

Neue Technologien zur PFAS-Entfernung

Derzeit wird an neuen, kostengünstigeren Technologien zur Entfernung von PFAS geforscht, darunter:

• Fortschrittliche Oxidation mittels UV-Bestrahlung in Verbindung mit Katalysatoren.
• Durch plasmainduzierte Oxidation werden hochreaktive Spezies erzeugt, die PFAS zerstören.
• Biofiltration durch technische Medien mit immobilisierten PFAS-abbauenden Mikroben.
• Schaumfraktionierung zur selektiven Konzentrierung und Entfernung oberflächenaktiver PFAS-Stoffe.
• Zerstörung von PFAS-Verbindungen bei hohen Temperaturen.

Die Einführung von Behandlungstechnologien, die PFAS deutlich reduzieren, um den sich entwickelnden regulatorischen Standards gerecht zu werden, kann für einige kleinere Wassersysteme erhebliche Kosten verursachen. Staatliche Finanzierung und Unterstützung werden für Gemeinden, die von PFAS-Verunreinigungen betroffen sind, von entscheidender Bedeutung sein.

FAQs

Wie lange dauert es, bis PFAS in der Umwelt abgebaut werden?

Der Abbau von PFAS in der Umwelt kann lange dauern, manchmal Jahrzehnte. Sie sind widerstandsfähig gegen Abbau und können im Boden, im Wasser und in der Luft verbleiben, was potenzielle Risiken für die menschliche Gesundheit darstellt.

Können PFAS mithilfe von Haushaltsfiltersystemen aus dem Trinkwasser entfernt werden?

Ja, Haushaltsfiltersysteme können einige PFAS aus dem Trinkwasser entfernen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass diese Systeme nicht alle Arten von PFAS wirksam eliminieren können. Daher ist die Wahl eines Filtersystems, das speziell auf PFAS abzielt, von entscheidender Bedeutung. Um eine ordnungsgemäße Behandlung zu gewährleisten, ist es ratsam, Experten auf diesem Gebiet zu konsultieren.

Wie kann ich außer durch Trinkwasser noch PFAS ausgesetzt sein?

Die Aufnahme von PFAS kann durch in PFAS-haltigen Materialien verpackte Lebensmittel, den Verzehr von Fisch aus kontaminierten Gewässern sowie die Verwendung schmutz- und wasserabweisender Produkte, Kosmetika, Reinigungsprodukte und mehr erfolgen.

Abschluss

Die Bekämpfung von PFAS im Trinkwasser ist ein wachsendes Problem der öffentlichen Gesundheit. Während bundesstaatliche Regulierungsstandards noch ausstehen, weisen staatliche Richtlinien und Gesundheitsempfehlungen darauf hin, wie wichtig es ist, die Belastung durch diese hochbeständigen Chemikalien zu reduzieren. Die Installation von Behandlungstechnologien, mit denen sich die PFAS-Werte deutlich senken lassen, wird für viele öffentliche Wassersysteme zu einer immer dringlicheren Priorität. Um diese Herausforderung zu bewältigen und die Sicherheit unserer lebenswichtigen Wasserversorgung zu gewährleisten, sind kontinuierliche Forschungen zur PFAS-Toxizität und zu kostengünstigen Behandlungstechnologien erforderlich. Um das komplexe Problem der PFAS-Verunreinigung anzugehen, ist ein konzertiertes Vorgehen von Regulierungsbehörden, Wasserversorgungsunternehmen und lokalen Gemeinden erforderlich.