Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind künstlich hergestellte Chemikalien, die in den 1940er Jahren entwickelt wurden und seitdem zur Herstellung von Fluorpolymerbeschichtungen und Produkten verwendet werden, die gegen Hitze, Öl, Flecken, Fett und Wasser beständig sind. PFAS bauen sich aufgrund ihrer äußerst stabilen Kohlenstoff-Fluor-Bindung nicht auf natürliche Weise ab (weshalb sie auch als „ewige Chemikalien“ bezeichnet werden). PFAS werden entweder als „kurzkettige“ oder „langkettige“ PFAS bezeichnet, was sich auf die Länge des Kohlenstoffgerüsts jedes Moleküls bezieht.

Sie wurden in Feuerlöschschaum und Tausenden von Konsumgütern wie Kochgeschirr, Lebensmittelverpackungen, wasserabweisender Kleidung und Körperpflegeprodukten verwendet.

PFAS werden zunehmend als Gefahr für die öffentliche Gesundheit erkannt, was zu verstärkten Aktivitäten auf lokaler, bundesstaatlicher und föderaler Ebene bei der Regulierung führt.

Die Behandlung von PFAS ist zu einer Aufgabe geworden, bei der alle an einem Strang ziehen müssen, und kommunale Wasserversorger sowie ihre verantwortlichen Ingenieure auf der ganzen Welt suchen aktiv nach wirksamen und erschwinglichen Lösungen für die Frage, wie PFAS aus dem Wasser entfernt werden können.

Aufgrund ihrer weit verbreiteten Verwendung und ihrer Langlebigkeit in der Umwelt sind PFAS weltweit im Blut von Menschen und Tieren nachweisbar. Es gibt Tausende verschiedener PFAS, von denen einige häufiger verwendet und untersucht wurden als andere.

Wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass die Exposition gegenüber bestimmten PFAS-Konzentrationen zu folgenden Auswirkungen führen kann:

• Auswirkungen auf die Fortpflanzung, wie verminderte Fruchtbarkeit oder erhöhter Blutdruck bei Schwangeren

• Entwicklungsstörungen oder -verzögerungen bei Kindern, darunter niedriges Geburtsgewicht, vorzeitige Pubertät, Knochenveränderungen oder Verhaltensänderungen

• Erhöhtes Risiko für bestimmte Krebsarten, darunter Prostata-, Nieren- und Hodenkrebs

• Verminderte Fähigkeit des körpereigenen Immunsystems, Infektionen zu bekämpfen, einschließlich einer verminderten Impfstoffreaktion

• Störung der körpereigenen Hormone

• Erhöhte Cholesterinwerte und/oder erhöhtes Risiko für Fettleibigkeit

PFAS im Trinkwasser sind weltweit ein Bereich, der zunehmend staatlichen Regulierungsmaßnahmen unterliegt. Im April 2024 gab die US-Umweltschutzbehörde EPA die endgültige National Primary Drinking Water Regulation (NPDWR) für sechs PFAS im Trinkwasser bekannt und legte damit rechtsverbindliche Höchstwerte (MCLs) für PFOA, PFOS, PFHxS, PFNA und HFPO-DA fest.

Für PFAS-Gemische, die mindestens zwei oder mehr der Stoffe PFHxS, PFNA, HFPO-DA und PFBS enthalten, verwendet die Verordnung einen Gefahrenindex-MCL, um die kombinierten und gemeinsam auftretenden Konzentrationen dieser PFAS im Trinkwasser zu berücksichtigen. Die EPA hat zudem gesundheitsbasierte, nicht einklagbare Zielwerte für Höchstkonzentrationen (MCLGs) für diese PFAS festgelegt.

Diese regulierte Gruppe von PFAS umfasst sowohl kurzkettige als auch langkettige Typen. Die endgültige Verordnung schreibt vor:

• Öffentliche Wasserversorgungssysteme müssen diese PFAS überwachen und haben bis 2027 Zeit, die Erstüberwachung abzuschließen, gefolgt von einer fortlaufenden Überwachung der Einhaltung der Grenzwerte. Die Wasserversorgungssysteme müssen der Öffentlichkeit ab 2027 auch Informationen über die Konzentrationen dieser PFAS in ihrem Trinkwasser zur Verfügung stellen.

• Öffentliche Wasserversorgungssysteme haben bis 2029 Zeit, Maßnahmen zur Reduzierung dieser PFAS umzusetzen, falls die Überwachung ergibt, dass die Konzentrationen im Trinkwasser diese MCLs überschreiten.

• Ab 2029 müssen öffentliche Wasserversorgungssysteme, deren Trinkwasser PFAS-Konzentrationen aufweist, die die MCLs überschreiten, Maßnahmen zur Senkung dieser PFAS-Konzentrationen ergreifen und die Öffentlichkeit über den Verstoß informieren.

Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) hat zudem zwei langkettige PFAS-Verbindungen, Perfluoroctansäure (PFOA) und Perfluoroctansulfonsäure (PFOS), im Rahmen des Bundesprogramms „Comprehensive Environmental Response, Compensation, and Liability Act“ (CERCLA, auch bekannt als Superfund) als „gefährliche Stoffe“ eingestuft. Diese Einstufung ermöglicht es der EPA, PFAS im Abwasser zu regulieren; die EPA hat jedoch angedeutet, dass sie sich nicht auf kommunale Kläranlagen und andere „passive“ Einrichtungen konzentrieren wird, die keine PFAS erzeugt oder dem Abwasser zugesetzt haben, sondern vielmehr auf die Regulierung von Unternehmen, die maßgeblich zur Freisetzung von PFAS in die Umwelt beigetragen haben, wie beispielsweise PFAS-Hersteller und diejenigen, die PFAS in ihren Herstellungsprozessen verwenden.

Verbote der Herstellung und Verwendung von PFAS wurden vor einigen Jahren weltweit von verschiedenen Ländern, Bundesstaaten und Aufsichtsbehörden eingeführt. Einige dieser Verbote sind bereits in Kraft, und viele weitere sollen bis 2030 in Kraft treten.

Ja, es gibt zahlreiche Daten, die belegen, dass PFAS im Trinkwasser weit verbreitet sind. Deshalb ist es wichtig, dass Trinkwasserversorgungssysteme schnell lernen, wie man PFAS im Wasser behandelt.

Nach den neuesten Daten der Umweltschutzbehörde (EPA) beziehen mindestens 70 Millionen Amerikaner ihr Wasser aus einem System, in dem PFAS in Konzentrationen nachgewiesen wurden, die eine Meldung an die EPA erfordern. Eine Studie des U.S. Geological Survey (USGS) zeigt, dass schätzungsweise mindestens 45 % des Leitungswassers des Landes eine oder mehrere Arten von PFAS enthält.

Weltweit enthielten 31 Prozent der Grundwasserproben und 16 Prozent der Oberflächenwasserproben PFAS, wie aus einer von Nature Geoscience veröffentlichten Studie hervorgeht.

Die derzeit führenden Lösungen für die Behandlung von PFAS im Wasser sind Ionenaustausch (IX) und Granulat-Aktivkohle (GAC). Um zu ermitteln, welche dieser Optionen die beste Wahl hinsichtlich der geringsten Investitions- und/oder Betriebskosten darstellt, ist ein vollständiges Wasserprofil erforderlich, das eine Wasseranalyse, die Identifizierung der Schadstoffe, die Bewertung bereits vor Ort vorhandener Technologien, die Beurteilung der räumlichen Gegebenheiten sowie Berechnungen des derzeitigen und des in absehbarer Zukunft zu reinigenden Wasservolumens umfasst.

Ionenaustausch (IX): Unter Verwendung eines speziell für die Bindung von PFAS entwickelten synthetischen Harzmediums ist der IX-Prozess positiv geladen, um PFAS-Partikel anzuziehen. Er ist sowohl bei der Entfernung kurzkettiger als auch langkettiger PFAS besser als GAC und kann PFAS unter Verwendung einer sehr kurzen (2–3 Minuten) Leerbettkontaktzeit (EBCT) auf nicht nachweisbare Werte reduzieren (bis zu 99,99 % Entfernung). Die kurze EBCT ermöglicht eine kleinere Anlage und trägt somit zu geringeren Investitionskosten bei.

Dieses Einwegmedium bietet die längste Lebensdauer seiner Art auf dem Markt, und sobald es erschöpft ist, wird es entfernt und zur thermischen Vernichtung an einen externen Standort geschickt (derzeit die gängigste Option zur Vernichtung von PFAS).

Granulierte Aktivkohle (GAC): Als seit langem bewährte Technologie zur Schadstoffentfernung verfügt GAC über eine hohe Marktakzeptanz und niedrige Betriebskosten. GAC ist ebenfalls in der Lage, PFAS auf nicht nachweisbare Werte zu reduzieren, funktioniert jedoch am besten bei langkettigen PFAS und nicht so gut bei kurzkettigen PFAS wie IX. Im Vergleich zu IX hat es jedoch den Vorteil, dass es zusätzliche Schadstoffe und Desinfektionsnebenprodukte entfernen kann. Mit 10–20 Minuten ist ihre EBCT länger als bei IX und erfordert einen größeren Platzbedarf, was die Investitionskosten erhöht. Wie bei Einweg-IX müssen verbrauchte Medien entfernt und zur Verbrennung entsorgt werden.

De Nora verfügt über fundierte Kenntnisse im Bereich der Wasseraufbereitung und der Behandlung von PFAS, gestützt auf jahrzehntelange Erfahrung mit Zehntausenden von Installationen weltweit sowie besondere Fachkompetenz bei PFAS-Pilotprojekten und der PFAS-Sanierung. Partner profitieren während der gesamten Zusammenarbeit von exzellentem Service, der Leistungen wie Standortaudits zur Optimierung bestehender Anlagen, Inbetriebnahme und Schulungen, Prozessgarantien für den Medienwechsel sowie den kostenlosen Austausch und die Entsorgung der Medien umfasst.

Die Angebote von De Nora zur PFAS-Entfernung umfassen maßgeschneiderte Systeme, die darauf ausgelegt sind, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften für ein breites Spektrum an Durchfluss- und Aufbereitungsanforderungen zu gewährleisten. De Nora bietet sowohl IX als auch GAC zur PFAS-Entfernung in Systemen an, die Betriebszeit, Kosteneffizienz und einfache Bedienung maximieren.

Während die Beteiligten die verschiedenen Aspekte der PFAS-Sanierung beleuchten, widmet sich De Nora jedem noch so komplizierten Aspekt, bis PFAS keine Bedrohung mehr für die menschliche Gesundheit und die Umwelt darstellen.