PFAS (= Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances) sind persistente organische Spurenstoffe, die weltweit in verschiedenen Umweltkompartimenten nachgewiesen werden konnten. Im Rahmen dieser Dissertation sollte die Frage geklärt werden, wie die physikalisch-chemischen Eigenschaften der PFAS - besonders ihre Sorption am Boden - ihr Verhalten und ihre Verbreitung in der Umwelt beeinflussen.Dazu wurde zunächst eine Messmethode entwickelt, optimiert und validiert, mit der 17 per- und polyfluorierte Alkylverbindungen in einem Konzentrationsbereich von 1 ng/L bis mehreren µg/L erfasst und quantifiziert werden können.Als ein möglicher Verbreitungsweg von PFAS in der Umwelt wurde die Verlagerung von PFAS durch den Boden zum Grundwasser im Labor nachgestellt und untersucht. Für diese Sickerversuche wurden Kunststoffsäulen mit Standardboden befüllt und mit PFAS-Lösungen sowie kontaminiertem Klärschlamm dotiert. Die Säulen wurden regelmäßig bewässert, um Niederschlagsereignisse zu simulieren. Das aufgefangene Sickerwasser wurde mittels LC-MS/MS auf PFAS analysiert. Die erfasste Sickergeschwindigkeit der PFAS hängt offenbar stark von der Länge der perfluorierten Kohlenstoffkette ab. PFAS mit bis zu fünf perfluorierten Kohlenstoffatomen können den Boden nahezu ohne Retention passieren, während PFAS mit acht oder mehr perfluorierten Kohlenstoffatomen stark am Boden sorbieren und auch nach Beendigung des Versuchs nach 140 Wochen nicht im Sickerwasser detektiert werden konnten. Weitere Parameter, die das Sickerverhalten beeinflussen können, sind z.B. die funktionelle Gruppe der PFAS (Carbonsäure, Sulfonsäure oder Sulfonsäureamid), die Bodeneigenschaften und die Gegenwart anderer sorbierender Substanzen.Um die Sorptionseigenschaften von PFAS untereinander oder mit denen anderer Kontaminanten vergleichen zu können, wurde der Sorptionskoeffizient Kd bestimmt. Die Kd-Werte stiegen mit zunehmender Anzahl perfluorierter C-Atome. Es konnten Kd-Werte zwischen 0,3 L/kg und 86 L/kg bestimmt werden. Die perfluorierten Sulfonsäuren adsorbierten stärker als die korrespondierenden Carbonsäuren. Weiterhin wurde eine stärkere Sorption beobachtet, wenn die Kd-Werte aus der Einzelsubstanz ermittelt wurden im Vergleich zur Bestimmung aus der PFAS-Mischung.Die beobachtete geringe Sorption kurzkettiger PFAS hat auch Auswirkungen auf die Reinigungswirkung von Wasseraufbereitungsprozessen, z.B. bei der Verwendung von Aktivkohlefiltern. Um das zu untersuchen, wurden Wasserproben aus verschiedenen Stufen der Abwasserreinigungsanlage einer Mülldeponie untersucht. Die biologische Stufe und die Ultrafiltration hatten kaum Einfluss auf den Gehalt an PFAS im Deponieabwasser. Die Reinigungswirkung der Aktivkohlefilter war gut für die langkettigen PFAS, während kurzkettige PFAS nur teilweise an der Aktivkohle adsorbieren und somit nicht vollständig aus dem Abwasser entfernt werden konnten.Über Deponiesickerwasser können offenbar große Mengen PFAS in die Umwelt gelangen. Es wurden Summenkonzentrationen von bis zu 62440 ng/L in Deponiesickerwasser gemessen. Über Versickerungsprozesse oder Kläranlagen können PFAS auch in Grund- oder Oberflächenwasser gelangen. Die Untersuchung verschiedener Wässer auf PFAS sollte Auskunft über das reale Verteilungsmuster von PFAS in der Umwelt geben. Neben Deponiesickerwasser wurden Oberflächengewässer, Trinkwasser, Grund- und Mineralwässer untersucht. In Oberflächengewässern konnten Summenkonzentrationen zwischen wenigen ng/L und 4130 ng/L gemessen werden. Diese hohen Konzentrationen wurden in Proben gemessen, die einen hohen Abwasseranteil bzw. PFAS-Punktquellen im Einzugsgebiet aufweisen. In Trink-, Grund- und Mineralwässern lagen die gemessen Konzentrationen der einzelnen PFAS meist nahe der BG von 1 ng/L; Summenkonzentrationen erreichen bis zu 150 ng/L. Die Analyse von Trink- und Mineralwässern als Wasser für den menschlichen Verzehr ergab, dass eine gesundheitliche Gefährdung der Verbraucher auf Grundlage der erhobenen Daten nicht anzunehmen ist. Das Vorhandensein von PFAS in Trinkwasser zeigt jedoch, dass gängige Techniken zur Trinkwasseraufbereitung PFAS nicht immer vollständig aus dem Wasser entfernen können.Die Abhängigkeit des Sorptionsverhaltens der PFAS von der Länge der perfluorierten Kohlenstoffkette bedingt unterschiedliche Verteilungsmuster für die verschiedenen PFAS in der Umwelt. Je länger die perfluorierte Kohlenstoffkette ist, desto größer ist die Tendenz, an Feststoffen zu sorbieren. Kurzkettige PFAS sind sehr mobil und können deshalb leicht in Grund-, Mineral- oder Sickerwasser gelangen. In diesen Wasserarten, die vornehmlich durch Versickerung gespeist werden, sind kurzkettige PFAS für einen Großteil der PFAS-Belastung verantwortlich.Die in dieser Arbeit vorgestellten Ergebnisse verdeutlichen, dass eine Untersuchung von Wässern lediglich auf PFOS und PFOA nicht ausreicht, um verschiedene Wässer hinsichtlich einer möglichen PFAS-Belastung charakterisieren und bewerten zu können.
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