3 mln.

3 mln.

PFAS chemikalai iš pradžių atrodė gera idėja. Būdami „Teflon“, jie palengvino valymo vazonus nuo 1940 -ųjų. Jie gamino striukes, atsparias vandeniui ir kilimams, kurie yra purvini. Atrodė, kad maisto pakuotės, gaisrų gesinimo putos ir net makiažas geriau pasirodė naudojant perfluoralkilo ir polifluoralkilo medžiagas.

Tada bandymai pradėjo aptikti PFA žmonių kraujyje.

Šiandien PFA yra plačiai paplitę dirvožemyje, dulkėse ir geriamame vandenyje visame pasaulyje. Tyrimai rodo, kad jie yra 98% amerikiečių kūnų, kur jie yra susiję su tokiomis sveikatos problemomis kaip skydliaukės liga, kepenų pažeidimas, inkstų ir sėklidžių vėžys. Dabar yra daugiau nei 9000 tipų PFA. Jie dažnai vadinami „amžinai cheminėmis medžiagomis“, nes tos pačios savybės, dėl kurių jos yra tokios naudingos, taip pat užtikrina, kad jos nesulaužys gamtoje.

Pramonės milžinas 3M, kuris daugelį dešimtmečių gamino PFA daugelį naudojimo būdų ir susidūrė su ieškiniais dėl PFAS užteršimo, 2023 m. Birželio 22 d. Paskelbė 10,3 milijardo dolerių atsiskaitymą su valstybinėmis vandens komunalinėmis paslaugomis, kad padėtų finansuoti bandymus ir gydymą. Bendrovė neprisiima jokios atsakomybės atsiskaitymuose, dėl ko reikia teismo patvirtinimo. Išvalymas galėjo kainuoti daug kartų.

Bet kaip jūs užfiksuojate ir sunaikinate amžiną cheminę medžiagą?

Biochemikas A. Danielis Jonesas ir dirvožemio mokslininkas Hui Li dirba su PFAS sprendimais Mičigano valstijos universitete ir paaiškino šiandien išbandytus perspektyvius metodus.

Kaip PFA iš kasdienių produktų patenka į vandenį, dirvožemį ir galiausiai į žmones?

Yra du pagrindiniai ekspozicijos būdai, per kuriuos PFA patenka į žmones: geriamąjį vandenį ir maisto vartojimą.

PFA gali patekti į dirvožemį pritaikius biosolidų žemę, t. Y. Dumblą iš nuotekų valymo ir išplovimo iš sąvartynų. Kai užteršti biosolidai yra naudojami žemės ūkio laukuose kaip trąšos, PFA gali išplauti į vandenį, pasėlius ir daržoves.

Pavyzdžiui, gyvuliai gali absorbuoti PFA per augalus, kuriuos jie valgo, ir vandens, kurį geria. Mičigane, Meine ir Naujojoje Meksikoje buvo pranešta apie padidėjusį PFA lygį jautienos ir pieno karvėse. Galimos rizikos žmonėms vis dar nežinoma.

Mičigano valstijos universiteto tyrimų grupės mokslininkai dirba prie medžiagų, kurias būtų galima pridėti prie dirvožemio ir neleisti augalams absorbuoti PFA, tačiau paliktų PFA dirvožemyje.

Problema ta, kad šios cheminės medžiagos yra visur, o vandenyje ar dirvožemyje nėra natūralaus proceso, kuris juos veiksmingai suskaidytų. Daugelis vartojimo produktų yra su PFA, įskaitant makiažą, dantų siūlą, gitaros stygas ir slidinėjimo vašką.

Kaip ištaisymo projektai panaikina PFA užteršimą dabar?

Yra būdų, kaip juos filtruoti iš vandens. Pavyzdžiui, cheminės medžiagos laikosi aktyvuotos anglies. Tačiau šie metodai yra brangūs dideliems projektams ir jūs vis dar turite išsiversti be chemikalų.

Pavyzdžiui, netoli buvusios karinės bazės netoli Sakramento, Kalifornijoje, yra didžiulis aktyvuotos anglies rezervuaras, kuriame per minutę užima apie 1500 galonų užteršto požeminio vandens, filtruoja ir tada siurbia jį po žeme. Šis valymo projektas kainavo daugiau nei 3 milijonus dolerių, tačiau jis neleidžia PFA patekti į geriamąjį vandenį, kurį naudoja bendruomenė.

JAV aplinkos apsaugos agentūra pasiūlė nustatyti teisiškai vykdytinus reikalavimus maksimaliam šešių PFAS chemikalų lygiui viešosiose geriamojo vandens sistemose. Du iš šių cheminių medžiagų - PFOA ir PFO, būtų pripažintos individualiomis pavojingomis cheminėmis medžiagomis, o reguliavimo veiksmai bus vykdomi, jei bet kurio iš šių cheminių medžiagų lygis viršija 4 dalis vienam trilijonui, gerokai žemiau ankstesnių nurodymų.

Filtravimas yra tik vienas žingsnis. Užfiksavus PFA, turite išmesti PFA-apkrautos aktyvuotos anglies, o PFA ir toliau juda. Jei palaidosite užterštas medžiagas sąvartyne ar kitur, PFA ilgainiui išsikraustys. Štai kodėl svarbu rasti būdų, kaip tai sunaikinti.

Kokie perspektyviausi metodai, kuriuos mokslininkai nustatė, suskaido PFA?

Dažniausias PFA sunaikinimo būdas yra deginimas, tačiau dauguma PFA yra nepaprastai atsparūs deginimui. Štai kodėl jos yra įtrauktos į gaisrų gesinimo putas.

PFA turi kelis fluoro atomus, sujungtus su vienu anglies atomu, o ryšys tarp anglies ir fluoro yra vienas stipriausių. Norėdami ką nors sudeginti, paprastai turite sulaužyti ryšį, tačiau fluoro negalima atskirti nuo anglies. Dauguma PFA visiškai suyra esant degimo temperatūrai apie 1500 laipsnių Celsijaus (2 730 laipsnių pagal Farenheitą), tačiau tai yra reta energija daug energijos ir tinkamos deginimo įrenginiai.

Yra keletas kitų eksperimentinių metodų, kurie rodo pažadą, tačiau nebuvo išplėstas, kad būtų galima gydyti didelius chemikalų kiekius.

Battelle grupė sukūrė superkritinę vandens oksidaciją, kad sunaikintų PFA. Aukšta temperatūra ir slėgis keičia vandens būklę ir pagreitina chemiją tokiu būdu, kuris gali sunaikinti pavojingas medžiagas. Tačiau mastelio keitimas išlieka iššūkiu.

Kiti dirba su plazmos reaktoriais, kurie naudoja vandenį, elektrą ir argono dujas, kad suskaidytų PFA. Jie yra greiti, bet taip pat nėra lengva išplėsti.

Ką mes greičiausiai matysime ateityje?

Daug kas priklausys nuo to, iš ko sužinosime apie tai, iš kur kyla dauguma žmonių poveikio žmonėms.

Jei ekspozicija pirmiausia pasireiškia geriamuoju vandeniu, yra ir kitų metodų, turinčių potencialą. Gali būti, kad ilgainiui tai bus sunaikinta namų ūkio lygiu elektrocheminiais metodais, tačiau taip pat yra potenciali rizika, kurią dar reikia suprasti, pavyzdžiui, įprastų medžiagų, tokių kaip chloridas, pavertimas labiau toksiškais šalutiniais produktais.

Didelis ištaisymo iššūkis yra užtikrinti, kad mes nepabloginsime šios problemos, išleisdami kitas dujas ar sukuriant kenksmingas chemines medžiagas. Žmonės ilgai bandė išspręsti problemas ir pabloginti viską. Šaldytuvai yra geras pavyzdys. Freonas, chlorofluorangarbilas, buvo sprendimas pakeisti toksišką ir degų amoniaką šaldytuvuose, tačiau tada jis sukėlė ozono išeikvojimą stratosferoje. Jį pakeitė fluoroklidiniai, kurie dabar prisideda prie klimato pokyčių.

Jei reikia išmokti pamoką, tai yra tai, kad turime galvoti per visą produktų gyvenimo ciklą. Kiek laiko mums iš tikrųjų reikia chemikalų?

Tai atnaujinta straipsnio versija, iš pradžių paskelbta 2022 m. Rugpjūčio 18 d.

Mičigano valstijos universiteto Biochemijos profesorius A. Danielis Jonesas ir Mičigano valstijos universiteto aplinkos ir dirvožemio chemijos profesorius Hui Li