Tolerovatelný týdenní příjem (TWI) je určen pro sumární příjem čtyř klíčových zástupců PFAS a to PFHxS, PFOS, PFOA a PFNA a má hodnotu 4,4 nanogramu na kilogram tělesné váhy za týden. Kredit: Osel, Volné dílo.

Poly- a perfluorované sloučeniny (PFAS) jsou tvořeny hydrofobním, tedy vodu odpuzujícím, uhlovodíkovým řetězcem (R-) s různým počtem uhlíků (obvykle C₄ – C₁₆) a koncovou hydrofilní, tedy ve vodě rozpustnou, funkční skupinou (X). U perfluorovaných látek jsou všechny vodíky v uhlovodíkovém řetězci nahrazeny fluorem (CF₃-(CF₂)_n-CF₃), zatímco u polyfluorovaných látek je tato náhrada pouze částečná. Koncová polární funkční skupina může být neutrální, nebo kladně či záporně nabitá. PFAS mají charakter velmi stabilních povrchově aktivních látek, které se v jednotlivých složkách životního prostředí jen obtížně odbourávají (perzistence, dlouhý poločas života) a hromadí se v tělech celé řady organismů (biokoncentrace, bioakumulace).

Chemická struktura kyseliny perfluoroktanové. PFOA je jednou z mnoha syntetických organofluorových sloučenin, které jsou souhrnně známé jako per- a polyfluoralkylové látky (PFAS). PFOA se používá při výrobě koberců, čalounění, oděvů, vosků, textilií, hasicí pěny, tmelů,... Kredit: Volné dílo.

Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD) identifikovala v národních registrech chemických látek svých členských zemí více než 4000 látek, které ve své molekule obsahovaly alespoň jednu perfluoralkylovou skupinu a na seznamu PFAS zpracovaném v roce 2019 Americkou agenturou pro ochranu životního prostředí (US EPA) figuruje více než 7000 položek. Pouze u 17 látek z tohoto rozsáhlého seznamu máme určitou představu ohledně expozice lidských subpopulací. Per- a polyfluorované látky se využívají jako povlaky funkčních textilií (vodoodpudivé, odolné proti znečištění), povrchová úprava papírových obalů pro mastné potraviny (např. obaly ve fastfoodech), složky leteckých hydraulických kapalin, nátěrových hmot, lyžařských vosků, kosmetických přípravků apod. Významná je též spotřeba PFAS při pokovování povrchů, v elektrotechnickém průmyslu a při zpracování minerálních olejů. V Norsku pochází více než 50 % všech PFAS, které kontaminují vodu a půdu z hasebních pěn, většina zemí však dosud nemá o zdrojích a pohybu těchto látek v životním prostředí ani základní informace.

Perfluoroktansulfonan (PFOS) je fluorovaný aniont používaný jako součást polymerů nebo jako surfaktant (látka ovlivňující povrchové napětí). Kredit: Volné dílo.

Nejíst lyžařské vosky a nepít obsah hasicích přístrojů je jistě zajímavé zdravotně-preventivní opatření, z hlediska ochrany před negativními účinky PFAS jde však o opatření poměrně málo účinné. Podle souhrnné zprávy Evropského úřadu pro bezpečnost potravin (EFSA) z roku 2020 jsou dvěma hlavními procesy, které se podílejí na kontaminaci potravin, bioakumulace PFAS v tělech vodních a terestrických organismů a přestup PFAS do potravin z obalových materiálů. Zdaleka nejlépe je zdokumentována situace v případě rybího masa, a to jednak proto, že tento typ vzorku často obsahuje velmi vysoké, a tudíž dobře měřitelné obsahy PFAS, a pak také proto, že jsou příslušná data získávána nejen v rámci kontroly bezpečnosti potravin, ale rovněž v rámci biomonitoringu stavu životního prostředí. Mezi nejčastěji se vyskytující zástupce PFAS v potravinách patří perfluoroktansulfát (PFOS), perfluoroktanacetát (PFOA), perfluordekanacetát (PFDA) a perfluornonanacetát (PFNA). Ke vzorkům, kde více než 5 % stanovení celkového obsahu jmenovaných látek přesáhlo hodnotu 10 mikrogramů na kg kromě vodních živočichů (např. sardinky, úhoř, kapr atp.) patřili i vnitřnosti z lovné zvěře. Jen obsahy PFOS u 5 % nejkontaminovanějších vzorků v tomto případě dosahovaly hodnot 214 až 753 mikrogramů na kg. K celkovému příjmu PFOS u obyvatel EU vedle ryb nejvíce přispívala vejce a výrobky z vajec, hovězí a vepřové maso a ovoce. V případě PFOA byla dalším významným potravinovým zdrojem i zelenina a pitná voda. Vysoké koncentrace PFNA byly naměřeny i v několika vzorcích alkoholických nápojů.

Toxicita PFAS byla intenzivně studována jak na laboratorních zvířatech (in vivo), tak i v rámci epidemiologických studií na lidech. K nejčastějším účinkům pozorovaným na zvířatech patřilo zvětšení jater a poruchy činnosti štítné žlázy. Dlouhodobé expozice nízkým koncentracím některých zástupců PFAS pak u zvířat vyvolávaly i poruchy vývoje a funkce imunitního systému a prsní žlázy. Z výsledků epidemiologického výzkumu vyplynula možná souvislost mezi zvýšenou koncentrací PFOS a/nebo PFOA v séru a zvýšenými hladinami tzv. špatného (LDL) cholesterolu a alaninaminotransferázy (ALT), což je ukazatel poškození jater. Pokud byly účinkům daných látek vystaveny těhotné ženy, jejich děti měly nižší porodní váhu.

Ne všechny hasící přístroje kontaminují vodu a půdu. Kredit: Jan Benda, Požární služby.

Velice zajímavým efektem poly- a perfluorovaných látek je též jejich vliv na hladinu protilátek po očkování a s tím spojená nižší účinnost vakcín. U dětí očkovaných proti tetanu byla zjištěna negativní korelace mezi koncentrací kyseliny perfluoroktanové (PFOA) a perfluorhexansulfonové (PFHxS) v séru a hladinou příslušných protilátek. U dalších typů očkování (spalničky, zarděnky, příušnice a chřipka) jsou dostupná data zatím natolik neúplná a heterogenní, že není možné učinit jednoznačnější závěr.

Jak studie na zvířatech, tak i epidemiologický výzkum shodně prokázali účinek PFAS na imunitní systém, přičemž byl opakované pozorován monotónní vztah mezi koncentrací některých PFAS v lidském krevním séru a hladinou vybraných protilátek. Panel CONTAM (The Panel on Contaminants in the Food Chain) při EFSA se proto rozhodl, že tolerovatelný týdenní příjem (TWI) určí právě na základě imunotoxického účinku PFAS. Parametr TWI je určen pro sumární příjem čtyř klíčových zástupců PFAS a to PFHxS, PFOS, PFOA a PFNA a má hodnotu 4,4 nanogramu na kilogram tělesné váhy za týden. Dodržení daného limitu by mělo zajistit, že se v těle matek nenahromadí takové množství PFAS, které by po přestupu do těla kojenců prostřednictvím mateřského mléka poškodilo vývoj jejich imunitního systému. Tento limit by měl být samozřejmě dostatečný i pro prevenci dalších negativních účinků PFAS, které nastávají při vyšších dávkách (zvýšená hladina cholesterolu a ALT, nízká porodní váha).

Vezmeme-li v úvahu zjištěné úrovně kontaminace u jednotlivých typů potravin a typické složení spotřebního koše, vyjde nám, že střední hodnota souhrnného příjmu čtyř vybraných zástupců PFAS v zemích EU je v případě batolat 21 až 519 ng/kg/den, dětí 11 až 373 ng/kg/den, adolescentů 6 – 185 ng/kg/den a dospělých 6 až 112 ng/kg/den. V populaci 5 % nejvíce zatížených jedinců dochází k 5 až 220 násobnému překročení hodnoty TWI. Ryba ulovená ve Vltavě má v sobě tolik PFAS, že k překonání TWI pro 70kg osoby stačí průměrně 120gramová porce masa (37 g sušiny) – a to jen v případě, že se poblíž místa odlovu nebudou konat hasičské závody…

Literatura:

1. Sinclair, G.M., Long, S.M. and Jones, O.A., 2020. What are the effects of PFAS exposure at environmentally relevant concentrations?. Chemosphere, 258, p.127340.

2. Johnson, M.S., Buck, R.C., Cousins, I.T., Weis, C.P. and Fenton, S.E., 2021. Estimating Environmental Hazard and Risks from Exposure to Per‐and Polyfluoroalkyl Substances (PFASs): Outcome of a SETAC Focused Topic Meeting. Environmental toxicology and chemistry, 40(3), pp.543-549.

3. Steindal, E.H. and Grung, M., 2021. Management of PFAS with the aid of chemical product registries—an indispensable tool for future control of hazardous substances. Integrated Environmental Assessment and Management, 17(4), pp.835-851.

4. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (EFSA CONTAM Panel), Schrenk, D., Bignami, M., Bodin, L., Chipman, J.K., del Mazo, J., Grasl‐Kraupp, B., Hogstrand, C., Hoogenboom, L., Leblanc, J.C. and Nebbia, C.S., 2020. Risk to human health related to the presence of perfluoroalkyl substances in food. EFSA Journal, 18(9), p.e06223.

5. Zhang, X., Xue, L., Deji, Z., Wang, X., Liu, P., Lu, J., Zhou, R. and Huang, Z., 2022. Effects of exposure to per-and polyfluoroalkyl substances on vaccine antibodies: A systematic review and meta-analysis based on epidemiological studies. Environmental Pollution, p.119442.

6. Semerád, Jaroslav, Petra Horká, Alena Filipová, Jaroslav Kukla, Kateřina Holubová, Zuzana Musilová, Kateřina Jandová, Jan Frouz, and Tomáš Cajthaml. "The driving factors of per-and polyfluorinated alkyl substance (PFAS) accumulation in selected fish species: The influence of position in river continuum, fish feed composition, and pollutant properties." Science of The Total Environment 816 (2022): 151662.

Redakce si dovolila připojit jedno autorovo video: