Trifluoressigsäure
Trifluoressigsäure (TFA) ist eine synthetische chemische Verbindung und der kleinste Vertreter aus der Stoffgruppe der Perfluorcarbonsäuren. Sie ist das perfluorierte Derivat der Essigsäure, d. h., dass alle drei Wasserstoffatome der Methylgruppe durch Fluoratome ersetzt („substituiert“) sind. Ihre Salze und Ester heißen Trifluoracetate.
Geschichte
1922 stellte Frédéric Swarts Trifluoressigsäure bzw. ihr Natriumsalz her und untersuchte deren physikochemischen Eigenschaften.<ref>Vorlage:Literatur</ref>
Vorkommen
Umwelt
Trifluoressigsäure kommt durch Eintrag verschiedener Chemikalien in der Umwelt vor. Natürliche Quellen sind nicht bekannt.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Zu den größten Quellen weltweit zählt die Umwandlung von Vorläufern durch Photooxidation von FCKW-Ersatzstoffen in der Atmosphäre, wie der Treib- bzw. Kältemittel 2,2-Dichlor-1,1,1-trifluorethan (HCFC-123), 1-Chlor-1,2,2,2-tetrafluorethan (HCFC-124) und 1,1,1,2-Tetrafluorethan (HFC-134a), insbesondere in der Arktis und Antarktis.<ref name="ehc">E.H. Christoph: Bilanzierung und Biomonitoring von Trifluoracetat und anderen Halogenacetaten, Dissertation, 2002, Universität Bayreuth.</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref><ref name="CEN">Vorlage:Internetquelle</ref> Überdies entsteht sie, insbesondere in den übrigen Weltregionen, als atmosphärisches Abbauprodukt von fast allen synthetischen Kältemitteln der vierten Generation, die auch Hydrofluorolefine (HFO) genannt werden, wie zum Beispiel 2,3,3,3-Tetrafluorpropen.<ref name=CEN/> Ein weiterer Mechanismus führt über den Metabolismus fluorierter Arzneistoffe wie Fluoxetin oder Flutamid zum Abbauprodukt Trifluoressigsäure.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Einmal entstanden, ist sie in der Umwelt praktisch nicht mehr abbaubar (persistent). Für die Schweiz wurde der Eintrag aus umgewandelten Kältemitteln über die atmosphärische Deposition auf rund 16–34 Tonnen pro Jahr geschätzt, während sich der Beitrag aus dem Abbau von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen auf rund 3–12 Tonnen pro Jahr belief.<ref name=":0" />
Im Meerwasser beträgt die Konzentration circa 0,2 Mikrogramm pro Liter (µg/l).<ref>Vorlage:Literatur</ref> Mitunter kann sich dieser Wert allerdings auch verzehnfachen.<ref name="SZB">Umweltbundesamt – Kurzdossier Spurenstoffe von Trifluoressigsäure, Seite 2, Stand Februar 2023, abgerufen am 7. Juli 2024</ref> In der Schweiz haben sich die TFA-Konzentrationen im Niederschlag in den letzten drei Jahrzehnten mindestens vervierfacht und erreichten im Zeitraum 2021–2023 durchschnittliche Werte von 0,58 µg/l. In den großen Schweizer Flüssen versechsfachten sich die Konzentrationen im selben Zeitraum und erreichten 2021–2023 durchschnittliche Werte von 0,52 µg/l (ohne die stark industriell belastete Rhone mit einem Durchschnitt von 0,8 µg/l).<ref name=":0">Vorlage:Literatur</ref>
Die TFA-Konzentrationen in Eisbohrkernen vom Devon Ice Cap und dem Mt.-Oxford-Eisfeld aus der kanadischen Arktis stieg zwischen etwa 1985 und 2015 stark an.<ref>Vorlage:Literatur</ref>
Trinkwasser
TFA wurde in 560 von 564 Trinkwasserproben aus der Schweiz und Liechtenstein gefunden (Bestimmungsgrenze: 0,1 μg/l; Mittelwert: 0,765 μg/l; höchster Wert: 20 μg/l).<ref>Vorlage:Literatur</ref> In Frankreich lag der Mittelwert bei 1,2 μg/l und der höchste Wert bei 20 μg/l.<ref>Vorlage:Literatur</ref> In den Niederlanden liegt der Richtwert für Trinkwasser bei 2,2 μg/l.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref> In Dänemark und Italien liegen die (rechtlich verbindlichen) Höchstwerte bei 9 μg/l bzw. 10 μg/l.<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref>
Andere Lebensmittel
Laut Messungen eines Vereins enthalten im deutschen Handel erhältliche Getreideprodukte Rückstände von TFA. Die durchschnittliche Konzentration lag bei 0,078 Milligramm (mg) pro Kilogramm (kg), der höchste Wert bei 0,360 mg/kg (Müsli). Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) hatte aufgrund von Anfragen aus der Öffentlichkeit eine erste gesundheitliche Einschätzung vorgenommen. Demnach müsste ein Mensch mit einem Körpergewicht von 60 Kilogramm (kg) mindestens acht kg Müsli am Tag essen, um ausgehend vom höchsten gemessenen Wert die gesundheitsbasierten Richtwerte von TFA von 0,05 mg pro kg Körpergewicht zu überschreiten. Daher sind nach derzeitigem Kenntnisstand gesundheitliche Beeinträchtigungen nicht zu erwarten.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>
Mediankonzentrationen von einigen Mikrogramm pro Liter wurden in Bier und Tee gefunden.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Bei Wein ist ein deutlicher und statistisch signifikanter Anstieg der TFA-Konzentrationen zu verzeichnen. Vor 1970 lagen keine nachweisbaren Gehalte vor, ab 2010 war ein deutlicher Anstieg zu beobachten, der bei archivierten Weinen aus Baden einen Spitzenwert von 260 µg/l erreichte. Der höchste TFA-Gehalt in Wein wurde mit 620 μg/l in einem neuseeländischen Wein gemessen.<ref>Vorlage:Literatur</ref>
Eigenschaften
Trifluoressigsäure ist eine farblose, stark hygroskopische Flüssigkeit<ref name="ABC Chemie">Brockhaus ABC Chemie, 3. Auflage, F.A. Brockhausverlag Leipzig 1971, S. 1436.</ref> mit einem stechenden Essig-Geruch. Sie ist gesundheitsschädlich beim Einatmen, verursacht schwere Verätzungen und ist auch in Verdünnung schädlich für Wasserorganismen. Stark exotherme Reaktionen treten mit Metallen (besonders Leichtmetalle) und Laugen auf.
Trifluoressigsäure ist eine starke organische Säure. Sie ist mit Wasser, Fluorchlorkohlenwasserstoffen und organischen Lösungsmitteln mischbar.<ref name="GESTIS" /><ref name="roempp" /> Ihr pKs-Wert beträgt 0,23.<ref name="williams" /> Der große Unterschied des pKs-Wertes, im Vergleich zur Essigsäure, kommt durch den elektronenziehenden Effekt der Fluoratome zustande, wodurch das Säureanion stabilisiert wird.
TFA ist sehr mobil in der Umwelt und wird von Pflanzen aufgenommen.<ref>Vorlage:Literatur</ref>
Verwendung
Trifluoressigsäure wird in der Biotechnologie als Lösungsmittel für Proteine genutzt.<ref>Vorlage:Literatur</ref> Problematisch ist die weitere Behandlung dieser Lösung. Im größeren Maßstab muss TFA im Hinblick auf Umweltauflagen zurückgewonnen werden (z. B. durch Destillation).
TFA-freie Alternativen wurden entwickelt.<ref>Vorlage:Literatur</ref><ref>Vorlage:Literatur</ref>
Gefahrenbewertung
2024 reichte die BAuA bei der ECHA einen Vorschlag für eine Änderung der harmonisierten Einstufung ein: Die akute Toxizität soll von Kategorie 4 auf 3 verschärft werden. Zusätzlich soll TFA als reproduktionstoxisch Kategorie 1B („Kann das Kind im Mutterleib schädigen. Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen.“) sowie als PMT- und vPvM-Stoff eingestuft werden.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>
Im Juli 2025 widerrief Dänemark die Zulassung von 23 Pflanzenschutzmitteln mit folgenden PFAS-haltigen Wirkstoffen, weil diese im Boden und Grundwasser zu TFA abgebaut werden können, mit Fristen bis Ende 2025 bzw. September 2026: Fluazinam, Fluopyram, Diflufenican, Mefentrifluconazol, τ-Fluvalinat, Flonicamid.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref><ref>Vorlage:Internetquelle</ref> Im September informierten die dänischen Behörden, dass weitere zehn Pflanzenschutzmittel mit diesen Wirkstoffen zurückgezogen werden, so dass die Gesamtzahl auf 33 Pflanzenschutzmittel steigt.<ref>Vorlage:Internetquelle</ref>
In der EU tragen neun Pflanzenschutzmittelwirkstoffe am meisten zur TFA-Bildung bei, namentlich die Herbizide Diflufenican, Flufenacet, Fluazifop-P und Picolinafen, das Insektizid Flonicamid sowie die Fungizide Fluazinam, Fluopyram, Flutolanil und Trifloxystrobin.<ref>Vorlage:Literatur</ref>
Weblinks
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- Bundesinstitut für Risikobewertung: Trifluoressigsäure (TFA) in Wein - Wie gelangt die Chemikalie ins Glas? Besteht ein Gesundheitsrisiko?
- Umweltbundesamt: Kartenansicht Trifluoracetat (TFA): Herkunft und Belastungen
Einzelnachweise
<references />
Vorlage:Normdaten Vorlage:Navigationsleiste Halogenessigsäuren