3M tarjoaa 10,3 miljardin dollarin korvauksen PFAS -saastumisesta vesijärjestelmissä

3M tarjoaa 10,3 miljardin dollarin korvauksen PFAS -saastumisesta vesijärjestelmissä

PFAS -kemikaalit näyttivät aluksi hyvältä idealta. Teflonina he helpottivat kattiloiden puhdistusta 1940 -luvulta lähtien. He tekivät takit vedenpitävät ja matot likaan hylkiväksi. Ruokapakkaukset, palontorjuntavaahto ja jopa meikki näyttivät toimivan paremmin perfluoroalkyyli- ja polyfluoroalkyyliaineiden kanssa.

Sitten testit alkoivat havaita PFA: t ihmisten veressä.

Nykyään PFA: t ovat laajalle levinneet maaperässä, pölyssä ja juomavedessä ympäri maailmaa. Tutkimukset viittaavat siihen, että niitä löytyy 98 prosentilla amerikkalaisten kehoista, joissa ne liittyvät terveysongelmiin, kuten kilpirauhasen sairauksiin, maksavaurioihin sekä munuaisten ja kivesyövän syöpään. PFA -tyyppejä on nyt yli 9000. Niitä kutsutaan usein "ikuisesti kemikaaleiksi", koska samat ominaisuudet, jotka tekevät niistä niin hyödyllisiä, varmistavat myös, että ne eivät hajoa luonnossa.

Teollisuus jättiläinen 3M, joka on valmistanut PFA: t moniin käyttötarkoituksiin vuosikymmenien ajan ja joutunut PFAS -saastumisen oikeudenkäynteihin, ilmoitti 10,3 miljardin dollarin ratkaisusta julkisilla vesilaitoksilla 22. kesäkuuta 2023 testauksen ja hoidon rahoittamiseksi. Yhtiö ei vastaa ratkaisusta, joka edellyttää tuomioistuimen hyväksyntää. Puhdistus voi maksaa monta kertaa tämä määrä.

Mutta miten vangitset ja tuhoat iankaikkisen kemikaalin?

Biokemisti A. Daniel Jones ja maaperän tutkija Hui Li työskentelevät PFAS -ratkaisuissa Michiganin osavaltion yliopistossa ja selittivät lupaavia tekniikoita tänään.

Kuinka PFA: t saavat päivittäisistä tuotteista veteen, maaperään ja viime kädessä ihmisiin?

Altistumisreittiä on kaksi pääreittiä, joiden kautta PFA: t saapuvat ihmisiin: juomaveden ja ruoan kulutuksen.

PFA: t voivat tulla maaperään biosolidien, ts. Liete jäteveden käsittelystä ja kaatopaikoista lietteitä. Kun saastuneita biosolideja levitetään lannoitteena maatalouden kenttiin, PFA: t voivat huuhtoutua veteen ja kasviksi ja vihanneksiin.

Esimerkiksi kotieläin voi absorboida PFA: t syömien kasvien ja juoda veden läpi. Naudanlihan ja meijerilehmien kohonneista PFAS -tasoista on ilmoitettu Michiganissa, Mainessa ja New Mexicossa. Ihmisille mahdollisen riskin laajuus on edelleen suurelta osin tuntematon.

Michiganin osavaltion yliopiston tutkimusryhmän tutkijat työskentelevät materiaaleissa, jotka voidaan lisätä maaperään ja estää kasveja absorboivan PFA: ita, mutta jättäisivät PFA: t maaperään.

Ongelmana on, että nämä kemikaalit ovat kaikkialla ja vedessä tai maaperässä ei ole luonnollista prosessia, joka hajottaa ne tehokkaasti. Monet kuluttajatuotteet on täynnä PFA: ita, mukaan lukien meikki, hammaslankaa, kitarajonoja ja hiihtovahaa.

Kuinka korjaushankkeet poistavat PFAS -saastumisen nyt?

On olemassa menetelmiä niiden suodattamiseksi vedestä. Kemikaalit tarttuvat esimerkiksi aktiivihiileen. Nämä menetelmät ovat kuitenkin kalliita suurille projekteille, ja sinun on vielä tehtävä ilman kemikaaleja.

Esimerkiksi lähellä entistä sotilastukikohtaa lähellä Sacramentoa, Kalifornia, on valtava aktivoitu hiilisäiliö, joka vie noin 1500 gallonaa saastunutta pohjavettä minuutissa, suodattaa sen ja pumppaa sen sitten maan alle. Tämä puhdistusprojekti maksoi yli 3 miljoonaa dollaria, mutta se estää PFA: ta pääsemästä yhteisön käyttämään juomaveteen.

Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto on ehdottanut laillisesti täytäntöönpanokelpoisten vaatimusten asettamista kuuden PFAS -kemikaalin enimmäistasolle julkisissa juomavesijärjestelmissä. Kaksi näistä kemikaaleista, PFOA ja PFO: t, tunnustetaan yksittäisiksi vaarallisiksi kemikaaleiksi, ja sääntelytoimenpiteet pakotetaan täytäntöön, jos jonkin näiden kemikaalien tasot ylittävät 4 osaa biljoonaa kohti, selvästi aikaisemman ohjeen alapuolella.

Suodatus on vain yksi askel. Kun PFA: t on vangittu, sinun on hävitettävä PFA: n kuormitettu aktivoitu hiili ja PFAS jatkaa liikkumistaan. Jos hautat saastuneita materiaaleja kaatopaikalle tai muualle, PFA: t lopulta huuhtoutuu. Siksi on tärkeää löytää tapoja tuhota se.

Mitkä ovat lupaavimmat menetelmät, jotka tutkijat ovat havainneet hajottavan PFA: t?

Yleisin menetelmä PFA: ien tuhoamiseksi on polttaminen, mutta suurin osa PFA: t ovat huomattavasti kestäviä polttamiselle. Siksi ne sisältyvät palontorjuntavaahtoihin.

PFA: lla on useita fluoriatomeja, jotka on sidottu yhteen hiiliatomiin, ja hiilen ja fluorin välinen sidos on yksi voimakkaimmista. Jotakin polttaaksesi jotain, sinun on yleensä rikkoa sidos, mutta fluoria ei voida erottaa hiilestä. Suurin osa PFA: ista hajoaa kokonaan palamislämpötiloissa noin 1500 celsiusastetta (2 730 astetta Fahrenheit), mutta se on energiaintensiivistä ja sopivia polttolaitoksia.

On olemassa useita muita kokeellisia tekniikoita, jotka osoittavat lupauksia, mutta niitä ei ole laajennettu suurten kemikaalien määrien hoitamiseksi.

Battelle -ryhmä on kehittänyt ylikriittisen veden hapettumisen PFA: n tuhoamiseksi. Korkeat lämpötilat ja paineet muuttavat veden tilaa ja kiihdyttävät kemiaa tavalla, joka voi tuhota vaaralliset aineet. Skaalaus on kuitenkin haaste.

Toiset työskentelevät plasmareaktorien kanssa, jotka käyttävät vettä, sähköä ja argonikaasua PFA: n hajottamiseen. Ne ovat nopeita, mutta eivät myöskään ole helppo skaalata.

Mitä todennäköisesti näemme tulevaisuudessa?

Paljon riippuu siitä, mitä opimme siitä, mistä suurin osa ihmisen altistumisesta PFA: lle tulee.

Jos altistuminen tapahtuu pääasiassa juomaveden kautta, on muitakin menetelmiä, joilla on potentiaalia. On mahdollista, että se lopulta tuhoutuu kotitaloustasolla sähkökemiallisilla menetelmillä, mutta on myös mahdollisia riskejä, jotka ovat edelleen ymmärrettäviä, kuten yleisten aineiden, kuten kloridin muuntaminen myrkyllisempiin sivutuotteiksi.

Suuri haaste korjaamisessa on varmistaa, että emme tee ongelmasta pahempaa vapauttamalla muita kaasuja tai luomalla haitallisia kemikaaleja. Ihmiset ovat jo kauan yrittäneet ratkaista ongelmia ja pahentaa asioita. Jääkaapit ovat hyvä esimerkki. Freon, klorofluorihiilivety, oli liuos myrkyllisen ja syttyvän ammoniakin korvaamiseksi jääkaapilla, mutta sitten se aiheutti otsonin ehtymisen stratosfäärissä. Se on korvattu fluorihiiliöillä, jotka nyt edistävät ilmastonmuutosta.

Jos on opittava oppitunti, meidän on mietittävä koko tuotteiden elinkaaren läpi. Kuinka kauan tarvitsemme kemikaaleja kestämään?

Tämä on päivitetty versio artikkelista, joka on alun perin julkaistu 18. elokuuta 2022.

A. Daniel Jones, biokemian professori, Michiganin osavaltion yliopisto ja Hui Li, ympäristö- ja maaperän kemian professori, Michiganin osavaltion yliopisto