Quelle: https://www.lemonde.fr/en/les-decodeurs/article/2023/02/23/forever-pollution-explore-the-map-of-europe-s-pfas-contamination_6016905_8.html

Wissen­schaft­liche Unter­su­chungen haben gezeigt, dass PFAS aus Klär­schlämmen durch den Pyro­ly­se­pro­zess elimi­niert werden. Kundu et al. (2021) fanden heraus, dass > 90 % der PFOS und PFOA im Klär­schlamm in einem inte­grierten Pyro­lyse-Verbren­nungs­pro­zess zerstört wurden. Erkennt­nisse des US-ameri­ka­ni­schen EPA-Büros für Forschung und Entwick­lung (2021), die an der kommer­ziell instal­lierten PYREG-Pyro­ly­se­an­lage des US-ameri­ka­ni­schen Unter­neh­mens Biof­orce­tech durch­ge­führt wurden, zeigen, dass eine Pyro­lyse bei 600 °C für 10 Minuten und die Verbren­nung von Pyro­ly­se­gasen bei 850 °C PFAS aus dem Klär­schlamm elimi­nieren. Biof­orce­tech (2021) hat über 38 PFAS-Verbin­dungen unter­sucht, die bei ihrem Pyro­lyse- und Pyro­ly­segas-Verbren­nungs­pro­zess in der Pflan­zen­kohle die Nach­weis­grenze einhalten oder bis unter diese entfernt wurden. In der Klär­an­lage Fåre­vejle in Däne­mark hat die Pyro­lyse von Klär­schlamm bei einer Tempe­ratur von 650 °C und einer Verweil­zeit von mehr als 3 Minuten gezeigt, dass alle sieben zuvor im Ausgangs­ma­te­rial nach­ge­wie­senen PFAS-Verbin­dungen elimi­niert wurden.

Zusätz­lich zur PFAS-Zerstö­rung bindet Pflan­zen­kohle aus Schlämmen, die als Sorp­ti­ons­mittel verwendet wird, aufgrund ihrer großen Ober­fläche und Eigen­schaften bereits vorhan­dene Schad­stoffe. Was ist ein Sorp­ti­ons­mittel? Frühere Studien haben postu­liert, dass eine große Ober­fläche, Poro­sität und ein hoher Kohlen­stoff­ge­halt für die Sorp­tion orga­ni­scher Schad­stoffe wichtig sind (Ahmad et al., 2014, Corne­lissen et al., 2005; Hale et al., 2016; Zimmerman et al., 2004). Heut­zu­tage ist Aktiv­kohle (AC), in der Regel aus fossilen Kohle­quellen wie Anthrazit, aufgrund ihrer hohen Poro­sität und ihres hohen Kohlen­stoff­ge­halts das am häufigsten verwen­dete Sorp­ti­ons­mittel zur Boden­sa­nie­rung (Hage­mann et al., 2018). Pflan­zen­kohle ist eine Alter­na­tive zu Aktiv­kohle, deren Herstel­lung kost­spielig sowie chemisch und ener­gie­in­tensiv sein kann (Ahmed et al., 2019). Der Haupt­vor­teil von Pflan­zen­kohle gegen­über AC ist ihre größere Nach­hal­tig­keit, wie eine Endpunkt-Lebens­zy­klus­ana­lyse (Spar­revik et al., 2011) aufgrund ihres Poten­zials zur Kohlen­stoff­bin­dung (Smith, 2016) und des gerin­geren Einsatzes von Chemi­ka­lien (Zheng et al.) zeigt. , 2019). Pflan­zen­kohle wird häufig aus holz­ba­sierten Quellen herge­stellt (Hale et al., 2016). Aus kreis­lauf­wirt­schaft­li­cher Sicht ist es jedoch mindes­tens genauso attraktiv, leicht konta­mi­nierte Abfälle wie Klär­schlamm als Substrat für die Produk­tion von Pflan­zen­kohle-Sorben­tien zu verwenden. Die Pyro­lyse von Klär­schlamm zu Biochar ist die Möglich­keit einer nach­hal­ti­geren Abfall­be­wirt­schaf­tungs­al­ter­na­tive zur Depo­nie­rung oder Verbren­nung, da sie viele der im Schlamm vorhan­denen Schad­stoffe, einschließ­lich eines Groß­teils der PFAS (Sajjadi et al., 2019), entfernen und ein Sorp­ti­ons­mittel für PFAS darstellen.

Klär­schlamm-Biochar als wirk­same PFAS-Sorbentien

Im Mai 2023 gab es nun eine bahn­bre­chende Studie, die zeigt, dass Pflan­zen­kohle aus rohem und ausge­faultem Klär­schlamm in den meisten Umwelt­kon­texten als wirk­sames Sorp­ti­ons­mittel für PFAS einge­setzt werden kann, mit ähnli­chen oder besseren Effi­zi­enzen als AC. Diese Studie wird mit Biokohle durch­ge­führt, die bei Lindum AS (Drammen, Norwegen) durch lang­same Pyro­lyse bei 700 °C und einer Verweil­zeit von 20 Minuten für WCBC und SSBC2 und 40 Minuten für SSBC1 unter Verwen­dung der Biogreen-Tech­no­logie herge­stellt wird. „Hohe Poro­sität im rich­tigen Größen­be­reich und Kohlen­stoff­ge­halt waren wahr­schein­lich die Haupt­pa­ra­meter, die für die hohe Sorp­ti­ons­stärke verant­wort­lich waren, die in den aus Schlamm gewon­nenen Biokohlen beob­achtet wurde, zusammen mit einem mögli­chen Einfluss funk­tio­neller Amin­gruppen.“ (Krahn, Corne­lissen et al. 2023).

Laut dem Forschungs­team von Prof. Corne­lissen sollten weitere Studien einen größeren Bereich von Pflan­zen­koh­le­proben unter­su­chen, die bei unter­schied­li­chen Pyro­ly­se­tem­pe­ra­turen herge­stellt wurden, um die für die PFAS-Sorp­tion idealen Eigen­schaften wie Ober­fläche, Poren­vo­lumen, Kohlen­stoff­ge­halt und Mine­ral­ge­halt (haupt­säch­lich Ca und Fe) zu iden­ti­fi­zieren ). Schließ­lich könnte die Unter­su­chung der Auswir­kung der Akti­vie­rung von Schlamm­kohlen auf die Sorp­ti­ons­stärke nütz­lich sein, um deren Sorp­ti­ons­ei­gen­schaften weiter zu verbessern.