3M offre un risarcimento di 10,3 miliardi di dollari per la contaminazione da PFAS nei sistemi idrici

3M offre un risarcimento di 10,3 miliardi di dollari per la contaminazione da PFAS nei sistemi idrici

All'inizio i prodotti chimici PFAS sembravano una buona idea. Come il Teflon, hanno facilitato la pulizia delle pentole dagli anni '40 in poi. Hanno reso le giacche impermeabili e i tappeti repellenti allo sporco. Gli imballaggi alimentari, le schiume antincendio e persino i cosmetici sembravano funzionare meglio con le sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche.

Quindi i test hanno iniziato a rilevare i PFAS nel sangue delle persone.

Oggi i PFAS sono diffusi nel suolo, nella polvere e nell’acqua potabile in tutto il mondo. Gli studi suggeriscono che si trovano nel 98% del corpo degli americani, dove sono collegati a problemi di salute come malattie della tiroide, danni al fegato e cancro ai reni e ai testicoli. Attualmente esistono oltre 9.000 tipi di PFAS. Vengono spesso definiti “prodotti chimici per sempre” perché le stesse proprietà che li rendono così utili garantiscono anche che non si decompongano in natura.

Il colosso industriale 3M, che da decenni produce PFAS per molti usi e ha dovuto affrontare cause legali per la contaminazione da PFAS, ha annunciato il 22 giugno 2023 un accordo da 10,3 miliardi di dollari con i servizi idrici pubblici per aiutare a finanziare test e trattamenti. La Società non si assume alcuna responsabilità nella transazione, che richiede l'approvazione del tribunale. La pulizia potrebbe costare molte volte quella cifra.

Ma come si cattura e si distrugge una sostanza chimica eterna?

Il biochimico A. Daniel Jones e lo scienziato del suolo Hui Li lavorano sulle soluzioni PFAS presso la Michigan State University e hanno spiegato le promettenti tecniche testate oggi.

Come fanno i PFAS a passare dai prodotti di uso quotidiano all'acqua, al suolo e infine alle persone?

Esistono due principali vie di esposizione attraverso le quali i PFAS entrano negli esseri umani: acqua potabile e consumo di cibo.

I PFAS possono penetrare nel suolo attraverso l'applicazione al suolo di biosolidi, ovvero fanghi derivanti dal trattamento delle acque reflue e lisciviazione dalle discariche. Quando i biosolidi contaminati vengono applicati ai campi agricoli come fertilizzanti, i PFAS possono penetrare nell’acqua, nelle colture e negli ortaggi.

Ad esempio, il bestiame può assorbire i PFAS attraverso le piante che mangiano e l’acqua che bevono. Casi di livelli elevati di PFAS nelle vacche da carne e da latte sono stati segnalati in Michigan, Maine e New Mexico. L’entità del potenziale rischio per l’uomo è ancora in gran parte sconosciuta.

Gli scienziati del nostro gruppo di ricerca presso la Michigan State University stanno lavorando su materiali che potrebbero essere aggiunti al terreno e impedire alle piante di assorbire PFAS, ma lascerebbero PFAS nel terreno.

Il problema è che queste sostanze chimiche sono ovunque e non esiste alcun processo naturale nell’acqua o nel suolo che le decompone efficacemente. Molti prodotti di consumo sono ricchi di PFAS, inclusi cosmetici, filo interdentale, corde di chitarra e cera per sci.

In che modo i progetti di bonifica eliminano ora la contaminazione da PFAS?

Esistono metodi per filtrarli fuori dall'acqua. Le sostanze chimiche si attaccano, ad esempio, al carbone attivo. Tuttavia, questi metodi sono costosi per progetti di grandi dimensioni e bisogna comunque fare a meno dei prodotti chimici.

Ad esempio, vicino a un’ex base militare vicino a Sacramento, in California, c’è un enorme serbatoio di carbone attivo che assorbe circa 1.500 litri di acqua sotterranea contaminata al minuto, la filtra e poi la pompa sottoterra. Questo progetto di pulizia è costato oltre 3 milioni di dollari, ma impedisce ai PFAS di entrare nell’acqua potabile utilizzata dalla comunità.

L’Environmental Protection Agency degli Stati Uniti ha proposto di stabilire requisiti giuridicamente applicabili per i livelli massimi di sei sostanze chimiche PFAS nei sistemi pubblici di acqua potabile. Due di queste sostanze chimiche, PFOA e PFOS, sarebbero riconosciute come singole sostanze chimiche pericolose, con un’azione normativa applicata se i livelli di una qualsiasi di queste sostanze chimiche superano le 4 parti per trilione, ben al di sotto delle indicazioni precedenti.

Il filtraggio è solo un passaggio. Una volta catturato il PFAS, è necessario smaltire il carbone attivo carico di PFAS e il PFAS continua a muoversi. Se si seppelliscono materiali contaminati in una discarica o altrove, i PFAS prima o poi verranno fuoriusciti. Ecco perché è importante trovare il modo di distruggerlo.

Quali sono i metodi più promettenti che gli scienziati hanno trovato per abbattere i PFAS?

Il metodo più comune per distruggere i PFAS è l'incenerimento, ma la maggior parte dei PFAS sono notevolmente resistenti all'incenerimento. Ecco perché sono incluse nelle schiume antincendio.

Il PFAS ha più atomi di fluoro legati a un atomo di carbonio e il legame tra carbonio e fluoro è uno dei più forti. Per bruciare qualcosa di solito è necessario rompere il legame, ma il fluoro non può essere separato dal carbonio. La maggior parte dei PFAS si decompongono completamente a temperature di combustione intorno ai 1.500 gradi Celsius (2.730 gradi Fahrenheit), ma sono ad alta intensità energetica e gli impianti di incenerimento adatti sono rari.

Esistono molte altre tecniche sperimentali che si mostrano promettenti ma non sono state ampliate per trattare grandi quantità di sostanze chimiche.

Un gruppo a Battelle ha sviluppato l'ossidazione supercritica dell'acqua per distruggere i PFAS. Le alte temperature e pressioni modificano lo stato dell’acqua e accelerano la chimica in modi che possono distruggere sostanze pericolose. Tuttavia, il ridimensionamento rimane una sfida.

Altri lavorano con reattori al plasma che utilizzano acqua, elettricità e gas argon per abbattere i PFAS. Sono veloci, ma anche non facili da scalare.

Cosa vedremo probabilmente in futuro?

Molto dipenderà da ciò che impareremo sulla provenienza della maggior parte dell’esposizione umana ai PFAS.

Se l'esposizione avviene principalmente attraverso l'acqua potabile, esistono altri metodi potenzialmente potenzialmente pericolosi. È possibile che alla fine venga distrutto a livello domestico con metodi elettrochimici, ma ci sono anche rischi potenziali che restano da comprendere, come la conversione di sostanze comuni come il cloruro in sottoprodotti più tossici.

La grande sfida nella bonifica è garantire di non peggiorare il problema rilasciando altri gas o creando sostanze chimiche dannose. Gli esseri umani hanno a lungo cercato di risolvere i problemi e di peggiorare le cose. I frigoriferi sono un buon esempio. Il freon, un clorofluorocarburo, era la soluzione per sostituire l’ammoniaca tossica e infiammabile nei frigoriferi, ma poi ha causato la riduzione dell’ozono nella stratosfera. È stato sostituito dai fluorocarburi, che ora contribuiscono al cambiamento climatico.

Se c’è una lezione da imparare è che dobbiamo pensare all’intero ciclo di vita dei prodotti. Quanto tempo abbiamo davvero bisogno che le sostanze chimiche durino?

Questa è una versione aggiornata di un articolo originariamente pubblicato il 18 agosto 2022.

A. Daniel Jones, Professore di Biochimica, Michigan State University e Hui Li, Professore di Chimica ambientale e del suolo, Michigan State University