In den Themengruppen, die zur Vorbereitung der Novellierung der Bundes Bodenschutz- und Altlastenverordnung eingerichtet wurden (Stand Mai 2017 - Entwurf einer Verordnung zur Einführung einer Ersatzbauverordnung , zur Neufassung der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung und zur Änderung der Deponieverordnung und der Gewerbeabfallverordnung), wurde darauf hingewiesen, dass weitere prioritäre Schadstoffe für die Ableitung von Vorsorge-, Prüf- und Maßnahmenwerten aufzunehmen sind. Das tangiert insbesondere die PFC (per- und polyfluorierten Chemikalien), die für die Novellierung im Pfad 'Boden-Grundwasser' nur für 7 Einzel-verbindungen Prüfwerte enthält. Bislang werden vorwiegend Perfluorcarbon- und Perfluorsulfonsäuren in Umweltmedien (DIN 38407-42:2011-03 für Wasser und DIN 38414-14:2011-08 für Schlamm und Sedimente) analytisch identifiziert und quantifiziert. Aufgrund der Vielzahl von möglichen Vorläuferverbindungen ist eine Einzelanalytik dieser Stoffe nicht zielführend. Beim TOP-Assay (Total oxidysing precursor) werden Vorläufersubstanzen zu den persistenten Perfluorcarbon- und Sulfonsäuren oxidiert. Damit können Aussagen über die Anwesenheit bzw. Abwesenheit von Vorläufersubstanzen in Böden getroffen werden. Beim TOP-Assay wird der Abbau der Vorläufersubstanzen durch Oxidation in-vitro beschleunigt. Ziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens ist es, durch die Auswertung vorhandener Untersuchungen sowie Überprüfung der Robustheit und Durchführung einer Ringuntersuchung für den TOP-Assay im Pfad 'Boden-Grundwasser' zu entwickeln und für die DIN/ISO-Normung vorzulegen.
Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung einer HC-Membran-basierten Membran-Elektroden-Einheit für Niedrig-Temperatur-Brennstoffzellen Anwendungen, die von der Leistungsdichte und Degradationsstabilität mindestens auf dem gleichen Niveau wie etablierte Perfluorsulfonsäure-basierte MEAs liegt, idealerweise aber noch bessere Eigenschaften aufweist. Am Ende des Vorhabens soll Greenerity ein Produktmuster auf Basis der HC-Membran von TORAY oder ähnlicher auf dem Markt verfügbarer Materialien zur Markteinführung entwickelt haben. Im Fokus liegen dabei vielfältige Themenkomplexe. Zunächst muss ein Konzept entwickelt werden, das alle Anforderungen an die Funktionalität, wie Leistungsfähigkeit und Dauerstabilität, erfüllt. Dabei ist v.a. die Grenzfläche zwischen Membran und Elektroden entscheidend, die aufgrund der neuartigen Chemie der HC-Membran einer Optimierung bedarf. Weiterhin sind aufwendige Versuche zur Materialevaluierung und zum Verständnis der sog. MEA-Architektur geplant. In einem dritten Arbeitspaket müssen geeignete Produktionskonzepte erarbeitet werden, die den veränderten Materialeigenschaften Rechnung tragen und mit geplanten Volumenprozessen kompatibel sind. Weiterhin müssen Anforderungen an die Hardware identifiziert werden, um einen reibungslosen Betrieb der zu entwickelnden Konzepte zu ermöglichen. Die Palette an möglichen Untersuchungen umfasst dabei sog. in-situ Tests, wie die elektrochemische Testung entsprechender Produktmuster sowie beschleunigte Stresstests, bzw. Dauertests. Dabei kommen international anerkannte Testprotokolle zum Einsatz. Des Weiteren finden geeignete ex-situ Methoden wie konfokale Mikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie zur Untersuchung von Oberflächen und Grenzflächen Einsatz.
Niedersächsischer Landesbetrieb für
Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz
Untersuchung von per- und poly-
fluorierten Alkylsubstanzen (PFAS)
in Sedimentproben unter Berücksich-
tigung von Summenparametern und
Vorläuferpotenzial
Landesweiter Überblick und Identifikation
von Belastungsschwerpunkten
2021
Dieser Bericht wurde im Auftrag des NLWKN und in Zusammenarbeit mit dem
TZW Karlsruhe erstellt.
TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser
Karlsruher Straße 84
76139 Karlsruhe
Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft,
Küsten- und Naturschutz
Betriebsstelle Hannover-Hildesheim
An der Scharlake 39
31135 Hildesheim
Autoren:
Dr. Karsten Nödler, TZW Karlsruhe
Marc Guckert, TZW Karlsruhe
Dr. Mario Schaffer, NLWKN Hannover-Hildesheim
Rebekka Schmid, NLWKN Hannover-Hildesheim
Dr. Marco Scheurer, TZW Karlsruhe
März 2021
Verzeichnis verwendeter Abkürzungen und Synonyme
ACN
BG
C
CDPOS
diPAP
DONA
DPOSA
EOF
F
FHxSA
FTSA
GÜN
H
HFPO-DA (GenX)
IS
LAVES
LAWA
MeOH
MQ
N-MeFOSAA
OECD
OGewV
PAP
PFAA
PFAS
PFBA
PFCA
PFECHS
PFOA
PFOS
PFPA
PFPeA
PFPeS
PFPiA
PFPrA
PFSA
PFUnDA
POP
REACH
SPE
SVHC
TFA
TFAA
TOP-Assay
TS
Acetonitril
Bestimmungsgrenze
Kohlenstoff-Atom
Capstone Produkt B
Disubstituiertes Polyfluoralkylphosphat
Perfluor-4,8-dioxa-3H-nonansäure
Capstone Produkt A
Extrahierbarer organisch gebundener Fluorgehalt
Fluor-Atom
Perfluorhexansulfonamid
Fluortelomersulfonsäuren
Gewässerüberwachungssystem Niedersachsen
Wasserstoff-Atom
Hexafluorpropylenoxiddimersäure
Interner Standard
Niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit
Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser
Methanol
Mittlerer Abfluss
N-Methyl-Perfluorsulfonamidoessigsäure
Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung
Oberflächengewässerverordnung
Polyfluoralkylphosphat
Perfluoralkylsäure
per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen
Perfluorbutansäure
Perfluorcarbonsäure
Perfluor-4-ethylcyclohexansulfonsäure
Perfluoroctansäure
Perfluoroctansulfonsäure
Perfluoralkylphosphonsäure
Perfluorpentansäure
Perfluorpentansulfonsäure
Perfluoralkylphosphinsäure
Perfluorpropansäure
Perfluorsulfonsäure
Perfluorundecansäure
Persistente organische Schadstoffe
Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals
Festphasenanreicherung
besonders besorgniserregender Stoff
Trifluoracetat
Trifluoressigsäure
Total Oxidizable Precursor-Assay
Trockensubstanz