PFAS wurden früher in zahlreichen Produkten wie Textilien, Feuerlöschschäumen oder Lebensmittelverpackungen eingesetzt und gelangten so in die Umwelt. Über die Nahrung und das Trinkwasser können sich die Substanzen dann im Körper anreichern und schwerwiegende Krankheiten mitverursachen. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben nun eine innovative Methode entwickelt, um PFAS effizient aus Trinkwasser zu entfernen.

Zirkonium-basierte Filter als Lösung

Das Team um Nebojša Ilić und Prof. Soumya Mukherjee identifizierte wasserstabile metall-organische Gerüstverbindungen aus Zirkonium-Carboxylat als vielversprechendes Filtermaterial. Dieses Material zeichnet sich durch anpassbare Porengröße, wasserbeständige Eigenschaften und eine starke elektrostatische Ladung aus. Durch die gezielte Strukturmodifikation und die Kombination mit Polymeren konnte die Filterkapazität im Vergleich zu bereits eingesetzten Materialien wie Aktivkohle und speziellen Harzen erheblich verbessert werden.

„PFAS stellen eine ständige Bedrohung für die Gesundheit der Bevölkerung dar", betont Prof. Jörg Drewes, Lehrstuhlinhaber für Siedlungswasserwirtschaft an der TUM. „Zu lange wurden die negativen Auswirkungen der Chemikalien, die unter anderem dafür sorgen, dass Regenjacken wasserdicht und zugleich atmungsaktiv sind, unterschätzt. Inzwischen hat hier in der Industrie ein Umdenken eingesetzt, aber die Altlasten durch PFAS werden uns noch für mehrere Generationen beschäftigen."

Interdisziplinäre Zusammenarbeit

Bei der Entwicklung und Erforschung der neuen Filter arbeiteten Forschende der TUM School of Natural Sciences mit Kollegen der TUM School of Engineering and Design und Simulationsexperten der TUM School of Computation, Information and Technology zusammen.

„Bei der Lösung solch großer Herausforderungen müssen Fachleute verschiedenster Disziplinen kooperieren", so Prof. Roland Fischer, Lehrstuhlinhaber für Anorganische und Metallorganische Chemie. „Allein kommt man da einfach nicht weiter. Ich freue mich sehr, dass sich dieser Ansatz hier wieder einmal bewährt hat.“

Herausforderungen für die Praxis

Obwohl das neue Filterprinzip vielversprechend ist, wird es noch dauern, bis es großflächig eingesetzt werden kann.  Die Technologie müsste dafür mit nachhaltig verfügbaren, preiswerten und in jeder Hinsicht selbst ungefährliche Materialien umgesetzt werden. Weitere Forschungen und ingenieurwissenschaftliche Lösungen sind notwendig, um diese Technologie für Wasserwerke zugänglich zu machen.

Originalpublikation:
N. Ilić, K. Tan, F. Mayr, S. Hou, B. M. Aumeier, E. M. C. Morales, U. Hübner, J. Cookman, A. Schneemann, A. Gagliardi, J. E. Drewes, R. A. Fischer, S. Mukherjee, Trace Adsorptive Removal of PFAS from Water by Optimizing the UiO-66 MOF Interface, erschienen in: Adv. Mater. 21.11.2024, 2413120. doi.org/10.1002/adma.202413120

Quelle: Technische Universität München (TUM)