Quartäre Ammoniumverbindungen (QAV) werden u.a. als Desinfektionsmittel, Pflanzenschutzmittel, Antistatika sowie kationische Tenside in Weichspülern und Seifen verwendet. Zum Einsatz kommen sie im industriellen Bereich z.B. in der lebensmittelverarbeitenden Industrie, in der Landwirtschaft und beim Holzschutz.
Für den jeweiligen Einsatzzweck muß zwischen den unterschiedlich langen aliphatischen Seitenketten unterschieden werden. Kurzkettige QAV werden vor allem zur Desinfektion (Melkreiniger, zur Stalldesinfektion) verwendet. QAV mit längeren Ketten dienen eher als Haarpflegemittel und Antistatik-Ausrüstung von Kunststoffen.
QAV besitzen eine gute Haftung auf Kunststoffen und Edelstahl. Sie können beim Einsatz in Bioziden zur Oberflächendesinfektion in der lebensmittelverarbeitenden Industrie Lebensmittel kontaminieren, wenn nach der Desinfektion nicht ausreichend mit Wasser nachgespült wird. [H.Knapp; Lebensmittelchemie 65, 1-16(2011)]
QAV wie Benzalkoniumchlorid (BAC) und Didecyldimethylammoniumchlorid (DDAC) werden auch direkt als Desinfektionsmittel auf Obst- und Gemüseerzeugnissen eingesetzt. In einigen Drittländern gibt es für DDAC auch Zulassungen als Nacherntebehandlungsmittel. Dabei gilt jedoch in der EU der Höchstgehalt von 0,01 mg/kg.
Die desinfizierende Wirkung beruht auf Einlagerung und Anreicherung der lipophilen Seitenkette in die Zellmembranen lebender Organismen. Allerdings werden nicht nur unerwünschte oder pathogene Keime abgetötet, sondern die QAV zerstören im nicht unerheblichen Maß gewollte Destruenten für den Abbau organischer Substanzen in Umwelt-Stoffkreisläufen. In Kläranlagen werden QAV sehr schlecht abgebaut und gelangen in beträchtlichen Mengen über die Abflüsse in die Umwelt. [Sütterlein, 2007] Toxizität und Abbaubarkeit sind dabei in starkem Maße von der Länge und Verzweigung der vorhandenen Alkylketten abhängig.
Im Hausstaub ist eine noch stärkere Akkumulation der QAV zu erwarten, da ein biologischer Abbau praktisch nicht stattfindet und so auch noch nach Jahren mit einer starken Kontamination zu rechnen ist. [Butte, 2004]
Für den Menschen gilt bisher nur eine geringe akute Toxizität. Möglich sind aber synergistische Effekte wie eine Erhöhung der Membrandurchlässigkeit gegenüber anderen schädlichen Substanzen und Schädigung der äußeren Haut. In Formulierungen werden diese synergistischen Eigenschaften in Kombination mit anderen Bioziden genutzt, um das Wirkungsspektrum zu verbessern.
In der aktuellen Mitteilung 024/2012 (25. Juni 2012) nimmt das BfR Stellung zu gefundenen Grenzwertüberschreitungen von DDAC in Obst- und Gemüseerzeugnisse. Es heißt:
„Bei Eigenkontrollen der Wirtschaft und Kontrollen der amtlichen Lebensmittelüberwachung wurden Rückstände von Didecyldimethylammoniumchlorid (DDAC) in Obst- und Gemüseerzeugnissen oberhalb des geltenden Rückstandshöchstgehaltes von 0,01 mg/kg gemessen. Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) hat bewertet, ob durch die ermittelten Rückstandsmengen eine Gesundheitsgefährdung für Verbraucher besteht. […] Das BfR hat auf Basis des Modells der Nationalen Verzehrsstudie II abgeschätzt, wieviel DDAC Verbraucherinnen und Verbraucher aus den belasteten Obst- und Gemüseerzeugnissen aufnehmen würden. Sowohl die akute Referenzdosis (ARfD) als auch die akzeptable tägliche Aufnahme (ADI) werden auch unter sehr konservativen Annahmen nicht überschritten. […] Das BfR kommt zu dem Schluss, daß sowohl eine akute als auch eine chronische Gefährdung für Verbraucherinnen und Verbraucher unwahrscheinlich ist.“
PiCA bestimmt ausgewählte QAV in verschiedenen Matrices u.a. in Lebensmitteln, Reinigungsmitteln und Wasser.