Chemische Prüfungen auf POPs, PCPs und PFAS

Was sind POPs, PCPs und PFAS, und warum wurde die Verwendung dieser Chemikalien gesetzlich eingeschränkt? Und was sind gängige Prüfmethoden, um sicherzustellen, dass die zulässigen Grenzwerte für diese Stoffe nicht überschritten werden?

Die Prüfung von Produkten auf bestimmte Chemikalien ist wichtig, um die Sicherheit des Anwenders im Alltag zu gewährleisten. Drei wichtige Gruppen von Chemikalien, auf die geprüft wird, sind POPs, PCPs und PFAS. In diesem Artikel werden wir erörtern, was diese Substanzen sind, warum Prüfungen hierfür wichtig sind und welche Produkte am häufigsten auf diese Chemikalien geprüft werden.

POPs

Persistente organische Schadstoffe (POPs) sind eine Gruppe organischer Chemikalien, die sich durch ihre schlechte biologische Abbaubarkeit, ihre Fähigkeit zur Bioakkumulation in der Nahrungskette und ihre Toxizität für Menschen und Tiere auszeichnen. Einige Beispiele für POPs sind:

1. Polychlorierte Biphenyle (PCB) - Dies ist eine Gruppe synthetischer organischer Chemikalien, die häufig als Kühl- und Schmiermittel in elektrischen Geräten und als Flammschutzmittel verwendet wurden. Sie sind hochgiftig und langlebig und können eine Reihe von Gesundheitsproblemen verursachen, darunter Krebs, Entwicklungsverzögerungen und Störungen des Immunsystems.
2. Dioxine - Es handelt sich um eine Gruppe hochgiftiger Verbindungen, die als Nebenprodukte verschiedener industrieller Prozesse entstehen, z. B. bei der Müllverbrennung und der Papierherstellung. Sie sind dafür bekannt, dass sie bei Menschen und Tieren Krebs, Fortpflanzungs- und Entwicklungsprobleme sowie Störungen des Immunsystems verursachen können.
3. Polybromierte Diphenylether (PBDE) - Dies ist eine Gruppe von flammhemmenden Chemikalien, die in Möbeln, Elektronik und anderen Produkten weit verbreitet sind. Sie sind persistent und bioakkumulierbar und können bei Kindern Entwicklungsstörungen und neurologische Probleme sowie Schilddrüsen- und Leberschäden verursachen.
4. Chlorierte Pestizide - Dazu gehören Chemikalien wie DDT, Chlordan und Hexachlorbenzol, die in der Landwirtschaft häufig zur Schädlingsbekämpfung eingesetzt wurden. Sie sind langlebig und giftig und werden mit Krebs, Fortpflanzungs- und Entwicklungsproblemen sowie Störungen des Immunsystems bei Mensch und Tier in Verbindung gebracht.
5. Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) - Dies ist eine Gruppe von Chemikalien, die bei der unvollständigen Verbrennung von organischen Materialien wie Kohle, Öl und Holz entstehen. Sie sind krebserregend und werden mit Atembeschwerden, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Entwicklungsstörungen bei Kindern in Verbindung gebracht.

Es gibt viele andere Chemikalien, die als POPs gelten, darunter einige Pestizide, Herbizide und Industriechemikalien. Diese Chemikalien werden in der Regel von nationalen und internationalen Organisationen wie dem Stockholmer Übereinkommen über persistente organische Schadstoffe aufgrund ihrer Persistenz, Toxizität und ihres Schadenspotenzials für Mensch und Umwelt reguliert.

PCPs

Polychlorierte Phenole (PCPs) sind eine Gruppe giftiger organischer Chemikalien, die in einer Vielzahl von industriellen und landwirtschaftlichen Anwendungen eingesetzt werden. Einige Beispiele für PCP sind:

1. Pentachlorphenol (PCP) - Dies ist eines der am häufigsten verwendeten PCP und wurde als Holzschutzmittel, Herbizid und Pestizid eingesetzt. Es ist hochgiftig und wurde mit Krebs, Fortpflanzungsproblemen und Störungen des Immunsystems bei Menschen und Tieren in Verbindung gebracht.
2. Tetrachlorphenol (TCP) - Dies ist ein weiteres häufig verwendetes PCP, das als Holzschutzmittel und bei der Herstellung anderer Chemikalien eingesetzt wurde. Es ist giftig und kann Haut- und Augenreizungen, Atembeschwerden sowie Leber- und Nierenschäden verursachen.
3. Trichlorphenol (TCP) - Dies ist ein PCP, das als Fungizid, Herbizid und Desinfektionsmittel verwendet wurde. Es ist giftig und kann Haut- und Augenreizungen, Atembeschwerden sowie Leber- und Nierenschäden verursachen.
4. Chlorphenole - Diese Gruppe von PCP umfasst eine Reihe verschiedener Chemikalien, die in verschiedenen industriellen und landwirtschaftlichen Anwendungen eingesetzt wurden. Sie sind giftig und können eine Reihe von Gesundheitsproblemen verursachen, darunter Haut- und Augenreizungen, Atemprobleme sowie Leber- und Nierenschäden.

PCP sind persistent und können sich in der Umwelt und in der Nahrungskette bioakkumulieren, was zu einer potenziellen Schädigung von Menschen und Wildtieren führen kann. Aus diesem Grund wurde ihre Verwendung in vielen Ländern eingeschränkt oder verboten.

PFAS

Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind eine Gruppe synthetischer Chemikalien, die aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften, wie Wasser- und Ölabweisung, Hitzebeständigkeit und Antihafteigenschaften, in einer Vielzahl von Industrieanwendungen und Verbraucherprodukten eingesetzt werden. Einige Beispiele für PFAS sind:

1. Perfluoroctansäure (PFOA) - Dies ist ein PFAS, das in großem Umfang bei der Herstellung von Antihaftbeschichtungen wie Teflon verwendet wurde. Sie ist persistent und reichert sich in der Umwelt und im Körper von Menschen und Tieren an. PFOA wird mit Krebs, Fortpflanzungs- und Entwicklungsproblemen sowie Störungen des Immunsystems in Verbindung gebracht.
2. Perfluoroctansulfonsäure (PFOS) - Dies ist ein weiterer häufig verwendeter PFAS, der in der Vergangenheit bei der Herstellung von Antihaftbeschichtungen sowie in Feuerlöschschäumen und anderen Anwendungen eingesetzt wurde. Es handelt sich um einen persistenten Stoff, der sich in der Umwelt und in den Körpern von Menschen und Tieren anreichert. PFOS wurde mit Krebs, Fortpflanzungs- und Entwicklungsproblemen sowie Störungen des Immunsystems in Verbindung gebracht.
3. Perfluorbutansulfonsäure (PFBS) - Dies ist ein PFAS, der in einigen Anwendungen als Ersatz für PFOS verwendet wurde, z. B. in Feuerlöschschäumen. Sie ist ebenfalls persistent und reichert sich in der Umwelt und im Körper von Menschen und Tieren an. Zwar liegen weniger Informationen über die gesundheitlichen Auswirkungen von PFBS als von PFOA und PFOS vor, doch deuten Studien darauf hin, dass diese Säure ebenfalls für die menschliche Gesundheit schädlich sein könnte.
4. Perfluorononansäure (PFNA) - Dies ist ein PFAS, der in verschiedenen industriellen Anwendungen verwendet wird, z. B. bei der Herstellung von Beschichtungen und Kunststoffen. Sie ist persistent und reichert sich in der Umwelt und im Körper von Menschen und Tieren an. PFNA wurde mit Entwicklungsproblemen bei Kindern in Verbindung gebracht und kann auch Krebs verursachen.

PFAS gelten aufgrund ihrer Persistenz, ihres Potenzials zur Bioakkumulation und ihrer Toxizität für Menschen und Wildtiere als bedenkliche neue Schadstoffe. Viele Länder haben Vorschriften erlassen, um die Verwendung bestimmter PFAS in Konsumgütern einzuschränken oder zu verbieten, und es wird weiter geforscht, um ihre Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt besser zu verstehen.

Prüfmethoden für POPs, PCPs und PFAS

Es gibt mehrere Prüfmethoden, die zur Messung des Gehalts an POPs, PCPs und PFAS in Produkten verwendet werden können. Zu den am häufigsten verwendeten gehören GC-MS, LC-MS und ELISA. Die Wahl der Methode hängt von der spezifischen Substanz, auf die getestet wird, der Probenmatrix und dem erforderlichen Grad an Empfindlichkeit und Spezifität ab.

Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS)

Die Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) ist eine weit verbreitete Analysetechnik zum Nachweis und zur Quantifizierung von POPs, PCP und PFAS in Produkten. Die GC-MS-Methode umfasst zwei Hauptschritte: die Trennung der Analyten und den Nachweis der getrennten Analyten. Im ersten Schritt wird die Probe in die GC-Säule gegeben, die die Analyten aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften, wie Siedepunkt, Dampfdruck und Polarität, trennt. Die Säule besteht in der Regel aus einem langen, dünnen Rohr, das mit einer stationären Phase beschichtet ist, die mit den Analyten in der Probe in Wechselwirkung tritt. Die Analyten werden dann von einem Inertgasstrom, z. B. Helium oder Stickstoff, durch die Säule transportiert. Während die Analyten die Säule passieren, werden sie aufgrund ihrer unterschiedlichen Wechselwirkungen mit der stationären Phase getrennt und treten als einzelne Peaks aus der Säule aus.
Im zweiten Schritt werden die getrennten Analyten durch Massenspektrometrie nachgewiesen und quantifiziert. In diesem Schritt werden die Analyten ionisiert und in kleinere Fragmente zerlegt, die dann anhand ihres Masse-Ladungs-Verhältnisses (m/z) getrennt und nachgewiesen werden. Die resultierenden Massenspektren geben Aufschluss über die Identität und Menge der Analyten in der Probe.
GC-MS ist eine hochempfindliche und spezifische Methode für den Nachweis von POPs, PCPs und PFAS in Produkten. Mit dieser Methode können sehr geringe Mengen dieser Chemikalien in komplexen Matrices wie Lebensmitteln, Wasser und Boden nachgewiesen werden. Allerdings erfordert GC-MS eine spezielle Ausrüstung und geschultes Personal und ist im Vergleich zu anderen Analysemethoden wie ELISA relativ zeitaufwändig und teuer.

Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS)

Die Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) ist eine weitere weit verbreitete Analysemethode. Sie ähnelt der GC-MS, doch werden die Analyten mit Hilfe einer Flüssigchromatographiesäule anstelle einer Gaschromatographiesäule getrennt. Bei dieser Methode wird die Probe zunächst mit einem geeigneten Lösungsmittel aus dem Produkt extrahiert und durch Festphasenextraktion oder andere Probenreinigungsverfahren gereinigt. Die resultierende Probe wird dann in eine LC-Säule eingespritzt, die die Analyten aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften, wie Polarität und Größe, trennt. Die Analyten werden dann mittels Massenspektrometrie auf die gleiche Weise wie bei der GC-MS nachgewiesen und quantifiziert.

LC-MS ist eine hochempfindliche und spezifische Methode für den Nachweis von POPs, PCPs und PFAS in Produkten. Sie kann sehr geringe Mengen dieser Chemikalien in komplexen Matrices wie Lebensmitteln, Wasser und Boden nachweisen und liefert strukturelle Informationen über die Analyten, die helfen können, das Vorhandensein dieser Chemikalien in einer Probe nachzuweisen. Die LC-MS ist im Vergleich zur GC-MS auch eine relativ schnelle Methode, da die Probenvorbereitung einfacher ist und weniger Zeit in Anspruch nimmt. Die LC-MS erfordert jedoch auch spezielle Geräte und geschultes Personal und ist im Allgemeinen teurer als andere Analysemethoden, wie z. B. ELISA.

Enzym-Immunoassay (ELISA)

Diese Methode wird häufig für den Nachweis spezifischer POP, wie Dioxine und Furane, in Lebensmitteln und Umweltproben verwendet. Beim ELISA wird die Probe mit Antikörpern behandelt, die spezifisch an das Ziel-PCP, -POP oder PFAS andocken. Die gebundene Substanz wird dann mit einem kolorimetrischen oder fluoreszierenden Test nachgewiesen. ELISA ist eine relativ einfache und kostengünstige Methode zum Nachweis der oben genannten Chemikalien, mit der eine große Anzahl von Proben in kurzer Zeit untersucht werden kann. Allerdings ist sie im Allgemeinen weniger empfindlich als andere Analysemethoden wie GC-MS und LC-MS, mit denen geringere Mengen an PCPs, POPs oder PFAS in Produkten nachgewiesen werden können. Daher wird der ELISA häufig als vorläufige Screening-Methode verwendet, gefolgt von den oben genannten spezifischeren und empfindlicheren Prüfverfahren, um das Vorhandensein von PCPs in einem Produkt zu bestätigen.

Prüflabore für POPs, PCPs und PFAS

Für die Durchführung der oben erläuterten Prüfverfahren ist ein qualifiziertes Prüflabor erforderlich. Dieses Labor braucht nicht nur die Geräte, um z.B. eine GC-MS durchzuführen, sondern auch qualifiziertes Personal, das mit der jeweiligen Prüfmethode vertraut ist. Aus diesem Grund können nicht alle chemischen Prüflabore alle oben genannten Prüfverfahren anbieten, sondern möglicherweise nur einige dieser Verfahren oder sogar gar keine. Aus diesem Grund kann es manchmal schwierig sein, einen geeigneten Prüfdienstleister zur Bestimmung von POPs, PCPs und PFAS in einem bestimmten Produkt zu finden. Eine Möglichkeit, geeignete chemische Prüflabore zu finden, ist eine kostenlose Anfrage über die Online-Plattform testxchange. Hier können Nutzer ein kurzes digitales Anfrageformular ausfüllen, um die benötigte POP-, PCP- oder PFAS-Analyse zu beschreiben. Im nächsten Schritt wird diese Anfrage automatisch an mehrere potenzielle Labore weitergeleitet. Diese Labore können dann auf die Anfrage reagieren und dem Nutzer Angebote für die benötigten chemischen Untersuchungen unterbreiten.