Ein Aquarienreinigungsmittel ist eine einfache Lösung zum Abbau von dauerhaften Chemikalien, PFAS
PFAS sind stark verschmutzende, langlebige anthropogene Produkte, und Wissenschaftler haben Probleme, sie zu beseitigen, sobald sie in der Umwelt sind. Aber eine einfache Lösung könnte in greifbarer Nähe sein.
Ein Forscher der Universität von Missouri hat eine neue Methode entdeckt, um so genannte "Ewige Chemikalien" aus unserem Trinkwasser zu entfernen. Per- und Polyfluoralkyle (PFAS) sind Industriechemikalien, die zur Herstellung von Tausenden von Produkten verwendet werden, darunter Kosmetika, Teppiche, antihaftbeschichtete Kochgeschirre, schmutzabweisende Stoffe, Feuerlöschschäume, Lebensmittelverpackungen und wasserdichte Kleidung.
PFAS sind überall. Wie können wir sie loswerden?
Sie sind überall - in der Umwelt, in unserer Nahrung und sogar in unserem Körper. Von Experten begutachtete Studien haben gezeigt, dass die Exposition gegenüber PFAS zu verminderter Fruchtbarkeit, Entwicklungsverzögerungen bei Kindern und einem erhöhten Risiko für einige Krebsarten führen kann. Außerdem dauert es Hunderte oder sogar Tausende von Jahren, bis sie abgebaut sind. In den letzten 10 Jahren haben Forscher nach Möglichkeiten gesucht, PFAS aus der Umwelt zu entfernen oder zumindest in harmlose anorganische Verbindungen umzuwandeln.
Jetzt haben Feng "Frank" Xiao, ein außerordentlicher Professor am College of Engineering von Mizzou, und sein Team eine einfache Lösung gefunden, bei der gewöhnliche Werkzeuge und Materialien verwendet werden . "Man braucht keine organischen Lösungsmittel oder sehr hohe Temperaturen", erklärt Xiao, ein Experte für den Abbau von PFAS.
"Man erhitzt die PFAS einfach mit körniger Aktivkohle, oder GAC." Aktivkohle besteht aus Pellets aus Kohle, Holz oder anderen kohlenstoffreichen Materialien, die erhitzt wurden. Sie wird bereits häufig verwendet, um eine breite Palette schädlicher Chemikalien aus verunreinigtem Wasser oder Luft zu filtern. Die Verbraucher verwenden es zur Reinigung von Heimaquarien oder zur Filterung von Trinkwasser, und es kann online für nur wenige Dollar pro Pfund erworben werden.
In einer kürzlich in der Zeitschrift Environmental Science and Technology veröffentlichten Arbeit beschreiben Xiao und sein Team, wie sie PFAS mit gewöhnlichem CAG auf 572 Grad Fahrenheit (300 Grad Celsius) erhitzten .
Dadurch erreichten die Forscher eine Mineralisierung von 90 % der PFAS, wodurch die dauerhaften Chemikalien in harmloses anorganisches Fluor zerlegt wurden. Bislang waren Temperaturen von über 700 Grad Celsius, hoher Druck oder Lösungsmittel erforderlich, um diesen Grad der Mineralisierung zu erreichen. Xiaos Methode ist viel kostengünstiger und nachhaltiger, da CAG preiswert ist und immer wieder aufgewärmt werden kann.
Mögliche Anwendungen
Der Schlüssel zu Xiaos Innovation liegt in der Kombination von GAC und Wärme. "Sobald GAC verwendet wird, erfolgt der thermische Abbau von PFAS viel schneller und die Mineralisierung ist intensiver", sagte Xiao.
"Im Vergleich zur Umkehrosmose ist dieser Prozess nicht teuer und kann vor Ort mit einem herkömmlichen Ofen durchgeführt werden. Die Entdeckung stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der Bewirtschaftung von festen Abfällen, Biofeststoffen und verbrauchten Adsorptionsmitteln dar, die PFAS enthalten und für Landwirte und Gemeinden ein großes Problem darstellen. "Im Mittleren Westen verwenden wir viele Herbizide und geben den Tieren viele Medikamente", sagte Xiao.
"Diese Stoffe können große Mengen an PFAS enthalten. Mit dieser neuen Entfernungsmethode können wir die Präsenz dieser Verbindungen in unserem Leben drastisch reduzieren." Xiao hat sich für Mizzou entschieden, weil er hier die Möglichkeit hat, mit anderen führenden Forschern zusammenzuarbeiten, und weil die Stipendien für Studenten und Absolventen ( ) so gut sind.
"Ich unterrichte Umweltwissenschaften, und den Schülern liegt die Umwelt sehr am Herzen. Sie sorgen sich um die Wasserqualität und um unser Ökosystem", sagte Xiao. "Die praktische Anwendung dieser Entdeckung besteht darin, dass wir Chemikalien und andere Schadstoffe effektiv und effizient aus dem Wasser entfernen können", sagte er. "Das ist die Technologie, die wir brauchen."
Quellenhinweis:
Runze Sun et al, New Insights into Thermal Degradation Products of Long-Chain Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) and Their Mineralization Enhancement Using Additives, Environmental Science & Technology (2024). DOI: 10.1021/acs.est.4c05782