Interesse?

Steeds meer meetbare PFAS met lagere rapportagegrens

PFAS is een verzamelnaam voor meer dan 6.000 stoffen van volledig (per-) of gedeeltelijk (poly-) gefluoreerde koolstofketens. Perfluorsulfonzuren (PFSA) en Perfluorcarboxylzuren (PFCA) zijn geperfluoreerde verbindingen. PFAS precursors (o.a. fluortelomeren 8:2 FTOH) zijn gepolyfluoreerde verbindingen. Precursors kunnen door oxidatie omzetten in PFCA’s of PFSA’s. De ‘Relatieve Potentie Factor’ (RPF) geeft weer hoe toxisch de verbinding is t.o.v. PFOA. De RBF is de relatieve bioaccumulatiefactor.

De meest bekende PFCA is PFOA (perfluoroctaanzuur, referentiestof, RPF van 1 en RBF van 1). Van korte naar langere keten, vallende onder PFCAs, zijn de meest onderzochte PFAS:

• PFBA (4 koolstofatomen)
• PFPeA
• PFHxA
• PFHpA
• PFOA (8 koolstofatomen)
• PFNA
• PFDA
• PFDA
• PFDoDA
• PFTrDA
• PFTeDA
• PFHxDA

De meest bekende PFSA is PFOS (perfluoroctaansulfonzuur RPF van 2 en RBF van 10).

Van korte naar langere keten vallende onder PFSAS zijn de meest onderzochte PFAS:

• PFBS (4 koolstofatomen)
• PFPeS
• PFHxS
• PFHpS
• PFOS (8 koolstofatomen)
• PFDS

Door hun hoge stabiliteit zijn deze componenten langlevend en stapelen ze zich op in het milieu en de mens. Voor PFOS en PFOA is aangetoond dat ze schadelijk zijn voor mens en milieu. Stoffen met lange keten (zoals PFOS) werden reeds in het verleden van de markt gehaald en zijn intussen vervangen door alternatieven met kortere keten (zoals PFBS). Door hun kleinere molecuulvorm zijn ze mobieler en hebben ze een lagere bioaccumulatie.

Zowel voor de stoffen met korte als lange keten werd aangetoond dat ze schadelijk zijn wanneer ze terechtkomen in plant, dier of mens. Momenteel wordt in oppervlaktewater voornamelijk PFOS gemeten.

Vergunning nodig voor lozing van PFAS in detecteerbare concentraties

De lozing van niet-vergunde gevaarlijke stoffen (in dit geval PFAS) in detecteerbare concentraties is wettelijk verboden. Zowel in het huidig lopende reductieprogramma als in het achtergronddocument bij de nieuwe Stroomgebiedbeheerplannen is het volgende opgenomen:

“Gevaarlijke stoffen zonder IC, moeten individueel vergund worden als ze geloosd worden in detecteerbare concentraties. Bij de bepaling van de uiteindelijke emissiegrenswaarde zal daarbij rekening gehouden worden met de ‘Predicted No Effect Concentration’ (PNEC) van deze stof.”

Er zijn momenteel geen MKN voor de andere organofluorverbindingen in de Vlarem-milieuwetgeving, maar de intrinsieke eigenschappen van deze stoffen zijn van eenzelfde zorgwekkend niveau. Een negatieve impact op het ontvangende oppervlaktewater dient bijgevolg vermeden te worden.

De VMM legt daarom vaak als bijzondere voorwaarde op: “De concentraties in het effluent van de niet-nominatief in de vergunning genoemde parameters welke bedoeld zijn in bijlage 2C bij titel II van het VLAREM, zijn beperkt tot concentraties opgenomen in de indelingscriteria, vermeld in de kolom “indelingscriterium GS (gevaarlijke stoffen)” van art. 3 van bijlage 2.3.1 bij titel II van het VLAREM. Bij ontstentenis van een indelingscriterium zijn de concentraties beperkt tot de rapportagegrens of tot de bepaalbaarheidsgrens.”

Huidige milieukwaliteitsnorm waterloop

De jaargemiddelde milieukwaliteitsnorm voor PFOS ligt op 0,00065 µg/l (voor zoetwater) en op 0,00013 µg/l voor overgangswater/zout water (zie Vlarem II bijlage 2.3.1). De toetswaarde voor maximum (MKNmax) is 7,2 μg/l. Deze waarden worden door doorvergifting gedreven, niet door de toxiciteit ten opzichte van de pelagische organismen zelf. Tussen 2017 en 2020 lagen de jaargemiddelde PFOS-waarden tussen 0,253 ng/l en 21,75 ng/l. 

Vlarem II bevat momenteel geen milieukwaliteitsnormen voor andere PFAS. Voor PFOA kan je bijvoorbeeld terugvallen op 0,048 μg/l (Nederlandse JG-MKN of jaargemiddelde MKN zout water) en op 0,56 mg/l (Nederlandse MAC-MKN of maximale MKN zout water). Vlarem omvat een lijst van 12 PFAS waarvoor de rapportagegrens en meetonzekerheid bepaald werd. In de huidige WAC_IV_A_025 staan deze 12 PFAS-stoffen vermeld. In de ontwerp-WAC staan 27 PFAS-stoffen vermeld, met optioneel 12 PFAS-stoffen die bepaald kunnen worden met een minder betrouwbaar resultaat. Ik ben van mening dat stoffen die momenteel niet in de WAC zijn opgenomen en waar bijgevolg geen erkende meetmethode voor bestaat, niet kunnen worden opgenomen in een vergunning. Aangezien de PFAS-verbindingen aangeduid zijn als prioritair gevaarlijke stoffen (PGS), het indelingscriterium de rapportagegrens is en de huidige rapportagegrens 0,1 µg/l (100 ng/l) bedraagt, mag verwacht worden dat dit de huidige norm wordt. Echter in de herziening van WAC_IV_A_025 wordt de rapportagegrens verlaagd van 0,1 µg/l naar 0,02 µg/l. Dit betekent een verstrengen van de lozingsnorm met een factor 5.

Impactbeoordeling (Wezer-tool)

Gezien het huidige strenge toetsingskader word je voor PFOS in de Wezer-tool doorverwezen naar een meer gedetailleerde analyse (in stap 5-7). Doordat de stroomopwaartse concentratie (voor zover beschikbaar) al ruimschoots boven de toetsingswaarde ligt, is er slechts weinig ruimte voor een bijkomende lozing. Uitgaande van deze immissieconcentratie, zou de gemiddelde lozingsconcentratie slechts gelijk mogen zijn aan deze immissieconcentratie. Als je dezelfde berekening doet zonder PFOS op het stroomopwaartse meetpunt (concentratie gelijk aan nul), dan wordt de toelaatbare gemiddelde concentratie ca. 100 ng/l en dus een factor 10 keer groter. Uit de mengzoneberekening blijkt voor de maximale impact van PFOS een gunstige beoordeling, op voorwaarde van een gunstige acute mengzone. De berekende lengte en breedte van de acute mengzones liggen voor grote rivieren vaak onder de berekende maximumgrenzen voor deze waterloop. De acute mengzone voor PFOS is m.a.w. aanvaardbaar. De totale vracht over de volledige lozingsperiode kan echter een relevant chronisch effect creëren van zodra deze een bepaalde drempelwaarde overschrijdt.

Verstrengde nieuwe milieukwaliteitsnorm

VMM werkt momenteel aan een voorstel dat gebaseerd is op de RBF/RPF-methode conform de Europese Guidance in het kader van de kaderrichtlijn water en de normen voor prioritaire stoffen:

• bepaling van MAC – EQS (max voor aquatische organismen op korte termijn) en AA – EQS (annual average voor water op lange termijn);
• AA-EQS (anual average environmental quality standards) = laagste van de 3 volgende quality standards (QS) voor water: QS voor aquatische organismen, QS voor secundaire doorvergiftiging naar predatoren, QS voor doorvergiftiging naar de mens via drinkwater of voedsel.

De basisaanname is dat alle individuele PFAS bijdragen tot de totale PFAS-impact voor de routes secundaire vergiftiging binnen het aquatisch ecosysteem en secundaire vergiftiging van de mens via het opnemen van in het water levende organismen. De route secundaire vergiftiging van de mens via het opnemen van in het water levende organismen levert de strengste waarden op, en geldt als algemene MKN voor de PFAS.

Bij de toetsing van de MKN in water worden de individuele PFAS vergeleken met PFOA. Daarbij wordt rekening gehouden met de intrinsieke toxiciteit en de neiging tot bioaccumulatie. Zo kan voor elke individuele PFAS een herrekening gebeuren naar een veilige concentratie in water. Bij de eindevaluatie dienen de verhoudingen tussen de concentraties in water en de veilige concentratie van alle individuele PFAS opgeteld te worden. De som van deze verhoudingen mag niet groter dan 1 zijn. De achterliggende redenering is dat er in zo’n geval van blootstelling aan meerdere gerelateerde stoffen ‘mixture toxicity’ optreedt waarbij – aangezien het werkingsmechanisme achter de toxiciteit van de gerelateerde stoffen ook gelijkaardig wordt geacht – uitgegaan wordt van additieve toxiciteit. PFAS worden dus als groep geëvalueerd.

In de RPF-benadering (‘relative potency factor method’ ontwikkeld door het RIVM, gebaseerd op effecten in de lever) worden de toxische potenties van een set verbindingen (in dit geval PFAS-componenten) uitgedrukt in verhouding tot de toxische potentie van de referentiestof (in dit geval is dit PFOA), waarbij:

• stoffen die minder toxisch zijn in vergelijking met de referentiestof een RPF < 1 hebben
• stoffen die toxischer zijn in vergelijking met de referentiestof hebben een RPF > 1 hebben

Op basis van de RPF (levertoxiciteit) is PFOS twee keer toxischer dan PFOA. Intussen beschouwt EFSA immunotoxiciteit echter als het meest kritieke effect. Kijkt men naar effecten op het immuunsysteem, dan is PFOS minder toxisch dan PFOA. De laagste AA-EQS stemt op deze manier overeen met de nieuwe individuele jaargemiddelde milieukwaliteitsnorm voor PFOS, en ligt in de grootteorde van 10 picogram per liter (0,000010 µg/l) - dus factor 50 keer lager dan huidige jaargemiddelde milieukwaliteitsnorm. Het gecombineerd gebruik van RBF en RPF is nodig omdat de Qsbiota,hh (in mg/kg bw/day) moet worden teruggerekend naar een concentratie in water. Er wordt daarbij rekening gehouden met RBF om het verschil in bioaccumulatie van de verschillende PFAS in rekening te brengen in vis en andere organismen die door de mens kunnen worden gegeten. Maar hierbij wordt er nog geen rekening gehouden met verschil in toxicokinetiek in de mens, bijvoorbeeld hoe lang de stof in het lichaam aanwezig blijft. Als dat ook in rekening wordt gebracht, dan kom je voor de long-chain PFAS natuurlijk nog veel lager uit. De manier van afleiden is vrij gelijkaardig aan PNEC-berekeningen, met dat verschil dat PNECs worden afgeleid voor alle verschillende compartimenten apart: zoetwater/marien water (µg/l), zoetwater sediment/marien sediment (mg/kg), bodem (mg/kg), secondary poisoning (mg/kg food). Terwijl voor een EQS indien mogelijk een overkoepelende waarde wordt vastgelegd. Zo kijkt men voor EQSwater dus naar de organismen in het water, maar ook naar doorvergiftiging en menselijke risico’s via drinkwater, en dan gaat men die normen allemaal omzetten in concentraties in water en vervolgens de scherpste gebruiken. Wanneer we de huidige concentraties in oppervlaktewater vergelijken met deze individuele jaargemiddelde ontwerpnorm voor PFOS, dan liggen deze overal in Vlaanderen ver boven de norm. Concreet wil dat zeggen dat elke bijkomende lozing van PFAS zal leiden tot een druk die de draagkracht van het aquatische ecosysteem overschrijdt, en de facto tot een achteruitgang van de toestand. Uitfasering of verdergaande zuivering dan BBT dringt zich dan ook op voor deze stoffen.

Verdergaande zuivering dan BBT

Zoals hierboven aangegeven dient er voor PFAS gestreefd naar een nullozing. Momenteel wordt PFAS-houdend afvalwater voor zuivering over parallelle actiefkoolfilters gestuurd. Om echter zowel de lange keten PFAS als de korte keten PFAS op doeltreffende wijze te verwijderen uit het afvalwater, zullen tertiaire technieken zoals ionenuitwisseling en geavanceerde oxidatietechnieken (ultrafiltratie/omgekeerde osmose) onderzocht moeten worden. Bij evaluatie van de zuiveringstechniek is het belangrijk ook de verwerkingskost van verzadigde actieve kool en opgeconcentreerde stromen mee in rekening te brengen.