Müller, Viktoria; Preihs, Marc; Caldeira, Thiago I; Göckener, Bernd; Mesko, Marcia F; Koschorreck, Jan; Feldmann, Jörg Environmental Pollution Long-term PFAS trends assessed in roe deer livers (1998–2022). Target PFAS declined from 64 to 8 ng g −1 , mainly due to PFOS phase-outs. PFCA share increased while PFSA contribution markedly decreased. Large fluorine gap highlights need for comprehensive PFAS ban. Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) are persistent environmental pollutants with widespread occurrence and bioaccumulation potential. Regulatory measures have been introduced to limit the use of certain PFAS, yet their presence remains detectable in wildlife. This study examines long-term trends in PFAS concentrations in one-year-old roe deer livers (n = 28) collected from the Bavarian Forest National Park between 1998 and 2022. Targeted analysis revealed that ΣPFAS target significantly declined over the years (64–8 ng g ꟷ1 ), driven by the decrease in perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) concentrations from 43 to 0.7 ng g ꟷ1 , aligning well with phase outs and restrictions. Between 1998 and 2022, ΣPFCA target accounted for 28 %–76 % of the ΣPFAS target while ΣPFSA target decreased from 71 % to 20 % by 2020. Methanol extractable organic fluorine (EOF) content was <115 ng F g ꟷ1 ., while total fluorine (TF) content in the livers was found up to 5900 ± 430 ng F g ꟷ1 . As fluoride does not typically accumulate in soft tissues, the results emphasize the need for improved detection methods for EOF. These findings highlight the limitations of substance-specific regulations and reinforce the necessity for a comprehensive PFAS ban to prevent further environmental contamination. doi.org/10.1016/j.envpol.2026.127685
Veranlassung Baggergut das aufgrund erhöhter Nährstoffkonzentrationen für eine Umlagerung in der Ostsee nicht geeignet ist, wird häufig auf Spülfeldern im Küstenbereich abgelagert, um anschließend verwertet zu werden. Gelegentlich kann das Überschreiten von Grenzwerten des Arsens (As) im Eluat dazu führen, dass das Ausleiten des Überstandwassers seitens der zuständigen Landesbehörden nicht genehmigt wird, wodurch das Abtrocknen des Sediments, und somit der wichtigste Prozess der As-Retention, verlangsamt wird. Die Aussagekraft der Eluattests zur Abschätzung der Metall(oid)-Freisetzung aus den Spülfeldsedimenten ist sehr begrenzt, da die an Organik reichen, anaeroben Sedimente der Ostsee nach dem Aufbringen auf ein Spülfeld zeitlichen Änderungen von z.B. Temperatur- und Redoxbedingungen unterliegen. Darüber hinaus ist damit zur rechnen, dass diese Situation klimawandelbedingt durch ein häufigeres Auftreten von Trockenheitsereignissen weiter erschwert wird, da es zu einer Verstärkung vertikaler pH- und Redox-Gradienten und einer beschleunigten Mobilisierung von Cadmium, Nickel oder Zink unter oxischen Bedingungen als Folgewirkung der Sulfid-Oxidation kommt. Es besteht ein hoher Bedarf die Möglichkeiten der Verwertung von Spülfeldsedimenten zu verbessern und die Kapazitäten der Spülfelder für zukünftig anfallendes Baggergut zu erhalten. Kenntnisse über die Zusammenhänge der Metall(oid)mobilität mit zeitlich dynamischen Sedimenteigenschaften können hierzu einen wichtigen Beitrag liefern. Darüber hinaus soll in diesem Projekt untersucht werden inwieweit Unterschiede je nach Alter und Herkunft der Spülfeldsedimente bei der Transformation von PFAS-Vorläufersubstanzen hin zu Perfluorcarbonsäuren bestehen. Dies ist für Spülfeldsedimente der Ostsee bisher nicht bekannt. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass relevante Grenzwerte nicht überschritten werden, da auch andere ubiquitäre Schadstoffe gewöhnlich in unterdurchschnittlichen Mengen auftreten. Vor dem Hintergrund ihrer guten Wasserlöslichkeit sind vertiefte Kenntnisse zur Bildung der Perfluorcarbonsäuren allerdings von hoher Bedeutung. Eine Optimierung der Verwertungsmöglichkeiten des Baggerguts der Ostsee-Spülfelder liefert auch für Wasserstraßen- und Schifffahrtsämter (WSA) der Binnenbereiche eine wichtige theoretische Arbeitsgrundlage. Dies betrifft einerseits die Handhabung des Baggerguts aus WSA-Talsperren, in denen ebenfalls schadstoffarmes, nährstoffreiches und stark organikhaltiges Baggergut anfällt, und welches somit im Beräumungsfall einer Problematik ähnlich den Ostsee-Spülfeldsedimenten unterliegt. Andererseits befinden sich im norddeutschen Raum zahlreiche WSA-Spülfelder deren Betrieb innerhalb der letzten Dekade eingestellt oder stark zurückgefahren wurde. Hier könnten die Projektergebnisse als Orientierung dienen, wenn eine Reaktivierung dieser Spülfelder gewünscht wird. Ziele - Erfassung des Einflusses verschiedener Bearbeitungstechniken auf die Mobilität anorganischer und organischer Schadstoffe in aufgespültem Baggergut - Erarbeitung detaillierter Kenntnisse zur Mobilität verschiedener Arsenspezies und weiterer Metall(oid)e, zu den dabei relevanten mikrobiologischen Prozessen sowie zu Möglichkeiten der Reduzierung der Arsenfreisetzung - Untersuchung des Freisetzungsverhaltens perfluorierter Verbindungen (PFAS) im Kontext des Reifungsprozesses von Baggergut sowie in Abhängigkeit des fluvialen Sedimenttransports - Ableitung und Anwendung geeigneter Remediationstechniken zur Behandlung von anoxischem Überstandwasser.
Rupp, Jana; Guckert, Marc; Berger, Urs; Fu, Qiuguo; Nödler, Karsten; Nürenberg, Gudrun; Koschorreck, Jan; Schulze, Jona; Reemtsma, Thorsten Env Int Systematic, up-to-date environmental monitoring data and temporal trends on PFAS are urgently needed to inform about their exposure from a rapidly changing PFAS market. The present study analysed long-term PFAS trends in three wildlife species in Germany: herring gull ( Larus argentatus , eggs, 1988–2020) in a coastal food web, zebra mussel ( Dreissena polymorpha , 1995–2018) as a filter feeder and common bream ( Abramis brama, livers, 1996–2020) as a higher order consumer, the latter two in mainly benthic food webs. Retrospective trend analyses of 58 PFAS were carried out in about 60 archived samples of the German Environmental Specimen Bank (ESB) and complemented by the total oxidizable precursor (TOP) assay to quantify the formation potential from precursors of perfluorinated alkyl acids (PFAAs) over time. In all samples, concentrations of C8 PFAS decreased, above all perfluorooctanesulfonic acid (PFOS; by 4 µg kg −1 per year) and its precursors. However, PFOS concentrations remained high in herring gull eggs (30 µg kg −1 ) and bream livers (100 µg kg −1 ) despite early restrictions. Concentrations of C10–C13 perfluorocarboxylic acids (PFCAs) increased in herring gull eggs until 2014 (∑=9.0 µg kg −1 ) and C14 PFCA continued to rise until 2020 (0.65 µg kg −1 ). In zebra mussels, the upwards trends of trifluoroacetic acid (TFA) and precursors of the short-chain C4–C7 PFCAs were even more pronounced – among them the 6:2 fluorotelomer sulfonamidopropyl betaine (6:2 FTSA-PrB). These results show that long-chain PFAS continue to accumulate in wildlife despite being restricted and that their substitutes, the (ultra)short-chain PFAS increase in concentration. The TOP assay and target analyses of 58 PFAS were combined for biota monitoring. The overall contamination by legacy PFAS decreased over time, but remains relevant. Long-chain perfluorocarboxylic acids continued to accumulate in herring gull egg. The shift from long- to (ultra)short-chain PFAS was mirrored in increasing trends . 6:2 FTSA-PrB is demonstrated to be an example of regrettable substitution. doi.org/10.1016/j.envint.2025.109592
Badry, Alexander; Lämmer, René; Göckener, Bernd; Koschorreck, Jan Springer Nature Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) contamination is a long-term global problem for human health and the environment. Due to their hazardous properties and high risks to humans and the environment, certain PFAS such as perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) and perfluorooctanoic acid (PFOA) were phased out by their main manufacturers in the first decade of the 2000s and have been regulated on a regional and international scale by the Stockholm Convention. So far, the effectiveness of PFAS management—defined as the sum of all regulatory and voluntary actions—is not well understood. We conducted a comprehensive time trend analysis with samples from the German Environmental Specimen Bank dating back to the 1980s and early 1990s. These samples covered human samples (blood plasma) as well as samples from the terrestrial (deer liver), freshwater (bream muscle/liver, mussel soft tissue) and coastal environment (herring gull eggs). The aim of this study was to statistically assess the change points (CPs) of exposure and to quantify the changes before and after the CP in comparison with the evolving PFAS management. The analysis revealed remarkably similar CP estimates across human and environmental matrices investigated. The results show that the maximum concentrations of PFOS were already reached before (late 1990s) the announcement of the phase-out by their main manufacturer. These results are similar for all PFSA tested and indicate an earlier shift to PFAS substitutes than previously assumed. For PFCAs, CPs were generally later (mid-2000s to late 2000s), possibly due to later regulatory action on PFCAs and their preceding production shifts, respectively. In general, regulatory actions were introduced around 10 to 15 years after the respective CPs, which indicates market shifts for PFAS in anticipation of compound specific regulatory measures and not as a reaction to them and demonstrates the need for faster regulatory actions to effectively protect humans and the environment. PFAS were ubiquitously detected in human and environmental samples from Germany from recent decades. The time trends showed change points for PFSA in the late 1990s to early 2000s. Change points for PFCAs were determined to be in the mid- to late 2000s. Change points occurred 10 to 15 years before regulatory actions came into effect, possibly due to earlier production shifts. doi.org/10.1186/s12302-025-01124-7
Along with the phase-out of legacy long-chain perfluoroalkyl carboxylic acids (PFCAs), perfluoroalkane sulfonic acids (PFSAs) and their precursors, attention has been drawn to emerging per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs). This study is aimed at investigating the importance of selected emerging PFASs as pollutants in European coastal environments and a possible transition from legacy long-chain PFCAs and PFSAs to replacement compounds. Therefore, the spatial distribution of 29 PFASs was analysed in surface water and sediment of the North and Baltic Seas sampled in 2017. Levels of the replacement compound HFPO-DA were approximately three times higher than those of its predecessor PFOA in surface water from the North Sea, which is characterised by the influence of point sources and constant exchange with open water. Reanalysis of sample extracts from the last decade showed that HFPO-DA had already been present in 2011, when it had not yet been in focus. In the Baltic Sea with a limited water exchange and dominance of diffuse sources, the proportion of HFPO-DA was negligible, whereas long-chain PFCAs and PFSAs still contributed to ∑PFASs with about 30%. The emerging cyclic compound perfluoro-4-ethylcyclohexanesulfonate (PFECHS), which has not yet been reported in European coastal environments, was detected in 86% of the Baltic Sea samples. Influenced by sediment characteristics in addition to source-specific contributions, the spatial distribution of PFASs in surface sediments was more variable than for water samples. The linear isomer of the long-chain legacy substance PFOS was the predominant compound found over the entire study area. Of the emerging PFASs, 6:6 and 6:8 perfluoroalkyl phosphinic acids (PFPiAs) were identified close to potential industrial inputs and in sedimentation areas. The results show that particular emerging PFASs play a relevant role in the investigated coastal environments and that a shift to replacements is dependent on sources and geographical conditions. Results are expressed on a dry weight basis.
Aufgrund der großen Anzahl von 4730 Verbindungen (OECD 2018) [1], die dem Spektrum der per- und polyfluorierten Verbindungen (PFAS) zugeordnet werden, ist die vollständige Erfassung dieser Substanzgruppe durch analytische Methoden schwierig. PFAS sind nach aktueller OECD Definition von 2021 fluorierte Stoffe, die mindestens ein vollständig fluoriertes Methyl- (-CF3) oder Methylen-Kohlenstoffatom(-CF2-) (ohne daran gebundenes H/Cl/Br/IAtom) enthalten. [2]. Nach heutigen Kenntnisstand müssen wir von bis zu 10.000 Verbindungen ausgehen. Die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft (LAWA) hat 2017 für 13 PFAS-Verbindungen die Bewertungsgrundlage geschaffen [3]. Für die Bestimmung von Einzelstoffen existieren bereits seit einigen Jahren vom Deutschen Institut für Normung (DIN) Normen für unterschiedliche Matrizes [4] [5] [6]. Jedoch sind heute gerade mal weniger als 1 Prozent aller PFAS-Verbindungen über diese Einzelstoffanalytik zugängig. Der größte Anteil der polyfluorierten Verbindungen, die zu den Vorläuferverbindungen zählen, ist mit der reinen Einzelstoffanalytik nicht bestimmbar. Nach dem TOP-Assay-Verfahren von Houtz und Sedlak aus dem Jahr 2012 können durch eine alkalische Oxidation mit Peroxodisulfat bei Temperaturen von 85 ËÌC (+/- 3 ËÌC) diese Vorläuferverbindungen in bestimmbare Perfluorcarbonsäuren (PFCA) umgewandelt werden [7]. Durch eine Gehaltsbestimmung der PFCA vor und nach Oxidation kann der Gehalt an Vorläuferverbindungen (semi-)quantifiziert werden. Eine Potentialabschätzung der nachbildbaren PFCA aus Vorläuferverbindungen könnte für eine weitergehende Bewertung von Schadenfällen für den Wirkungspfad Boden - Grundwasser hilfreich sein. TOP (â ÌPFCA) = ((â Ì PFCA oxidiertes Aliquot M2 -â Ì PFCA unbehandeltes Aliquot M1) [Ìg/l]) [7] Im Rahmen des Projektes sollten die Grundlagen geschaffen werden, um das TOP-AssayVerfahren für die Bestimmung von PFAS in Bodeneluaten zu normen. Hierfür wurde eine Standardarbeitsanweisung geschrieben, eine Robustheitsstudie und eine Vergleichsuntersuchung mit elf Laboren durchgeführt. Der Normenentwurf wird unter den Kennzeichen DIN 3608:2022-03 beim DIN geführt [8]. Durch die Normung sind in unterschiedlichen Laboren vergleichbare Ergebnisse wahrscheinlicher. Quelle: Forschungsbericht
Suspended particulate matter (SPM) from 13 riverine sampling sites of the German Environmental Specimen Bank collected between 2005 and 2019 was retrospectively investigated for per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS). The samples were analyzed both by target analysis for 41 PFAS and by a modified total oxidizable precursor (dTOP) assay to capture also unknown precursors. Temporal trends and spatial differences were investigated by generalized linear modeling (GLM). Time trend analysis across all rivers showed decreasing trends for (Sigma)PFCA and (Sigma)PFSA concentrations in SPM. Trends based on target analysis ((Sigma)PFCAtarget: -10.0%, (Sigma)PFSAtarget: -8.2%) were more pronounced than in the dTOP analysis ((Sigma)PFCAdTOP: -4.2%; (Sigma)PFSAdTOP: -5.3%), suggesting that conventional target analysis overestimated actual decreases as precursors are not considered. (Sigma)PFAS concentrations determined by dTOP assay were 1.3-145 times higher as compared to target analysis, indicating substantial amounts of unknown precursors in the samples. The (Sigma)PFASdTOP/(Sigma)PFAStarget ratio increased at all sites between 2005 and 2019. Contamination was highest in SPM from the Elbe tributary Mulde downstream of a large industrial park. The results underscore the need to go beyond conventional target analysis and include precursors when assessing PFAS contamination in the environment. The dTOP assay is a suitable tool for this purpose. © 2022, American Chemical Society
Wellmitz, Jörg; Bandow, Nicole; Koschorreck, Jan Sci Total Environ (2023); online: 1. Oktober 2023 In this study, soil top layers from the German Environmental Specimen Bank (ESB) covering a period from 2002 to 2018 and 11 sampling sites representing four ecosystem types were analysed for 24 PFAS (11 PFCA, 7 PFSA, and 6 precursors), including the total oxidizable precursor (TOP) assay. Median ΣPFAS levels before and after TOP assay ranged from 0.31 to 19.7 μg/kg dry weight (dw) and 0.32 to 20.4 μg/kg dw, respectively. The most frequently measured PFAS above LOQ were PFOS and PFOA, which were present at concentrations above 0.1 μg/kg dw in each sample. Both accounted, on average, for half to two-thirds of the total identified PFAS load at most sites. The investigated samples from the near-natural and forestry ecosystem types each had significantly higher PFAS levels than those from the urban-industrial ecosystem type, while samples from the agricultural ecosystem type did not differ distinctly from the others. Increases of median ΣPFAS levels after TOP assay ranged up to slightly >20 %, indicating that precursor compounds do not play a major role in the substance spectrum of German ESB soil samples from different ecosystem types. Total organic carbon (TOC) content in analysed samples ranged from about 1 % in sandy soil to >40 % in litter layer and showed a strong positive correlation with PFAS concentrations. It is therefore highly recommended that TOC content is reported along with PFAS levels in soils. PFAS trend analysis for nine sampling sites before and after TOP assay showed that concentration levels at most sites have remained more or less stable for the sampled period of almost two decades. The constant PFAS levels in soil samples indicate that PFOS and PFOA regulations have not yet had a positive effect on the exposure situation in this environmental compartment. doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.164586
Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind eine große Gruppe von Substanzen, die aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften seit vielen Jahren weit verbreitet in Produkten eingesetzt werden. PFAS sind nicht leicht abbaubar und können jahrzehntelang in der Umwelt verbleiben. Sie wurden in der Umwelt und bei Menschen in ganz Europa gefunden. Die Exposition von PFAS durch das Trinkwasser ist aufgrund möglicher gesundheitsschädlicher Auswirkungen von besonderer Bedeutung. Im Jahre 2020 wurde die Richtlinie (EU) 2020/2184 des Europäischen Parlaments und des Rates über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch verabschiedet. Unter anderem wurde der neue Parameter „Summe PFAS“ als Summe von 20 perfluorierten Carbon- und Sulfonsäuren mit einer Kettenlänge von 4 bis 13 Kohlenstoffatomen mit einem Parameterwert von 0,1 µg/l definiert. Bereits 2020 hat die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) für vier einzelne PFAS-Stoffe eine tolerierbare wöchentliche Aufnahme (TWI) von 4,4 ng/kg Körpergewicht abgeleitet. Dieser Wert würde zu einer Trinkwasserkonzentration führen, die deutlich unter dem oben genannten Parameterwert der Trinkwasserrichtlinie und den bisher in Deutschland gültigen Werten liegt. Ziel dieses Projektes war es, die verbleibenden 16 PFAS durch Literaturrecherchen zu toxikologischen und epidemiologischen Daten zu bewerten, indem Grundlagen für die Ableitung von Trinkwasserleitwerten identifiziert wurden. Für die vier von der EFSA bewerteten PFAS wurde ein Literaturscreening auf potenziell neue toxikologische und epidemiologische Daten durchgeführt, die der EFSA-Bewertung widersprechen könnten. Außerdem wurde eine mögliche Gruppierung und Bewertung von PFAS nach dem Konzept der relativen Potenzfaktoren untersucht sowie toxikologische und epidemiologische Daten zu vier alternativen PFAS, die nicht unter den Parameter „Summe PFAS“ entsprechend der Richtlinie (EU) 2020/2184 fallen.
In this study, soil top layers from the German Environmental Specimen Bank (ESB) covering a period from 2002 to 2018 and 11 sampling sites representing four ecosystem types were analysed for 24 PFAS (11 PFCA, 7 PFSA, and 6 precursors), including the total oxidizable precursor (TOP) assay. Median (Sigma)PFAS levels before and after TOP assay ranged from 0.31 to 19.7 (micro)g/kg dry weight (dw) and 0.32 to 20.4 (micro)g/kg dw, respectively. The most frequently measured PFAS above LOQ were PFOS and PFOA, which were present at concentrations above 0.1 (micro)g/kg dw in each sample. Both accounted, on average, for half to two-thirds of the total identified PFAS load at most sites. The investigated samples from the near-natural and forestry ecosystem types each had significantly higher PFAS levels than those from the urban-industrial ecosystem type, while samples from the agricultural ecosystem type did not differ distinctly from the others. Increases of median ΣPFAS levels after TOP assay ranged up to slightly >20 %, indicating that precursor compounds do not play a major role in the substance spectrum of German ESB soil samples from different ecosystem types. Total organic carbon (TOC) content in analysed samples ranged from about 1 % in sandy soil to >40 % in litter layer and showed a strong positive correlation with PFAS concentrations. It is therefore highly recommended that TOC content is reported along with PFAS levels in soils. PFAS trend analysis for nine sampling sites before and after TOP assay showed that concentration levels at most sites have remained more or less stable for the sampled period of almost two decades. The constant PFAS levels in soil samples indicate that PFOS and PFOA regulations have not yet had a positive effect on the exposure situation in this environmental compartment. ©2023 The Authors.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 44 |
| Land | 7 |
| Wissenschaft | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 1 |
| Daten und Messstellen | 2 |
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| Förderprogramm | 10 |
| Gesetzestext | 1 |
| Text | 17 |
| unbekannt | 16 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 34 |
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| Language | Count |
|---|---|
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| Resource type | Count |
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