Einführung
Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), oft als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet, stellen eine der größten Herausforderungen für die moderne Umwelttechnologie und das Bauwesen dar. Aufgrund ihrer extrem stabilen Kohlenstoff-Fluor-Bindung sind diese Stoffe in der Umwelt kaum abbaubar und führen zu weitverbreiteten Kontaminationen von Boden und Grundwasser. Besonders im Raum Mittelbaden, speziell im Landkreis Rastatt, ist die Belastung durch PFAS in landwirtschaftlichen Flächen ein drängendes Problem, das eine Sanierung erfordert.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert im Rahmen der Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit“ (FONA) das Verbundprojekt „PFClean“. Dieses Projekt zielt darauf ab, effiziente und kostengünstige Verfahren zur Sanierung und Ausschleusung von PFAS aus Boden und Grundwasser zu entwickeln. Unter Federführung der Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung (VEGAS) an der Universität Stuttgart arbeiten Wissenschaftler, Ingenieurbüros und Bauunternehmen an innovativen Lösungen, die von der Immobilisierung der Schadstoffe im Boden bis hin zur mobilen Reinigung kontaminierter Erde reichen.
Dieser Artikel beleuchtet die aktuelle Situation, die wissenschaftlichen Ansätze des PFClean-Projekts und die Rolle von Ingenieurbüros und Entsorgungsunternehmen im Sanierungsprozess.
Die Herausforderung: PFAS-Kontamination in Mittelbaden
Die Belastung der Böden in der Region Hügelsheim im Landkreis Rastatt ist das Resultat historischer Anwendungen. In der Vergangenheit wurden PFAS-haltige Papierschlämme mit Kompost vermischt und auf landwirtschaftlich genutzten Flächen ausgebracht. Diese Praxis führte zu einer großflächigen und tiefen Durchdringung des Bodens mit den stabilen Chemikalien.
Die Sanierung dieser Flächen ist äußerst komplex. Dr. Claus Haslauer, wissenschaftlicher Leiter von VEGAS, erklärt die Problematik: Eine Verunreinigung durch PFAS bedroht die Ressource Wasser ernsthaft, und bisher ist es nicht möglich, belastete Böden vor Ort wirkungsvoll zu sanieren. Die Herausforderung liegt in der extrem stabilen Bindung der Moleküle, die eine natürliche Degradation praktisch verhindert. Eine komplette Sanierung der Fläche durch Abtrag und Entsorgung ist weder in der Fläche umsetzbar noch finanzierbar. Daher müssen alternative, in-situ Verfahren entwickelt werden, die die Schadstoffe entweder binden oder auswaschen und im Anschluss reinigen.
Das Forschungsprojekt PFClean: Ein modulares System
Das Projekt PFClean, das bis ins Jahr 2026 läuft, verfolgt einen modularen Ansatz zur Sanierung. Ziel ist die Weiterentwicklung und Erprobung verschiedener Verfahren im Pilot- und Feldmaßstab. Die Forschung konzentriert sich auf zwei Hauptbereiche: flächig eingetragene PFAS (wie durch Papierschlämme) und PFAS-Punktquellen (z. B. durch Löschschäume).
Ansätze zur Sanierung
Die Wissenschaftler untersuchen mehrere Technologien, um die Schadstoffe zu immobilisieren oder auszuschleusen:
- Immobilisierung: Die Schadstoffe werden im Boden festgesetzt, um eine Auswaschung ins Grundwasser zu verhindern.
- Forcierte Mobilisierung und Auswaschung: Die PFAS werden gezielt aus dem Boden gelöst, um sie im Anschluss zu reinigen.
- Funnel and Gate: Hierbei werden Grundwasserströme gelenkt und in speziellen Reaktionsräumen („Gates“) gereinigt.
- Thermische Sanierung: Anwendung von Wärme zur Zerstörung der Bindungen (wird im Kontext der Feldversuche in Hügelsheim weniger prominent erwähnt, ist aber Teil der Forschung).
Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Monitoringkonzepten, um den Erfolg der Sanierungsmaßnahmen zuverlässig zu messen.
Feldversuch in Hügelsheim: Aktivkohle und elektrische Spannung
Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist ein Feldversuch auf einem belasteten Acker in Hügelsheim. Hier testen die Forschenden eine Methode, bei der Aktivkohle in den Boden eingebracht wird. Die PFAS-Substanzen sollen sich an die homogen eingearbeitete Aktivkohle anlagern (Adsorption) und so aus dem Kreislauf des Grundwassers genommen werden.
Innovationsschub erhält dieser Versuch durch den Einsatz von Elektroden. In einem errichteten „Gate“ (einem Reaktionsraum im Boden) wird die Aktivkohle mit Elektrischen Spannungen versetzt. Ziel dieser elektrochemischen Unterstützung ist es, die Aufnahme- und Bindungskapazität der Aktivkohle für PFAS zu erhöhen. Dieser Ansatz, die Immobilisierung von TRL5 (Technologie-Reifegrad 5) auf TRL7 zu entwickeln, ist ein Kernziel des Projekts.
Die Rolle von Ingenieurbüros und Bauunternehmen
Die theoretische Forschung muss in der Praxis durch Fachplaner und Bauunternehmen umgesetzt werden. Die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie ist entscheidend für den Erfolg.
Ingenieurbüros als Fachplaner
Das Ingenieurbüro PbK aus Stuttgart, gegründet von Dipl.-Ing. Steffen Kallfass, ist als fachkundiger Planer im Sinne der ZTV SIB anerkannt und auf Bausanierung und Betoninstandsetzung spezialisiert. Das Büro legt Wert auf Nachhaltigkeit und ist als Partner der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen (DGNB) gelistet. Solche Büros sind essenziell, um Sanierungsmaßnahmen nicht nur technisch, sondern auch im Hinblick auf Energieeffizienz und Fördermittel (z. B. KfW) zu planen.
Entsorgungs- und Bauunternehmen
An dem PFClean-Projekt sind auch Unternehmen beteiligt, die über praktische Lösungen für die Sanierung verfügen:
- Geiger Entsorgung GmbH & Co. KG: Dieses Unternehmen bringt Erfahrung in der Nassaufbereitung und Sanierung kontaminierter Böden ein. Sie beteiligen sich mit zwei Geschäftsfeldern am Pilotprojekt. Ihre Expertise liegt darin, kontaminierte Böden in wertvolle Recyclingmaterialien umzuwandeln, um Deponieabhängigkeit und Kosten zu senken.
- Sax + Klee GmbH Bauunternehmung: Als Bauunternehmen aus Mannheim sind sie für die praktische Umsetzung der Versuchsanordnungen vor Ort verantwortlich.
- CDE Group: Dieses Unternehmen bietet spezialisierte Nassaufbereitungsanlagen, die PFAS effektiv aus kontaminiertem Boden entfernen sollen. Sie heben hervor, dass durch die Reinigung und Rückgewinnung von Materialien die Menge des zu deponierenden Bodens erheblich verringert wird.
Zusammenarbeit und Förderung
Das Projekt ist ein Verbund aus Wissenschaft und Praxis. Neben der Universität Stuttgart (VEGAS) und der Eberhard-Karls-Universität Tübingen sind das DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) in Karlsruhe sowie Arcadis Germany GmbH als Planungs- und Beratungsunternehmen beteiligt. Die Finanzierung erfolgt durch das BMBF im Förderprogramm LURCH (Nachhaltige Grundwasserbewirtschaftung).
Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit ist notwendig, da PFAS-Sanierung nicht nur eine Frage der Chemie ist, sondern auch der mechanischen Verfahrenstechnik (Bodenwäsche) und der geologischen Durchführung (In-situ-Verfahren).
Fazit
Die Sanierung von PFAS-Kontaminationen ist eine der komplexesten Aufgaben im modernen Umwelt- und Bauingenieurwesen. Die Region um Hügelsheim dient als Prüfstand für Technologien, die weltweit gesucht werden. Das Projekt PFClean zeigt Wege auf, wie durch innovative Methoden wie die Kombination aus Aktivkohle-Immobilisierung und elektrochemischer Unterstützung eine Sanierung im Feldmaßstab möglich wird.
Für Eigentümer von Grundstücken und Immobilien in betroffenen Regionen bedeutet dies, dass die Forschung Fortschritte macht, aber noch keine standardisierten, sofort verfügbaren Lösungen vorliegen. Die Zusammenarbeit zwischen hochspezialisierten Ingenieurbüros, innovativen Entsorgungsunternehmen und wissenschaftlichen Einrichtungen ist der Schlüssel, um die „Ewigkeitschemikalien“ langfristig zu beherrschen. Die Ergebnisse der Feldversuche bis 2026 werden zeigen, ob diese Verfahren wirtschaftlich und großflächig einsetzbar sind.