3M erbjuder 10,3 miljarder dollar i kompensation över PFAS -förorening i vattensystem

3M erbjuder 10,3 miljarder dollar i kompensation över PFAS -förorening i vattensystem

PFAS -kemikalier verkade som en bra idé till en början. Som Teflon underlättade de rengöringskrukor från 1940 -talet och framåt. De gjorde jackor vattentäta och mattor smutsavvisande. Matförpackning, brandbekämpningsskum och till och med smink tycktes fungera bättre med perfluoroalkyl- och polyfluoroalkylämnen.

Sedan började tester upptäcka PFA i människors blod.

Idag är PFA: er utbredda i jord, damm och dricksvatten runt om i världen. Studier tyder på att de finns i 98% av amerikanernas kroppar, där de är kopplade till hälsoproblem som sköldkörtelsjukdom, leverskador och njur- och testikelcancer. Det finns nu över 9 000 typer av PFA. De kallas ofta ”för evigt kemikalier” eftersom samma egenskaper som gör dem så användbara också säkerställer att de inte bryter ner i naturen.

Industrial Giant 3M, som har tillverkat PFAS för många användningsområden i årtionden och har mött stämningar över PFAS -förorening, tillkännagav en uppgörelse på 10,3 miljarder dollar med offentliga vattenföretag den 22 juni 2023 för att hjälpa till att finansiera testning och behandling. Företaget tar inget ansvar i förlikningen, vilket kräver domstolsgodkännande. Rensningen kan kosta många gånger det beloppet.

Men hur fångar du och förstör en evig kemikalie?

Biokemist A. Daniel Jones och markforskare Hui Li arbetar med PFAS -lösningar vid Michigan State University och förklarade de lovande teknikerna som testades idag.

Hur får PFAS från vardagliga produkter till vatten, jord och i slutändan till människor?

Det finns två huvudvägar för exponering genom vilka PFAS kommer in i människor: dricksvatten och matförbrukning.

PFA kan komma in i jorden genom markanvändning av biosolider, dvs slam från avloppsrening och lakning från deponier. När förorenade biosolider appliceras på jordbruksfält som gödningsmedel kan PFAS läcka ut i vatten och i grödor och grönsaker.

Till exempel kan boskap ta upp PFA genom växterna de äter och vattnet de dricker. Fall av förhöjda PFAS -nivåer hos nötkött och mejerier har rapporterats i Michigan, Maine och New Mexico. Omfattningen av den potentiella risken för människor är fortfarande till stor del okänd.

Forskare i vår forskargrupp vid Michigan State University arbetar med material som kan tillsättas till jord och förhindra att växter absorberar PFA, men skulle lämna PFA i jorden.

Problemet är att dessa kemikalier finns överallt och det finns ingen naturlig process i vattnet eller jorden som effektivt bryter ner dem. Många konsumentprodukter är laddade med PFAS, inklusive smink, tandtråd, gitarrsträngar och skidvax.

Hur eliminerar saneringsprojekt PFAS -kontaminering nu?

Det finns metoder för att filtrera dem ur vattnet. Kemikalierna håller sig till aktivt kol, till exempel. Dessa metoder är dock dyra för stora projekt och du måste fortfarande klara sig utan kemikalierna.

Till exempel, nära en tidigare militärbas nära Sacramento, Kalifornien, finns det en enorm aktivt koltank som tar in cirka 1 500 liter förorenat grundvatten per minut, filtrerar det och pumpar sedan under jorden. Detta saneringsprojekt kostar över 3 miljoner dollar, men det förhindrar att PFA kommer in i det dricksvatten som används av samhället.

Den amerikanska miljöskyddsbyrån har föreslagit att fastställa juridiskt verkställbara krav för maximala nivåer av sex PFAS -kemikalier i offentliga dricksvattensystem. Två av dessa kemikalier, PFOA och PFO, skulle erkännas som enskilda farliga kemikalier, med regleringsåtgärder som upprätthålls om nivåerna för någon av dessa kemikalier överstiger 4 delar per biljon, långt under tidigare vägledning.

Filtrering är bara ett steg. När PFAS har fångats måste du kassera PFAS-belastat aktivt kol och PFAS fortsätter att röra sig. Om du begraver förorenade material i en deponi eller någon annanstans, kommer PFA att så småningom läcka ut. Det är därför det är viktigt att hitta sätt att förstöra det.

Vilka är de mest lovande metoderna som forskare har visat sig bryta ner PFA?

Den vanligaste metoden för att förstöra PFA är förbränning, men de flesta PFA: er är anmärkningsvärt resistenta mot förbränning. Det är därför de ingår i brandbekämpningsskum.

PFAS har flera fluoratomer bundna till en kolatom, och bindningen mellan kol och fluor är en av de starkaste. För att bränna något måste du vanligtvis bryta bindningen, men fluor kan inte separeras från kol. De flesta PFA: er sönderdelas fullständigt vid förbränningstemperaturer runt 1 500 grader Celsius (2 730 grader Fahrenheit), men det är energiintensiva och lämpliga förbränningsanläggningar är sällsynta.

Det finns flera andra experimentella tekniker som visar löfte men som inte har utvidgats för att behandla stora mängder av kemikalierna.

En grupp i Battelle har utvecklat superkritisk vattenoxidation för att förstöra PFAS. Höga temperaturer och tryck förändrar vattenläget och påskyndar kemi på sätt som kan förstöra farliga ämnen. Skalning är dock fortfarande en utmaning.

Andra arbetar med plasmareaktorer som använder vatten, elektricitet och argongas för att bryta ner PFA. De är snabba, men inte heller lätt att skala.

Vad kommer vi sannolikt att se i framtiden?

Mycket kommer att bero på vad vi lär oss om var mest mänsklig exponering för PFA kommer från.

Om exponering sker främst genom dricksvatten finns det andra metoder med potential. Det är möjligt att det så småningom kommer att förstöras på hushållsnivå med elektrokemiska metoder, men det finns också potentiella risker som återstår att förstås, till exempel omvandling av vanliga ämnen som klorid till mer giftiga biprodukter.

Den stora utmaningen i sanering är att säkerställa att vi inte förvärrar problemet genom att släppa andra gaser eller skapa skadliga kemikalier. Människor har länge försökt lösa problem och förvärra saker. Kylskåp är ett bra exempel. Freon, ett klorfluorkolvätet, var lösningen för att ersätta toxisk och brandfarlig ammoniak i kylskåp, men då orsakade det ozonutarmning i stratosfären. Det har ersatts av fluorkolväten, som nu bidrar till klimatförändringar.

Om det finns en lektion att lära sig, är det att vi måste tänka igenom hela livscykeln för produkter. Hur länge behöver vi verkligen kemikalier för att hålla?

Detta är en uppdaterad version av en artikel som ursprungligen publicerades den 18 augusti 2022.

A. Daniel Jones, professor i biokemi, Michigan State University och Hui Li, professor i miljö- och markkemi, Michigan State University