PFAS in de voedselketen

Doordat PFAS overal in de leefomgeving is terug te vinden komt PFAS  ook in planten en ander bodemleven terecht. Zo ook in ons voedsel zoals groenten, fruit, melk, vlees, vissen en in ons drinkwater. PFAS worden ook gemeten in eieren van hobbykippen en in moestuinen, vooral in de regio Dordrecht en Helmond. Het RIVM heeft in 2023 berekend hoeveel PFAS Nederlanders binnen krijgen via voedsel en drinkwater en dat dit al boven de gezondheidskundige grenswaarde (4.4 ng/kg lichaamsgewicht) ligt. Hoe PFAS verspreid door de voedselketen en waar je op moet letten in  onderzoek hiernaar, lees je op deze kennispagina.

PFAS ophoping

PFAS moleculen kunnen via voeding en opname uit het omliggende milieu (dit wordt verderop besproken) in organismen terecht komen. Deze processen heten respectievelijk biomagnificatie en bioconcentratie. PFAS moleculen breken nauwelijks af, kunnen zich binden aan m.n. eiwitten en vetten en stapelen zich door de bovengenoemde processen op in de voedselketen (bioaccumulatie). Hoe hoger in de voedselketen, des te hoger over het algemeen de concentratie. Een recent review artikel laat zien dat over de hele wereld inderdaad de hoogste concentraties PFAS hoger in de voedselketen worden gevonden, d.w.z. met name in dierlijke (en dus vooral eiwitrijke) producten . De risico’s die hierdoor ontstaan bij organismen hoger in de voedselketen (vogels, zoogdieren) wordt doorvergiftiging genoemd.

Niet alle PFAS-verbindingen bioaccumuleren op dezelfde manier. Dit is afhankelijk van de fysische en chemische eigenschappen en van de omgeving waarin ze al dan niet accumuleren. Over het algemeen accumuleren langketenige PFAS-sen meer (ook wel: een grotere bioaccumulatiefactor (BAF) hebben) dan korte-keten PFAS. Ook kan worden gesteld dat PFAS-sen over het algemeen goed accumuleren in eiwitrijk materiaal. Van het gedrag van korte-keten PFAS in de voedselpiramide is nog maar weinig bekend.

Resultaten van onderzoeken in planten

De eerste onderzoeken wijzen erop dat PFAS-verbindingen door planten heen getransporteerd kunnen worden. Planten nemen PFAS namelijk mee met hun wateropname: het meeste komt eerst in de wortels terecht, en sommige PFAS bewegen dan via de stengel naar bladeren en vruchten. Over het algemeen reizen korte keten-PFAS en perfluorcarbonzuren (PFCA’s) via de plantsappen vrijer naar eetbare delen, terwijl lange keten-PFAS en perfluorsulfonzuren (PFSA’s) eerder in de wortels blijven hangen. Bladgroenten en snelgroeiende gewassen kunnen meer PFAS opnemen dan granen of langzaam groeiende planten.

Er worden op dit moment modellen ontwikkeld om de opname en verspreiding van PFAS in de voedselketen te verklaren en mogelijk ook te voorspellen. Met als doel de blootstelling en daarmee de effecten voor de mens de kwantificeren. De modellen die meer zijn toegespitst op opname door planten zijn vaak toegespitst op een bepaalde locatie en plant-combinatie en nog niet algemeen toepasbaar (voor verschillende gewassen/ verschillende bodemtypen).

Figuur 1: Bioaccumulatie en verplaatsing van PFAS in (a) landplanten en (b) waterplanten. De rode moleculen stellen PFCAs voor en de blauwe de PFSAs (afbeelding van Huang et al., 2021)

Pfas in de landbouw

In de landbouwsector speelt PFAS ook een rol: aan de ene kant kunnen PFAS via bodem en water in de planten en gewassen en zo in ons voedsel terechtkomen, zoals hierboven benoemd. Aan de andere kant kunnen handelingen in de agrarische sector ook een bron zijn van verspreiding en opname van PFAS in het milieu en de gewassen: Gewasbeschermingsmiddelen kunnen namelijk ook PFAS bevatten. De PFAS-componenten in de gewasbeschermingsmiddelen hebben dan als doel het middel minder snel te laten afbreken en zo langer effectief te laten zijn. De middelen zelf of hun metabolieten (bijvoorbeeld TFA, trifluorazijn) kunnen ophopen in het milieu en de gewassen.[2] Nota bene: het voorstel van de REACH-restrictie op PFAS van Nederland en enkele andere landen, omvat niet het gebruik van PFAS in gewasbeschermingsmiddelen.  

Het gedrag van PFAS en de opname van PFAS door planten/gewassen is niet in alle bodems hetzelfde. Hier wordt nog veel onderzoek naar gedaan. De belangrijkste factoren die het gedrag van PFAS in bodems i.c.m. planten bepalen zijn: (afkomstig uit review van Mei et al. 2021)

  • Een hoger gehalte organisch koolstof in de bodem leidt tot meer PFAS-binding in de bodem. Hierdoor is PFAS minder beschikbaar voor uitloging of voor opname door planten, wat de biobeschikbaarheid vermindert;
  • De zuurtegraad (pH) heeft over het algemeen geen groot effect op PFAS opname door planten, hoewel de zuurtegraad natuurlijk wel de plantgroei kan beïnvloeden, en heeft het invloed op de sorptie van PFAS Higgins en Luthy, 2006;
  • Bij hogere temperaturen wordt over het algemeen meer PFAS uit de bodem opgenomen door een toegenomen metabolisme;
  • Aanwezigheid van aerobe omstandigheden en microbiële activiteit kan ervoor zorgen dat PFAS-sen omgezet worden naar meer biologisch beschikbare vormen.

Onderzoeksstrategie

Bemonstering

Er zijn op dit moment nog geen protocollen voor het bemonsteren van PFAS in voedingsmiddelen en gewassen. Wie onderzoek doet naar PFAS in voedsel moet dus zelf goed nadenken over de bemonsteringswijze. Literatuurstudie van eerder uitgevoerde onderzoeken helpt om fouten te voorkomen. Door aan te sluiten op onderzoeken van anderen kun je resultaten van onderzoeken ook beter met elkaar vergelijken. Keuzes rondom ruimtelijke verdeling van de monsters, eventuele duplo’s of triplo’s is voorlopig iedere keer maatwerk.

Om de gevolgen van PFAS-opname in gewassen op de gezondheid te bepalen is het belangrijk de eetbare delen op PFAS te testen en niet de gehele plant. Hetzelfde geldt voor bijvoorbeeld kippeneieren: neem hierin niet de eierschil mee, maar alleen het eiwit en eigeel. 

Om contaminatie tijdens monstername te voorkomen is het belangrijk om met de volgende zaken rekening te houden:

  • De materialen die worden gebruikt moeten PFAS-vrij zijn en ook niet PFAS absorberend. Informeer bijvoorbeeld bij het laboratorium welke emballage geschikt is. Hanteer daarnaast bekende werkwijzen rondom PFAS-bemonstering die we kennen uit het bodem- en waterwerkveld. Zie bijvoorbeeld het bemonsteringsprotocol op de site van IPLO;
  • Om “meetfouten” te voorkomen dienen planten gereinigd te worden voor de analyse op PFAS. Dit om onbedoelde stoffen op te plant mee te analyseren op PFAS, zoals gronddeeltjes. Hetgeen tot afwijkingen kan leidden;
  • Monsters moeten donker, koel en luchtdicht bewaard blijven. PFAS kunnen namelijk afbreken tot kortere keten-PFAS onder invloed van licht en warmte. Ook zijn er vluchtige PFAS. Als je deze meeneemt in de analyse is een luchtdichte verpakking essentieel.

Analyses

Ook voor het analyseren van PFAS in voedingsmiddelen en gewassen bestaat nog geen standaardmethode. Om er voor te zorgen dat je de werkwijze van het laboratorium aansluit bij het doel van het onderzoek is het belang dat je met het laboratorium het volgende afstemt:

  • Hoe wordt het monster opgeslagen? Koel en luchtdicht (zie voorgaande paragraaf)
  • Hoe wordt het monster voorbehandeld? Worden vocht en aarde van tevoren verwijderd of niet? En komt dit overeen met het doel van je onderzoek? Onderzoek je bijvoorbeeld hoeveel PFAS er in wortels aanwezig zijn, dan wil je aarde-resten misschien ook meenemen in je analyse.
  • Wordt het monster direct bij binnenkomst gevriesdroogd of langzaam aan de lucht gedroogd? Dit kan namelijk invloed hebben op de mogelijke vervluchtiging van PFAS uit het monster. De manier van het onttrekken van water aan het monster kan daarom invloed hebben op de aanwezige PFAS, waardoor een onderschatting wordt gemeten aan PFAS met een korte (vluchtige) ketens als het materiaal aan de lucht gedroogd wordt.
  • Welke periode tussen monstername en analyse? Deze houd je het liefste zo kort mogelijk, in verband met uitdamping en afbraak van de verbindingen. Er zijn op dit moment geen richtlijnen voor conserveringstermijnen beschikbaar.

Laboratoria bieden verschillende analysepakketten voor PFAS in gewassen en voedingsmiddelen aan. Deze pakketten zijn nog volop in ontwikkeling. Een voorbeeld is dat niet alle laboratoria de standaard-set aan (28) verbindingen van de advieslijst uit 2019 testen, die doorgaans wordt aangeboden Soms is er een breder analysepakket beschikbaar, maar soms ook een minder uitgebreid pakket, zoals de EFSA-4[1]. Wanneer een vergelijking gemaakt moet worden tussen de verbindingen in het gewas en de verbindingen in de bodem of het water waarin het groeit, is het belangrijk om pakketten te kiezen die dezelfde PFAS verbindingen testen.

Toetsing van de PFAS-gehalten

In 2020 heeft de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (European Food Safety Autority, EFSA) een voorlopige, gezondheidskundige grenswaarde voor PFAS uitgebracht[2]. Deze EFSA-grenswaarde is gebaseerd op de vier meest voorkomende PFAS-verbindingen in voedsel, ook wel de EFSA-4 genoemd. Het betreft de verbindingen PFOA, PFOS, PFNA en PFHxS.

De EFSA-grenswaarde is een Toelaatbare Wekelijkse Inname (TWI): de maximale inname van stoffen in voedingsmiddelen, zoals nutriënten of contaminanten, die wekelijks gedurende het leven kunnen worden geconsumeerd zonder dat dit nadelige gezondheidseffecten heeft. Met de som van de concentratie van deze vier PFAS-verbindingen kun je dus berekenen hoeveel product je per week mag eten.

De grenswaarde is tot op heden niet wettelijk vastgelegd in Europa of in Nederland. Volgens RIVM kan deze grenswaarde wel alvast gebruikt worden om voedingsmiddelen te toetsen.

Normen van voedingsmiddelen

Voedingsmiddelen die voor consumenten worden geproduceerd, moeten voldoen aan de eisen van de Europese verordening 2023/915. Deze verordening beschrijft de wettelijke kwaliteitseisen voor voedsel in Europa, inclusief maximale gehalten voor de som van vier PFAS (EFSA-4).

Momenteel bestaan er geen Europese wettelijke normen voor PFAS in voedsel dat door particulieren wordt geproduceerd. Denk hierbij aan eieren van eigen kippen of gewassen uit eigen moestuin. Het voedsel hoeft niet aan de strenge eisen te voldoen, hoewel de grenswaarden wel nuttig kunnen zijn voor het interpreteren van de resultaten.

Links en rapporten

Dit stuk is tot stand gekomen in samenwerking met: