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PFAS: Wie man »unzerstörbare« Chemikalien zerstört

Die fluorhaltigen PFAS sind ein wachsendes Umweltproblem, weil sie kaum abgebaut werden. Zudem sind sie gesundheitsschädlich. Doch nun soll superheißes Wasser sie vernichten.
Seifenschaum in Großaufnahme.

Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) gelten als »unzerstörbare« Chemikalien. Sie werden praktisch nicht abgebaut und reichern sich in Mensch und Umwelt an. Zu den mutmaßlichen gesundheitlichen Folgen gehören Asthma, Krebs und Veränderungen an den Fortpflanzungsorganen – und wie man PFAS wieder loswird, war bisher völlig unklar. Nun gibt es erste Ansätze, die widerstandsfähigen Moleküle zu zerstören.

Die wichtigste Zutat, die für diese Substanzklasse charakteristischen Kohlenstoff-Fluor-Bindungen aufzubrechen, ist Hitze. In einer im &aquo;Journal of Environmental Engineering« veröffentlichten Studie stellte die US-Umweltschutzbehörde EPA fest, dass eine als »supercritical water oxidation« bezeichnete Technik 99 Prozent der in einer Wasserprobe enthaltenen PFAS zerstörte.

PFAS haben eine Kombination von Eigenschaften, die sie einzigartig macht und sich für viele technische Anwendungen eignet. Sie sind gleichzeitig Öl und Wasser abweisend und beständig gegenüber hohen Temperaturen und Chemikalien. Sie tauchen daher in vielen Konsumgütern ebenso auf wie in Anwendungen wie Löschschaum zur Brandbekämpfung. Deswegen findet man sie inzwischen fast überall. Auch in Deutschland sind in mehreren Landkreisen Boden und Grundwasser belastet, in Rastatt machten 2019 PFAS das Trinkwasser unbenutzbar. Studien zeigen messbare Konzentrationen in Blut und Muttermilch bei der gesamten europäischen Bevölkerung.

Die ersten Versuche mit neuen Verfahren, die »unzerstörbaren« Stoffe zu zerstören, machen immerhin Hoffnung. In der jetzt veröffentlichten Studie der US-Umweltschutzbehörde EPA versetzten die Fachleute mit PFAS belastetes Wasser mit oxidierenden Stoffen und erhitzten es bei einem Druck von mehr als 220 Bar über seine kritische Temperatur von 374 Grad Celsius. Dabei wird das Wasser überkritisch, es ist weder Gas noch Flüssigkeit. In diesem Zustand lösen sich selbst Wasser abweisende Stoffe wie PFAS viel besser, gleichzeitig beschleunigt der Zustand chemische Reaktionen.

Die EPA verwendete Verfahren dreier Unternehmen, die sich in den eingesetzten Chemikalien und Prozessen leicht unterscheiden. Dennoch lieferten alle Verfahren das gewünschte Ergebnis, berichtet das Team um EPA-Forscher Max J. Krause. Die Menge der im Wasser enthaltenen PFAS sank jeweils um mehr als 99 Prozent. Dabei stellte sich außerdem heraus, dass die zuvor im Wasser identifizierten PFAS weniger als ein Viertel jener Stoffe im Wasser ausmachten. Das zeigt einerseits, dass bisherige Analysetechniken nur einen Teil der PFAS erfassen – die Vielfalt der industriell eingesetzten Vertreter dieser Stoffklasse ist so groß, dass zahlreiche der Substanzen kaum bekannt sind.

Andererseits demonstriert der Befund, dass die Technik auch die »unsichtbaren« Belastungen durch die enorme Zahl bisher kaum beschriebener Vertreter jener Stoffklasse ebenfalls verringert. Dennoch plädieren Fachleute dafür, den Einsatz der PFAS auf unbedingt notwendige Anwendungen zu beschränken. Zum einen nämlich ist die Technik wegen der hohen Temperaturen und Drücke relativ aufwändig und damit kostspielig. Und zum anderen ist es schlicht unrealistisch, kontaminierte Böden und Grundwässer auf diesem Wege zu reinigen.

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