3 wichtige Erkenntnisse:
1. Schneller PFAS-NachweisEine neue Methode erkennt PFAS innerhalb von Minuten und beschleunigt damit die Umweltüberwachung erheblich.
2. Überlegene Empfindlichkeit: Nutzt die Papierspray-Massenspektrometrie und bietet Nachweisgrenzen, die bis zu 100-mal empfindlicher sind als die der derzeitigen Standards.
3. Weitreichende UmweltauswirkungenHilft dabei, PFAS-Verunreinigungen in Wasser, Boden und Konsumgütern schnell zu identifizieren und unterstützt so die Bemühungen zur Festlegung von Sicherheitsstandards und zum Schutz der öffentlichen Gesundheit.
Wissenschaftler enthüllen Methode zur Identifizierung von „Ewigkeitschemikalien“ in nur wenigen Minuten
In einer Welt, in der der Begriff „Ewigkeitschemikalien“ nicht nur eine Schlagzeile, sondern bittere Realität ist, wird der Kampf gegen diese hartnäckigen Substanzen immer schwieriger. Diese Chemikalien, wissenschaftlich bekannt als PFAS (Per- und Polyfluoralkylsubstanzen), sind nicht nur extrem persistent und benötigen Tausende von Jahren zum Abbau, sondern auch allgegenwärtig. Sie finden sich in allem, von Lebensmittelverpackungen bis hin zu Regenkleidung. Besorgniserregend ist, dass sie fast die Hälfte des US-amerikanischen Trinkwassers durchdrungen haben und somit eine unsichtbare Bedrohung für unsere Gesundheit und die Umwelt darstellen.
Eine bahnbrechende Studie des New Jersey Institute of Technology (NJIT) weist den Weg zu einer Lösung. Ein Chemikerteam des NJIT hat in der renommierten Fachzeitschrift „Journal of Hazardous Materials“ eine revolutionäre Methode vorgestellt, mit der sich Spuren von PFAS in Lebensmittelverpackungen, Wasser- und Bodenproben in nur drei Minuten oder weniger nachweisen lassen. Diese neue Technik könnte unsere Bemühungen, die Verbreitung dieser giftigen Substanzen zu verstehen und einzudämmen, erheblich beschleunigen. Unterstützt wird sie durch über zwei Milliarden US-Dollar an Fördermitteln der EPA aus Präsident Bidens parteiübergreifendem Infrastrukturgesetz zur Verbesserung der Wasserqualitätsprüfung und -aufbereitung.
Das Problem mit PFAS, wie Hao Chen, Chemieprofessor am NJIT und korrespondierender Autor der Studie, betont, liegt in ihrer enormen Vielfalt und der Komplexität, ihre Verteilung in der Umwelt zu verfolgen. Herkömmliche Testmethoden sind nicht nur kostspielig, sondern auch zeitaufwendig; allein die Probenvorbereitung und -analyse erfordern oft Stunden. Hier setzt die Lösung des NJIT-Teams an: eine schnelle, sensitive und vielseitige Methode, die die Überwachung von Trinkwasser, Böden und Konsumgütern auf Verunreinigungen innerhalb von Minuten revolutionieren dürfte.
Dieser innovative Ansatz basiert auf der sogenannten Papierspray-Massenspektrometrie (PS-MS), die deutlich empfindlicher (genauer gesagt 10- bis 100-mal) ist als der derzeitige Goldstandard, die Flüssigkeitschromatographie/Massenspektrometrie. PS-MS ermöglicht die Ionisierung und schnelle Detektion von PFAS mittels eines hochauflösenden Massenspektrometers und liefert so eine klare Momentaufnahme jedes einzelnen vorhandenen PFAS-Moleküls sowie des Ausmaßes der Kontamination bis in den Bereich von Teilen pro Billion. Für schwierigere Proben wie Bodenproben entwickelte das Team eine Variante namens Entsalzungs-Papierspray-Massenspektrometrie (DPS-MS). Diese entfernt effektiv Salze, die den Detektionsprozess behindern können, und verbessert dadurch die Nachweisbarkeit dieser schwer fassbaren Verbindungen zusätzlich.
Um die Empfindlichkeit ihrer Methode zu verdeutlichen: Die Nachweisgrenze des Teams für PFAS liegt bei etwa 1 ppt – das entspricht einem einzigen Wassertropfen in 20 olympischen Schwimmbecken. Ihre Tests haben bereits bedeutende Ergebnisse geliefert, darunter den Nachweis von elf verschiedenen PFAS-Molekülen in diversen Fast-Food-Verpackungen und Spuren von PFOA im Leitungswasser der Universität. Gleichzeitig konnte die Abwesenheit von PFAS im gefilterten Brunnenwasser der Universität bestätigt werden.
Dieser Durchbruch kommt genau zum richtigen Zeitpunkt, da die EPA landesweit Höchstwerte für sechs PFAS im Trinkwasser festlegen will. Dank der Methode des NJIT sind umfassendere Untersuchungen auf toxische PFAS möglich, wodurch unsere Wasserversorgung potenziell vor diesen gefährlichen Schadstoffen geschützt werden kann.
Die Bedeutung dieser Studie reicht jedoch weit über den bloßen Nachweis von PFAS hinaus. Das Team des NJIT hat seine Methode zudem mit einem neuartigen Abbaukatalysator kombiniert, der 98.7 % der PFAS in Trinkwasserproben innerhalb von drei Stunden eliminieren kann. Dies verdeutlicht das Potenzial, diese Chemikalien nicht nur zu identifizieren, sondern auch effektiv aus unserer Umwelt zu entfernen.
Die unmittelbaren Vorteile dieser Forschung werden sich besonders im Nordosten der USA bemerkbar machen, wo rund 10 % der Bevölkerung New Jerseys mit hohen Perfluoroctansäure-Konzentrationen im Trinkwasser konfrontiert sind – deutlich über dem nationalen Durchschnitt. Doch die weiterreichenden Auswirkungen versprechen, die Überwachung von Konsumgütern, von Kosmetika über Lebensmittel bis hin zur Luft, die wir atmen, grundlegend zu verändern und neue Wege im Kampf gegen die anhaltende Bedrohung durch persistente Chemikalien zu eröffnen.
Die WATERTECH CHINA 2024 wird Fortschritte bei der PFAS-Sanierung präsentieren.
Aufbauend auf den bahnbrechenden Forschungsergebnissen zur PFAS-Detektion etabliert sich die WATERTECH CHINA 2024 als zentrale Plattform für die neuesten Fortschritte in der Wassertechnologie. Die vom 3. bis 5. Juni 2024 im Nationalen Ausstellungs- und Kongresszentrum in Shanghai stattfindende Messe präsentiert eine Vielzahl von Innovationen zur Bewältigung der Herausforderung, PFAS aus Trinkwasser zu entfernen. Umweltwissenschaftler und Branchenführer treffen sich hier, um zukunftsweisende Lösungen und Sanierungstechnologien vorzustellen, die die Sicherheit und Reinheit von Trinkwasser weltweit verbessern sollen. Die WATERTECH CHINA 2024 bietet Akteuren eine entscheidende Gelegenheit zum Wissensaustausch, zur Förderung des technologischen Fortschritts und zur Bewältigung einer der drängendsten Umweltfragen unserer Zeit.
