Neue Methode könnte PFAS abbauen, die auf Wasseraufbereitungsfiltern zurückbleiben
Forscher nutzten thermische Induktionserwärmung, um "ewige Chemikalien" in 20 Sekunden abzubauen
In einer aktuellen Studie demonstrieren Feng "Frank" Xiao und Kollegen von der University of Missouri eine innovative Methode, bei der thermische Induktionserwärmung eingesetzt wird, um PFAS, die auf der Oberfläche zweier fester Materialien - körnige Aktivkohle und Anionenaustauscherharze - zurückgeblieben sind, schnell abzubauen, nachdem diese Materialien zum Filtern von PFAS aus kommunalen Wassersystemen verwendet wurden. Das Ziel des Teams ist es, die Materialien zu reinigen, bevor sie ordnungsgemäß entsorgt werden.
PFAS ist eine Gruppe synthetischer Chemikalien, die häufig in Haushalts- und Industrieprodukten wie Feuerlöschschaum, Lebensmittelverpackungen und antihaftbeschichtetem Kochgeschirr vorkommen. Die Methode basiert auf dem Jouleschen Erwärmungseffekt, der den Prozess der elektromagnetischen Induktion in einem Metallreaktor nutzt.
"In dieser Studie untersuchten wir den Einsatz einer technischen Technik, die zum Schmelzen von Metallen verwendet wird", so Xiao. "Diese Methode führte zu einem 98-prozentigen Abbau von PFAS auf der Oberfläche von Absorptionsmitteln wie körniger Aktivkohle und Anionenaustauscherharzen nach nur 20 Sekunden, was dieses Verfahren sehr energieeffizient und viel schneller als herkömmliche Methoden macht."
In den letzten Jahren haben Experten ihre Besorgnis über die Risiken für die menschliche Gesundheit geäußert, die sich aus der Umweltexposition gegenüber PFAS ergeben, einschließlich der Entwicklung von Krebs und anderen ernsten Gesundheitsproblemen. Xiao, der an der Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwesen tätig ist, sagte, dass PFAS zwar mit Hilfe von Adsorbentien aus dem Wasser gefiltert werden können, dass aber die Entsorgung gebrauchter oder "verbrauchter" Adsorbentien auch zu Problemen mit der Umweltverschmutzung führt.
"Da die als PFAS bekannten Chemikalien in der Regel nicht abgebaut werden, stellen sie die etablierten Aufbereitungsverfahren vor erhebliche Herausforderungen, einschließlich der Abfallentsorgung von Filtermaterialien wie körniger Aktivkohle und Anionenaustauschharzen", so Xiao.
Xiao hat sich in seiner beruflichen Laufbahn auf die Erforschung von Möglichkeiten zur sicheren Entfernung von PFAS aus der Umwelt konzentriert und kürzlich eine ähnliche Effizienz bei der Verwendung von Induktionserwärmung zum schnellen Abbau von PFAS im Boden nachgewiesen. Er sagte, dass die aktuelle Studie auch von der kürzlich vorgeschlagenen Verordnung der Environmental Protection Agency (EPA) inspiriert wurde, die, falls sie verabschiedet wird, öffentliche Wassersysteme in den USA dazu verpflichten würde, PFAS-Kontaminationen im Trinkwasser und verbrauchte Adsorptionsmittel zu überwachen und zu reduzieren.
Zu den potenziellen Nachteilen dieser Methode gehören Nebenprodukte, die bei diesem Verfahren entstehen - organische fluorierte Spezies und Fluorwasserstoff. Diese Nebenprodukte gelten als giftig, wenn sie durch Einatmen oder Verschlucken aufgenommen werden, doch Xiao hat eine Lösung parat.
"Wenn die gasförmigen organischen fluorierten Produkte bei der Induktionserwärmung nicht abgebaut werden, ist eine Behandlung zur Beseitigung oder zum Abbau dieser Produkte erforderlich", so Xiao. "Meine früheren Studien haben jedoch gezeigt, dass einige dieser Produkte durch normale thermische Verfahren abgebaut werden können. Gleichzeitig wird die Bildung von Fluorwasserstoff erhöht, was wünschenswert ist, weil es eine stärkere Mineralisierung oder Zersetzung von PFAS bedeutet. Wir haben herausgefunden, dass Fluorwasserstoff einfach mit Lehm oder Erde bei moderaten Temperaturen entfernt werden kann."
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