Forscher identifizieren mehrere Hotspots der Kontamination durch „ewige Chemikalien“ in den USA

In den öffentlichen Wassersystemen der USA sind gesundheitsschädliche Chemikalien vorhanden, die nicht abbaubar sind. Wirtschaftswissenschaftler der West Virginia University haben herausgefunden, dass dicht besiedelte Gebiete mit höheren Einkommen und solche, die Grundwasser verwenden, tendenziell die höchsten Verschmutzungsgrade aufweisen.

Levan Elbakidze, Professor für Ressourcenökonomie und -management am WVU Davis College of Agriculture and Natural Resources in der Division for Land-Grant Engagement, und Doktorand Nabin Khanal identifizierten mindestens vier Hotspots der „ewigen chemischen“ Kontamination im Osten der Vereinigten Staaten.

Die Studie ist veröffentlicht im Journal PLUS EINS.

Indem sie diese Daten mit sozioökonomischen Merkmalen wie Wohndichte, Einkommen und Rohwasserquellen korrelierten, entdeckten sie, dass dicht besiedelte, einkommensstärkere Gemeinden mit Industrien wie Fertigung, Gesundheitswesen, Luftfahrt und Verteidigung besorgniserregende Werte aufweisen. Geringere Einkommen, nicht-weiße Bevölkerungsgruppen und größere landwirtschaftliche Gebiete wiesen geringere Kontaminationswerte auf. Darüber hinaus waren Gemeinden, die ihr Trinkwasser aus Grundwasserleitern beziehen, eher verunreinigt als solche, die Flüsse und Stauseen nutzen.

Die Forscher sagten außerdem, dass zur Eindämmung der Verschmutzung sowohl industrielle Emissionen als auch Konsumprodukte in Betracht gezogen werden müssten.

Bei den ewigen Chemikalien handelt es sich um Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS), von denen es mehr als 14.000 verschiedene gibt. Sie sind in vielen Produkten enthalten und können ernsthafte Gesundheitsprobleme wie Herzkrankheiten, Krebs und Unfruchtbarkeit verursachen. Ursprünglich wurden PFAS in den 1940er Jahren für das Manhattan-Projekt entwickelt. Heute werden sie aufgrund ihrer Beständigkeit gegen Wasser, Hitze, Flecken und Fett häufig in industriellen Prozessen sowie bei der Herstellung von Haushaltsprodukten wie antihaftbeschichtetem Kochgeschirr eingesetzt.

„Man nennt sie ‚ewige Chemikalien‘, weil sie nach ihrer Herstellung nicht biologisch abbaubar sind“, sagte Elbakidze.

Die identifizierten Hotspots erstrecken sich über 10 Bundesstaaten und 149 Landkreise. Der Hotspot mit der größten Zahl an Landkreisen erstreckt sich über Alabama, Georgia und Tennessee. Ein zweiter erstreckt sich über New Jersey, Pennsylvania, New York, Delaware und Connecticut. Der drittgrößte Hotspot liegt an der Grenze zwischen North Carolina und South Carolina und der kleinste in Colorado.

„Die regionalen Hotspots umfassen PFAS-Produktionsanlagen, Industriestandorte, die PFAS verwenden, und/oder dicht besiedelte Gemeinden, während der Hotspot in Colorado Landkreise mit dem US Space Command, einem Luftwaffenstützpunkt und einer Luftwaffenakademie umfasst, die im Rahmen ihrer Operationen PFAS verwenden“, so Elbakidze.

Bis vor kurzem war das Ausmaß der gesundheitsschädigenden Auswirkungen von PFAS noch nicht bekannt, aber selbst kleine Mengen können schädlich sein. Im Jahr 2022 hat die US-Umweltschutzbehörde die als sicher geltenden PFAS-Werte im Trinkwasser deutlich gesenkt. Bis zu 270 Millionen Amerikaner sind auf mit diesen Chemikalien verunreinigtes Trinkwasser angewiesen.

Während der Safe Drinking Water Act Wasserverunreinigungen wie E. coli reguliert, PFAS nicht. Daher sind die Quellen der PFAS-Verunreinigung nicht gut verstanden und es ist eine Herausforderung, zukünftige Hotspots zu verhindern, sagte Elbakidze. Darüber hinaus kann die EPA keine Überwachung in öffentlichen Wassersystemen durchsetzen, sammelt aber Daten zu PFAS im Wasser.

„Wenn wir Daten dazu haben, können wir sehen, wie hoch die Konzentration ist“, sagte Elbakidze. „Wo passiert das? In welchen US-Regionen gibt es Konzentrationen? Und welche Faktoren gehen damit einher?“

Zusätzlich zu den EPA-Daten sammelten Elbakidze und Khanal Daten des Bureau of Labor Statistics und des US Census Bureau, um die räumliche Verteilung der Schadstoffkonzentrationen besser zu verstehen. In der Vergangenheit konzentrierten sich die Tests auf Gebiete in der Nähe von PFAS-Produktions-, Verteidigungs- und Luftfahrtanlagen. Die WVU-Studie zeigt jedoch auch, dass Verunreinigungen durch alltägliche Konsumprodukte entstehen können, die Gemeinden fernab von Industriestandorten betreffen.

„Angesichts der vielfältigen Kontaminationsquellen könnte jedes Wassersystem – sei es ein öffentliches Wassersystem oder ein privater Brunnen – potenziell betroffen sein“, sagte Khanal. „Daher ist es wichtig, Ihr Wasser auf PFAS zu testen und die erforderlichen Maßnahmen zu ergreifen, um die Verwendung von kontaminiertem Wasser zum Trinken oder zur Lebensmittelzubereitung zu vermeiden.“

„Wir waschen Dinge, wir tragen wasserfeste Kleidung. Das ist PFAS. In dicht besiedelten Gebieten werden diese Dinge in größeren Mengen konsumiert. PFAS wird in die Kanalisation gespült. Aber Kläranlagen verfügen nicht über die Technologie, um PFAS aus dem Abwasser herauszufiltern, bevor es freigesetzt wird. Folglich liefern Trinkwassersysteme, denen ebenfalls die notwendige Technologie fehlt und die Wasser aus kontaminierten Quellen beziehen, PFAS in aufbereitetem Wasser.“

Die Forscher gingen zunächst davon aus, dass unterirdische Grundwasserleiter weniger Schadstoffe aufwiesen, da das Grundwasser beim Einsickern in den Grundwasserleiter bis zu einem gewissen Grad gefiltert wird.

„Die meisten Schadstoffe, die im „Safe Drinking Water Act“ aufgeführt sind, kommen häufiger in Wassersystemen vor, die Wasser von der Oberfläche entnehmen“, sagte Elbakidze. „Bei PFAS ist das jedoch nicht der Fall. Das Grundwasser ist stärker verunreinigt, da die Chemikalien nicht biologisch abbaubar oder zerstört werden und daher sehr lange dort verbleiben.“

Im nächsten Schritt werden die Forscher untersuchen, welche wirtschaftliche Belastung die PFAS-Verunreinigung für die Gesellschaft bedeutet. Ihr Ziel ist es, die finanziellen Auswirkungen zu quantifizieren und bessere politische Strategien und Managementpraktiken zu entwickeln.