3m pakub 10,3 miljardit dollarit hüvitist PFAS -i saastumise eest veesüsteemides

3m pakub 10,3 miljardit dollarit hüvitist PFAS -i saastumise eest veesüsteemides

PFAS -i kemikaalid tundusid alguses hea idee. Teflonina tegid nad pottide puhastamise 1940. aastatest lihtsamaks. Nad tegid joped veekindlaks ja vaipade mustusehüpendiks. Toidupakendid, tuletõrje vaht ja isegi meik näisid paremini toimivat perfluoroalküül- ja polüfluoroalküülainetega.

Siis hakkasid testid tuvastama PFA -sid inimeste veres.

Tänapäeval on PFA -d laialt levinud mullas, tolmus ja joogivees kogu maailmas. Uuringud näitavad, et neid leidub 98% -l ameeriklaste kehadest, kus need on seotud terviseprobleemidega nagu kilpnäärmehaigused, maksakahjustus ning neeru- ja munandivähk. Nüüd on üle 9000 tüüpi PFA -sid. Neid nimetatakse sageli "igaveseks kemikaalideks", kuna samad omadused, mis muudavad need nii kasulikuks, tagavad ka selle, et need ei lagune looduses.

Tööstushiiglane 3M, mis on aastakümnete jooksul tootnud PFA -sid paljudeks otstarbeks ja on kohtuasjadega seotud PFAS -i saastumisega, teatas 22. juunil 2023 10,3 miljardi dollari suurusest kokkuleppest 22. juunil 2023, et aidata testimist ja ravi rahastada. Ettevõte ei võta kokkuleppel vastutust, mis nõuab kohtu kinnitamist. Koristamine võib seda summat maksta mitu korda.

Kuid kuidas jäädvustada ja hävitada igavese kemikaali?

Biokeemik A. Daniel Jones ja mullateadlane Hui Li töötavad Michigani osariigi ülikoolis PFAS -i lahenduste kallal ja selgitasid täna testitud paljutõotavaid tehnikaid.

Kuidas satuvad PFA -d igapäevastest toodetest vette, pinnasesse ja lõpuks inimestesse?

Seal on kaks peamist kokkupuuteteed, mille kaudu PFA -d sisenevad inimestele: joogivesi ja toidutarbimine.

PFA -d saavad mulda siseneda biosoolide maakerade, st reoveepuhastist pärit sette ja prügilate leostumise kaudu. Kui väetisena kantakse põllumajandusväljadele saastunud biosoole, võivad PFA -d leostuda vette ning põllukultuuridesse ja köögiviljadesse.

Näiteks loomakasvatus suudab PFA -sid absorbeerida läbi söödud taimede ja joonud vett. Michiganis, Maine'is ja New Mexico osariigis on teatatud veiseliha- ja piimalehmade kõrgendatud PFAS -i taseme juhtudest. Võimaliku ohu ulatus inimestele on endiselt suuresti teadmata.

Meie Michigani Riikliku Ülikooli uurimisrühma teadlased töötavad materjalide kallal, mida saaks lisada pinnasesse ja takistada taimede PFA -de absorbeerimist, kuid jätaksid PFA -d mulda.

Probleem on selles, et neid kemikaale on kõikjal ja vees ega mullas pole loomulikku protsessi, mis neid tõhusalt lagundaks. Paljud tarbekaupa on laaditud PFA -dega, sealhulgas meik, hambaniit, kitarri keel ja suusavaha.

Kuidas kõrvaldamisprojektid kõrvaldavad PFAS -i saastumise nüüd?

Seal on meetodeid nende veest välja filtreerimiseks. Kemikaalid jäävad näiteks aktiveeritud süsiniku külge. Need meetodid on aga suurte projektide jaoks kallid ja peate siiski tegema ilma kemikaalideta.

Näiteks Californias Sacramento lähedal asuva endise sõjaväebaasi lähedal on tohutu aktiveeritud süsinikupaak, mis võtab umbes 1500 gallonit saastunud põhjavett minutis, filtreerib selle ja pumpab seda maa alla. See puhastusprojekt maksis üle 3 miljoni dollari, kuid see takistab PFA -de sisenemist kogukonna kasutatud joogivette.

USA keskkonnakaitseagentuur on teinud ettepaneku kehtestada juriidiliselt jõustatavad nõuded kuue PFAS -i kemikaali maksimaalse taseme jaoks avalikes joogiveesüsteemides. Kaks neist kemikaalidest, PFOA ja PFO -d, peetakse individuaalseteks ohtlikeks kemikaalideks, kusjuures regulatiivsed toimingud jõustatakse, kui mõne nende kemikaalide tase ületab 4 osa triljonist, mis on tunduvalt madalam kui varasemad juhised.

Filtreerimine on vaid üks samm. Kui PFA-d on vangistatud, peate PFAS-koormatud aktiveeritud süsiniku käsutama ja PFA-d jätkab liikumist. Kui mate saastunud materjale prügilasse või mujale, leotavad PFA -d lõpuks välja. Sellepärast on oluline leida viise selle hävitamiseks.

Millised on kõige lootustandvamad meetodid, mida teadlased on leidnud, et PFA -d lagundavad?

Kõige tavalisem PFA -de hävitamise meetod on põletamine, kuid enamik PFA -sid on põletuse suhtes märkimisväärselt vastupidavad. Seetõttu kaasatakse nad tuletõrjevahtudesse.

PFA -del on mitu fluori aatomit, mis on seotud ühe süsinikuaatomiga ning side süsiniku ja fluori vahel on üks tugevamaid. Midagi põletamiseks peate tavaliselt sideme purustama, kuid fluori ei saa süsinikust eraldada. Enamik PFA -sid lagunevad täielikult põlemistemperatuuridel umbes 1500 kraadi Celsiuse (2730 kraadi Fahrenheiti) umbes, kuid see on energiamahukas ja sobivad põletamise võimalused on haruldased.

On mitmeid muid eksperimentaalseid tehnikaid, mis näitavad lubadusi, kuid mida pole laiendatud, et ravida suuri kemikaale.

Battelle'is asuv rühm on PFA -de hävitamiseks välja töötanud superkriitilise vee oksüdatsiooni. Kõrged temperatuurid ja rõhk muudavad veeseisundit ja kiirendavad keemiat viisil, mis võib hävitada ohtlikke aineid. Skaleerimine on siiski väljakutse.

Teised töötavad plasmareaktoritega, mis kasutavad PFA -de lagundamiseks vett, elektrit ja argoonigaasi. Need on kiired, kuid ka neid pole kerge ulatuda.

Mida me tulevikus tõenäoliselt näeme?

Palju sõltub sellest, millest õpime, kust pärineb enamik inimeste PFA -dega.

Kui kokkupuude toimub peamiselt joogivee kaudu, on ka muid potentsiaaliga meetodeid. Võimalik, et see hävitatakse lõpuks leibkonna tasandil elektrokeemiliste meetodite abil, kuid on ka potentsiaalseid riske, mida tuleb veel mõista, näiteks tavaliste ainete, näiteks kloriidi muundamine toksilisteks kõrvalsaadusteks.

Suur väljakutseks on tagada, et me ei muuda probleemi halvemaks, vabastades teisi gaase või luues kahjulikke kemikaale. Inimesed on juba pikka aega üritanud probleeme lahendada ja asju veelgi hullemaks muuta. Külmkapid on hea näide. Freon, klorofluorokarbon, oli lahendus mürgise ja tuleohtliku ammoniaagi asendamiseks külmikutes, kuid siis põhjustas see stratosfääris osooni kahanemist. See on asendatud fluororboonidega, mis aitavad nüüd kaasa kliimamuutustele.

Kui on olemas õppetund, on see, et peame läbi mõtlema kogu toodete elutsükli. Kui kaua me tõesti vajame kemikaale, et kesta?

See on ajakohastatud versioon artiklist, mis on algselt avaldatud 18. augustil 2022.

Michigani Riikliku Ülikooli biokeemia professor A. Daniel Jones ja Hui Li, Michigani Riikliku Ülikooli keskkonna- ja mullakeemia professor