PFAS: Quellen, Anteile und Mobilität im deponierten Abfall, Vorkommen im Sickerwasser und Deponiegas, Reinigungsverfahren
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Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) sind eine vielseitig eingesetzte chemische Stoffklasse, die aufgrund von Bedenken für die Gesundheit und Umwelt zunehmend in den medialen Fokus gerückt sind. PFAS werden rein industriell hergestellt und tragen ihren Namen durch mehrere (poly-) oder vollständig (per-) fluorierte Verbindungen von Kohlenstoffatomen mit Fluor statt Wasserstoff. Verwendet werden sie in einer Vielzahl von Produkten in zweierlei Form. In Form von nach heutiger Ansicht eher unbedenklichen Polymeren wie Polytetrafluorethylen (Teflon) und in Form von Nichtpolymer-Verbindungen, die u.a. zur Herstellung der Polymere dienen. Dazu zählen insbesondere die bereits verbotenen Substanzen Perfluoroktansäure (PFOA) und Perfluoroktansulfonsäure (PFOS). Das Verbot dieser zwei Substanzen führte zu einer Vielzahl von Substitutionsprodukten und polyfluorierten Vorläuferverbindungen (Präkursoren, Derivate), die durch natürliche Prozesse in eine Vielzahl von thermisch-stabilen perfluorierten Verbindungen, insb. kurzkettigere PFAS wie die Perfluorbutansulfonsäure (PFBS), umgewandelt werden können. PFAS werden entsprechend ihres vielfältigen Einsatzes in Produkten in einer Vielzahl von Abfall- und Abwasserströmen vorgefunden. Betroffen sind die Papierindustrie durch Spezialbeschichtungen, die Textilindustrie durch Imprägnierungssprays für wasser- und fettabweisende Kleidung, Pestizide, Kosmetika, die Fotoindustrie, galvanische Industrie, Feuerwehrlöschschäume, Tinten oder Farben. Da die perfluorierten Verbindungen als höchst stabil gelten, können sie Temperaturen von Hausmüllverbrennungsanlagen überstehen und so teilweise auch in Aschen wiedergefunden werden. PFAS sind je nach Verbindung gut oder schlecht löslich in Wasser, viele Substanzen haften wie Tenside gut an Schlämmen und Oberflächen an. Fluortelomeralkohole (FTOH) gelten als flüchtig und können aus beschichteten Produkten wie Teppichen oder Abfällen in die Atmosphäre emittiert werden. PFAS können auch in Sickerwasser vieler Deponien (inert, Bauschutt, belastete Böden, Hausmüll oder industrielle Abfälle) in der Größenordnung von üblicherweise 1-100 µg/L vorgefunden werden. Die Analytik fokussiert sich aktuell auf den Total oxidizable precursor-Assay (TOP-Assay), um durch einen Summenparameter keine PFAS in der Analytik zu übersehen, wenngleich noch häufig nur eine Vielzahl von Einzelverbindungen untersucht wird. Membrantechniken bieten den sichersten Rückhalt von PFAS, insb. die Umkehrosmose, doch es verbleiben die erzeugten Konzentrate. Aktivkohle ist anspruchsvoller in der Anwendung, da kurzkettige PFAS nur schlecht an Aktivkohle binden und mit anderen Störstoffen um die Adsorptionsplätze konkurrieren. Neue Verfahren umschließen insbesondere Ionenaustauscherharze oder Fällungs-/ Flockungs- und Flotationsverfahren wie die Schaumfraktionierung. Doch diese gelten maximal als Ergänzung zur klassischen Sickerwasserbehandlung, denn ihre Wirksamkeit ist in der Regel stoffspezifisch und für speziell diese Zwecke noch wenig beprobt. Auch zerstörende Verfahren wie Advanced Oxidation Processes (AOP) in Form von z.B. Plasmabehandlung oder Elektrooxidation werden untersucht. Neueren Messungen zur Folge treten PFAS auch über das Deponiegas aus dem Deponiekörper aus. Die kontrollierte Fassung und thermische Behandlung von Deponiegas bei hohen Reaktionstemperaturen sowie eine sichere Sickerwasserbehandlung stellen damit eine Notwendigkeit dar, um hohe Abbauraten zu erzielen sowie den PFAS-Kreislauf und einen Umweltaustrag zu stoppen, sodass Deponien als Schadstoffsenke für PFAS dienen können.
