Weiterentwicklung der Bodenwäsche für PFAS-belastete Böden im Hinblick auf ein Recycling der Feinfraktionen (BoReF)

Kurzfassung

Bei der Wäsche von Böden, die mit per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen ( PFAS) kontaminiert sind, gelingt es mit der aktuellen Technik nicht für alle Böden, auch die Feinfraktion von PFAS zu reinigen, sodass diese deponiert werden muss. Im Rahmen des Projekts BoReF sollen die an der Feinfraktion anhaftenden PFAS für anspruchsvoll zu waschende Böden mittels nassmechanischer (z. B. Schwertwäsche, Attrition) und nasschemischer Verfahren (z. B. Flotation, chemische Oxidation) aus dieser entfernt werden, um eine Verwertung der Feinfraktion zu ermöglichen. Der Schwerpunkt des Forschungsvorhabens liegt im verfahrenstechnischen „Upscaling“, sodass die entwickelten Lösungsansätze vom Labor/Technikum im Projektmaßstab erfolgreich angewendet werden können. 

Im April 2025 gestartet, wird das Vorhaben durch die Bayerischen Forschungsstiftung mit 430.000 Euro gefördert. In seiner dritten Förderrunde 2024 hat der Stiftungsrat für zehn Technologieprojekte aus ganz Bayern insgesamt rund 5,8 Millionen Euro an Zuschüssen bewilligt.

 

 


Problemstellung

Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) sind extrem langlebige, wasser-, fett- und schmutzabweisende Industriechemikalien. Sie befinden sich in vielen Alltagsprodukten wie Regenjacken oder Pizzakartons. Sie gelangen aber auch über die Produktion von Textilien, Druckerzeugnissen, Kälte- und Treibmitteln sowie Feuerlöschschäumen in die Umwelt und reichern sich in Böden, Lebensmitteln und Trinkwasser an. PFAS gelten als hochproblematisch: Sie sind wahrscheinlich krebserregend und werden in der Umwelt und im menschlichen Organismus quasi nicht abgebaut. Findet man – z. B. beim Bodenaushub für eine Baumaßnahme – PFAS im Boden, muss dieser entweder gereinigt oder deponiert, also entsorgt, werden. Trotz erst langsam steigender medialen Aufmerksamtkeit der Bedarf eines Prozesses zur Entfernung dieser Stoffgruppe aus der Umwelt dringend nötig ist.

 

 


Projektbeschreibung

Entfernen lassen sich PFAS mit einer speziellen Bodenwäsche. Bei dieser wird der kontaminierte Boden ausgehoben und in einer Anlage, einer gigantischen Waschmaschinentrommel ähnlich, durch gezielt geförderte Interaktion mit Wasser gereinigt. Für grobe Bodenfraktionen (Sand, Kies) funktioniert diese Reinigung bereits. Problematisch sind noch die sogenannten Feinfraktionen – das sind sehr kleine Bodenpartikel, deren Durchmesser weniger als 0,1 mm beträgt. Diese müssen bislang noch auf speziellen Deponien entsorgt werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Lehrstuhls für Resource and Chemical Engineering (Prof. Dr. Daniel Vollprecht, Samuel Griza), des Institut für Umweltmedizin und Integrative Medizin (Prof. Dr. Claudia Traidl-Hoffmann, Dr. Jamie Afghani), der  Professur für Technology Assessment (Prof. Dr.-Ing. Jan Paul Lindner) und des Anwendungszentrums für Material und Umwelt (Dr. Timo Körner, Dr.-Ing. Christian Oblinger) der Universität Augsburg  forschen nun gemeinsam mit dem Industriepartner Züblin Umwelttechnik GmbHan einer Lösung, die eine Komplettreinigung von PFAS-belastetem Bodenaushub ermöglicht.

 
Im Rahmen des Projekts sollen die an den feinen Bodenpartikeln anhaftenden PFAS entfernt werden. Die Idee ist, dafür nassmechanische und nasschemische Verfahren anzuwenden, beispielsweise durch chemische Oxidation, Flotation oder die Verwendung von waschaktiven Zusätzen. Zum Nachweis der PFAS-Belastung wird ein neues, kostensparendes Analyseverfahren entwickelt, um die erforderliche Vielzahl an Proben zu charakterisieren.  Um die beste Reinigungsmethode für Feinbodenpartikel zu finden, bauen die Forschenden die „Boden-Waschmaschine“ im Labormaßstab nach. Der Prozess vom kontaminierten zum gereinigten, wieder einsatzbereiten Boden ist in der unteren Abbildung schematisch dargestellt. Der neue Prozess wird während des Vorhabens durch eine Lebenszyklusanalyse begleitet, was durch Quantisierung des Umwelteinflusses eine Entscheidungs- und Bewertungsgrundlage für den Aspekt Nachhaltigkeit bietet.

 

 


Projektziel

 

Durch die Forschung in BoReF soll die Bodenwäsche durch zusätzliche nassmechanische und nasschemische Prozesse so weiterentwickelt werden, dass auch für anspruchsvoll zu waschende Böden die Feinfraktion wieder verwertet werden kann. Hierdurch werden die in Deutschland knappen Ressourcen „Boden“ und „Deponievolumen“ geschont, da gereinigter Boden wieder regulär genutzt werden kann, statt deponiert werden zu müssen.

 

Arbeitspakete im Projekt BoReF. Nach Identifizierung des Ausmaßes und der Art der Belastung soll der betroffene Boden ausgehoben und mehrstufig gereinigt werden. Der gereinigte Boden steht danach erneut als Ressource zur Verfügung. © Universität Augsburg

Ansprechpartner

Wäsche PFAS-kontaminierter Böden
Resource and Chemical Engineering
  • Telefon: +49 821 598 - 69138
  • E-Mail:
  • Raum 2008 (Gebäude W)

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