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Grundlagenuntersuchungen zum thermochemischen Abbau von PFAS in Labor- und Technikumsanlagen zur Ermittlung optimaler Verbrennungsbedingungen bei der thermischen Behandlung von PFAS-haltigen Abfallstoffen
Projektleitung
	Dr. rer. nat. Björn Meermann BAM - 1.1 Anorganische Spurenanalytik E-Mail: Bjoern.Meermann@bam.de
Förderstruktur
	Bund - Umweltbundesamt (UBA) - REFOPLAN
Projektbeginn
	01.01.2023
Projektende
	31.12.2025
Projektart
	Realisierte Antragsforschung
Themen-/Aktivitätsfeld
	THEMENFELD Analytical Sciences, * Spurenanalytik und chemische Zusammensetzung, ** Anorganische Spurenelement- Spezies und Isotopenanalytik
Abstract
	Polyfluorierte Substanzen (PFAS) finden sich mittlerweile über die ganze Welt verteilt in Gewässern, Trinkwasser, Böden und auch in Büroräumen sowie Verkaufsflächen, in denen fluorhaltige Materialien verbaut sind bzw. verkauft werden, in unterschiedlich hohen Konzentrationen wieder. Die PFAS bilden dabei- wie Dioxine und Furane auch- ein Vielstoffgemisch von derzeit etwa 4800 bekannten Einzelsubstanzen. PFAS können je nach Konzentration beispielsweise im menschlichen Körper Krebs erzeugen. Für einige Stoffe gibt es bereits Richtwerte für die wöchentliche tolerable Aufnahme in den Körper. Auch deshalb gibt es z.B. beim Trinkwasser Vorsorgewerte, die Maßnahmen bei Überschreitung der Werte durch beispielsweise eine Filterung oder Behandlung mit Aktivkohle erfordern. Die Frage, die sich aus der Umweltbelastung zwangsläufig stellt, ist: Woher stammen diese Verunreinigungen, welches sind die Emittenten, wie lassen sie sich reduzieren? Fluorhaltige Komponenten werden seit etwa 100 Jahren produziert und in den Verkehr gebracht. Sie gelangen durch den Materialkreislauf der Wirtschaft zum Verbraucher bzw. Nutzer und anschließend in die Abfälle. Je nach Standard und gesetzlichen Rahmenbedingungen des Landes bzw. der Wirtschaftsgemeinschaft werden diese Abfälle eingesammelt, deponiert oder verbrannt, um die gängigsten Verfahren zu nennen. Dabei können gasförmige Emissionen entstehen, die z.B. je nach technologischem Standard der Deponie direkt in die Umwelt gelangen oder über eine Gasaufbereitung wiederum z.B. an Aktivkohle gebunden werden. Untersuchungen von Sickerwässern aus Deponien in den USA belegen, dass PFAS in den Wässern nachweisbar sind. Werden die Abfälle oder auch Aktivkohlen aus der Gas- und Wasseraufbereitung zusammen mit den Abfällen aus Industrie, Gewerbe und Haushaltungen verbrannt, werden diese Substanzen, darunter auch PTFE, im thermischen Prozess bei Temperaturen > 500 °C gespalten und im Wesentlichen zu HF, CO2 und H2O umgewandelt. Im Rauchgas verbleiben jedoch PFAS entweder aus dem unvollständigen Abbau der PFAS im Eingangsmaterial selbst oder aus beispielsweise dem Abbau von PTFE-haltigen Materialien im Abfall. Die Frage, ob eine thermische Behandlung, die nach dem Stand der Technik betrieben wird und die gesetzlichen Anforderungen erfüllt, eine Quelle oder Senke für PFAS ist, gilt es noch zu beantworten. Derzeit gibt es vor allem in den USA Anstrengungen, den Abbau von PFAS im Labormaßstab zu untersuchen und die Abbauprodukte zu quantifizieren. Dazu wurde mit der OTM 45 in 2021 eine Methodik veröffentlicht, die es erlaubt, 50 einzelne PFAS-Verbindungen aus Gasen zu analysieren. Es besteht allerdings dabei immer die Frage, ob 50 Substanzen aus den theoretisch 4800 bekannten Substanzen eine repräsentative Auswahl sind. Als Ergänzung oder Alternative ist der in dem Projektantrag vorgesehene Summenparameteransatz zu bewerten, der die Summe aller PFAS über den Fluorgehalt abzüglich des HF-Anteils bilanziert. Die Methodik wurde seitens der BAM in Fest- und Flüssigphasen bereits erfolgreich eingesetzt und validiert.