Entwicklung neuer Technologien
zur Entfernung und Zerstörung von PFAS
Die extreme Persistenz von PFAS und ihre hohe Mobilität im Wasser stellen eine Herausforderung für die derzeitigen Behandlungstechnologien dar. Gleichzeitig besteht die dringende Notwendigkeit, die weitere Ausbreitung von PFAS aus Kontaminationsherden zu verhindern.
Wir entwickeln effiziente und nachhaltige Technologien zur sicheren Entfernung von PFAS aus Wasser und Böden. Diese Technologien zielen darauf ab, historisch kontaminierte Standorte zu sanieren, an denen PFAS in den Boden und das Grundwasser gelangt sind, zum Beispiel durch Brandbekämpfung mit PFAS-haltigen Schäumen. Darüber hinaus entwickeln wir Strategien für eine effiziente Behandlung von Industrieabwässern an der Quelle, da weitere Emissionen in die Umwelt bei den derzeit als notwendig erachteten Verwendungen von PFAS weitere verhindert werden müssen.
Themen und Projekte
Innovationen bei Materialien und Verfahren werden kombiniert, um Technologien zu schaffen, die sicher und erschwinglich sind und einen minimalen Kohlenstoff-Fußabdruck hinterlassen.
Projekte und Aktivitäten
Markteinführung: In-situ-Sorptionsbarrieren zum Abschneiden von PFAS-Fahnen im Grundwasser
PFAS-spezialisierte kolloidale Aktivkohle mit optimierter Oberflächenchemie wurde auf den Sanierungsmarkt gebracht. Intraplex® basiert auf dem Know-how des UFZ und wurde an die Intrapore GmbH lizenziert. Das Produkt wurde bereits erfolgreich für die Grundwassersanierung vermarktet.
Nachhaltiges Management von verbrauchten In-situ-Sorptionsbarrieren
Das Promotionsstipendienprogramm der Deutschen Bundesstiftung Umwelt fördert die Erforschung innovativer Lösungen für das nachhaltige Management von verbrauchten In-situ-Sorptionsbarrieren auf Kohlenstoffbasis. Die Grundidee ist, die konzentrierte Schadstofffracht durch eine Kombination aus gezielter Mobilisierung der kohlenstoffgebundenen PFAS und hydraulischen Maßnahmen zurückzugewinnen. Die Veränderung der Kohlenstoffoberflächenchemie wird als Instrument zur gezielten Schadstofffreisetzung untersucht.
Projekt ContaSorb
Entwicklung und Feldversuche mit neuen kolloidalen Materialien für die In-situ-Grundwasserbehandlung.
Neben kolloidaler Aktivkohle wurde im Projekt FeS erfolgreich zur Erzeugung von Sulfatradikalen aus Persulfat zur Zerstörung von PFAS eingesetzt. (BMBF, Förderkennzeichen 03XP0090A, 02/2017 – 06/2020)
Projekt Fate-PFT
Fundierte Quellenidentifizierung und Abbaubewertung von polyfluorierten Tensiden (PFTs) im Wasserkreislauf mittels komponentenspezifischer Isotopenanalyse und diagnostischer Kennzahlen (BMBF- KMU-Innovativ, Förderkennzeichen 02WQ1598B, Laufzeit 07/2021 - 12/2023)
Beteiligte Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen
Dr. Sarah Sühnholz
Jannes Beihsner
Industriepartner
Projekte und Aktivitäten
Projekt ZeoPFAS: H4PFOS-Abbau aus Galvanikabwässern
Prozessentwicklung und Pilotversuche: Mit einer Kombination von PFAS-Anreicherung aus Wasser an einem Zeolith-Adsorber und Regeneration des Adsorbers durch hitzeaktiviertes Persulfat erreichen wir eine vollständige Mineralisierung der polyfluorierten Verbindung und der daraus gebildeten perfluorierten Carbonsäuren. Das Verfahren ist durch das UFZ patentiert (Patent: EP3873659 (EU); US12017200 (USA).
Beteiligte Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen
Dr. Robert Köhler
Industriepartner
Winning Plastics – Diepersdorf GmbH (Galvaniseur)
Clariant Produkte GmbH - Bitterfeld (Zeolithhersteller)
eneotech Umwelt GmbH (Anlagenbau)
Projekte und Aktivitäten
Projekt 2D4PFAS
Material- und Prozessdesign für den Electro-Catch&Treat-Prozess mit einem neuen erweiterten 2D-funktionalisierten Material.
Projekt FABEKO
Die elektrounterstützte Sorption und Desorption in Modulen mit flexiblen Elektroden in Swiss-Roll-Anordnung wurde an zwei Standorten im Pilotversuch zur Entfernung von PFAS aus Abwässern der Bodenwäsche erfolgreich getestet.
Beteiligte Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen
Dr. Sarah Sühnholz
Dr. Robert Köhler
Industriepartner
As of 01/2025
Qian, L., Zhao, H., Schierz, A., Mackenzie, K., & Georgi, A. (2024): A Deep Insight into Perfluorooctanoic Acid Photodegradation Using Metal Ion-Exchanged Zeolites. ACS ES&T Engineering 4 (3) 748–757. 10.1021/acsestengg.3c00462
Saeidi, N., Lai, A., Harnisch, F., Sigmund, G. (2024): A FAIR comparison of activated carbon, biochar, cyclodextrins, polymers, resins, and metal organic frameworks for the adsorption of per- and polyfluorinated substances, Chem. Eng. J. 498 , art. 155456. 10.1016/j.cej.2024.155456
Kopinke, F.-D. (2024): Correspondence on "Effects of temperature and DC electric fields on perfluorooctanoic acid sorption kinetics to activated carbon" Environ. Sci. Technol. 58 (44), 19902 – 19903. 10.1021/acs.est.4c07601
Saeidi, N., Harnisch, F., Presser, V., Kopinke, F.-D., Georgi, A. (2023): Electrosorption of organic compounds: State of the art, challenges, performance, and perspectives, Chem. Eng. J. 471 , art. 144354. 10.1016/j.cej.2023.144354
Georgi, A., Mackenzie, K. (2022): PFAS – eine Herausforderung für die Umwelttechnologie
Mitteilungen der Fachgruppe Umweltchemie und Ökotoxikologie / Gesellschaft Deutscher Chemiker 28 (2), 53 - 57
Qian, L., Kopinke, F.-D., Scherzer, T., Griebel, J., Georgi, A. (2022): Enhanced degradation of perfluorooctanoic acid by heat-activated persulfate in the presence of zeolites. Chem. Eng. J. 429, art. 132500. 10.1016/j.cej.2021.132500
Zhou, J., Zhang, Y., Balda, M., Presser, V., Kopinke, F.-D., Georgi, A. (2022): Electro-assisted removal of polar and ionic organic compounds from water using activated carbon felts, Chem. Eng. J. 433, Part 2 , art. 133544. 10.1016/j.cej.2021.133544
Zhou, J., Saeidi, N., Wick, L.Y., Xie, Y., Kopinke, F.-D., Georgi, A. (2022): Efficient removal of trifluoroacetic acid from water using surface-modified activated carbon and electro-assisted desorption, J. Hazard. Mater. 436 , art. 129051. 10.1016/j.jhazmat.2022.129051
Zhou, J. (2022): Improved sorptive removal of polar organic micropollutants from water using surface modified and polarized activated carbons, Dissertation, Universität Leipzig, Fakultät für Chemie und Mineralogie, PhD Dissertation 2/2022, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ, Leipzig, 9, 178 pp.
Sühnholz, S. (2022): Mechanistische Untersuchungen zum Abbau von Perfluoroktansäure mit FeS-aktiviertem Peroxodisulfat für die In-situ-Grundwasserreinigung, Dissertation, Universität Leipzig, Fakultät für Chemie und Mineralogie, PhD Dissertation 3/2022, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ, Leipzig, V, 197 pp.
Sühnholz, S., Gawel, A., Kopinke, F.-D., Mackenzie, K. (2021): Evidence of heterogeneous degradation of PFOA by activated persulfate – FeS as adsorber and activator. Chem. Eng. J. 423, art. 130102. 10.1016/j.cej.2021.130102
Qian, L., Kopinke, F.-D., Georgi, A. (2021): Photodegradation of perfluorooctanesulfonic acid on Fe-zeolites in water. Environ. Sci. Technol. 55 (1), 614 – 622. 10.1021/acs.est.0c04558
Zhou, J., Saeidi, N., Wick, L.Y., Kopinke, F.-D., Georgi, A. (2021): Adsorption of polar and ionic organic compounds on activated carbon: Surface chemistry matters, Sci. Total Environ. 794 , art. 148508. 10.1016/j.scitotenv.2021.148508
Saeidi, N., Kopinke, F.-D., Georgi, A. (2021): What is specific in adsorption of perfluoroalkyl acids on carbon materials? Chemosphere 273 , art. 128520. 10.1016/j.chemosphere.2020.128520
Saeidi, N., Kopinke, F.-D., Georgi, A. (2021): Controlling adsorption of perfluoroalkyl acids on activated carbon felt by means of electrical potentials Chem. Eng. J. 416 , art. 129070. 10.1016/j.cej.2021.129070
Kopinke, F.-D., Frenzel, L.-M. (2021): Comment on “Thermal stability and decomposition of perfluoroalkyl substances on spent granular activated carbon”, Environ. Sci. Technol. Lett. 8 (4), 362 – 363. 10.1021/acs.estlett.0c00742
Kopinke, F.-D. (2021): Comments on “Highly selective removal of perfluorinated contaminants by adsorption on all-silica zeolite Beta” Angew. Chem.-Int. Edit. 60 (25), 13708 – 13709. 10.1002/anie.202100231
Chen, Y., Georgi, A., Zhang, W., Kopinke, F.-D., Yan, J., Saeidi, N., Li, J., Gu, M., Chen, M. (2021): Mechanistic insights into fast adsorption of perfluoroalkyl substances on carbonate-layered double hydroxides, J. Hazard. Mater. 408 , art. 124815. 10.1016/j.jhazmat.2020.124815
Saeidi, N., Kopinke, F.-D., Georgi, A. (2020): Understanding the effect of carbon surface chemistry on adsorption of perfluorinated alkyl substances, Chem. Eng. J. 381 , art. 122689. 10.1016/j.cej.2019.122689
Saeidi, N. (2021): Improving adsorption of perfluoroalkyl acids by tailoring surface chemistry of activated carbon and electric potentials, Dissertation, Universität Leipzig, Fakultät für Chemie und Mineralogie, PhD Dissertation 6/2021, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ, Leipzig, 184 pp.
Qian, L. (2021): Degradation of perfluoroalkyl acids using zeolites. Abbau von Perfluoralkylsäuren unter Verwendung von Zeolithen, Dissertation, Universität Leipzig, Fakultät für Chemie und Mineralogie, PhD Dissertation 12/2021, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ, Leipzig, 157 pp.
Qian, L., Georgi, A., Gonzalez-Olmos, R., Kopinke, F.-D. (2020): Degradation of perfluorooctanoic acid adsorbed on Fe-zeolites with molecular oxygen as oxidant under UV-A irradiation, Appl. Catal. B-Environ. 278 , art. 119283. 10.1016/j.apcatb.2020.119283
Georgi, A., Bosch, J., Bruns, J., Mackenzie, K., Saeidi, N., Kopinke, F.-D. (2020): Kolloidale Aktivkohle für die In-situ-Sanierung von PFAS-kontaminierten Grundwasserleitern , altlasten spektrum 29 (6), 232 – 237. 10.37307/j.1864-8371.2020.06.04