PFAS und Schaum: ein überraschendes Bindungsphänomen
In einer anschaulichen Vorlesung erklärt die Ingenieurin Joséphine van Ruiten von der TU Delft, warum sich per‑ und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) besonders stark an Schaum anlagern. Das Phänomen lässt sich nicht nur an den schaumigen Küstenabschnitten beobachten, sondern lässt sich gezielt in Laboren reproduzieren, indem Luftblasen in verunreinigtes Wasser eingeleitet werden.
Wie die Schaumabscheidung funktioniert
Beim Einblasen von Luft entsteht ein feines Schaumnetz, das die hydrophoben PFAS‑Moleküle anzieht. Sobald das Schaumvolumen genug PFAS gebunden hat, kann es mechanisch eingefangen und aus dem Wasser entfernt werden. Auf diese Weise entsteht ein konzentriertes, aber relativ kleines PFAS‑reiches Gemisch, das anschließend einer gezielten Behandlung zugeführt werden kann.
Was geschieht mit dem kontaminierten Schaum?
Die eigentliche Herausforderung liegt in der Entsorgung des PFAS‑beladenen Schaums. Aktuell untersuchen die Forscher verschiedene Zerstörungswege, wobei die thermische Verbrennung bei Temperaturen über 1 000 °C zwar wirksam, jedoch extrem energieintensiv ist. Ziel ist es, das Schaumvolumen weiter zu reduzieren, bevor es einer Hochtemperaturbehandlung unterzogen wird – je kleiner die Menge, desto geringer der Energieaufwand.
Warum die Vermeidung an der Quelle entscheidend ist
Van Ruiten betont, dass die Eindämmung bereits beim Entstehen der Stoffe weitaus effizienter ist als nachträgliche Reinigung. Sobald PFAS in die Umwelt freigesetzt werden, sind sie stark verdünnt und schwerer zu isolieren. Präventive Maßnahmen, etwa die Substitution durch weniger persistente Chemikalien, verhindern die Notwendigkeit aufwändiger Nachbehandlung.
Erreichte Entfernungserfolge und offene Fragen
Die aktuelle Laborstudie zeigt eine PFAS‑Reduktion von 50–60 % im behandelten Abwasser. Für Trinkwasser‑Grenzwerte von 4,4 ng/L ist das jedoch noch nicht ausreichend, insbesondere bei den kurzkettigen PFAS‑Varianten, die sich besser im Wasser lösen. Längerkettige Verbindungen wie PFOS und PFOA lassen sich bereits mit hoher Effizienz entfernen, während die kurzkettigen Stoffe noch intensiver erforscht werden müssen.
Der nächste Forschungsschritt: Co‑Surfactants
Ein vielversprechender Ansatz ist die Zugabe eines Co‑Surfactants, das eine positiv geladene Kopfgruppe besitzt. Durch die entgegengesetzte Ladung können sich die negativ geladenen PFAS‑Moleküle stärker an das Schaummaterial binden, wodurch insbesondere die kurzkettigen Verbindungen besser erfasst werden. Erste Labortests zeigen verbesserte Abschöpfungsraten, und nun wird das Verfahren in einer kommunalen Kläranlage im Pilotmaßstab erprobt.
Die Kombination aus gezielter Schaumbildung, Konzentration des Schadstoffs und anschließender, möglichst energieeffizienter Zerstörung könnte langfristig einen wichtigen Baustein im Kampf gegen die weltweite PFAS‑Verschmutzung darstellen.
Source: https://scientias.nl/waarom-pfas-zich-zo-graag-aan-schuim-hecht-en-wat-we-daarmee-kunnen/
