PFAS-Entfernung aus Bewässerungswasser mit Biochar

In der Landwirtschaft kann das Vorhandensein von per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) in rezykliertem Wasser eine Bedrohung für bewässerte Kulturen und die menschliche Nahrungskette darstellen. Biochar stellt potenziell einen kostengünstigen und umweltfreundlichen Ansatz dar, um PFAS aus rezykliertem Wasser durch Adsorption zu entfernen. Die Identifizierung der wichtigsten Eigenschaften von Biochar, die für die erfolgreiche Adsorption von lang- und kurzkettigen PFAS verantwortlich sind, sowie die Entwicklung von Vorhersagemodellen sind entscheidend, um das Potenzial von Biochar zur Sanierung von PFAS in der Landwirtschaft zu identifizieren. In dieser Arbeit wurde eine systematische und umfassende Bewertung von 17 physikalisch-chemischen Eigenschaften von 24 Biochars durchgeführt, um die Hauptfaktoren zu bestimmen, welche die PFAS-Entfernung aus dem Wasser beeinflussen. Es wurden Batch-Studien durchgeführt und Hauptkomponentenanalysen sowie Korrelationsstudien verwendet, um jene Faktoren zu bestimmen, die die PFAS-Entfernung beeinflussen. Verschiedene Parameter hatten Einfluss auf die Entfernung von lang- und kurzkettigen PFAS (Kohlenstoff/Stickstoff-Verhältnis, spezifische Oberfläche. Unter Verwendung dieser 24 Biochars als Trainingsdatensatz wurden lineare Modelle erstellt, um die Entfernung ausgewählter PFAS auf der Grundlage der Eigenschaften der Biochars vorherzusagen. Diese Modelle wurden verwendet, um eine kommerzielle Kiefernholzkohle auszuwählen, die bei der Entfernung von PFOS, PFOA, PFBS, PFHxS und PFNA in verschiedenen Matrices effektiv funktionierte. Die thermische Behandlung nach der Pyrolyse erleichterte die Aufrechterhaltung des Adsorptionspotenzials über nachfolgende Zyklen hinweg und bot gleichzeitig den zusätzlichen Vorteil, dass die Entfernung des kurzkettigen Sulfonats PFBS um das Zwei- bis Fünffache erhöht wurde. Eine sorgfältige, evidenzbasierte Auswahl von Biochar mit optimalen physiochemischen Eigenschaften kann eine hervorragende Entfernung sowohl lang- als auch kurzkettiger PFAS-Verbindungen aus dem Wasser ermöglichen.

Zitat:

Ramos, P. et al.: Biochar selection for removal of perfluoroalkyl substances from reclaimed water for agricultural irrigation. Biochar 7(56), 2025