»Die Konzentrationen waren so hoch, dass wir uns wunderten, ob wir überhaupt richtig gemessen hatten.« Mit diesen Worten berichtet Karsten Nödler, Wissenschaftler am Technologiezentrum Wasser in Karlsruhe (TZW), von einem Fund, den er 2016 mit seinem Team in Heidelberg machte. Eigentlich wollte ein Doktorand eine neue Methode entwickeln, um kleine fluorhaltige Moleküle im Wasser nachzuweisen. Dadurch fand er im Trinkwasser einen Stoff, der Umweltfachleuten heute Kopfzerbrechen bereitet: Trifluoressigsäure.

Das kleine Molekül mit dem langen Namen ist so etwas wie der Endgegner all jener, denen die Wasserqualität am Herzen liegt. Wie man heute weiß, zersetzen sich unzählige Chemikalien zu dieser Substanz. Sie gehören zur Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen, kurz PFAS, und sie alle haben fluortragende Kohlenstoffatome in ihrem Gerüst. Mehrere tausend Chemikalien zählen dazu, ihre Anwendungen sind so vielfältig wie ihr Aussehen. Forscher haben Reste solcher Substanzen schon überall gefunden, sei es in der entlegenen Arktis oder im menschlichen Blut. Viele dieser Stoffe setzen nun aber dasselbe Molekül frei, das sich nach und nach in der ganzen Welt ansammelt – und sich zu einem gigantischen Problem aufsummiert. 

Bis vor einigen Jahren erahnten nur die wenigsten Fachleute solch eine Entwicklung. Industriebetriebe stellen das Molekül her, um fluorhaltige Bausteine in andere Chemikalien einzubringen: in Wirkstoffe für Pflanzenschutzmittel oder für Medikamente, in Schmiermittel, in wasserabweisende Kunststoffe oder in Kühlmittel für Klimaanlagen. Doch offensichtlich gelangt Trifluoressigsäure einerseits direkt aus den Fabriken, andererseits als Abbauprodukt aus diesen vielen Quellen ins Regenwasser, in Flüsse, Seen und Meere sowie ins Grundwasser. Trifluoressigsäure ist überall.

Das wäre kein so großes Problem, wenn die Substanz nicht so unglaublich beständig wäre. TFA, wie Fachleute sie abkürzen, ist quasi unzerstörbar. Und als wäre das nicht schlimm genug, lässt sie sich erst gar nicht aus dem Wasser herausholen.

Was aber macht man mit einem Molekül, das offenbar allerorten entsteht und nicht mehr einfach so wegzubekommen ist?

Einmal im Wasser, immer im Wasser

Trifluoressigsäure ist zu polar, um an Aktivkohlefilter zu binden, mit denen etwa Medikamentenrückstände aus dem Wasser gefiltert werden. Sie lässt sich nicht durch Chlorierung zerstören, die zur Desinfektion von Wasser eingesetzt wird, denn die Bindung zwischen Kohlenstoff und Fluor ist zu stabil. Ionentauscher, die geladene Moleküle binden, eignen sich nicht, weil zuerst viele andere Stoffe daran haften bleiben, die in größeren Mengen im Wasser vorhanden sind als TFA. Selbst die Ozonierung, mit der etwa Wasserwerke Mikroorganismen abtöten, zerstört das Molekül nicht. Die einzige Technik, mit der man es theoretisch aus dem Wasser holen könnte, ist die Umkehrosmose: ein aufwändiges und teures Verfahren, das hauptsächlich zur Meerwasserentsalzung verwendet wird. Für die flächendeckende Trinkwasserbehandlung in Deutschland käme es aber nicht in Frage, sagt Helena Banning, Geoökologin am Umweltbundesamt. Die Methode entzieht dem Wasser auch alle anderen Inhaltsstoffe, inklusive Mineralstoffen, die man anschließend wieder zusetzen müsste. »Das ist völlig unrealistisch und gesellschaftlich nicht gewollt.«

Banning beschäftigt sich schon seit 2017 mit der Frage, wie TFA entsteht. Damals hatte sie einen Zulassungsantrag für das Pflanzenschutzmittel Flufenacet auf dem Tisch. Der Wirkstoff, ein organisches Molekül, enthält an einer Stelle ein Kohlenstoffatom, das drei Fluoratome trägt. Wie üblich, musste die Herstellerfirma anhand von Unterlagen zeigen, welche Substanzen aus ihrem Wirkstoff entstehen können. Und da wurde Banning hellhörig: »Die Studien zeigten, dass sich daraus Trifluoressigsäure bildet«, sagt die Forscherin. So etwas hatte sie doch schon einmal gehört – im Zusammenhang mit bestimmten fluorhaltigen Industriechemikalien, bekannt unter dem Kürzel PFAS. Ihr kam der Verdacht, dass sie hier einem größeren Problem auf der Spur war: »Kann es sein, dass aus allen Stoffen mit einer C-CF₃-Gruppe Trifluoressigsäure entsteht?«

Einige Umweltexperten warnten damals bereits davor, den Eintrag von TFA in die Umwelt einfach hinzunehmen – obwohl man noch dachte, das Molekül sei ungefährlich. »Die europäischen Behörden machen sich zu Recht Sorgen. Denn sie handeln nach dem Vorsorgeprinzip«, sagt Karsten Nödler vom TZW. »Wenn man das Problem ignoriert und einige Jahre später feststellt, dass die Substanz doch toxisch ist, dann ist es zu spät.« Als er mit seinem Team damals die hohen Werte für TFA im Heidelberger Trinkwasser fand, machten sie sich auf die Suche nach der Ursache. Im Neckar maßen sie stellenweise mehr als 100 Mikrogramm TFA pro Liter Wasser. Den Verursacher fanden die Wissenschaftler schließlich in Bad Wimpfen: Die dort ansässige Firma Solvay, die Fluorchemikalien herstellt, hatte die Substanz in den Fluss geleitet.

Heute fließen im Schnitt zwar nur wenige Mikrogramm TFA pro Liter den Neckar hinunter. Der Hersteller Solvay etwa bringt laut dem Regierungspräsidium Stuttgart 90 Prozent weniger TFA ein als noch 2016, erzählt Helena Banning. 2021 erhielt die Firma eine verlängerte Einleitungsgenehmigung, die Menge wurde auf ein Kilogramm TFA pro Stunde verringert – was immer noch ziemlich viel ist. Im September 2025 kündigte Solvay dann an, die Produktion TFA-basierter Chemikalien bis 2026 einzustellen. Bis heute zählt die Neckarregion zu den am stärksten mit TFA belasteten Gebieten in Deutschland.

Einzelne Betriebe, die Trifluoressigsäure herstellen oder verwenden und sie mit dem Abwasser in Gewässer einspeisen, sind eventuell eine der größten Quellen für TFA, schätzt das Umweltbundesamt. In der EU werden zwischen 100 und 1000 Tonnen der Chemikalie pro Jahr produziert oder importiert, vier der sieben dafür registrierten Betriebe befinden sich in Deutschland. Wie viel TFA deren Abwasser enthalten darf, ist nicht vorgegeben.

Neue toxikologische Befunde

Dass es bis vor Kurzem keine Grenzwerte für den Stoff gab, liegt auch daran, dass er nicht als Risikosubstanz galt. Mittlerweile zeigen Studien aber, dass TFA die Fruchtbarkeit gefährdet und ungeborene Kinder schädigen kann.

Auf Basis dieser Studien stuft das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) den Stoff offiziell als reproduktionstoxisch ein. Damit ist die Behörde nicht allein: »Hersteller von Pflanzenschutzmitteln haben selbst einen Antrag bei der ECHA, der Europäischen Chemikalienagentur, eingereicht, um TFA als reproduktionstoxisch einzustufen«, erzählt Banning. »Viele Fachleute kommen hier zum selben Ergebnis.«

Das ist ein Hebel, um das Problem flächendeckend anzugehen. Denn aus der Einstufung folgen direkt strengere Regeln für manche Chemikalien. So dürfen reproduktionstoxische Stoffe nicht ins Grundwasser gelangen – es gilt ein Grenzwert von 0,1 Mikrogramm pro Liter. Hersteller von Pestiziden müssen deshalb nun nachweisen, dass weniger als diese Menge an TFA ins Grundwasser gelangt, wenn Landwirte ihre Mittel einsetzen. Für manche bedeutet das möglicherweise das Aus: »EU-weit können mehr als 30 Stoffe in Pflanzenschutzmitteln nach dieser Einstufung kritisch sein«, sagt Banning. Schätzungen des UBA zufolge setzen fluorhaltige Pflanzenschutzmittel jährlich bis zu 500 Tonnen Trifluoressigsäure frei.

Aber können Regeln die Verbreitung einer Substanz aufhalten, die aus Hunderten, vielleicht Tausenden Quellen stammt?

Auch immer mehr Medikamente enthalten Fluoratome im Molekül. Sie machen Arzneien effektiver oder sorgen dafür, dass der Körper sie langsamer abbaut. Dadurch müssen Patienten den Wirkstoff seltener und in geringerer Dosis einnehmen. Bislang gibt es keine Zahlen dazu, wie viel TFA über Medikamente ins Abwasser und damit in die Flüsse gelangt. Nödler bezweifelt allerdings, dass der Beitrag besonders hoch ist: »Ich denke, Medikamente sind unser kleinstes Problem«, sagt er.

TFA entsteht auch in der Atmosphäre. Dort reagieren fluorhaltige Kältemittel mit Hydroxyl- und Chlorradikalen. Kommen die gebildeten Stoffe in Kontakt mit Wasser, entsteht Trifluoressigsäure – die mit Regen oder Schnee wieder auf die Erde gelangt. »Niederschlag gilt nach aktuellem Kenntnisstand als einer der wichtigsten diffusen Eintragspfade von TFA für die nichtmarine Umwelt«, schreibt das Umweltbundesamt in einer Analyse zu TFA und deren Quellen aus dem Jahr 2023. Demnach regnen auf diesem Weg schätzungsweise 100 Tonnen Trifluoressigsäure im Jahr über Deutschland ab.

Das klingt zwar gewaltig. Doch die Menge, in der TFA zurzeit in der Welt ist, sei noch nicht bedenklich, versichert das BfR. »Der toxikologische Effekt wurde im Tiermodell erst bei TFA-Konzentrationen nachgewiesen, die deutlich oberhalb der Gehalte in der Umwelt liegen. Derzeit sind gesundheitliche Beeinträchtigungen deshalb nicht zu erwarten, wenn mit TFA belastetes Wasser oder Nahrungsmittel verzehrt werden«, ließ sich etwa Andreas Hensel, der Präsident des BfR, in einer Pressemitteilung von Mai 2025 zitieren. Auch andere Experten sehen das so. »Ich mache mir da weniger Sorgen. Wir haben einen Trinkwasserleitwert, der toxikologisch gut begründet ist und der noch Sicherheitsfaktoren einrechnet«, urteilt Nödler. Aktuellste Studien legen nahe, dass es akzeptabel ist, wenn ein Mensch täglich bis zu 0,018 Milligramm TFA pro Kilogramm Körpergewicht aufnimmt. Ausgehend von diesem Wert hat das UBA im Jahr 2020 einen Trinkwasserleitwert von 60 Mikrogramm pro Liter ermittelt. 

Noch sind die gemessenen Gehalte ungefährlich

Laut einer Studie, die das TZW im Jahr 2023 für das Umweltbundesamt erstellt hat, sind deutsche Gewässer mit 0,1 bis 10 Mikrogramm TFA pro Liter belastet. Hohe Werte von mehr als 30 Mikrogramm pro Liter finden sich fast kontinuierlich entlang der großen Flüsse Rhein und Elbe sowie im Unterlauf des Neckars. Für die Erhebung werteten die Experten Daten der Bundesländer zwischen 2016 und 2021 aus.

Dafür, dass diese Werte langsam steigen, gibt es Indizien. Die Behörden der Bundesländer überprüfen an einer wachsenden Zahl von Messstellen die Konzentration der Chemikalie – an zwei Dritteln davon finden sie bereits TFA. Weil es keine Pflicht gibt, die Gehalte kontinuierlich zu überwachen, lässt sich aber nicht mit hundertprozentiger Sicherheit sagen, ob die Konzentrationen zunehmen. »Dazu bräuchte man einheitliche Messreihen über 10 bis 20 Jahre«, sagt Banning. Die Vermutung liegt jedoch nahe, dass über Industriebetriebe, Landwirtschaft und Kältemittel konstant neue TFA in die Gewässer strömt. Und es gibt erste Studien dazu: So fand eine Forschungsgruppe um Karsten Nödler, dass die TFA-Gehalte in den Blättern verschiedener Bäume in den zurückliegenden Jahren stark gestiegen sind. Und wie eine Untersuchung aus Dänemark ergab, reichert sich die Substanz vor allem seit den 1980er- und 1990er-Jahren zunehmend im Grundwasser an.

Der einzige Weg, zu verhindern, dass sich Trifluoressigsäure immer weiter ansammelt, bleibt jedenfalls, keine mehr freizusetzen – oder zumindest so wenig wie möglich. Denn wenn die nicht abbaubare Chemikalie weiterhin in die Umwelt gelangt, wird ein Grenzwert irgendwann auf jeden Fall überschritten – egal, wie hoch er ist. »Die derzeitigen Gehalte sind nicht akut gesundheitsgefährdend. Aber wir müssen uns darum kümmern«, sagt Helena Banning.

Die neuesten, strengeren Regeln für Pestizide zeigen schon Wirkung. So ist Flufenacet – das Herbizid, das Banning damals auf dem Tisch hatte – seit März 2025 EU-weit verboten, unter anderem, weil es Trifluoressigsäure bildet. Anderen Stoffen könnte es ähnlich ergehen.

Nicht alle sehen einen automatischen Ersatz von Wirkstoffen positiv. Ohne den Boost durch das Element Fluor könnte es etwa sein, dass Agrochemikalien weniger wirksam werden, gibt Karsten Nödler zu bedenken: »Ein Landwirt müsste dann möglicherweise größere Mengen Pestizid ausbringen, um dieselbe Wirkung zu erzielen. Da dies erneut Schwierigkeiten mit sich bringen könnte, sollte es sorgfältig abgewogen werden. Ein Problem soll nicht durch ein anderes ersetzt werden.« Dasselbe Argument gilt für Medikamente. Für fluorhaltige Kältemittel hingegen gibt es schon heute adäquaten Ersatz: Ammoniak oder Kohlenstoffdioxid kommen bereits in Industrieanlagen als Kältemittel zum Einsatz.

Vielleicht kommt die Lösung für das Trifluoressigsäure-Problem auch von anderer Stelle. 2024 haben fünf europäische Länder, darunter Deutschland, bei der ECHA einen Antrag eingereicht, PFAS insgesamt zu verbieten. Das Papier wird heftig diskutiert, denn würde der Antrag in seiner Ursprungsform genehmigt, dann bräuchte man für Tausende Stoffe einen adäquaten Ersatz. Doch selbst wenn nur ein großer Teil verboten wird und es Ausnahmen geben wird: So könnte man gleich Tausende mögliche Quellen für TFA eliminieren.

Transparenzhinweis: Im September 2025 gab die Firma Solvay bekannt, die Produktion TFA-basierter Stoffe bis 2026 einzustellen. Der Artikel wurde aktualisiert.