3M oferuje 10,3 miliarda dolarów odszkodowania za zanieczyszczenie systemów wodnych PFAS

3M oferuje 10,3 miliarda dolarów odszkodowania za zanieczyszczenie systemów wodnych PFAS

Początkowo chemikalia PFAS wydawały się dobrym pomysłem. Od lat czterdziestych XX wieku, jako teflon, ułatwiały czyszczenie garnków. Sprawili, że kurtki są wodoodporne, a dywany odporne na zabrudzenia. Opakowania na żywność, pianka gaśnicza, a nawet kosmetyki okazały się skuteczniejsze w przypadku substancji perfluoroalkilowych i polifluoroalkilowych.

Następnie zaczęto testować wykrywanie PFAS we krwi ludzi.

Obecnie PFAS są szeroko rozpowszechnione w glebie, pyle i wodzie pitnej na całym świecie. Badania sugerują, że można je znaleźć w 98% ciał Amerykanów, gdzie są powiązane z problemami zdrowotnymi, takimi jak choroby tarczycy, uszkodzenie wątroby oraz rak nerek i jąder. Obecnie istnieje ponad 9 000 typów PFAS. Często określa się je mianem „wiecznych substancji chemicznych”, ponieważ te same właściwości, które czynią je tak użytecznymi, zapewniają również, że nie ulegają rozkładowi w naturze.

Przemysłowy gigant 3M, który od dziesięcioleci produkuje PFAS do wielu zastosowań i był przedmiotem procesów sądowych w związku z zanieczyszczeniem PFAS, ogłosił w dniu 22 czerwca 2023 r. ugodę z publicznymi przedsiębiorstwami wodociągowymi o wartości 10,3 miliarda dolarów, aby pomóc w sfinansowaniu testów i uzdatniania. Spółka nie ponosi żadnej odpowiedzialności w ramach ugody, która wymaga zgody sądu. Sprzątanie może kosztować wielokrotnie większą kwotę.

Ale jak schwytać i zniszczyć wieczną substancję chemiczną?

Biochemik A. Daniel Jones i gleboznawca Hui Li pracują nad roztworami PFAS na Uniwersytecie Stanowym Michigan i wyjaśnili testowane obecnie obiecujące techniki.

W jaki sposób PFAS przedostają się z produktów codziennego użytku do wody, gleby i ostatecznie do ludzi?

Istnieją dwie główne drogi narażenia, przez które PFAS przedostaje się do człowieka: woda pitna i spożycie żywności.

PFAS może przedostać się do gleby w wyniku zastosowania na lądzie biosolidów, tj. osadów z oczyszczania ścieków i wymywania ze składowisk. Kiedy zanieczyszczone substancje stałe są stosowane na polach uprawnych jako nawóz, PFAS może przedostać się do wody oraz do upraw i warzyw.

Na przykład zwierzęta gospodarskie mogą wchłaniać PFAS poprzez rośliny, które jedzą i wodę, którą piją. Przypadki podwyższonego poziomu PFAS u krów mięsnych i mlecznych odnotowano w Michigan, Maine i Nowym Meksyku. Stopień potencjalnego ryzyka dla ludzi jest nadal w dużej mierze nieznany.

Naukowcy z naszej grupy badawczej na Uniwersytecie Stanowym Michigan pracują nad materiałami, które można dodawać do gleby i zapobiegać wchłanianiu przez rośliny PFAS, ale które pozostawiałyby PFAS w glebie.

Problem polega na tym, że te chemikalia są wszędzie i nie ma naturalnego procesu zachodzącego w wodzie lub glebie, który skutecznie je rozkłada. Wiele produktów konsumenckich zawiera PFAS, w tym kosmetyki do makijażu, nić dentystyczna, struny do gitary i wosk narciarski.

W jaki sposób projekty środków zaradczych eliminują obecnie zanieczyszczenie PFAS?

Istnieją metody filtrowania ich z wody. Substancje chemiczne przyklejają się na przykład do węgla aktywnego. Jednak w przypadku dużych projektów metody te są drogie i nadal trzeba obejść się bez środków chemicznych.

Na przykład w pobliżu byłej bazy wojskowej w pobliżu Sacramento w Kalifornii znajduje się ogromny zbiornik z węglem aktywnym, który pobiera około 1500 galonów zanieczyszczonej wody gruntowej na minutę, filtruje ją, a następnie pompuje pod ziemię. Ten projekt oczyszczania kosztował ponad 3 miliony dolarów, ale zapobiega przedostawaniu się PFAS do wody pitnej wykorzystywanej przez społeczność.

Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych zaproponowała ustanowienie prawnie egzekwowalnych wymagań dotyczących maksymalnych poziomów sześciu substancji chemicznych PFAS w publicznych systemach wody pitnej. Dwie z tych chemikaliów, PFOA i PFOS, zostałyby uznane za odrębne niebezpieczne chemikalia i egzekwowane byłyby działania regulacyjne, jeśli poziom którejkolwiek z tych substancji chemicznych przekroczy 4 części na bilion, czyli znacznie poniżej poprzednich wytycznych.

Filtrowanie to tylko jeden krok. Po wychwyceniu PFAS należy pozbyć się węgla aktywnego zawierającego PFAS, a PFAS będzie nadal się przemieszczał. Jeśli zakopujesz zanieczyszczone materiały na wysypisku śmieci lub w innym miejscu, PFAS w końcu się wypłucze. Dlatego ważne jest, aby znaleźć sposób na jego zniszczenie.

Jakie są najbardziej obiecujące metody rozkładu PFAS, jakie odkryli naukowcy?

Najpowszechniejszą metodą niszczenia PFAS jest spalanie, ale większość PFAS jest wyjątkowo odporna na spalanie. Dlatego zaliczane są do pian gaśniczych.

PFAS ma wiele atomów fluoru związanych z jednym atomem węgla, a wiązanie między węglem i fluorem jest jednym z najsilniejszych. Aby coś spalić, zwykle trzeba rozbić wiązanie, ale fluoru nie da się oddzielić od węgla. Większość PFAS ulega całkowitemu rozkładowi w temperaturach spalania około 1500 stopni Celsjusza (2730 stopni Fahrenheita), ale jest on energochłonny i odpowiednie spalarnie są rzadkie.

Istnieje kilka innych technik eksperymentalnych, które są obiecujące, ale nie zostały rozszerzone do leczenia dużych ilości substancji chemicznych.

Grupa w Battelle opracowała nadkrytyczne utlenianie wody w celu zniszczenia PFAS. Wysokie temperatury i ciśnienia zmieniają stan wody i przyspieszają procesy chemiczne w sposób, który może zniszczyć niebezpieczne substancje. Skalowanie pozostaje jednak wyzwaniem.

Inni pracują z reaktorami plazmowymi, które wykorzystują wodę, energię elektryczną i argon do rozkładu PFAS. Są szybkie, ale też niełatwe do skalowania.

Co prawdopodobnie zobaczymy w przyszłości?

Wiele będzie zależeć od tego, czego dowiemy się o tym, skąd pochodzi większość narażenia ludzi na PFAS.

Jeżeli narażenie następuje głównie przez wodę pitną, istnieją inne potencjalne metody. Możliwe, że ostatecznie zostanie on zniszczony na poziomie gospodarstwa domowego metodami elektrochemicznymi, ale istnieją również potencjalne zagrożenia, które należy zrozumieć, takie jak przekształcanie powszechnych substancji, takich jak chlorki, w bardziej toksyczne produkty uboczne.

Dużym wyzwaniem w przypadku środków zaradczych jest zapewnienie, że nie pogorszymy problemu poprzez uwalnianie innych gazów lub tworzenie szkodliwych substancji chemicznych. Ludzie od dawna próbują rozwiązywać problemy i pogarszać sytuację. Dobrym przykładem są lodówki. Freon, chlorofluorowęglowodór, był rozwiązaniem zastępującym toksyczny i łatwopalny amoniak w lodówkach, ale spowodował zubożenie warstwy ozonowej w stratosferze. Został on zastąpiony przez fluorowęglowodory, które obecnie przyczyniają się do zmian klimatycznych.

Jeśli możemy się czegoś nauczyć, to tego, że musimy przemyśleć cały cykl życia produktów. Jak długo naprawdę potrzebujemy środków chemicznych?

To jest zaktualizowana wersja artykułu opublikowanego pierwotnie 18 sierpnia 2022 r.

A. Daniel Jones, profesor biochemii, Michigan State University i Hui Li, profesor chemii środowiska i gleby, Michigan State University