3M ponuja nadomestilo v višini 10,3 milijarde USD za kontaminacijo PFA v vodnih sistemih

3M ponuja nadomestilo v višini 10,3 milijarde USD za kontaminacijo PFA v vodnih sistemih

PFAS kemikalije se je sprva zdelo dobra ideja. Kot Teflon so iz 40. let prejšnjega stoletja olajšali čiščenje loncev. Jakne so naredili vodoodporno in preproge umazanije. Embalaža s hrano, pena za gašenje požara in celo ličila so bili boljši, da so boljši s perfluoralkilnimi in polifluoralkilnimi snovmi.

Nato testirajo za odkrivanje PFA v krvi ljudi.

Dandanes so PFA v tleh, prah in pitna voda po vsem svetu zelo razširjeni. Študije kažejo, da se pojavljajo v 98 % Američanov in so povezane z zdravstvenimi težavami, kot so bolezni ščitnice, poškodbe jeter, pa tudi rak ledvic in testisov. Zdaj je več kot 9.000 vrst PFA. Pogosto jih imenujejo "kemikalije za večnost", ker iste lastnosti, ki jih naredijo tako koristne, zagotavljajo, da v naravi niso razčlenjeni.

3M industrijski velikan, ki že desetletja proizvaja PFA za številne namene in se sooča z tožbami za kontaminacijo PFA, je bila objavljena 22. junija 2023, kar je primerjava z javnimi dobavitelji vode v višini 10,3 milijarde dolarjev za podporo financiranju testov in zdravljenja. Družba ne prevzema nobene odgovornosti v primerjavi, ki bi zahtevala sodno odobritev. Čiščenje bi lahko stalo več od teh stroškov.

Toda kako ujamete in uničite večno kemikalijo?

Biokemist A. Daniel Jones in zemeljski znanstvenik Hui Li delata na državni univerzi v Michiganu na PFAS Solutions in razložita obetavne tehnike, ki se testirajo danes.

Kako se PFA iz vsakdanjih izdelkov spustijo v vodo, v tla in končno pri ljudeh?

Obstajata dve glavni poti izpostavljenosti, skozi katere se PFA vstopijo v ljudi: pitna voda in uživanje hrane.

PFA se lahko spustijo v tla skozi zemljo na deželi ekološke hrane, to je blata zaradi čiščenja odpadne vode in na odlagališčih. Kadar se kot gnojila na kmetijskih poljih uporabljajo onesnažena ekološka letovišča, lahko PFA vstopijo v vodo, pa tudi v pridelke in zelenjavo.

Na primer, domače živali lahko absorbirajo PFA o rastlinah, ki so jih zaužile, in vodo, ki so jo pili. Primeri povečanih vrednosti PFAS za goveje in molške krave so poročali v Michiganu, Maineu in Novi Mehiki. Kako veliko je potencialno tveganje za ljudi še vedno v veliki meri neznano.

Znanstveniki naše raziskovalne skupine na državni univerzi v Michiganu delajo na materialih, ki so dodani v tla in bi rastlinam preprečili snemanje PFA, vendar bi PFA pustili v tleh.

Težava je v tem, da so te kemikalije povsod in v vodi ali tleh ni naravnega procesa, ki bi jih učinkovito pokvaril. Številni potrošniški izdelki so napolnjeni s PFA, vključno z ličenjem, zobno nitjo, kitarskimi strunami in smučarskim voskom.

Kako zdaj kontaminacija PFAS odstranjuje projekte prenove?

Obstajajo metode, s katerimi lahko filtrirate iz vode. Na primer, kemikalije se držijo aktivnega ogljika. Vendar so te metode drage za obsežne projekte in še vedno morate storiti brez kemikalij.

V bližini nekdanje vojaške baze v bližini Sacramenta v Kaliforniji je na primer ogromen rezervoar z aktivnim ogljikom, ki absorbira približno 1500 litrov onesnažene podzemne vode na minuto, jo filtrira in nato črpa v površino. Ta projekt za prenovo stane več kot tri milijone dolarjev, vendar preprečuje, da bi PFA dosegel pitno vodo, ki jo uporablja občina.

Ameriški organ za varstvo okolja je predlagal uvedbo pravno izvršljivih predpisov za največje vrednosti šestih kemikalij PFAS v javnih sistemih za pitno vodo. Dve od teh kemikalij, PFOA in PFOS, bi bile prepoznane kot posamezne nevarne kemikalije, pri čemer bi bili izvedeni uradni ukrepi, če vsebnost ene od teh kemikalij presega 4 dele na milijardo, kar je bistveno pod prejšnjih smernicah.

filtriranje je le korak. Takoj, ko se zbira PFAS, morate odstraniti aktivirani ogljik, napolnjen s PFA, in PFAS se še naprej premika. Če pokopate onesnažene materiale na odlagališču ali drugje, se PFA končno izčrpajo. Zato je pomembno najti načine, kako ga uničiti.

Katere so najbolj obetavne metode, za katere so znanstveniki ugotovili, da zmanjšujejo PFA?

Najpogostejša metoda za uničenje PFA je zgorevanje, vendar je večina PFA izjemno odporna na zgorevanje. Zato so vključeni v požarne pene.

V PFA je več fluoronskih atomov vezano na ogljikov atom, vezava med ogljikom in fluorom pa je ena najmočnejših. Če želite nekaj zažgati, morate običajno prekiniti vez, vendar fluora ni mogoče rešiti iz ogljika. Večina PFA je v celoti razgrajena pri temperaturah zgorevanja okoli 1.500 stopinj Celzija (2.730 stopinj Fahrenheita), vendar so to energijsko -intenzivne in primerne sežiganje so redke.

Obstaja več drugih eksperimentalnih tehnik, ki so obetavne, vendar niso bile razširjene na zdravljenje velikih količin kemikalij.
Skupina v Battelle se je razvila nad kritno oksidacijo vode, da bi uničila PFA. Visoke temperature in pritiski spremenijo stanje vode in pospešijo kemijo na način, ki lahko uniči nevarne snovi. Vendar skaliranje ostaja izziv.

Drugi sodelujejo s plazmaraktorji, ki uporabljajo vodo, elektriko in argongas za razčlenitev PFA. Hitri so, a tudi niso enostavni za merjenje.

Kaj bomo verjetno videli v prihodnosti?

Veliko bo odvisno od tega, od kod se naučimo, od kod izhaja izpostavljenost PFAS.

Če je izpostavljenost predvsem s pitno vodo, obstajajo tudi druge metode s potencialom. Možno je, da ga bodo sčasoma uničili z elektrokemičnimi metodami na ravni gospodinjstva, vendar obstajajo tudi potencialna tveganja, ki jih je treba še razumeti, kot je pretvorba običajnih snovi, kot je klorid v strupene snovi.

Velik izziv pri prenovi je zagotoviti, da ne bomo poslabšali težav z sproščanjem drugih plinov ali ustvarjanjem škodljivih kemikalij. Ljudje že dolgo poskušajo rešiti težave in stvari poslabšati. Hladilniki so dober primer. Freon, ogljikovodikovo fluorekloalno tkanino, je bila rešitev za nadomeščanje strupenega in vnetljivega amoniaka v hladilnikih, potem pa je v stratosferi povzročil rudarjenje ozona. Nadomestili so ga ogljikovodiki, ki zdaj prispevajo k podnebnim spremembam.

Če se lahko naučite lekcija, potem moramo razmišljati skozi celoten življenjski cikel izdelkov. Kako dolgo res potrebujemo kemikalije, da smo trpežni?

To je posodobljena različica članka, ki je bil prvotno objavljen 18. avgusta 2022.

a. Daniel Jones, profesor biokemije, Michigan State University in Hui Li, profesor za okoljsko in talno kemijo, Michigan State University