Plasma gegen toxische PFAS-Chemikalien
Ewigkeitschemikalien (PFAS) aus Produkten oder Pflanzenschutzmitteln verunreinigen die Gewässer. Eine neue Plasma-Methode kann belastetes Wasser kostengünstig und weniger aufwendig reinigen.
Pflanzenschutzmittel, die zum Sprühen von Kartoffelblättern genutzt werden, können dauerhaft in den Böden verbleiben.
Foto: PantherMedia / gorvik
Die gesundheitsschädlichen, per- und polyfluorierten Chemikalien (PFAS) sind mittlerweile in vielen Böden und Gewässern nachweisbar. Eine Beseitigung mit herkömmlichen Filtertechniken ist sehr aufwendig. Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) setz nun auf eine plasmabasierte Technologie: Kontaminiertes Wasser wird in einen kombinierten Glas- und Edelstahlzylinder eingeleitet und dort mit ionisiertem Gas – dem Plasma – behandelt. Das reduziert die Molekülketten von PFAS und ermöglicht so eine kostengünstige Beseitigung der toxischen Substanzen.
Ewigkeitschemikalien in vielen Produkten
Die sogenannten Ewigkeitschemikalien sind wasser-, fett- und schmutzabweisend. Dementsprechend findet man PFAS in vielen alltäglichen Produkten: Pizzakartons, Backpapier, Shampoos oder Cremes. In der Landwirtschaft werden sie zudem als Pflanzenschutzmittel verwendet, in der Industrie als Lösch- und Netzmittel. PFAS sind daher mittlerweile auch in Lebensmitteln und im Trinkwasser zu finden. Eine Beseitigung ist wegen ihrer chemischen Stabilität bisher jedoch sehr aufwendig.
Plasma-Methode reinigt Wasser
Das Verbundprojekt AtWaPlas (Atmosphären-Wasserplasma-Behandlung) soll dies ändern. Die neue Methode macht sich dabei die Fähigkeit von Plasma zu Nutze, die Molekülketten von Substanzen anzugreifen: Im Innern eines zylinderförmigen Aufbaus ist ein Edelstahlrohr, das als Masse-Elektrode für den Stromkreis dient. Ein äußeres Kupfernetz fungiert als Hochspannungselektrode und wird nach innen durch Glas abgeschirmt. Dazwischen bleibt ein winziger Spalt mit einem Luftgemisch, der sich durch mehrere Kilovolt Spannung in Plasma verwandelt. Im Reinigungsprozess wird das mit PFAS verunreinigte Wasser am Boden des Stahltanks eingeleitet und nach oben gepumpt. Im Spalt zwischen den Elektroden fließt es nach unten und durchquert dabei das elektrisch aktive Plasma. Dies bricht beim Entladen die PFAS-Molekülketten auf und verkürzt sie. In einem geschlossenen Kreislauf wird das Wasser immer wieder durch die Plasma-Entladezone im Spalt gepumpt, bis die PFAS zu einer vollständigen Mineralisierung reduziert sind.
Die Plasma-Methode lässt sich auch für den Abbau anderer schädlicher Substanzen einsetzen. Darunter fallen etwa Rückstände von Medikamenten im Abwasser, Pestizide und Herbizide, aber auch Industriechemikalien wie Cyanide. Zudem kommt AtWaPlas auch für die umweltschonende und kostengünstige Aufbereitung von Trinkwasser in mobilen Anwendungen infrage. Zukünftig könnten entsprechende Anlagen als eigenständige Reinigungsstufe in Klärwerken aufgestellt werden oder in transportablen Containern auf kontaminierten Freilandflächen zum Einsatz kommen.
