Perfluoroctansäure

Geladene/ungeladene Polymere

Kationische, anionische, nichtionische, und amphotere Polymere (einschließlich quartärer Aminoester)

Wasserlösliche kationische Polymere werden als Koagulantien und/oder Flockungsmittel in Prozessen wie der Klärung von Trinkwasser, der Schlammentwässerung, der Papierherstellung, dem Bergbau und als Beschichtungsharze eingesetzt. Wasserlösliche geladene Polymere werden nach ihrem Ladungspotenzial als kationisch, anionisch, nichtionisch und amphoter klassifiziert. Kationische Polymere weisen eine positive Ladungsdichte auf. Viele der Polymere enthalten tertiäre oder quaternäre Stickstoffe, die dem Polymer eine positive Nettoladung verleihen. Anionische Polymere sind negativ geladen. Nichtionische Polymere sind nicht geladen, da sie keinen ionisierbaren Anteil enthalten. Amphotere Polymere sind von Natur aus zwitterionisch und haben sowohl kationische als auch anionische funktionelle Gruppen. Die Ausprägung der Ladung in amphoteren Polymeren ist eine Funktion des pH-Wertes der residenten Medien. Neben der mechanistischen oder unspezifischen Toxizität, die sich bei Fischen, Wirbellosen und Algen zeigen kann, können kationische Polymere über physikalische Wechselwirkungen mit der negativ geladenen Kiemenoberfläche von Fischen toxische Wirkungen entfalten. Daraus resultiert ein reduzierter Sauerstofftransfer mit den damit verbundenen negativen Auswirkungen.

Die Auswirkungen der kationischen Polymerchemie, der Ladungsdichte und des Molekulargewichts wurden bei akuter und chronischer Exposition der Regenbogenforelle (S. gairdneri, O. mykiss) untersucht. Die kationischen Polymere, die bewertet wurden, bestanden aus zwei Hauptklassen. Die erste Klasse, die Epichlorhydrin/Dimethylamin-Copolymere, tragen einen quaternären Stickstoff am Rückgrat des Polymers. Die zweite Art von kationischen Copolymeren waren die Acrylamid/Acrylat-Copolymere, die einen quaternären Stickstoff an der Esterseitenkette des Polymers tragen. Das Molekulargewicht der untersuchten Polyamine reichte von 10 bis 200-250 kDa). Die Acrylamid/Acrylester-Copolymere variierten in der Ladungsdichte von 10 % bis 39 %. Akute Studien wurden sowohl unter statischen Nicht-Erneuerungsbedingungen als auch unter Durchflussbedingungen durchgeführt. Chronische Studien wurden über Durchfluss-Expositionen durchgeführt. Bei den akuten Non-Renewal-Studien waren die LC50-Werte sehr unterschiedlich. Die akuten LC50-Werte aus den Non-Renewal-Studien betrugen 592, 271, 779 und 661 μg l- 1 für die drei Polyamine bzw. ein Acrylamid. Die Polyamine, d. h. die Polymere mit dem quaternären Stickstoff an der Hauptkette des Polymers, schienen im Allgemeinen akut toxischer zu sein als die Polymere auf Acrylamidbasis (quaternärer Stickstoff an der Esterseitenkette des Polymers). Unter Durchflussbedingungen schien sich die Toxizität im Vergleich zu den Nicht-Erneuerungsstudien zu erhöhen. Die akuten LC50-Werte aus den dynamischen Studien betrugen 42,6, 96, 156 und 384 μg l- 1 für die drei Polyamine bzw. ein Acrylamid. Die LC50-ACRs für die dynamischen Durchfluss- und chronischen Studien waren sowohl für die getesteten Polyamine als auch für das Polyacrylamid niedrig, was darauf hinweist, dass die LC50-Werte für die chronische Toxizität den akuten Werten nicht unähnlich sind. Die niedrigen ACR-Werte deuten daher darauf hin, dass die resultierende Toxizität eher von schnellen akuten Wirkungen als von langfristigen kumulativen Wirkungen abhing. Es wurde ein Trend festgestellt, der auf eine Abnahme der Toxizität mit zunehmendem Molekulargewicht hindeutet.

Im Hinblick auf subletale Effekte induzierte das auf chronische Toxizität untersuchte Polyamin keine negativen Auswirkungen auf Wachstumsparameter. Vielmehr induzierten beide Polyamine konzentrationsbedingte Zunahmen der Wachstumsparameter. Für das getestete Acrylamid wurde eine signifikante Abnahme des Körpergewichts der überlebenden Forellen festgestellt. Aus diesen Untersuchungen kann man schließen, dass die kationische Ladung und die physikalische Masse des Polymers die entscheidenden Faktoren für die im Non-Renewal-System festgestellte Toxizität waren. Die Durchflussbedingungen erhöhten die Toxizität der Polymere im Vergleich zu den statischen Bedingungen. Das Molekulargewicht des Polymers und die Toxizität waren umgekehrt proportional. In den Durchflusssystemen schienen die kationischen Polyamine toxischer zu sein als die kationischen Polyacrylamide.

Die akute Toxizität einer Reihe von kationischen Polymeren wurde in D. magna, der Elritze (P. promelas), Gammariden (Gammarus pseudolimnaeus) und Mücken (Paratanytarsus parthenogeneticus) unter Verwendung von In-vitro-Testmethoden untersucht. Zusätzlich wurde ein Mikrokosmustest mit Fischen bzw. wirbellosen Tierarten und zehn Algenarten durchgeführt. Akute Toxizitätsstudien wurden mit D. magna und der Elritze bei Polyelektrolytkonzentrationen von 100 mg l- 1 durchgeführt. Wenn sich die Testkonzentration von 100 mg l- 1 für einen oder beide Testorganismen als toxisch erwies, wurde der Elektrolyt an der weniger empfindlichen Gammaride getestet. Einige der Elektrolyte wurden mit den Mücken getestet. Die LC50-Werte für vier der Polykationen waren größer als 100 mg l- 1 für D. magna und/oder die Elritze. Von den verbleibenden 11 kationischen Polymeren reichten die LC50-Werte von 0,09 bis 70,7 mg l- 1 für D. magna und von 0,88 bis 9,47 mg l- 1 für die Elritze. Nach den TSCA-Kriterien der USEPA reicht die akute Toxizität dieser Polykationen von geringer Besorgnis (LC50 > 100 mg l- 1) für mehrere bis zu mittlerer bis hoher Besorgnis (LC50 < 100 mg l- 1 bis LC50 < 1,0 mg l- 1). Die LC50-Werte für Paratanytarsus parthenogeneticus lagen für drei der acht getesteten kationischen Polymere unter 100 mg l- 1 (< 6,25 bis 50 mg l- 1). Die LC50-Werte für Gammariden lagen bei 8,1-33,4 mg l- 1 für sieben von 13 getesteten Polymeren.

In den Mikrokosmos-Studien war das Algenwachstum bei der höheren Kationenkonzentration verzögert. Es war jedoch nicht ersichtlich, dass die Polymere direkte toxische Effekte auf die Algen ausübten, und das verzögerte Zellwachstum wurde spekulativ auf mögliche physikalische Wechselwirkungen zwischen den Algenzellen und den Polymeren zurückgeführt. Veränderungen in der Artenzusammensetzung im Mikrokosmos wurden auf die Polyelektrolyte zurückgeführt, aber Weideaktivität wurde als Grund für die Veränderungen der Artenvielfalt in behandelten Mikrokosmen nicht ausgeschlossen.

Die akute Toxizität verschiedener Polyelektrolyte für Regenbogenforellen (O. mykiss), Seeforellen (Salvelinus namaycush), einen Mysid (Mysis relicta), einen Copepoden (Limnocalanus macrurus) und einen Cladoceran (D. magna) im Wasser des Lake Superior wurde untersucht. Zusätzlich wurde eine 21-tägige Lebenszyklusstudie in D. magna durchgeführt, um die Auswirkungen der polykationischen Polymere auf die Fortpflanzung in dieser Wirbellosenart zu untersuchen. Die getesteten kationischen Polyelektrolyte waren Superfloc 330 (Calgon Corp.), Calgon M-500, Gendriv 162 (General Mills Chemicals), Magnifloc 570C (Calgon Corp.), und Magnifloc 521C. Unter statischen Bedingungen reichten die 96 h LC50-Werte für Regenbogenforellen von 2,12 mg l- 1 für Superfloc 330 bis 218 mg l- 1 für Gendriv 162. Die Charakterisierung der Toxizität ist nach den TSCA-Kriterien der USEPA als gering bis mäßig bedenklich einzustufen. Für Seeforellen betrug der 96 h LC50-Wert für Superfloc 33 2,85 mg l- 1 und für Calgon M-500 5,70 mg l- 1. Diese Daten deuten auf eine moderate Toxizität für diese Fischart hin. Für D. magna reichte die 48 h LC50 von 0,34 bis 345 mg l- 1, ein breiter Bereich, mit Toxizitätseigenschaften gemäß TSCA von gering bis hoch bedenklich. In einer 21-tägigen Studie zum Lebenszyklus von D. magna beeinträchtigten Superfloc 330 und Calgon M-500 die Fortpflanzung der Wirbellosen bei niedrigeren Konzentrationen, d.h. 0,10 bzw. 1,0 mg l- 1, als diejenigen, die das Überleben ermöglichten, d.h. 1,10 und 2,85 mg l- 1. Die Daten deuten auf eine gewisse Reaktionsvariation hin, die wahrscheinlich eine Folge der Ladungsdichte ist. Zusätzlich zeigen die Daten auch, dass zumindest für einige Polyelektrolyt-Kationen die damit verbundene Toxizität in aquatischen Organismen erheblich sein kann.

Studien haben gezeigt, dass die Abschwächung der Toxizität kationischer Polymere durch die Einführung anionischer Polymere und/oder organischer Stoffe, die exponierten Spezies als Nahrung zugeführt werden, erleichtert werden kann. Insbesondere wurde die Toxizität von kationischem polymerem Material durch die Zugabe von Huminsäure reduziert. Es wurde gezeigt, dass die Zugabe von Huminsäure zu Kulturen von Regenbogenforellen die Toxizität von kationischen Polymeren bis zu 75-fach reduziert, abhängig von der Konzentration der Huminsäure in den Kulturen. Insgesamt zeigen diese Daten, dass die Zugabe von organischen Stoffen zu Kulturen, die polykationische Polymere enthalten, die Toxizität reduziert. Die praktische Konsequenz daraus ist, dass, während Standard-Toxizitätsstudien, die ohne die Zugabe von organischem Material wie Huminsäure durchgeführt werden, den Vergleich der Toxizität zwischen verschiedenen Testmaterialien ermöglichen, die Zugabe von organischen Stoffen die Bewertung der Toxizität unter plausibleren, umweltrelevanten Bedingungen erlaubt.

Der Mechanismus der Polymer-Toxizität in Algenkulturen wurde als eine Funktion der Sequestrierung von Nährstoffspurenmetallen angenommen. Diese Hypothese wurde mit wasserakkommodierten Fraktionen (WAFs) von wässrigen Mischungen dreier Mehrkomponenten-Schmierstoffadditive getestet. Die WAFs wurden aufgrund der unlöslichen Natur eines Teils der Schmierstoffadditive verwendet. Die sich daraus ergebenden Toxizitätsdaten für S. capricornutum wiesen im Allgemeinen darauf hin, dass die WAFs sehr toxisch waren, mit mittleren effektiven Belastungskonzentrationen (EL50), basierend auf Zelldichteerhöhungen oder Wachstumsraten von weniger als 1 mg l- 1. Im Gegensatz dazu lagen die resultierenden EL50-Werte für O. mykiss und D. magna bei über 1000 mg l- 1. Darüber hinaus wurden Tests durchgeführt, um festzustellen, ob die Schmierstoff-WAFs algistatisch (die Konzentration, die das Algenwachstum hemmt, ohne die Zellzahlen zu reduzieren) oder algizid sind. Die Ergebnisse dieser Studien deuteten darauf hin, dass die Algentoxizität indirekt war und aus der Sequestrierung von essentiellen Mikronährstoffen resultierte. WAF-Anreicherungen in Form von Eisen oder Dinatrium-Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) im Bereich von 200% bis 1000% der Standardkonzentration des Algenmediums milderten jede Toxizität, die in den nicht angereicherten Kulturen festgestellt wurde. Algenkulturen, die aus dem WAF-haltigen Medium entfernt und in frischem Kulturmedium resuspendiert wurden, nahmen ihr exponentielles Wachstum wieder auf. Man kann aus diesen Studien mehrere Schlussfolgerungen ziehen: (1) die Sequestrierung von Mikronährstoffen durch geladene polymere Materialien führt wahrscheinlich zu einer signifikanten Toxizität für die exponierten Organismen, wobei Algen besonders empfindlich auf Wachstumsreduktionen in der logarithmischen Phase aufgrund der Verarmung an essentiellen Nährstoffen reagieren; und (2) die Prüfung von Materialien mit Standard-Testprotokollen kann die Toxizität überbewerten, da die Korrelation zwischen dem begrenzten Nährstoffangebot in Standardmedien und dem der natürlichen dynamischen Gewässer gering ist.

Eine Fallstudie zur Umweltrisikobewertung wurde für eine C12-C18-Monoalkyl-quaternäre Ammoniumverbindung (MAQ) durchgeführt. Die MAQ ist ein kationisches Tensid, das in Kombination mit anderen Waschmittelkomponenten wirkt. In der Fallstudie wurden Informationen über die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Testmaterials, die vorhergesagten Umweltkonzentrationen und den Verbleib in der Umwelt dargestellt. Zusätzlich wurden Daten zu Umwelteffekten für den MAQ diskutiert. Die 96 h EC50-Werte für Grün- und Blaualgen und Kieselalgen reichten von 0,12 bis 0,86 mg l- 1 MAQ. Die Algenkonzentrationen reichten von 0,47 bis 0,97 mg l- 1. Die 48-Stunden-EC50-Werte für Daphniden betrugen im Durchschnitt 0,06 mg l- 1 für fünf Tests in Laborwasser. Die chronischen NOEC- und LOEC-Werte in einer 21-tägigen Lebenszyklusstudie mit D. magna betrugen 0,01-0,04 mg l- 1. Die EC50-Werte für die wirbellosen Meerestiere, Mysid und Rosa Garnele betrugen 1,3 bzw. 1,8 mg l- 1. Die 96-Stunden-LC50-Werte für vier Arten von Süßwasserfischen waren eine Funktion der Kettenlänge. Die LC50-Werte betrugen 2,8-31,3 mg l- 1 für MAQs mit Kettenlängen von C12-C14 und 0,10-0,24 mg l- 1 für die MAQs mit Kettenlängen von C15 bis C18. Die gemessenen chronischen NOEC- und LOEC-Werte für 28 Tage in Studien mit Elritzen im frühen Lebensstadium betrugen 0,46-1,0 mg l- 1 für C12 MAQ und 0,01-0,02 mg l- 1 für C16-C18 MAQs. Diese Materialien haben eindeutig eine signifikante Toxizität, basierend auf Laborstudien. Da diese Materialien wahrscheinlich in Kläranlagen behandelt werden, wurde die Toxizität des Materials für Belebtschlamm-Mikroorganismen bewertet. Die Konzentration des MAQ, die erforderlich ist, um eine 50%ige Reduktion der heterotrophen Aktivität zu bewirken, betrug ca. 39 mg l- 1.

Akute und chronische Toxizitätstests wurden mit MAQ in Fluss- und Seewasser durchgeführt. Der Grundgedanke war, die Auswirkungen von gelösten organischen Stoffen, die in den natürlichen Gewässern enthalten sind, auf die Bioverfügbarkeit des Polymers zu bewerten. Sowohl die akuten LC50-Werte als auch die chronischen LOEC-Werte waren in natürlichen Oberflächengewässern für Daphniden, die empfindlichste Spezies, im Durchschnitt dreimal so hoch. Die LC50-Werte reichten von 0,1 bis 0,5 mg l- 1 MAQ in sieben Fluss- und Seewassertests (die LC50 in Laborwasser betrug durchschnittlich 0,06 mg l- 1). Die gemessenen chronischen NOEC- und LOEC-Werte in vier verschiedenen Oberflächenwassertests reichten von 0,05 bis 0,10 mg l- 1 MAQ (NOEC und LOEC in Laborwasser reichten von 0,01 bis 0,04 mg l- 1). Die Ergebnisse von zwei akuten Toxizitätstests in Flusswasser mit Bläulingen und Elritzen waren mit den Laborstudien vergleichbar; die LC50-Werte betrugen 6,0 mg l- 1 im Flusswasser gegenüber 2,8-31,0 für das MAQ gleicher Kettenlänge im Laborwasser.

Es wurden auch Mikrokosmos-Studien durchgeführt, bei denen Replikat-Populationen von D. magna, Chironomid-Mücken und kolonisiertem Flussperiphyton Konzentrationen von C12 MAQ ausgesetzt wurden, die für D. magna als tödlich angesehen wurden. Die Mikrokosmen waren Durchflusssysteme mit natürlichem Flusswasser und sauberem Sediment. Die Organismen wurden bis zu 4 Monate lang exponiert, um die Exposition mehrerer Generationen zu gewährleisten. Basierend auf den Ergebnissen der Studie gab es keine signifikanten Effekte auf die Dichte oder Biomasse von D. magna bei C12 MAQ-Konzentrationen bis zu 0,110 mg l- 1. Der erste Effekt trat bei 0,180 mg l- 1 in Populationen auf, die zunächst dieser Testkonzentration ausgesetzt waren. Populationen, die an niedrigere Konzentrationen akklimatisiert und anschließend mit 0,180 mg l- 1 exponiert wurden, waren nicht nachteilig betroffen. Bei 0,310 mg l- 1 traten signifikante Reduzierungen sowohl in den vor-exponierten als auch in den als Kontrolle aufgezogenen Populationen auf. Die Ergebnisse wurden auf kompensatorische Veränderungen in der Populationsdynamik von Wirbellosen zurückgeführt, bei denen der Verlust empfindlicher Individuen durch eine Erhöhung der Reproduktionskapazität toleranter Populationen nach mehrgenerationaler Exposition kompensiert wurde.

Schließlich wurden Feldstudien in Flüssen und Seen in gutem biologischen Zustand durchgeführt, die quantifizierbare Mengen an Kläranlagenabwässern erhielten. Natürliche Struktur- und Funktionsparameter von Phytoplankton und Zooplankton wurden ebenso untersucht wie die biologischen Abbauraten. Die im Labor ermittelten EC50-Werte für Grün- und Blaualgen sowie Kieselalgen lagen etwa 12-23-fach unter der in situ-Konzentration, die die photosynthetische Aktivität oder die Struktur der Lebensgemeinschaft beeinträchtigte. Der biologische Abbau durch vorexponierte mikrobielle Gemeinschaften war schnell und spiegelte den biologischen Abbau von natürlich vorkommenden organischen Stoffen wider. Einheimische Fische, Makroinvertebraten und Periphyton waren viel weniger empfindlich gegenüber MAQ als die empfindlichste Laborart D. magna. In einem von Abwässern dominierten Bach wurden für keine der einheimischen Lebensgemeinschaften, die einer Konzentration von 0,27 mg l- 1 MAQ ausgesetzt waren, signifikante nachteilige Wirkungen festgestellt, was mehr als das Doppelte des akuten EC50-Wertes für Daphniden auf der Grundlage von Laborstudien ist.

Seeforellenbrut, Salvelinus namaycush, wurde in Laborexperimenten zwei Abwasserbehandlungspolymeren ausgesetzt, einem anionischen (MagnaFloc 156) und einem kationischen (MagnaFloc 368; Ciba Specialty Chemical), um festzustellen, ob diese im Bergbau verwendeten Chemikalien für exponierte Fische toxisch sind. Die Polymere werden dem Abwasser zugesetzt, um die Ablagerung und Entfernung von Schwebstoffen zu erleichtern. Kationische Polymere wirken in erster Linie als Koagulationsmittel und adsorbieren an der Oberfläche negativ geladener Partikel, wodurch elektrostatische Oberflächenladungen neutralisiert werden. Anionische Polymere fungieren in erster Linie als Flockungsmittel, die suspendierte Partikel zu Aggregaten mit höherem Molekulargewicht zusammenbinden, die sich leichter aus der Lösung absetzen. Die Ergebnisse zeigten, dass das kationische Polymer MagnaFloc 368 wesentlich toxischer für Seeforellenbrut war als das anionische Polymer MagnaFloc 156. MagnaFloc 368 hatte eine 96 h LC50 von 2,08 mg l- 1, während die LC50 für MagnaFloc 156 nicht bestimmt werden konnte. Bei der höchsten getesteten MagnaFloc 156-Konzentration, 600 mg l- 1, wurde eine Mortalität von 5 % beobachtet.

Die Toxizität, die bei diesen Brütlingen beobachtet wurde, wurde auf die Ladungsdichte zurückgeführt. Je stärker die elektrostatische Ladung des Polymers ist, desto größer ist seine Toxizität. Polymere mit geringerem Molekulargewicht sind ebenfalls typischerweise von größerer Toxizität. Als Mechanismus der Toxizität wird angenommen, dass die geladenen Polymere von den negativ geladenen Kiemenoberflächen der exponierten Fische angezogen werden und mit diesen interagieren. Die toxische Wirkung kationischer Polymere in Fischen steht im Einklang mit Hypoxie und wird durch die damit verbundene Histopathologie belegt, einschließlich einer erhöhten Vaskularisierung, einer erhöhten Lamellendicke durch Zellproliferation und einer verringerten Lamellenhöhe. Die histopathologischen Befunde unterstützen den physiologischen Mechanismus einer beeinträchtigten Atmungseffizienz und Ionenregulation an der Kiemenmembran. Für anionische Polymere wird die Hypothese aufgestellt, dass diese Materialien wichtige Nährstoffe im Medium sequestrieren, wie z. B. die Spurenmetalle Magnesium und/oder Eisen. Alternativ könnten anionische Materialien auch die Ionenregulation innerhalb der Kiemenmembran beeinflussen.

Fluorpolymere

Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) und Perfluoroctansäure (PFOA) wurden als allgegenwärtige Umweltschadstoffe identifiziert. Diese Stoffe sind keine Naturprodukte und sind rein anthropogenen Ursprungs. Die perfluorierten Säuren (PFAs) im Allgemeinen sind eine Klasse von anionischen fluorierten Materialien, die durch eine Perfluoralkylkette und eine Sulfonat- oder Carboxylat-lösende Gruppe gekennzeichnet sind. Die Perfluoralkylkette wird üblicherweise als Telomer oder synonym als Fluortelomer bezeichnet. Die perfluorierten Verbindungen werden als Vorläufermaterialien bei der Synthese von sehr hochmolekularen fluorierten Polymeren verwendet. Die Umwelthaftung der hochmolekularen Polymere ist aufgrund ihrer Größe, d. h. der Ausschlüsse von Molekülgrößen und der allgemeinen Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Abbau, begrenzt. Mögliche Umweltbelastungen ergeben sich aus den Telomerresten in den formulierten Endprodukten und dem Abbau der hochmolekularen Polymere. Im Folgenden wird die Umwelttoxizität von Telomeren diskutiert.

Neben der Bewertung der akuten und chronischen Toxizität in aquatischen Organismen wurden Studien durchgeführt, die die Auswirkungen von PFOS auf das endokrine System im Hinblick auf die Steroidogenese, die endokrin bezogene Genexpression, die Auswirkungen auf die Hypophysen-Hypothalamus-Schilddrüsen-Achse und reproduktive Endpunkte untersuchten. Es wurde gezeigt, dass PFOS das endokrine System und reproduktive Endpunkte bei den bewerteten Konzentrationen beeinflusst. Darüber hinaus führte die Exposition von Zebrabärblingen zu einer Veränderung des Geschlechterverhältnisses, zu einer Beeinträchtigung der männlichen Gonadenentwicklung und bei F1-Embryonen, die von langfristig hochdosierten (250 μg l- 1) exponierten Weibchen abstammten, zu schweren Missbildungen in frühen Entwicklungsstadien und zu einer 100 %igen Larvensterblichkeit 7 Tage nach der Befruchtung. Es ist jedoch anzumerken, dass die PFOS-Expositionskonzentrationen der Studie in einigen Fällen deutlich über denen lagen, die in Feldproben gefunden wurden, so dass die Implikationen dieser Ergebnisse in Bezug auf die Risikobewertung als unsicher gelten.

Für PFOA wurde die Mehrzahl der aquatischen Ökotoxizitätsstudien mit dem Ammoniumsalz (APFO) der Präfluoroctansäure durchgeführt. Unter umweltrelevanten Bedingungen in wässrigen Umweltkompartimenten wird PFOA als vollständig ionisierte Komponente (COO-) vorliegen. Da ein wahrscheinlicher Emissionsweg von Fluorpolymeren über den Abfluss von Kläranlagen erfolgt, wurde die Toxizität von PFOA für Bakterien untersucht. Die 30-min- und 3-h-EC50-Werte für Schlamm-Atmungshemmungsstudien reichten von > 1000 bis > 3300 mg l- 1. Bei Algen lagen die niedrigsten 96 h EC50- und NOEC-Werte, die für Algentests mit Pseudokirchneriella subcapitata berichtet wurden, bei 49 bzw. 12,5 mg l- 1. Insgesamt reichten die 96 h EC50-Werte (basierend auf Wachstumsrate, Zelldichte, Zellzahlen und Trockengewichten) von 49 bis > 3330 mg l- 1. Die NOEC-Werte reichten von 12,5 bis 430 mg l- 1. Basierend auf den TSCA-Kriterien der USEPA würde PFOA als wenig bedenklich für Algenarten eingestuft werden. Die 48 h EC50-Werte für Daphnien (basierend auf Immobilisierung) reichten von 126 bis > 1200 mg l- 1. Die 10-Tage-NOEC für den sedimentbewohnenden Chironomus tentans wurde mit > 100 mg l- 1 angegeben. Darüber hinaus wurden in Laborstudien keine Auswirkungen auf C. tentans nach 10-tägiger Exposition gegenüber PFOA in Konzentrationen von bis zu 100 mg l- 1 festgestellt. Basierend auf diesen Toxizitätsendpunkten würde PFOA gemäß den TSCA-Kriterien der USEPA als wenig besorgniserregend für wirbellose Wasserlebewesen eingestuft werden. In Bezug auf Wirbeltierarten reichten die gemessenen 96 h LC50-Werte von 280 bis 2470 mg l- 1. Basierend auf den LC50-Werten für Fische würde PFOA nach den TSCA-Kriterien der USEPA als wenig besorgniserregend eingestuft werden.

Die verfügbaren Daten zur chronischen Toxizität umfassen 14-tägige EC50-Werte für Algen von 43 und 73 mg l- 1 (zusätzlich zu den 96-h-NOEC-Werten), 21-tägige NOEC-Werte für die Reproduktion von Daphniden im Bereich von 20 bis 22 mg l- 1, 35-tägige LOEC-Werte für gemischte Zooplanktongemeinschaften aus Süßwasser-Mikrokosmosstudien im Bereich von 10 bis 70 mg l- 1 und chronische NOEC-Werte für Fische im Bereich von 0.3 mg l- 1 für Steroidhormonspiegel in männlichen Fischen, die in 39-tägigen Mikrokosmos-Studien gemessen wurden, bis zu 40 mg l- 1, basierend auf Überleben und Wachstum aus einer 85-tägigen Studie mit Regenbogenforellen im frühen Lebensstadium. Die Verringerung der Steroidhormonspiegel in den Fischen wurde nur von einer begrenzten Erhöhung der Zeit bis zur ersten Eiablage und einer begrenzten Verringerung der gesamten Eiproduktion begleitet. Somit haben hormonelle Schwankungen, die durch chronische Expositionen gegenüber PFOA induziert werden, begrenzte, mäßig langfristige Auswirkungen auf die Reproduktionsfähigkeit von Fischen. Es besteht jedoch eine gewisse Unsicherheit bezüglich der längerfristigen Folgen von PFOA-Expositionen und der Reproduktionskapazität exponierter Populationen. Gemäß den TSCA-Kriterien der USEPA würde PFOA als wenig chronisch bedenklich für Algen und wenig bis mäßig chronisch bedenklich für Wirbellose und Fische eingestuft. Basierend auf den verfügbaren Daten wird die Ökotoxizität von PFOA für aquatische Organismen als gering eingestuft. Es ist jedoch bemerkenswert, dass die Literatur zu Fluorpolymeren schnell wächst. Eine umfassende Übersicht und Zusammenfassung der Fluorpolymer-Literatur würde den Rahmen dieses Kapitels bei weitem sprengen. Wir raten dem Leser, die aktuelle spezifische Literatur für seinen speziellen Fall und die zur Verfügung gestellte Übersicht zur weiteren Lektüre zu konsultieren.