Forscher haben gerade herausgefunden, wie man unzerstörbare „für immer chemische“ Schadstoffe herausfiltert

Nov 14, 2023

Der Begriff „Forever Chemicals“ ist so bedrohlich, wie er klingt: Der Spitzname für eine vielfältige Gruppe von Verbraucher- und Industriechemikalien, die als Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) bekannt sind. Diese künstlichen Substanzen lauern jahrzehntelang im menschlichen Blutkreislauf und sind daher unvermeidlich In modernen Industriezivilisationen tauchen sie normalerweise im Mutterleib im Körper auf. Die Bezeichnung „für immer“ bezieht sich auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen Abbau: PFAS werden nur sehr selten biologisch abgebaut, was bedeutet, dass fast alle PFAS, die jemals produziert wurden, noch vorhanden sind.

Es gibt mehr als 4.700 PFAS – Teflon, der in antihaftbeschichteten Pfannen verwendete Stoff, ist vielleicht der bekannteste von allen – und sie sind in einer Vielzahl von Produkten zu finden: antihaftbeschichtetes Kochgeschirr, Quittungspapier, Lebensmittelverpackungen, schmutzabweisende Beschichtungen auf Stoffen wie Teppichen, wasserabweisende Stoffe wie Regenschirme, Zahnseide, Reinigungsmittel und sogar Wasserflaschen. Da PFAS so weit verbreitet sind, ist es für den Menschen derzeit unmöglich, den Kontakt mit ihnen zu vermeiden. Sie sind dafür bekannt, dass sie nicht loszuwerden sind, und werden mit gesundheitlichen Problemen wie Bluthochdruck und Lebererkrankungen bis hin zu einer verminderten Spermienzahl in Verbindung gebracht. Trotz dieser Warnsignale zeigen Studien wiederholt, dass PFAS weiterhin die öffentliche und private Wasserversorgung verunreinigen.

Diese Technik könnte Menschen vor PFAS-bedingten Krankheiten schützen, indem sie „eine vielversprechende Plattform zur Behandlung von PFAS-kontaminiertem Trinkwasser“ bietet.

Dennoch gibt es möglicherweise eine gute Nachricht: Wie sich herausstellt, sind selbst Substanzen mit „forever“ im Namen möglicherweise nicht buchstäblich ewig haltbar. Eine neue Studie in der wissenschaftlichen Publikation „Journal of Hazardous Materials Letters“ zeigt einen möglichen Weg auf, PFAS in Wasser mithilfe von Wasserstoff und ultraviolettem Licht abzubauen. Die Autoren der Studie kommen zu dem Schluss, dass diese Technik Menschen vor PFAS-bedingten Krankheiten schützen könnte, indem sie „eine vielversprechende Plattform zur Behandlung von PFAS-kontaminierten Trinkwasserquellen und Solekonzentraten“ bietet.

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Forscher der University of California – Riverside haben diese Methode entwickelt, indem sie mit PFAS verunreinigtes Wasser fanden und dann zusätzlichen Wasserstoff hinzufügten (Wasser enthält schließlich bereits Wasserstoffatome). Dadurch werden die Wassermoleküle polarisiert und reaktionsfähiger, sodass bei der Einwirkung von ultraviolettem Licht chemische Reaktionen ablaufen, bei denen bestimmte PFAS-Typen namens PFOA und PFOS ohne gefährliche Nebenprodukte abgebaut werden. Noch besser ist, dass das fortschrittliche Verfahren im Vergleich zu anderen Formen von ultraviolettem Licht eine Effizienzsteigerung von 10 bis 95 % erzielt. Die neue Methode defluoriert außerdem bis zu 94 % der Moleküle.

„Es wurde der bislang effizienteste photochemische Prozess zur Zerstörung von PFAS entdeckt, ohne dass unerwünschte Nebenprodukte entstehen“, sagte Haizhou Liu, der korrespondierende Autor der Studie, per E-Mail gegenüber Salon. „Es nutzt außerdem eine andere UV-Wellenlänge als herkömmliche Technologien.“

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Liz Costello, MPH – eine Doktorandin an der University of Southern California, die sich mit PFAS beschäftigt hat, aber nicht an der neuesten Studie beteiligt war – sagte Salon, dass sie von den Ergebnissen „begeistert“ sei.

„Sie konzentrierten sich nur auf zwei PFAS, PFOA und PFOS, daher würde es mich interessieren, wie diese Methode für einige der anderen gängigen PFAS oder für die Ersatzchemikalien funktioniert“, sagte Costello per E-Mail gegenüber Salon. Sie fügte hinzu: „Es ist auch schwer zu sagen, wie einfach diese Methode in der realen Welt implementiert werden könnte oder wie kosteneffektiv sie im Vergleich zu anderen sein könnte.“

Costello wies auch darauf hin, dass dies nicht der erste aktuelle Fall wissenschaftlicher Forschung sei, der darauf hindeutet, dass die „ewigen Chemikalien“ möglicherweise nicht ewig halten müssen.

„Es gab kürzlich einen Artikel in Science, der einen sehr effizienten Weg zum Abbau von PFAS beschrieb. Ich bin mir sicher, dass auch andere in der Pipeline sind, da dies ein so wichtiges Problem für die Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellt.“

„Es gab kürzlich in Science einen Artikel, der einen sehr effizienten Weg zum Abbau von PFAS beschrieb“, bemerkte Costello und bezog sich dabei auf eine Studie, in der festgestellt wurde, dass bestimmte Arten von PFAS mit dem Lösungsmittel Dimethylsulfoxid abgebaut werden können, wenn es mit einem Reinigungsreagenz gemischt wird . „Ich bin sicher, dass noch weitere in Planung sind, da dies ein so wichtiges Anliegen für die Umwelt und die menschliche Gesundheit ist.“

Da es so viele verschiedene Arten von PFAS gibt, ist es unwahrscheinlich, dass eine einzige Methode zu ihrer Beseitigung für jede Version funktioniert. Allerdings ist jeder Fortschritt bei der Eliminierung von Chemikalien wie PFOS und PFOA sicherlich hilfreich, wenn er in Massenproduktion hergestellt werden kann. Das ist natürlich der nächste Schritt.

„Wir arbeiten an der Kommerzialisierung und Ausweitung dieser Technologie“, schrieb Liu an Salon.

Was die Zerstörung der anderen Arten von PFAS-Chemikalien betrifft, wird es einige Zeit dauern, bis die Wissenschaftler die dafür erforderliche Technologie entwickeln.

„Im Hinblick auf die PFAS-Zerstörung müssen wir noch erforschen, wie wir diese Technologie beispielsweise in Wasseraufbereitungsanlagen einsetzen können“, bemerkte Costello. „Wir müssen außerdem sicherstellen, dass alle neuen Methoden zur Entfernung und Zerstörung von PFAS nachhaltig sind und bei allen PFAS-Chemikalien gut funktionieren.“

Für Wissenschaftler wird es auch wichtig sein, Wege zu finden, um Kombinationen von PFAS und nicht nur PFAS isoliert zu eliminieren. Schließlich stoßen die meisten Menschen, die gefährlich hohen Mengen an PFAS ausgesetzt sind, auf mehrere PFAS auf einmal und nicht einzeln. Dr. Sandra Søgaard Tøttenborg von der Universität Kopenhagen machte diese Beobachtung, als sie Anfang des Jahres ihre Studie besprach, in der sie die PFAS-Exposition schwangerer Frauen mit schlechter Samenqualität bei den ihnen zugewiesenen männlichen Nachkommen in Verbindung brachte.

„Frühere Studien zur PFAS-Exposition später in der Schwangerschaft konzentrierten sich auf einzelne Substanzen, was ein unrealistisches Szenario ist, wenn man bedenkt, dass Chemikalien in praktisch jedem Aspekt unseres modernen Lebens verankert sind“, erklärte Tøttenborg. „Die Studie [zur Samenqualität] zeigte einen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber einer PFAS-Mischung in der Frühschwangerschaft und einer geringeren Spermienkonzentration und Gesamtspermienzahl sowie einem höheren Anteil nicht-progressiver und unbeweglicher Spermien.“

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