PFAS

Inledning
Egenskaper 
Verksamheter
Spridningsvägar
Risker
Undersökningar
Åtgärdsmetoder att beakta
Referenser

Inledning

Högfluorerade ämnen, per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS), är en stor och komplex grupp av perfluorerade ämnen. OECD tillhandahåller en databas med PFAS och den innehåller mer än 4000 CAS-nummer.  Forskare bedömer att det finns mellan 5000 – 10 000 PFAS-föreningar och drygt 4700 PFAS har hittills inventerats (IVL B 2412).

Ur ett historiskt perspektiv kan användning av brandskum ses som den mest betydande PFAS-källan direkt till miljön, och ännu idag innehåller brandskum per- och polyfluorerade ämnen även om innehållet har modifierats efter PFOS-förbudet. PFOS har dragits tillbaka av en av de största tillverkarna och är sedan 2008 förbjudet i Europa. Däremot finns det ett stort antal liknande kemikalier i produktion (NV rapport 6709).

Den sannolikt mest betydande PFAS-källan i miljön är därför ännu förorenad mark kring brandövningsplatser där PFAS-innehållande brandskum har använts frekvent under årtionden (naturvårdsverket riskbedömning). Den totala historiska och nutida utsläppen till följd av användning av brandskum har inte kunnat kvantifieras. Brandsläckningsmedel har använts i stora mängder vid brandövningsplatser för räddningstjänst, militär och flyg- och helikopterplatser och vid omfattande bränder i industribyggnader. Produkter med filmbildande skumvätska har även används i preventivt syfte, och förvaras samt används, vid anläggningar med brandfarliga vätskor så som oljeraffinaderier, cisterner med lösningsmedel eller andra brandfarliga kemikalier (IVL nr C 182).

Både inom Sverige, EU och även globalt sett är användningen av vissa ämnen, undergrupper och produkter av PFAS reglerade och begränsas genom Stockholmskonventionen. Flera PFAS-ämnen regleras under REACH och användningen av PFOA begränsas även genom REACH. Ytterligare begränsningsförslag är under behandling. En översikt av aktuella regleringar inom EU finns på KEMI  och på ECHA.  Sedan januari 2019 ska PFAS som tillsatts medvetet i anmälningspliktiga kemiska produkter redovisas till produktregistret. På Kemikalieinspektionens hemsida finns en guide för svenska myndigheters PFAS-arbete.

 

 pfasfigur1olikamätta
 Figur 1. Olika nyckelmolekyler av PFAS som mäts inom EU:s regelverk. DWD står för Drinking water directive, Inland surface refererar till ytvattendirektiv och Groundwater refererar till grundvattendirektiv. Källa: Eur 30710 CC 4.0

 

Egenskaper

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Gruppen PFAS är stor och heterogen och därför behöver varje enskilt ämne bedömas separat avseende dess fysikaliska och kemiska egenskaper. Gemensamt för ämnesgruppen är att PFAS har en lipofil hydrofob del (fluoralkylgruppen) och en hydrofil del (den funktionella gruppen, t.ex. en karboxylsyra), vilket ger de eftertraktade egenskaper så som fett-, smuts- och vattenavvisande egenskaper (kemi.se).

 

 PFASfigur2schematiskbild
 Figur 2. Schematisk bild över en PFAS med dess olika delar.

Det förekommer att högfluorerade ämnen delas in i så kallade kortkedjiga och långkedjiga PFAS beroende på längden av den fluorerade kolkedjan. Till de långkedjiga PFAS-ämnen hör PFOA (perfluoroktansyra) och PFOS (perfluoroktansulfonat), som båda består av 8 kol och hör till den så kallade C8-kemin. Till de kortkedjiga PFAS hör PFHxA (perfluorhexansyra) och PFHxS (perfluorhexansulfonat) som båda består av 6 kol och hör till den så kallade C6-kemin. Det har funnits en uppfattning om att kortkedjiga PFAS är mindre problematiska än de långkedjiga formerna, men det har visat sig vara en förenklad syn eftersom egenskaperna inte enbart beror på kolkedjans längd. Stabiliteten beror främst på den extremt starka bindningen mellan kol och fluor, men även andra faktorer kan påverka hur stabil molekylen är.

Vissa PFAS är volatila eller vattenlösliga medan andra inte är det. PFAA, som är vanligt förekommande i miljön, är generellt dissocierade vid naturligt förekommande pH och den joniserade formen är vattenlöslig (ITRC 2020).

Förekomst i verksamheter 

PFAS användbara kemiska och fysiska egenskaper upptäcktes i slutet av 1930-talet och produktionen tog fart under 1950-talet och ämnesgruppen har sedan dess använts i många skilda verksamheter.

I Sverige har ingen storskalig produktion av PFAS skett, men PFAS förekommer som tillsats eller behandling i ett mycket stort antal kemikalier och hushållsprodukter samt i industriella verksamheter (KEMI användning). Exempel på kommersiella- och hushållsprodukter är papper, pappersförpackningar, textilier, kläder, skor, möbler, mattor, vatten- och smutsavvisande skydds- och sportkläder samt skidvalla, ytbehandlade non-stickpannor, rengöringsmedel, sköljmedel, polish, vaxer, latexfärger, bekämpningsmedel, hydraulvätska, vindrutetorkare, färger, lacker, trycksvärta, klister, läkemedel, smink, solkräm, tandkräm, tandtråd och raklödder.

PFAS kan även återfinnas i olika produkter i syfte att ge skydd mot antändning och höga temperaturer, som ytbehandling för att bilda vatten-, fett och smutsavvisande ytor, som smörjning och mjukgörare, att minska ytspänningen, öka spridningsförmågan eller ge korrosionsskydd. PFAS tillsätts både avsiktligt och oavsiktligt till ett stort antal produkter, t ex impregnering, och kan därför förekomma i fältkläder, formgjutna plastdetaljer eller i kemikalier som används till smörjning av delar av arbetsmaskinerna. Industriella verksamheter där PFAS har använts omfattar läkemedelsindustri, brandsläckning, ytbehandlingsverksamheter, olycks-, flyg-, och helikopterplatser, sprängmedelstillverkning, och tillverkning av bekämpningsmedel (NV rapport 6709). PFAS förekommer därför även i höga halter i lakvatten från deponier (IVL nr C 182).

Svårnedbrytbarheten hos vissa PFAS, i kombination med den omfattande användningen, har resulterat i mätbara halter överallt i miljön inklusive i människors blod. Speciellt oroande är höga halter i dricksvattentäkter i närheten av verksamheter med tidigare användning av brandskum (KI miljömedicin).

 

 pfasfig2modell
Figur 3. Spridning och exponering av PFAS i miljön. Källa Alves et al 2020


Spridningsvägar i miljön

PFAS kan sprids i miljön via vatten, luft och via partiklar. Spridningsvägarna beror på det enskilda PFAS-ämnets specifika fysikaliska och kemiska egenskaper men även på källområdets egenskaper.

PFAA som är vanligt förekommande i miljön är vattenlösliga och kan därmed spridas långa sträckor i grund-, yt- och dagvatten samt via havsströmmar. Eftersom PFAS är så lösligt kan spridningen ge kilometerlånga föroreningsplymer i exempelvis grundvatten. PFAS kan även spridas via luftströmmar som exempelvis prekursorn FTOH:s som har hittats globalt i atmosfären och så lång norrut som i polartrakterna. Prekursorerna kan sedan brytas ned till PFAA och deponeras långt från ursprungskällan.

Långa PFAS-kedjor fastläggs lättare i jord och till organiskt kol än kortare kedjor, vilket innebär att platsens specifika förutsättningar till stor del avgör hur PFAS kommer spridas i miljön (KEMI PM 1/21).

Jord

Förutom PFAS-ämnenas specifika egenskaperna finns även en del andra faktorer som avgör om fastläggning eller spridning sker. Dessa faktorer är pH, korstorleksfördelning- dvs. jordart, och jordens innehåll av organiskt material. Trots att PFAS är lättlösligt kan markens egenskaper göra att höga halter av exempelvis PFOA och PFOS kan återfinnas i källområdet under lång tid. En tätare jordart ger dessutom ett mycket långsammare spridningsförlopp (KEMI PM 1/21).

Vatten

Precis som täta jordarter ofta ger ett långsammare spridningsförlopp, ger en grovkornig jordart med hög permeabilitet ofta ett snabbare spridningsförlopp i grundvatten då nederbörd, bevattning eller översvämningar tar med sig PFAS ned i markprofilen vid infiltrationen. Om en förorenad yta är hårdgjord kan spridningen istället ske via yt- och dagvatten och PFAS kan då spridas snabbt till recipient och sediment.

Sediment

På samma sätt som för jord är det sedimentens egenskaper som styr hur fastläggningen av PFAS ser ut. Generellt sett så är det de längre PFAS-kedjor som fastläggs på platsen.

 

Miljö- och hälsorisker

Det finns flera bedömningsgrunder från olika myndigheter gällande PFAS-ämnen som sammanställts av Kemi här med gräns- rikt-, och åtgärdsgränser för jord, vatten, produkter och avfall som tillämpas i Sverige.

 

 PFAS figur 4
Figur 4. EU:s utveckling av regelverk gällande PFAS. 

Miljörisker

PFAS ackumuleras främst i marin miljö. Akuta ekotoxikologiska effekter är begränsade men kroniska tester indikerar att ekotoxikologisk påverkan är möjlig. Svårnedbrytbarheten hos vissa PFAS gör att de ackumulerar i miljön vilket leder till potentiell exponering för höga koncentrationer på sikt (KEMI miljörisker).

SGI har tagit fram preliminära riktvärden för PFOS i mark och grundvatten. De preliminära riktvärdena för mark är 0,003 mg/kg torrsubstans (TS), skydd av markmiljö (KM) respektive 0,20 mg/kg TS för skydd av grundvatten som en naturresurs (MKM) samt för grundvatten 0,045 µg/l. Begränsningar i tillgängliga data innebär att riktvärden tagits fram endast för PFOS (SGI publikation 21).

För bedömning av miljöstatus för PFOS finns gränsvärden för förekomst i ytvatten (0,00013 µg/l) och i fisk (9,1 µg/kg våtvikt) (KEMI gränsvärden). Som stöd för riskbedömning finns Naturvårdsverkets vägledning om förorenade områden (NV rapport 6871) och även en vägledning till riktvärdesmodellen (NV rapport 5976).

Hälsorisker

Huvudsakliga exponeringen för människor sker via intag av mat och dryck samt inandning/förtäring av damm från inomhusluft (KEMI PM 1/21). För flertalet PFAS-ämnen saknas belägg för hur skadliga de är för hälsan men PFOS, PFOA och PFNA anses dock vara reproduktionsstörande och misstänkt cancerframkallande (KEMI hälsa).

Det är sannolikt att mätbara halter finns i dricksvattentäkter på många ställen i Sverige och fler och fler vattentäkter analyseras med avseende på PFAS. Livsmedelsverket rekommenderar att PFAS inte ska finnas i dricksvatten, men om PFAS förekommer bör åtgärder vidtas vid halter över 90 ng/l och vattnet bör inte drickas vid halter över 900 ng/l. EU beslutade i december 2020 att införliva gränsvärden för PFAS i ett nytt dricksvattendirektiv som är bindande för alla länder inom EU (livsmedelsverket). 

Undersökningar

För generella provtagningsstrategier se här och för mediespecifik provtagning se här.

Jord

PFAS i jord ska provtas så nära källan som möjligt och om möjligt på flera djup från ytan. Inom källområdet avtar halterna med djupet varför prover bör uttas i halvmetersintervall i normalgenomsläppliga jordar. För att undvika onödigt stora analyskostnader kan många prover uttas i flera intervall i fält, men alla uttagna prov behöver inte analyseras i första steget.

Vatten

PFAS är en oerhört mobil förorening med ett komplext spridningsmönster och är lättast att upptäcka i grund- och dagvatten från förorenade områden. Om kunskapen om sammansättningen av PFAS i vattnet inte är känd bör analyspaketet omfatta åtminstone PFAS-11 för att kunna bedöma påverkan på grundvatten, dricksvatten och ytvatten. Om utredningen antas pågå under längre tid kan det vara lämpligt att inledningsvis analysera PFAS-20 i vatten och PFAS-22 i sediment för att kunna jämföra med de föreslagna kraven på mätparametrar. Detektionsgränsen behöver väljas med låga detektionsgränser (andelar av ng/liter för varje ämne) så att enskilda PFAS och summa PFAS kan jämföras med de känsligaste riskparametrarna.

Sediment 

Sedimentprover ska tas på ackumulationsbotten där föroreningarna ansamlas och inte omlagras. Fördelningen av föroreningar i sedimenten kan anses vara homogena horisontellt men kan variera i djupled.

Ämnesspecifika saker som är bra att tänka på vid provtagning och mätning

Inför provtagning av PFAS är det viktigt att utesluta alla andra tänkbara föroreningskällor från fältarbetet och hanteringen av prover. Minimera risken för att proverna kommer i kontakt med impregnerade fältkläder eller behandlade textilier, engångsartiklar, förorenad utrustning, rengöringsmaterial, smörjmedel eller provkärl. Kraven på redovisning av PFAS innehåll i produkter pågår och justeras i takt med att kunskapen ökar. De fysikaliska och kemiska egenskaperna som gör att vissa PFAS är beständiga och rörliga i miljön gör dem också särskilt utmanande att analysera.

Provhantering, provtagningskärl och analysmetoder 

För att rätt provtagningskärl ska användas vid specifika prov är det viktigt att kontakta analyserande labb för en diskussion om provhantering. PFAS är persistent och kan därför förvaras i väntan på analys.

Lak- och skaktester

PFAS är mycket mobila ämnen. Vid undersökning av lakbarhet från jord eller andra material ska alltid LS2 användas och kompletteras med LS8 om höga PFAS halter uppmäts i vattnet från LS2. Det initiala analyspaketet bör omfatta både kort- och långkedjiga PFAS. För att kunna bedöma lakningens påverkan på grundvattnet bör minst PFAS-11 analyseras. Generellt är de kortkedjiga PFAS-ämnena mer mobila än de med längre kedjor varför olika laktester och eventuella stabiliseringsåtgärder kan ha olika fördröjningseffekt på de olika PFAS föreningarna. Om stabiliseringsåtgärder vidtas i den PFAS-förorenade jorden eller i avfallet, exempelvis genom tillsättning av aktivt kol, så bör laktesterna kompletteras med med LS10 för att kontrollera fördröjningseffekten. 

Åtgärdsmetoder att beakta

För information om åtgärdstekniker se: 

Det finns i dagsläget en rad åtgärdstekniker för rening av PFAS i vatten men för att uppnå bästa reningsgrad och till lägsta reningskostnad behöver reningen anpassas efter vattnets sammansättning (IVL B 2412).

Läs även mer under respektive metod för att bättre kunna bedömma om metoden är möjlig att använda i en specifik föroreningssituation.

Fler metoder fän vad som beskrivs nedan inns tillgängliga och ämnesbeskrivningen av PFAS på portalen är under utveckling.

In situ

Grundvattenpumpning och behandling

Inneslutning/barriärteknik

Stabilisering/solidifiering

Ex situ

Deponering - Hantering av PFAS förorenad jord på deponi kan på grund av ämnenas lakbarhet kan vara komplicerad och deponiernas tillstånd reglerar sällan hur PFAS-förorenad jord ska hanteras. Försiktighet bör tillämpas och många deponier tar i dagsläget (början av 2022) inte emot PFAS-förorenade massor. 

Gräv- och schaktsanering
Jordtvätt

Referenser och fördjupning

Allmänna referenser

Naturvårdsverket, (2010). Riskbedömning av förorenade områden. Rapport 5977.

Naturvårdsverket, (2008). Strategi för riskbedömning av förorenade sediment. Rapport 5886.

Naturvårdsverket, (2006). Riskbedömning av förorenade sediment-ekotoxikologiska metoder som underlag för beslut. Rapport 5596.

  1. IVL, (2021). Rening av PFAS-förorenat vatten från avfallsanläggningar. Rapport B 2412.
  2. IVL, (2016). Sammanställning av befintlig kunskap om föroreningskällor till PFAS-ämnen i svensk miljö. Rapport C 182.
  3. KEMI, (2021). Kunskapssammanställning om PFAS. PM 1/21.
  4. Naturvårdsverket, (2016). Högflourerade ämnen (PFAS) och bekämpningsmedel. Rapport 6709.
  5. Naturvårdsverket, (2019). Vägledning om att riskbedöma och åtgärda PFAS-föroreningar inom förorenade områden. Rapport 6871.
  6. Naturvårdsverket, (2009). Riktvärden för förorenad mark. Rapport 5976.
  7. SGI, (2015). Preliminära riktvärden för högfluorerade ämnen (PFAS) i mark och grundvatten.

SGI Publikation 21.

Fördjupning

Alves, A.V.; Tsianou, M.; Alexandridis, P. Fluorinated Surfactant Adsorption on Mineral Surfaces: Implications for PFAS Fate and Transport in the Environment. Surfaces 2020, 3, 516-566. https://doi.org/10.3390/surfaces3040037

Buck RC, Franklin J, Berger U, Conder JM, Cousins IT, De Voogt P, et al. Perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances in the environment: terminology, classification, and origins. Integrated environmental assessment and management. 2011;7(4):513-41.

ITRC. Technical Resources for Addressing Environmental Releases of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS): Interstate Technology Regulatory Council; 2020 [Available from: https://pfas-1.itrcweb.org/.

Magdalena Niegowska, Patrizia Pretto, Elena Porcel-Rodriguez, Dimitar Marinov, Lidia

Ceriani and Teresa Lettieri, Per-and polyfluoroalkyl substances (PFAS) of possible concern in the aquatic

environment, EUR 30710 EN, Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2021, ISBN 978-92-76-

37867-9, doi:10.2760/377564, JRC125254.

EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain, Knutsen HK, Alexander J, Barregård L, Bignami M, Brüschweiler B, et al. Risk to human health related to the presence of perfluorooctane sulfonic acid and perfluorooctanoic acid in food. EFSA journal. 2018;16(12): e05194.

EFSA CONTAM Panel (EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain), Schrenk D, Bignami M, Bodin L, Chipman JK, del Mazo J, et al. Scientific opinion on the risk for human health related to the presence of perfluoroalkyl substances in food. EFSA Journal 20YY; NNNN:460 pp.

Havs- och vattenmyndighetens föreskrifter om klassificering och miljökvalitetsnormer avseende ytvatten; HVMFS 2019:25 (2019).

Vatten och andra släckmedel, Särdqvist, S, MSB594 2013, upplaga 3. https://rib.msb.se/