Ein Team von Wissenschaftlern hat ein bahnbrechendes Wasserfiltersystem entwickelt, das schädliche PFAS – sogenannte „ewige Chemikalien“ – mit einer Geschwindigkeit 100-mal schneller als aktuelle kommerzielle Kohlefilter entfernen kann. Die von Forschern der Rice University geleitete Technologie bietet eine potenziell revolutionäre Lösung für weit verbreitete Kontaminationen und wirft die Frage auf, wie schnell bestehende Reinigungsbemühungen aktualisiert werden können.
Das PFAS-Problem: Warum es wichtig ist
Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind synthetische Verbindungen, die seit Jahrzehnten in allem verwendet werden, von antihaftbeschichtetem Kochgeschirr und Feuerlöschschaum bis hin zu Lebensmittelverpackungen und wasserdichter Kleidung. Ihre Haltbarkeit – genau die Eigenschaft, die sie nützlich gemacht hat – ist nun die Quelle einer wachsenden Krise. PFAS werden in der Umwelt nicht abgebaut, was ihnen den Spitznamen „ewige Chemikalie“ einbringt.
Diese Chemikalien reichern sich im Wasser, im Boden, in der Luft und sogar im menschlichen Körper an. Die Exposition ist mit schwerwiegenden gesundheitlichen Auswirkungen verbunden, darunter Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Entwicklungsstörungen. Obwohl es einige Vorschriften gibt, werden immer noch über 12.000 PFAS-Varianten verwendet, von denen viele ihrer langfristigen Auswirkungen unbekannt sind.
Die neue Filtrationsmethode: So funktioniert sie
Das neue System verwendet ein geschichtetes Doppelhydroxidmaterial (LDH), das Kupfer, Aluminium und Nitrat kombiniert. Diese Verbindung fängt PFAS-Moleküle effektiv mit einer deutlich höheren Geschwindigkeit ein als andere Materialien.
- Die einzigartige Struktur des LDH mit leichten Ladungsungleichgewichten zieht PFOA (eine besonders schädliche PFAS-Variante) an.
- Sobald das Material gesättigt ist, kann es mit Kalziumkarbonat erhitzt werden, um das PFAS abzubauen und sein Fluorgerüst zu entfernen.
- Der verbleibende Abfall kann sicher auf Deponien entsorgt werden, im Gegensatz zu einigen aktuellen Methoden, die eine Sekundärkontamination erzeugen.
Laut Hauptautor Youngkun Chung erfasste die LDH-Verbindung PFAS „mehr als 1.000 Mal besser“ als andere Materialien und entfernte große Mengen innerhalb von Minuten.
Was kommt als nächstes? Skalierung für den realen Einsatz
Die Filtermethode hat in Labortests mit verunreinigtem Wasser aus Flüssen, Leitungswasserquellen und Kläranlagen gute Ergebnisse gezeigt. Forscher arbeiten nun daran, die Technologie in bestehende Wasseraufbereitungsanlagen zu integrieren.
„Wir sind begeistert von dem Potenzial dieser einzigartigen LDH-basierten Technologie, die Art und Weise, wie PFAS-kontaminierte Wasserquellen in naher Zukunft behandelt werden, zu verändern“, sagte Ingenieur Michael Wong.
Obwohl sich dieser neue Filter noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, deuten die Geschwindigkeit und Effizienz auf einen bedeutenden Fortschritt bei der Bewältigung der PFAS-Krise hin. Die Herausforderung besteht nun darin, die Produktion und Umsetzung zu steigern, um weit verbreitete Kontaminationen zu bekämpfen, bevor weitere gesundheitliche Auswirkungen auftreten.
