3M ponuja 10,3 milijarde USD nadomestila zaradi kontaminacije PFA v vodnih sistemih

3M ponuja 10,3 milijarde USD nadomestila zaradi kontaminacije PFA v vodnih sistemih

PFAS Chemicals se je sprva zdela dobra ideja. Kot Teflon so od 40. let naprej olajšali čiščenje lončkov. Jakne so naredili vodoodporno in preproge umazanije. Embalaža s hrano, gasilska pena in celo ličila so se zdela bolje s perfluoroalkilnimi in polifluoroalkilnimi snovmi.

Nato so testi začeli zaznati PFA v krvi ljudi.

Danes so PFA razširjeni v tleh, prahu in pitni vodi po vsem svetu. Študije kažejo, da jih najdemo v 98% ameriških teles, kjer so povezane z zdravstvenimi težavami, kot so bolezen ščitnice, poškodba jeter ter rak ledvic in testisov. Zdaj je več kot 9.000 vrst PFA. Pogosto jih imenujejo "za vedno kemikalije", ker iste lastnosti, zaradi katerih so tako koristne, zagotavljajo tudi, da se v naravi ne pokvarijo.

Industrial Giant 3M, ki že desetletja proizvaja PFA za številne namene in se sooča s tožbami zaradi kontaminacije PFAS, je 22. junija 2023 z javnimi vodnimi gospodarskimi službami napovedal 10,3 milijarde ameriških dolarjev za pomoč pri testiranju in zdravljenju. Družba v poravnavi ne prevzema odgovornosti, kar zahteva odobritev sodišča. Čiščenje bi lahko stalo večkrat ta znesek.

Toda kako ujameš in uničiti večno kemikalijo?

Biokemik A. Daniel Jones in znanstvenik za tal Hui Li delata na rešitvah PFAS na državni univerzi Michigan in pojasnila, da se danes preizkušajo obetavne tehnike.

Kako se PFA od vsakodnevnih izdelkov spravijo v vodo, zemljo in na koncu v ljudi?

Obstajata dve glavni poti izpostavljenosti, skozi katere PFA vstopajo v ljudi: pitno vodo in uživanje hrane.

PFA lahko vstopijo v zemljo z uporabo zemljišč biosolidov, to je blata iz čiščenja odpadne vode, in izpiranjem z odlagališč. Kadar se kontaminirani biosolidi nanesejo na kmetijska polja kot gnojilo, se PFA lahko izlivajo v vodo in v pridelke in zelenjavo.

Na primer, živina lahko absorbira PFA skozi rastline, ki jih jedo, in vodo, ki jo pijejo. V Michiganu, Maineu in Novi Mehiki so poročali o primerih povišanih ravni PFA pri govejih in mlečnih kravah. Obseg potencialnega tveganja za ljudi je še vedno v veliki meri neznan.

Znanstveniki v naši raziskovalni skupini na državni univerzi v Michiganu delajo na materialih, ki bi jih lahko dodali zemlji in preprečili, da bi rastline absorbirale 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 ličili, zobno nitjo, kitarskimi strunami in smučarskim voskom.

Kako zdaj odpravljajo kontaminacijo PFAS?

Obstajajo metode, da jih filtrirajo iz vode. Kemikalije se na primer držijo za aktivirani ogljik. Vendar so te metode drage za velike projekte in še vedno morate storiti brez kemikalij.

Na primer, v bližini nekdanje vojaške baze v bližini Sacramenta v Kaliforniji je ogromen rezervoar z aktivnim ogljikom, ki na minuto prevzame približno 1500 litrov onesnažene podzemne vode, jo filtrira in nato črpa pod zemljo. Ta projekt za čiščenje stane več kot tri milijone dolarjev, vendar preprečuje, da bi PFA vstopila v pitno vodo, ki jo uporablja skupnost.

Ameriška agencija za varstvo okolja je predlagala vzpostavitev zakonsko izvršljivih zahtev za najvišje ravni šestih kemikalij PFA v javnih sistemih za pitno vodo. Dve od teh kemikalij, PFOA in PFO, bi bile prepoznane kot posamezne nevarne kemikalije, pri čemer bi se uveljavljale regulativne ukrepe, če ravni katere koli od teh kemikalij presegajo 4 dele na trilijon, precej pod prejšnjimi smernicami.

Filtriranje je le en korak. Ko je PFAS zajet, morate odstraniti PFAS, ki se nanaša na aktiviran ogljik, in PFAS se še naprej premika. Če pokopate onesnažene materiale na odlagališču ali drugje, se bodo PFA na koncu izluščili. Zato je pomembno najti načine, kako ga uničiti.

Katere so najbolj obetavne metode, ki so jih znanstveniki ugotovili, da razgradijo PFA?

Najpogostejša metoda uničenja PFA je sežiganje, vendar je večina PFA izjemno odporna na sežiganje. Zato so vključeni v gasilske pene.

PFAS ima več atomov fluora, vezanih na en ogljikov atom, vez med ogljikom in fluorom pa je ena najmočnejših. Če želite zažgati nekaj, morate običajno prekiniti vez, vendar fluora ni mogoče ločiti od ogljika. Večina PFA -jev popolnoma razpade pri temperaturah zgorevanja okoli 1.500 stopinj Celzija (2.730 stopinj Fahrenheita), vendar so energetsko intenzivni in primerni sežigalnici so redki.

Obstaja več drugih eksperimentalnih tehnik, ki kažejo na obljubo, vendar niso bile razširjene na zdravljenje velikih količin kemikalij.

Skupina v Battelle je razvila nadkritično oksidacijo vode za uničenje PFA. Visoke temperature in pritiski spremenijo stanje vode in pospešujejo kemijo na načine, ki lahko uničijo nevarne snovi. Vendar skaliranje ostaja izziv.

Drugi sodelujejo s plazemskimi reaktorji, ki uporabljajo vodo, elektriko in argonski plin za razčlenitev PFA. Hitri so, a tudi niso lahko obsežni.

Kaj bomo verjetno videli v prihodnosti?

Veliko bo odvisno od tega, od kod se naučimo, od kod izvira večina človeških izpostavljenosti PFA.

Če se izpostavljenost pojavi predvsem s pitno vodo, obstajajo tudi druge metode s potencialom. Možno je, da se bo sčasoma uničil na ravni gospodinjstva z elektrokemijskimi metodami, vendar obstajajo tudi potencialna tveganja, ki jih je treba še razumeti, kot je pretvorba skupnih snovi, kot je klorid, v bolj strupene stranske produkte.

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

Če se je treba naučiti lekcije, moramo razmišljati skozi celoten življenjski cikel izdelkov. Kako dolgo resnično potrebujemo kemikalije, da trajamo?

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