PFAS-Bildungspotential und -Entfernung

Im Projekt wurde eine spurenanalytische Methode für kurzkettige, mobile per- und polyfluorierten Substanzen (PFAS) entwickelt, womit u. a. eine bedeutende Punkteinleitung von Trifluoracetat (TFAA) in den Neckar identifiziert werden konnte. Darüber hinaus wurde ein Verfahren zur Entfernung kurzkettiger PFAS mittels Ionenaustauschern entwickelt.

Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) sind anthropogene Substanzen mit breiter Anwendung in Industrie und Haushalten. Verschiedene langkettige Vertreter aus dieser Gruppe gehören zu den PBT-Chemikalien (persistent, bioakkumulierbar, toxisch), und ihr Einsatz wurde teilweise verboten (EU-Richtlinie 2006/122/EG: Verbot von Perfluoroctansulfonsäure (PFOS)). Sie werden inzwischen häufig durch kurzkettige PFAS mit vier bzw. sechs fluorierten Kohlenstoffatomen ersetzt. Die Freisetzung von Feuerlöschschäumen nach Bränden und bei Übungen sowie die unsachgemäße Entsorgung von Papierschlämmen stellen bedeutende Eintragsquellen für PFAS in das Grund- und Oberflächenwasser dar und haben schon zur Stilllegung von Wasserwerken geführt.

Die im Projekt angestrebte Aufschlussmethode für Vorläuferverbindungen von Perfluoralkancarbonsäuren mittels Hydrolyse oder milder Oxidation konnte wegen unvollständiger Umsätze oder Entstehung flüchtiger und schwer analysierbarer Produkte nicht realisiert werden. Hingegen gelang es, eine Analysenmethode für kurzkettige Perfluorcarbonsäuren zu entwickeln, womit u. a. eine bedeutende Punktquelle für Trifluoracetat (TFAA) im Neckar identifiziert werden konnte.

Es wurde gezeigt, dass kurzkettige PFAS mittels schwachen Anionenaustauschern aus Rohwässern entfernt werden können. Allerdings ist für den wirtschaftlichen Betrieb der Zusatz eines organischen Lösemittels (Ethanol) bei der Regeneration des Adsorbers notwendig, was die Praxistauglichkeit des Verfahrens einschränkt.

 

Veröffentlichungen:

Lange, F. T.; Riegel, M.; Janda, J.; Brauch, H.-J.: Analytik kurzkettiger PFAS und deren technische Entfernung durch Ionenaustausch. DVGW energie|wasser-praxis 05/2018, 64-71 (2018)

Janda, J.; Nödler, K.; Brauch, H.-J.; Zwiener, C.; Lange, F. T.: Robust trace analysis of polar (C2-C8) perfluorinated carboxylic acids by liquid chromatography-tandem mass spectrometry: method development and application to surface water, groundwater and drinking water. Environmental Science and Pollution Research. doi.org/10.1007/s11356-018-1731-x (2018)

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