TFA – Emissionsquellen
Trifluoressigsäure/Trifluoracetat (TFA) gelangt über unterschiedliche Eintragspfade in die Umwelt: aus gasförmigen Kältemitteln sowie Treibgasen aus Schaumstoffen und Aerosolpackungen, durch den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln und Tierarzneimitteln und aus industriellen Quellen und Abwasserreinigungsanlagen.
Kältemittel und Treibgase
TFA entsteht unter anderem in der Atmosphäre als Abbauprodukt anthropogener fluorierter Gase. Dazu zählen insbesondere teilhalogenierte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (HFCKW), teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe (HFKW) und teilhalogenierte Fluorolefine (HFO). Durch Emissionen bei der Verwendung gelangen diese Gase in die Atmosphäre, das daraus entstehende TFA wird durch Niederschläge auf die Erdoberfläche und in Gewässer eingetragen. Aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung gehört TFA zu den per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS): PFAS – was ist das?
Die genannten Gase werden in vielen Anwendungsbereichen verwendet. Sie werden insbesondere als Kältemittel in Kälteanlagen und Wärmepumpen eingesetzt. Weitere Anwendungsbereiche umfassen u.a. die Verwendung als industrielle Lösungsmittel zur Metallentfettung und Reinigung sowie als Treibgas in Schaumstoffen oder Aerosol-Sprays.
Besonders relevant für die TFA-Bildung in der Atmosphäre sind die HFO. Sie sind die aktuell wichtigste und stetig zunehmende Quelle für TFA, denn sie gelten als Ersatzstoffe für die klimaschädlichen HFKW, zum Beispiel in Fahrzeugklimaanlagen, Kälteanlagen und Wärmepumpen. Aufgrund ihrer kürzeren Lebensdauer in der Luft (in der Grössenordnung von Tagen bis Wochen) können sie erheblich zur Bildung von TFA beitragen. Ein Teil kann auch, je nach Windströmungen, weiträumig über die nationalen Grenzen verteilt werden.
Pflanzenschutzmittel
Aktuell sind gut zwei Duzend Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe zugelassen, die in ihrer Molekülstruktur mindestens eine CF3-Gruppe enthalten und sich damit potenziell zu TFA abbauen. Es handelt sich vor allem um Herbizide und Fungizide sowie um einzelne Insektizide. Sie kommen im Feld- und Gemüsebau, im Obst- und Weinbau, sowie bei Zierpflanzen und vereinzelt in forstlichen Pflanzgärten zum Einsatz. Im Jahr 2022 wurden insgesamt mehr als 40 Tonnen dieser Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe eingesetzt. Mit jeweils bis zu 10 Tonnen pro Jahr wurden Flufenacet und Fluazinam schweizweit in den grössten Mengen eingesetzt. Flufenacet war bis im Mai 2025 als Herbizid u.a. beim Anbau von Mais, Getreide und Kartoffeln zugelassen und darf noch bis am 1. Januar 2027 aufgebraucht werden. Fluazinam kommt beim Anbau von Kartoffeln zum Einsatz und ist zudem im Rebbau sowie für verschiedene Zierpflanzen zugelassen.
Industrielle Quellen und Abwasserreinigungsanlagen
TFA wird auch in der chemischen Industrie eingesetzt, u.a. als Lösungsmittel in der Herstellung von medizinischen und kosmetischen Grundstoffen. Dabei gelangt es mit dem Abwasser in die Abwasserreinigungsanlagen. Diese können TFA nicht entfernen, so dass es von dort in die Oberflächengewässer gelangt.
Beitrag verschiedener Eintragswege zu TFA in Böden und Gewässern
In einer Studie wurden kürzlich die Konzentrationen von TFA in Schweizer Niederschlag (TFA im Niederschlag) und Flüssen und Seen (TFA in Flüssen und Seen) bestimmt sowie eine Abschätzung der Beiträge unterschiedlicher Emissionsquellen vorgenommen.
Die gemessenen TFA-Konzentrationen im Niederschlag lagen im Zeitraum 2021–2023 zwischen 0,30 und 0,96 μg L−1, was einer Zunahme um mindestens einen Faktor 4 in den letzten drei Jahrzehnten entspricht. Dies führt zu einer TFA-Depositionsrate von durchschnittlich 0,59 kg km−2 Jahr−1 und einem gesamten TFA-Eintrag aus atmosphärischen Quellen in der Schweiz von 24,5 Tonnen pro Jahr. Im Vergleich dazu werden die TFA-Einträge aus Pflanzenschutzmitteln auf 2,9 bis 11,8 Tonnen pro Jahr geschätzt, jene aus Tierarzneimitteln auf etwa 1 Tonne pro Jahr.
Bezogen auf die Belastung der Ackerflächen und des darunterliegenden Grundwassers (TFA in Grundwasser) überwiegt der Eintrag von TFA aus Pflanzenschutzmitteln mit durchschnittlich 1,7 kg km−2 Jahr−1 deutlich im Vergleich zu den Einträgen über den Niederschlag (0,59 kg km−2 Jahr−1).
Der Eintrag aus industriellen Quellen ist Gegenstand aktueller Untersuchungen.