Perfluorkohlenstoff

Bei den Perfluorcarbonen ( PFCs ) oder Perfluorcarbonen handelt es sich um Verbindungen halogenierter Gase aus der Familie der Fluorcarbone (CF).

Diese fluorierten Gase bestehen ausschließlich aus Kohlenstoff- und Fluoratomen (im Gegensatz zu Fluorkohlenwasserstoffen (HFKW) sind sie vollständig substituiert). Diese synthetischen Verbindungen haben die Besonderheit, dass sie große Mengen von Gasen wie Disauerstoff (O 2), Kohlendioxid (CO 2), Distickstoff (N 2 ) usw. Sie können bis zu zwei Drittel ihres Gasvolumens auflösen.

Sie gelten nicht als gefährlich für die Ozonschicht , aber PFCs sind Treibhausgase (THG). Obwohl sie in geringen Mengen in die Luft emittiert werden, nehmen sie aufgrund ihres hohen Potenzials zur globalen Erwärmung (GWP - 100 Jahre) am Klimawandel teil , das im Durchschnitt dem 7600-fachen von Kohlendioxid (CO 2 .) entspricht) um den Faktor 6500 (CF 4) auf einen Faktor von 9.200 (C 2 F 6). Diese großen Werte des Treibhauspotenzials sind insbesondere auf ihre lange Lebensdauer in der Atmosphäre zurückzuführen, die von 2.600 Jahren (C 3 F 8und C 4 F 10) bis 50.000 Jahre (CF 4).

PFCs sind eines der sechs wichtigsten Treibhausgase, die im Kyoto-Protokoll sowie in der Richtlinie 2003/87/EG aufgeführt sind . Von 1990 bis 2004 wurde ein Rückgang der PFC-Emissionen beobachtet (-53 % in Kanada und -47 % in Frankreich).

Haupt-PFCs

• Tetrafluormethan (CF 4)
• Hexafluorethan (C 2 F 6)
• Octafluorpropan (C 3 F 8)
• Decafluorbutan (C 4 F 10)
• Perfluordekalin (C 10 F 18)

Verwendet

• PFCs wurden hauptsächlich in Klimaanlagen , einigen Kühlaggregaten und einigen Feuerlöschern verwendet  ;
• Die Firma 3M stellt ein flüssiges PCF namens Fluorinert her, dessen dielektrische Eigenschaften es zu einem hervorragenden Mittel zur Kühlung von Elektronik durch Tauchen machten. Der Superrechner Cray-2 hat davon Gebrauch gemacht;
• sie werden zunehmend als Antihaftmittel (Kochgeräte) und als Imprägnier- oder Fleckenschutzmittel auf Textilien und Teppichen verwendet  ;
• sie sind manchmal vorhanden auf Lebensmittelverpackungen (Fast - Food - Behälter, Popcorn Verpackung für den Mikrowellenofen bestimmt);
• Augenheilkunde  : Wird als vorübergehender Ersatz für den Glaskörper bei Netzhautablösungsoperationen verwendet  ;
• Flüssigkeitsbeatmung  : als Atemflüssigkeit verwendet  ;
• Hämoglobinersatz  ;
• Embolisation des Tumors .

Verwendung als Dopingmittel

Dieses Produkt gehört zu den bei Sportwettkämpfen verbotenen Substanzen: seine Verwendung stellt Blutdoping dar. Es ermöglicht den Sauerstofftransport, ohne den Hämatokrit zu verändern . Andererseits kann sich seine Verwendung als sehr gefährlich für die Gesundheit erweisen. In 1998 , Mauro Gianetti verbrachte drei Tage im Koma nach einem solchen Einsatz während der Tour de Romandie.

Verwendung als Atemflüssigkeit

Die Atmungsflüssigkeiten ermöglichen , eine Form der Atmungs -basierte Flüssigkeit anstelle von Gas . Die erste Studie über das Einträufeln einer Kochsalzlösung in die Lunge von Hunden stammt aus dem Ersten Weltkrieg; dies war als mögliche Behandlung der Wirkung von Kampfgasen vorgesehen. Aber erst Anfang der 1960er Jahre gelang es dem Team des Physiologiearztes J. Kylstra, Säugetiere mit einer salzhaltigen Flüssigkeit zum Atmen zu bringen, jedoch unter sehr hohem Druck ( 160  atm ) entsprechend  1,6 km unter dem Meeresspiegel , diese Arbeit zielte auf Tiefseetauchen als eine mögliche Anwendung zur Rettung von U-Booten typischerweise ab.

Schließlich müssen wir auf die Arbeit von Clarck warten, der Perfluorcarbone für die Flüssigkeitsbeatmung bei Atmosphärendruck identifiziert . Tatsächlich ermöglichen sie dank einer 15-fach höheren Sauerstofflöslichkeit als Kochsalzlösung, einer 3-fach höheren Löslichkeit von Kohlendioxid und einer geringen Oberflächenspannung, die Lunge mit Sauerstoff zu versorgen und das Kohlendioxid zu entfernen . Der Austausch auf Höhe der Lungenbläschen erfolgt im Wesentlichen vergleichbar mit der Gasatmung. Derzeit werden sie für eine medizinische Behandlung im Rahmen einer vollständigen Flüssigkeitsbeatmung mit einem Flüssigkeitsbeatmungsgerät in Betracht gezogen . Der Patient und das Behandlungssystem, das Flüssigkeitsbeatmungsgerät 10 , bilden dann einen geschlossenen Kreislauf, der die Atemflüssigkeit fördert.

Aus physiologischer Sicht konnte gezeigt werden, dass Perfluoroctylbromid (PFOB) in der Flüssigkeitsbeatmung eingesetzt werden kann, ohne den Körper des Patienten zu gefährden.

Kontroversen

Umweltverschmutzung

Das 10. Juni 2011, die Nationale Agentur für Lebensmittel-, Umwelt- und Arbeitsgesundheitssicherheit (ANSES) hat auf der Grundlage von Analysen des Hydrologielabors von Nancy ihre erste Bestandsaufnahme des Vorhandenseins von perfluorierten Verbindungen ( PFOA , PFOS, die als die häufigsten gelten) veröffentlicht aber auch PFHxS, PFBS, PFDA, PFNA, PFHpA, PFHxA, PFPeA und PFBA) in Wasser in Frankreich. Während der 2011 veröffentlichten Umfrage hatten 25 % von 450 Proben einen ausreichend hohen Perfluorgehalt, um gemessen zu werden, während die anderen Proben einen zu niedrigen Gehalt für eine Untersuchung aufwiesen. In Rohwasser waren PFOS, PFHxS und PFOA am häufigsten und PFOS, PFHxA und PFHxS in behandeltem Wasser am häufigsten. Die in den USA und Deutschland geltenden Regulierungswerte für PFOA und PFOS (300 ng/L für PFOA + PFOS in Deutschland) wurden in Frankreich für aufbereitetes Wasser nicht überschritten, sondern näherten sich in der Nähe von Fabriken, die Produkte herstellen. . PFHxA und PFHxS wurden häufiger als erwartet gefunden und sollten daher eine Risikobewertung durch die ANSES durchführen, die den Herstellern im Jahr 2011 empfahl, „eine Reduzierung an der Quelle der Freisetzung zu suchen“ .

ANSES empfiehlt auch, Forschungen zum „Schicksal von perfluorierten Verbindungen und ihren Vorläufern in Trinkwasseraufbereitungskanälen“ zu entwickeln .

Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit

Sie werden mittel- und langfristig kaum verstanden, werfen aber mindestens vier Probleme auf:

• Treibhauseffekt: Eine beträchtliche Menge an PFCs geht in die Atmosphäre oder die Umwelt verloren, wo sie verschiedene Probleme aufwerfen, zunächst als extrem starke Treibhausgase und mit einer sehr langen Lebensdauer (einige PFCs könnten 50.000 Jahre halten). Eine Studie aus dem Jahr 2003 kam zu dem Schluss, dass Tetrafluormethan das am häufigsten vorkommende PFC in der Atmosphäre war, das ein 6.500-faches Treibhauspotenzial (GWP) hat als Kohlendioxid , während das GWP von 1-Hexafluorethan 9.200-mal höher ist als das von Kohlendioxid.
  Mehrere Regierungen haben versucht, internationale Vereinbarungen zu initiieren, die ihre Verwendung einschränken, bevor sie zu einem Problem für das Klima werden . PFCs werden jetzt theoretisch im Rahmen des Kyoto-Protokolls überwacht und reguliert , in Form einer großen Klasse von PFCs, einschließlich PFOS und PFOA , die in der Umwelt sehr persistent sind;

• große Umweltverschmutzung: Einige PFCs ( insbesondere antihaft- und schmutzabweisend) haben die Umwelt bereits weitgehend über Wasser oder Luft kontaminiert (einige sind flüchtig und werden leicht durch Luftströmungen zum Nordpol transportiert, wo sie weiter in andere Bioakkumulatoren abbauen können Stoffe ). Die Haut des Menschen ist relativ undurchlässig, aber zum Beispiel läuft die PFOA- Lösung von 20 % im Körper etwa 34-mal schneller durch die Haut der Ratte als die menschliche Haut, was darauf hindeutet, dass ein Teil der Nahrungskette anfällig für von einigen Tieren bioakkumulierte PFCs sein könnte.

Zusammen mit anderen PFCs werden sie bereits und zunehmend im Blut des Menschen (weltweit, auch bei Kindern und in Blutspenden ) und im Körper vieler Tiere (Säugetiere, aber auch Vögel, Amphibien und Fische, darunter Aale) nachgewiesen , wie aus einer 2006 veröffentlichten Studie über Aale hervorgeht, die in 21 Flüssen und Seen in 11 EU-Ländern gefangen wurden. Neuere ökotoxikologische Studien legen nahe, dass der Aal einen Teil seiner Belastung mit bestimmten persistenten Schadstoffen auf seine Eier und auf die nächste Generation übertragen könnte. Wenn die Erwachsenen zurück , um ihre Eier auf See zu legen, sie verbrauchen ihre Fettreserven, die konzentrierte viele Schadstoffe hatten, die auch mit der Entwicklung des Embryos und stören könnten Glasaale . PFCs reichern sich in der Leber (Entgiftungsorgan) an, was darauf hindeutet, dass sie eine gewisse Toxizität haben könnten. Sie kommen auch im menschlichen Blut vor und werden über die Nabelschnur von der Mutter auf den Embryo und Fötus übertragen  ;

• endokriner Disruptor: Eine 2009 veröffentlichte Studie verglich die Blutspiegel von 2 PFCs ( Perfluoroctansulfonat (PFOS) und Perfluoroctanoat (PFOA)) bei 1.240 schwangeren nordamerikanischen Frauen von 1996 bis 2002, indem die Mütter gebeten wurden, die benötigte Zeit anzugeben time (Als Unfruchtbarkeitskriterium wurde ein Zeitraum von mehr als 12 Monaten für die Befruchtung und eine erfolgreiche Schwangerschaft und / oder die Einnahme einer medikamentösen Behandlung gegen Unfruchtbarkeit verwendet). Ergebnis: Frauen, deren Blut die höchsten PFC-Werte enthielt, hatten ein um 60 bis 154% erhöhtes Risiko für Unfruchtbarkeit (oder Subfertilität ) im Vergleich zu denen mit den niedrigsten Werten. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass eine positive Korrelation zwischen der Exposition gegenüber PFCs und weiblichen Fertilitätsstörungen besteht, was dazu führen könnte, dass diese PFCs als nachgewiesene endokrine Disruptoren eingestuft werden . Sie halten dieses Problem für besorgniserregend, da die PFC-Werte dieser Mütter im Blut durchaus mit den Durchschnittswerten der Gesamtbevölkerung der sogenannten entwickelten Länder vergleichbar waren  ;

• Neurologische Wirkungen: Perfluorierte Verbindungen (PFCs) scheinen das Risiko von Aufmerksamkeitsdefizit- und Hyperaktivitätsstörungen (ADHS) stark zu erhöhen , die bei Kindern, insbesondere in den USA , zuzunehmen scheint , laut einer in der Zeitschrift Environmental Health Outlook (EHP) veröffentlichten Studie ) im Jahr 2010 (In diesem Land, Hyperaktivität bei Kindern, stieg die ADHS-Rate bei amerikanischen Kindern und Jugendlichen von 7,8% auf 9,5% zwischen 2003 und 2007, ein Anstieg von 21,8% in 4 Jahren). Eine amerikanische Studie mit mehr als 10.500 Kindern und Jugendlichen, die in der Nähe einer Fabrik lebten, die das Wasser (der erste wahrscheinliche Kontaminationsvektor für den Menschen) verunreinigte, zeigte erste Anzeichen eines Zusammenhangs zwischen PFOA und Hyperaktivität beim Menschen. Im Jahr 2010 zeigte Cheryl Stein von der Mount Sinai School of Medicine in New York einen sehr signifikanten Zusammenhang zwischen Hyperaktivität und bestimmten PFCs. Bei diesen Kindern wurden vier PFCs untersucht: PFOA (Perfluoroctansäure, bioakkumuliert in Meeressäugern, deren Toxizität vermutet wird), PFOS (Perfluoroctansulfonat), PFHxS (Perfluorhexansulfonat) und PFNA (Perfluornonansäure) . Insbesondere scheint PFHxS stark mit dem Hyperaktivitätssyndrom verbunden zu sein (Risiko erhöht um bis zu 59 % bei Kindern, die es im Blut haben. Ähnlich für PFOS (bis zu 27 % erhöhtes Risiko). Die Beteiligung von PFOA und PFNA ist noch nicht bekannt nachgewiesen oder verweigert wurde.
  in den 2000er Jahren Bewohner der DuPont - Anlage in Washington Works (West Virginia, USA) eine gruppierte Beschwerde ( „eingereicht class action “) gegen den Hersteller. in dieser Region 14,3% der 12-15 - Jährigen haben erhebliche PFC-Werte im Blut gegenüber 8,4 % in der 2010 untersuchten Gruppe, die als durchschnittliche Bevölkerung angesehen wird.

In Frankreich beteiligt sich ANSES am Projekt "Contreperf" (finanziert von der Nationalen Forschungsagentur für den Zeitraum 2011-2013), das darauf abzielt, Folgendes zu verbessern:

• die Bestimmung von perfluoriertem in Lebensmittelmatrizes (Fisch und Muttermilch);
• Kenntnis des Mutter-Kind-Transfers (mittels mütterlichen Blut- und Nabelschnurtests);
• Kenntnis des Stoffwechsels sowie toxikologischer und hormoneller Wirkungen;
• Kenntnis der externen Exposition und deren Zusammenhang mit der Imprägnierung von Frauen im gebärfähigen Alter.

Hinweise und Referenzen

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Anhänge

Literaturverzeichnis

• ANSES- Bericht  ; "  Nationale Kampagne zum Vorkommen von perfluorierten Alkylverbindungen in Wasser für den menschlichen Gebrauch  " (PDF)

• Griffe; Stellungnahme vom 13. März 2009 zu den potenziellen Risiken für die menschliche Gesundheit im Zusammenhang mit dem Restgehalt von Perfluoroctansäure (PFOA) in Antihaftbeschichtungen von Kochutensilien (PDF)

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