Von Molekülen zu Emissionen

Im letzten Artikel haben wir die jährlichen Verkaufszahlen von CF₃-haltigen Pestiziden nach Jahr und nach Substanz dargestellt. Addiert man alle zwischen 2008 und 2024 in Frankreich verkauften Mengen, ergibt sich ein Gesamtvolumen von etwa 29,6 Millionen Kilogramm dieser Pestizide.
Dies lässt sich jedoch nicht einfach in 29,6 Millionen Kilogramm TFA »umrechnen«. Die CF₃-Gruppe in einer Summenformel macht nur einen Bruchteil des Gesamtgewichts eines Pestizids aus.

Stellen Sie sich das wie einen Schokoladenkeks vor: Das Gesamtgewicht des Kekses sagt nichts darüber aus, wie viel Schokolade darin enthalten ist. Die Schokolade ist nur ein Teil des Ganzen.
Ähnlich verhält es sich mit der CF₃-Gruppe: Sie macht nur einen Bruchteil des Gesamtgewichts des Pestizids aus – und nur dieser Bruchteil kann potenziell zu TFA werden.

Das Potenzial zur Bildung von TFA lässt sich recht einfach abschätzen.

• Zunächst benötigen Sie das Molekulargewicht jedes Pestizids. Diese Information ist in öffentlichen chemischen Datenbanken leicht zugänglich.
• Zweitens müssen Sie wissen, wie viele CF₃-Gruppen in der Molekülstruktur vorhanden sind – in den meisten Fällen ist es nur eine.
• Schließlich benötigen Sie das Molekulargewicht von TFA selbst.

Mit diesen drei Informationen können Sie die theoretisch maximale Menge an TFA abschätzen, die sich bilden könnte. Die Berechnung sieht wie folgt aus:

Anzahl der CF₃-Gruppen × Molekulargewicht von TFA ÷ Molekulargewicht des Pestizids

Bei den 41 in Frankreich eingesetzten CF₃-haltigen Pestiziden ergibt sich eine Spanne beim TFA-Bildungspotenzial von 0,2 bis 0,5 kg TFA pro kg Pestizid. Mit anderen Worten: Theoretisch könnten etwa 20 % bis 50 % der ausgebrachten Pestizidmenge in TFA umgewandelt werden.

Die am häufigsten verwendeten CF₃-Pestizide – Flufenacet und Diflufenican – weisen ein TFA-Bildungspotenzial von etwa 0,3 kg TFA pro kg Pestizid auf. Die folgende Abbildung zeigt die geschätzten TFA-Emissionen nach Pestiziden.

Zwischen 2008 und 2024 könnten durch den Pestizideinsatz in Frankreich theoretisch bis zu 9,7 Millionen Kilogramm TFA entstanden sein. Bemerkenswert ist, dass allein auf Flufenacet und Diflufenican rund 47 % dieses TFA-Gesamtpotenzials entfallen.

Aromatisch – aber nicht so harmlos wie Plätzchen …

Ein genauerer Blick auf die Molekülstrukturen der 41 Pestizide offenbart ein auffälliges Muster: 29 von ihnen enthalten nicht nur CF₃-Gruppen, diese sind dort zudem an aromatische Systeme wie Benzol- oder Pyridinringe gebunden. Die folgende Abbildung zeigt die chemische Struktur von Fluopyram. Es enthält zwei CF₃-Gruppen:

• eine, die an einen Pyridinring gebunden ist (oben)
• eine, die an einen Benzolring gebunden ist (unten)

Das ist kein Zufall. Diese Strukturen werden bewusst eingesetzt, um die Stabilität und Wirksamkeit in der Praxis zu erhöhen.

Doch diese Stabilität hat auch Konsequenzen. Sie bedeutet, dass diese Verbindungen nur langsam abgebaut werden. Und während dieses Prozesses können sie nicht nur TFA bilden, sondern auch eine Reihe anderer, äußerst persistenter und mobiler Umwandlungsprodukte.

Im nächsten Artikel untersuchten wir, welche Produkte am stärksten zur theoretischen TFA-Emission beitragen.