Trifluoroacetate (TFA): Laying the foundations for effective mitigation
Trifluoroacetate (TFA): Laying the foundations for effective mitigation
spatial analysis of the input pathways into the water cycle ; final report
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trifluoroacetate, trifluoroacetic acid
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STURM, Sebastian, Finnian FREELING und Friederike BAUER, 2023. Trifluoroacetate (TFA): Laying the foundations for effective mitigation [online]. Dessau-Roßlau. Texte, 167/2023. Verfügbar unter: https://openumwelt.de/handle/123456789/1238
Zusammenfassung deutsch
Trifluoracetat (TFA; CF3COO-) ist ein sehr persistenter und sehr mobiler Stoff, der sich in bestimmten Umweltkompartimenten anreichern kann. Mit herkömmlichen Wasseraufbereitungsmethoden ist TFA nicht zu entfernen. Daher stellt TFA eine Herausforderung für den Gewässerschutz im Allgemeinen und den Schutz von Trinkwasserressourcen im Speziellen dar. Obwohl nach bisherigem Kenntnisstand die akute Toxizität von TFA gering ist, sollten Einträge von TFA in Gewässer daher möglichst vermieden werden. Die Herkunft von TFA in der Umwelt ist seit langem ein kontrovers diskutiertes Thema: Der Nachweis von TFA in vorindustriellen Wasserproben in Studien, die Ende der 1990er bis Anfang der 2000er Jahre durchgeführt wurden, deutet darauf hin, dass TFA in geringem Umfang auch auf natürliche Weise entstehen kann. Bislang hat die Forschung jedoch keine ausreichenden wissenschaftlichen Beweise für diese Hypothese erbracht. Im Gegensatz dazu haben beispielsweise Eis-bohrkerne aus der Arktis und archivierte Biota-Proben aus Deutschland bewiesen, dass zumindest die überwiegende Menge an TFA in der nicht-marinen Umwelt auf anthropogene Quellen zurückzuführen ist. Aufgrund der Vielzahl möglicher Quellen und Vorläufersubstanzen, zu denen häufig nur unzureichende Informationen vorliegen, ist es jedoch oft schwierig, TFA-Belastungen auf eine bestimmte Eintragsquelle zurückzuführen. In diesem Projekt wurden deutschlandweit TFA-Belastungen sowie deren Quellen räumlich und mengenmäßig analysiert, um so den Beitrag der verschiedenen, möglichen Eintragspfade abzuschätzen. Auf diese Weise wurde eine fachlich fundierte Basis für koordinierte, effektive und konsistente Minderungsmaßnahmen abgeleitet. Im Projektverlauf bestätigte sich, dass die Datenlage - sowohl die TFA-Belastungen als auch die TFA-Emissionen betreffend - mangelhaft ist, wodurch teilweise Unsicherheiten bei den Projektergebnissen nicht ausgeräumt werden können. Es kann davon ausgegangen werden, dass flächenhaft bedeutende Einträge vor allem durch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln und leichtflüchtigen TFA-Vorläufersubstanzen (z. B. Kältemittel) erfolgen, während Industriebetriebe teilweise lokal sehr hohe Belastungen verursachen. Minimierungsstrategien, die unter anderem im Rahmen eines Workshops diskutiert wurden, umfassen: - Auftrag an Politik und Behörden, sich verstärkt für die Aufnahme von TFA und anderen sehr persistenten und sehr mobilen Substanzen in rechtliche Regelwerke, sowohl auf nationaler wie auch auf EU-Ebene, einzusetzen - insbesondere, wenn diese Stoffe zudem noch toxische Effekte beim Menschen oder Umweltorganismen bereits bei niedrigen Konzentrationen hervorrufen. - Stärkung bestehender Ansätze zur Minimierung von Belastungen durch Pflanzenschutzmit-tel, wie z. B. der Fundaufklärung mit Unterstützung der Hersteller, - Weiterführung und Ausweitung der Monitoringprogramme auf Länderebene, um Ursachen und Trends zu erkennen und ggf. konkrete Maßnahmen einleiten und überprüfen zu können. Informationen zu TFA sowie ausgewählte Projektergebnisse wurden in Form einer interaktiven Karte (https://gis.uba.de/maps/TFA-Herkunft-und-Belastungen) sowie einer StoryMap für die interessierte Öffentlichkeit aufbereitet und online zur Verfügung gestellt (https://gis.uba.de/maps/Trifluoracetat). Quelle: Forschungsbericht
Zusammenfassung englisch
Trifluoroacetate (TFA; CF3COO-) is a very persistent and very mobile substance that can accumulate in certain environmental compartments. Commonly applied water treatment processes are incapable to remove TFA. Therefore, TFA poses a challenge for water protection in general and the protection of drinking water resources in particular. Although the currently known acute toxicity of TFA is rather low, inputs of TFA to water bodies should be avoided whenever possible. The origin of TFA in the environment has long been a controversial topic: The detection of TFA in pre-industrial water samples of studies conducted in the late 1990s to the early 2000s suggest that TFA is also naturally occurring. However, to date, research has not provided adequate scientific evidence to support this hypothesis. In contrast, there is mounting evidence from recent studies that large amounts of TFA are released into the environment by various anthropogenic sources and that the concentrations of TFA in certain environmental compartments have considerably increased over the last decades. However, due to the large number of possible sources and precursors, for which often only insufficient information is available, it is difficult to attribute TFA pollution to specific origins. In this project, TFA pollution and its sources in Germany were spatially and quantitatively ana-lysed to assess the contributions of the various possible input pathways and to derive a basis for coordinated, effective, and consistent mitigation measures. During the project, it became clear that there is a lack of reliable data concerning both environmental TFA concentrations and TFA emissions. Therefore, the project results are subject to some uncertainty. It can be deduced, however, that significant widespread diffuse emissions of TFA are mainly caused by the usage of pesticides and volatile TFA-precursors (e.g., certain refrigerants), while industrial plants can cause local hotspots of TFA contamination. The following mitigation strategies were discussed at a workshop: - Mandate for policy-makers and authorities to intensify their efforts to include TFA and othervery persistent and very mobile substances in regulatory frameworks both at EU and nation-al level - especially if these substances also cause toxic effects in humans or in theenvironment even at low concentrations. - Strengthening of existing approaches to reduce the contamination of the aquaticenvironment by pesticides, e.g., established programs to investigate the cause of pesticidecontamination in water protection areas in cooperation with pesticide producers. - Continuation and expansion of the monitoring programs by responsible national or regionalauthorities and other actors in order to identify causes and trends and, if necessary, to beable to initiate and assess concrete mitigation measures. Information on TFA and selected project results were prepared in the form of an interactive map (https://gis.uba.de/maps/TFA-sources-and-contamination ) and a Story Map for the interested public and can be accessed online (https://gis.uba.de/maps/Trifluoracetate). Quelle: Forschungsbericht