Water quality standards for PFOA, A proposal in accordance with the methodology of the Water ...

140 Pages·2017·2.3 MB·English

Water quality standards for PFOA
A proposal in accordance with the methodology of the
Water Framework Directive
RIVM Letter report 2017-0044
E.M.J. Verbruggen | P.N.H. Wassenaar | C.E. Smit

Water quality standards for PFOA
A proposal in accordance with the methodology of the
Water Framework Directive

RIVM Letter report 2017-0044
E.M.J. Verbruggen | P.N.H. Wassenaar | C.E. Smit
RIVM Letter report 2017-0044
Colophon

© RIVM 2017
Parts of this publication may be reproduced, provided acknowledgement
is given to: National Institute for Public Health and the Environment,
along with the title and year of publication.

DOI 10.21945/RIVM-2017-0044

E.M.J. Verbruggen (author), RIVM
P.N.H. Wassenaar (author), RIVM
C.E. Smit (author), RIVM

Contact:
Els Smit
Centrum voor Veiligheid van Stoffen en Producten
[email protected]

This investigation has been performed by order and for the account of
Ministry of Infrastructure and the Environment, within the framework of
'Chemical water quality, standard setting and priority substances
directive'

This is a publication of:
National Institute for Public Health
and the Environment
P.O. Box 1 | 3720 BA Bilthoven
The Netherlands
www.rivm.nl/en

PPaaggee 22 ooff 113377
RIVM Letter report 2017-0044
Synopsis
Water quality standards for PFOA
A proposal in accordance with the methodology of the Water Framework
Directive
RIVM proposes water quality standards for PFOA. This perfluoro
compound has been used for the production of teflon and is found in
many surface waters around the world. The quality standard for chronic
exposure accounts for the accumulation of PFOA in fish. Using this
information, RIVM calculated a safe concentration in water of
48 nanograms per liter, which is protective for lifetime consumption of
fish by humans and wildlife.

For this research an extensive overview was made of the scientific data
on effects of PFOA on aquatic organisms and the accumulation in biota.
Based on the oral risk limit for humans as derived recently by RIVM, a
maximum allowable concentration in fish was calculated assuming a
lifetime daily consumption. This biota standard is converted to an
equivalent safe concentration in water using information on the uptake
of PFOA from water by fish.

Data on bioaccumulation are needed because the water quality standard
for ecological effects on aquatic organisms is not sufficiently protective
for food chain effects. PFOA has a relatively low toxicity for water
organisms, but may pose a problem when entering the food chain via
fish.

The use of PFOA is restricted by European law, but it can still reach the
environment from PFOA-containing products that were produced in the
past. Because of its high persistence, emissions will lead to long term
presence in the environment. An initial comparison with monitoring data
indicates that the safe concentration derived in this research is not
exceeded in Dutch surface waters.

Keywords: PFOA; water quality standards; perfluoro compounds

Page 3 of 137
RIVM Letter report 2017-0044

PPaaggee 44 ooff 113377
RIVM Letter report 2017-0044
Publiekssamenvatting
Waterkwaliteitsnormen voor PFOA
Een voorstel volgens de methodiek van de Kaderrichtlijn Water
Het RIVM doet een voorstel voor waterkwaliteitsnormen voor PFOA.
Deze perfluorverbinding is jarenlang gebruikt bij de productie van teflon
en wordt overal ter wereld in het oppervlaktewater aangetroffen. De
norm voor de langetermijn-blootstelling houdt rekening met de mate
waarin PFOA zich ophoopt in vis. Met die informatie heeft het RIVM
berekend dat een concentratie van 48 nanogram per liter veilig is als
mensen, vogels en zoogdieren hun leven lang vis uit dat water zouden
eten.

Voor dit onderzoek is een uitgebreid overzicht gemaakt van wat er in de
wetenschappelijke literatuur bekend is over de effecten van PFOA op
waterorganismen en in welke mate ze deze stof opnemen. In eerder
onderzoek heeft het RIVM bepaald hoeveel een mens van de stof zou
mogen binnenkrijgen zonder daar schadelijke gevolgen van te
ondervinden. Vervolgens is berekend wat er maximaal in vis zou mogen
zitten als mensen elke dag gedurende hun hele leven vis zouden eten.
Deze waarde in vis is vertaald naar een veilige concentratie in water. Dit
is gedaan met behulp van gegevens over de mate waarin vissen PFOA
opnemen vanuit het water.

Deze werkwijze is gevolgd omdat de voedselketen onvoldoende wordt
beschermd door de ecologische norm voor waterorganismen. PFOA is
relatief weinig giftig voor waterorganismen zelf, maar kan een probleem
vormen als de stof via vis in de voedselketen terechtkomt.

Het gebruik van PFOA is in Europa inmiddels aan banden gelegd, maar
kan nog wel vrijkomen uit producten waarin de stof in het verleden is
verwerkt. Omdat PFOA nauwelijks afbreekt, zullen restanten nog lang in
het milieu aanwezig blijven. Uit een eerste vergelijking met
meetgegevens blijkt echter dat de veilige concentratie momenteel niet
wordt overschreden in Nederlands oppervlaktewater.

Kernwoorden: PFOA; waterkwaliteitsnormen; perfluorverbindingen

Page 5 of 137
RIVM Letter report 2017-0044

PPaaggee 66 ooff 113377
RIVM Letter report 2017-0044
Contents
1 Introduction — 11
1.1 Context of the report — 11
1.2 Standards considered — 11
1.3 Methodology — 13
1.3.1 General remarks — 13
1.3.2 Derivation of the QS — 13
water, hh food
1.3.3 Derivation of the QS and QS — 15
fw, secpois sw, secpois
1.3.4 Derivation of the QS and MAC-QS for direct ecotoxicity — 20
eco eco
2 Information on the substance — 23
2.1 Identity and physico-chemical properties — 23
2.2 Behaviour in the environment — 24
2.2.1 General remarks — 24
2.2.2 Persistence and mobility — 25
2.2.3 Partitioning to sediment — 25
3 Bioconcentration, bioaccumulation and food chain transfer — 27
3.1 General remarks — 27
3.2 Laboratory studies — 27
3.3 Field bioaccumulation data — 31
3.3.1 Overview of field bioaccumulation studies — 31
3.4 Mechanism of accumulation — 37
3.5 Selection of BAF values — 38
3.5.1 Slope determined on all data per taxonomic group — 38
3.5.2 Generic slope based on data for individual species 41
3.5.3 Comparison of both methods and choice for final method — 43
3.6 Trophic magnification in plankton, invertebrates and fish — 50
3.7 Biomagnification in the marine food chain — 51
3.8 Selection of biomagnification parameters — 56
4 Derivation of human-health based quality standards — 59
4.1 Human toxicological risk limit — 59
4.2 Quality standard for drinking water abstraction — 59
4.3 Quality standard for human fish consumption — 59
5 Derivation of quality standards for secondary poisoning — 61
5.1 Effects on birds and mammals — 61
5.2 Derivation of the QS — 63
biota, secpois
5.3 Derivation of the QS and QS — 64
fw, secpois sw, secpois
6 Derivation of quality standards for direct ecotoxicity — 65
6.1 Ecotoxicological effect data — 65
6.1.1 Laboratory toxicity data — 65
6.1.2 Microcosm studies — 68
6.2 Pooling of freshwater and marine effect data — 71
6.3 Derivation of the MAC-EQS — 72
eco
6.3.1 AF approach — 72
6.3.2 Species Sensitivity Distributions — 72
6.3.3 Conclusions on the MAC-EQS — 74
6.4 Derivation of the AA-QS — 74
eco
Page 7 of 137
RIVM Letter report 2017-0044
7 Discussion and conclusions — 77
Acknowledgements — 79
References — 81
Annex 1. Summary of bioconcentration studies with fish and
bivalves — 91
Annex 2. Summary of field bioaccumulation studies — 95
Annex 3. Detailed bird and mammal toxicity data — 122
Annex 4. Detailed aquatic ecotoxicity data — 127
PPaaggee 88 ooff 113377