Abbau von persistenten schadstoffen

Was sind PFC, PFAA, PFOS und PFOA?

Perfluorierte Verbindungen (PFC) wie z. B. perfluorierte Alkylsäuren (PFAA), sind verschiedene Gruppen synthetischer chemischer Strukturen mit einzigartigen Eigenschaften wie z. B. thermische Stabilität und die Fähigkeit, glatte Oberflächen zu schaffen, die Wasser, Öl und Schmutz abweisen. Daher sind PFCs nützliche Komponenten für eine Vielzahl von Verbraucher- und Industrieprodukten beispielsweise für Konservierungs- und Schmiermittel, Farben, Schaumstoffe, antihaftbeschichtetes Kochgeschirr, Lebensmittelverpackungen, wasserfeste Kleidung, Fleckenschutz und Feuerlöschschaum. PFOA und PFOS gehören zu den bekanntesten Verbindungen, die üblicherweise als perfluorierte Moleküle mit acht fluorierten Kohlenstoffatomen definiert werden.

Aufkommende schadstoffe

Seit den 1950er Jahren wurden große Mengen an PFCs produziert und in den letzten Jahren hat sich die Produktion mehr hin zu kurzkettigen Verbindungen und Perfluorether-Carbon- und Sulfonsäuren verlagert, was sich bereits in öffentlichen Gewässern bemerkbar gemacht hat. Diese spezifischen Verbindungen machen jedoch nur einen Bruchteil der weltweit vermarkteten PFAS aus. Ein Teil der Produktion wurde auch durch andere hochfluorierte Verbindungen ersetzt, wie z. B. Fluorotelomeralkohole, die langsam zu PFOA abgebaut werden können.

Das hohe Produktionsvolumen von PFCs hat zu einer weiten Verbreitung der Substanz in der Umwelt geführt, insbesondere in Wasser, wo sie am leichtesten transportiert werden kann. Die chemisch stabilen Eigenschaften in Verbindung mit der Löslichkeit von PFCs in Wasser haben dazu geführt, dass PFAS in der gesamten aquatischen Umwelt nachgewiesen werden können, und damit auch in Oberflächengewässern, Abwasser und Trinkwasser.

PFOA wirkt sich negativ auf die Fortpflanzungsorgane aus und steht im Verdacht, beim Menschen krebserregend zu sein. Es wird auch als sehr persistent und stark bioakkumulativ (vPvB) eingestuft und deshalb auf die EU-Kandidatenliste der besonders besorgniserregenden Stoffe gesetzt.

PFCs werden von einer wachsenden Zahl von Mitglieder der Wissenschaftsgemeinde als neu entstehende Umweltschadstoffe anerkannt und zwar aufgrund ihrer chemischen Stabilität und toxischen Auswirkungen in Verbindung mit dem allgegenwärtigen Vorkommen in der Umwelt, Biota und im Menschen. Die direkte Expositionspfade dieser Chemikalien für den Menschen sind etwas unklar und die Besorgnis über PFC-verschmutzte Wasserquellen ist in den letzten Jahren auf der ganzen Welt in den Augen der Öffentlichkeit dramatisch angestiegen. Leitungswasser und Flaschenwasser sind zwei potenzielle Quellen für PFCs, was einen Teil ihres Vorkommens im menschlichen Blut erklärt.

Behandlung von pfcs

Die chemisch sehr stabilen Verbindungen der PFCs erschweren jeden potentiellen Zersetzungsprozess der Substanz. Bei den Bemühungen, PFCs aus verschmutztem Wasser abzubauen und/oder zu entfernen, wurden verschiedene Methoden untersucht, bei den starke Oxidationsmittel eingesetzt werden müssen.

Um ein ausreichend hohen Oxidationspotential zu erreichen, muss eine Kombination verschiedener Techniken des Advanced Oxidation Process (AOP) in Betracht gezogen werden, wie z. B. eine Kombination aus Ozon und katalysierter Hydroxylbildung. Weitere Komplikationen betreffen auch die Matrix der zu behandelnden Probe.

Wasser, das reich an organischen Partikeln oder TOC (Totalen Organischen Verbindungen) ist, versucht beispielsweise Probleme bei der PFAA-Entfernung, da das Oxidationsmittel dazu neigt, hauptsächlich mit weniger stabilen organischen Verbindungen zu reagieren. Es ist von ökologischer und sozialer Bedeutung, PFCs in der Trinkwasseraufbereitung effektiv abzubauen und zu entfernen.

Lösung

PFC-Verbindungen können durch verschiedene, unten aufgeführte Verfahren reduziert, abgebaut oder vollständig entfernt werden, und in vielen Fällen liegt in der Kombination von Techniken eine vollständige Lösung des Problems.

Pilotprojekt

Die Reduzierung oder Beseitigung von PFCs ist eine komplexe Aufgabe und erfordert eine maßgeschneiderte Komplettlösung.

Der Designprozess beginnt mit einer Pilotstudie unserer Ingenieure, die zu einem Aufbau führt, der mögliche kritische Parameter und die besten verfügbaren Technologien (BVT) enthält, um das optimale Prozessdesign zu erzielen. Durch die Durchführung mehrerer Pilotläufe und die gleichzeitige schrittweise Anpassung jedes einzelnen Systemparameters bestimmen unsere Ingenieure die optimale Auslegung für ein System in Originalgröße.

Während des gesamten Pilotprozesses werden Wasserproben entnommen und einem Drittlabor zur Analyse vorgelegt, um die Ergebnisse zu verifizieren.

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