Im August verkündeten Chemiker, dass ihnen etwas lange Zeit Unmögliches gelungen sei: der Abbau einiger der beständigsten persistenten organischen Schadstoffe unter milden Bedingungen. Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), oft auch als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet, reichern sich in alarmierendem Tempo in der Umwelt und in unserem Körper an. Ihre Beständigkeit, die auf der schwer zu spaltenden Kohlenstoff-Fluor-Bindung beruht, macht PFAS zwar besonders nützlich für wasserfeste und antihaftbeschichtete Materialien sowie Feuerlöschschäume, bedeutet aber auch, dass diese Chemikalien jahrhundertelang bestehen bleiben. Einige Vertreter dieser großen Stoffgruppe sind bekanntermaßen giftig.
Das Team um den Chemiker William Dichtel von der Northwestern University und die damalige Doktorandin Brittany Trang entdeckte eine Schwachstelle in Perfluoralkylcarbonsäuren und der Chemikalie GenX, die zu einer anderen PFAS-Klasse gehört. Durch Erhitzen der Verbindungen in einem Lösungsmittel wird die Carbonsäuregruppe abgespalten; die Zugabe von Natriumhydroxid bewirkt den Rest, wobei Fluoridionen und relativ unschädliche organische Moleküle zurückbleiben. Diese Spaltung der extrem starken C-F-Bindung gelingt bereits bei 120 °C (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abm8868). Die Wissenschaftler hoffen, die Methode an anderen PFAS-Typen testen zu können.
Vor dieser Arbeit bestanden die besten Strategien zur Sanierung von PFAS darin, die Verbindungen entweder zu binden oder sie bei extrem hohen Temperaturen unter Einsatz großer Energiemengen abzubauen – was laut Jennifer Faust, Chemikerin am College of Wooster, möglicherweise nicht einmal vollständig wirksam ist. „Deshalb ist dieses Niedertemperaturverfahren so vielversprechend“, sagt sie.
Diese neue Analysemethode wurde insbesondere im Hinblick auf weitere Erkenntnisse zu PFAS aus dem Jahr 2022 begrüßt. Im August berichteten Forscher der Universität Stockholm unter der Leitung von Ian Cousins, dass Regenwasser weltweit Perfluoroctansäure (PFOA)-Konzentrationen aufweist, die den von der US-Umweltschutzbehörde (EPA) festgelegten Richtwert für diese Chemikalie im Trinkwasser überschreiten (Environ. Sci. Technol. 2022, DOI: 10.1021/acs.est.2c02765). Die Studie fand zudem hohe Konzentrationen anderer PFAS im Regenwasser.
„PFOA und PFOS [Perfluoroctansulfonsäure] werden seit Jahrzehnten nicht mehr hergestellt, was ihre Persistenz unterstreicht“, sagt Faust. „Ich hätte nicht gedacht, dass es so viel sein würde.“ Cousins’ Arbeit, so Faust, „ist wirklich nur die Spitze des Eisbergs.“ Faust hat in US-Regenwasser neuere PFAS-Arten gefunden – solche, die von der EPA nicht routinemäßig überwacht werden – und zwar in höheren Konzentrationen als diese altbekannten Verbindungen (Environ. Sci.: Processes Impacts 2022, DOI: 10.1039/d2em00349j).
Veröffentlichungsdatum: 19. Dezember 2022