PFAS-Quellen differenzieren: Fortschritte bei der Identifikation und Differenzierung von Schadstoffquellen und Pflichtigen
PFAS, eine Gruppe langlebiger Chemikalien, die in einer Vielzahl von industriellen und kommerziellen Produkten verwendet werden, stellen eine wachsende Herausforderung für die Umwelt, die Gesundheit und insbesondere für die Wasserressourcen dar. Die Verunreinigungen von Grund- und Oberflächenwasser durch PFAS können potenziell schädliche Auswirkungen haben und erfordern präzise Methoden, um die Quellen der Verschmutzung zu identifizieren und ihren Anteil an den Verunreinigungen zu bestimmen. Besonders in der Nähe von Trinkwasser-Einzugsgebieten oder bei der Klärung rechtlicher Verantwortlichkeiten ist diese Differenzierung entscheidend.
Abb.: Beispiel für Biotransformation
Dank moderner Analyseverfahren und numerischer Behandlung per Multi-Vektor-Analyse (MVA) auf Basis statistischer Methoden sowie KI-Clustering ist es heute möglich, PFAS-Quellen detailliert zu untersuchen. Ein entscheidender Fortschritt ist die Nutzung der MVA, bei der umfangreiche statistische und chemische Daten mit künstlicher Intelligenz ausgewertet werden. Dieses Verfahren kann die verschiedenen PFAS-Quellen in Böden, Grund- und Oberflächenwasser identifizieren und sogar spezifische kommerzielle (historische) PFAS-Produkte, wie etwa Feuerlöschschäume, Papier- oder Textilzusatzmittel oder Ähnliches, als Ursprung der Verschmutzung identifizieren. Gleichzeitig werden per KI-basiertem Clustering auch unbekannte Produktquellen identifiziert und deren Einfluss quantifiziert.
Die Analyse basiert auf umfangreichen Untersuchungen von rund 70 PFAS-Verbindungen, die in Produkten wie Feuerlöschschäumen, Galvanikprodukten, Papierbeschichtungen, Tensidmischungen oder Betonzusatzmitteln vorkommen. Besonders interessant ist die Untersuchung sogenannter Cluster, also Gruppen ähnlicher chemischer Strukturen und Molekülverhältnisse und ihrer Biotransformation in der Umwelt. Diese Erkenntnisse ermöglichen es, zwischen Quellen wie alten und neuen PFAS-Produktgenerationen zu unterscheiden und den Anteil jeder Quelle an der Verunreinigung, wie z. B. einer Grundwasser-Kontaminationsfahne zu beziffern.
Eine wichtige Rolle spielen dabei lineare und verästelte Isomere (chemische Varianten derselben Verbindung mit gleicher CAS-Nummer), deren Verteilung Rückschlüsse auf die Herstellungsweise und das Alter zulässt. So führen ältere Produktionsmethoden mit elektrochemischer Fluorierung (ECF) oft zu einer Mischung linearer und verzweigter Isomere, während moderne Verfahren wie die Telomerisierung nur lineare Verbindungen erzeugen. Diese Unterschiede helfen dabei, alte und neue Kontaminationsquellen zu unterscheiden. Zudem ermöglichen spezielle Analyseverfahren, wie schnell sich bestimmte Isomere im Grundwasser verbreiten und welche bakteriologischen Umwandlungen – beispielsweise durch Boden- oder Bakterienkontakt – stattfinden.
Umfassende statistische Visualisierungen, wie Radargramme, Heatmaps oder Verteilungsanalysen, erleichtern es, die Verteilung und Häufigkeit unterschiedlicher PFAS in Umweltproben sichtbar zu machen. Gleichzeitig schafft die Auswertung großer Datenmengen in der HPC INTERNATIONAL Datenbank, wie etwa 800.000 Einzelanalysen von PFAS-spezifischen Standorten, eine solide Grundlage, um typische Muster bei verschiedenen Kontaminationsquellen zu erkennen.
Die neuen Möglichkeiten der PFAS-MVA-Analyse bieten konkrete Vorteile: Sie helfen, Wasserressourcen besser zu schützen, die Verantwortlichkeiten verschiedener PFAS-Quellen und Akteure präziser zuzuordnen und die Ursprünge von Verschmutzungen gezielt anzugehen. Insbesondere im rechtlichen Kontext, etwa bei Entschädigungsforderungen, Rechtsregressen oder Sanierungsplänen, liefern diese Methoden eine wertvolle Entscheidungsbasis. So tragen sie dazu bei, Umweltbelastungen genauer zu verstehen und nachhaltigere Lösungen für den Umgang mit PFAS in der Umwelt zu entwickeln.
Bei HPC INTERNATIONAL bringen wir nicht nur jahrzehntelange Erfahrung im Bereich Umweltanalytik und statistischer und KI-basierter Datenaufbereitung mit, sondern verfügen auch über ein Team führender Expertinnen und Experten – von Umweltchemikern bis zu promovierten Mathematikern – für PFAS-Analysen und die MVA. Sei es die Identifikation und Differenzierung von PFAS-Quellen oder die Entwicklung maßgeschneiderter Strategien zur toxikologischen Gefährdungsabschätzung zum Schutz und zur Sanierung von Wasserressourcen – wir sind Ihr kompetenter Partner bei der Bewältigung dieser Herausforderungen. Vertrauen Sie auf unsere Expertise, um nachhaltige und rechtssichere Lösungen für Ihre Projekte zu finden.
Dr. Frank Karg | HPC INTERNATIONAL | Präsident des internationalen PFAS-Congress
T: +33 607 346 916 | frank.karg@hpc-international.com