Hoe lank moet chemikalieë werklik hou? Andrew Brookes via Getty Images
PFAS-chemikalieë het aanvanklik na 'n goeie idee gelyk. Soos Teflon, het hulle potte makliker gemaak om skoon te maak vanaf die 1940's. Hulle het baadjies waterdig en matte vlekbestand gemaak. Kosdoeke, brandbestrydingsskuim, selfs grimering het beter gelyk met perfluoroalkiel en polifluoroalkielstowwe.
Toe begin toetse opspoor PFAS in mense se bloed.
Vandag is PFAS deurdringend in grond, stof en drinkwater regoor die wêreld. Studies dui daarop dat hulle in is 98% van Amerikaners se liggame, waar hulle was verband hou met gesondheidsprobleme insluitend skildkliersiekte, lewerskade en nier- en testikulêre kanker. Daar is nou meer as 9,000 XNUMX tipes van PFAS. Hulle word dikwels na verwys as "vir ewig chemikalieë" omdat dieselfde eienskappe wat hulle ook so nuttig maak verseker dat hulle nie in die natuur afbreek nie.
Die nywerheidsreus 3M, wat PFAS vir dekades lank vir baie gebruike gemaak het, in die gesig staar regsgedinge oor PFAS-besmetting, het 'n skikking van $10.3 miljard aangekondig met openbare waterverskaffers op 22 Junie 2023 om te help betaal vir toetsing en behandeling. Die maatskappy erken geen aanspreeklikheid in die skikking nie, wat hofgoedkeuring vereis. Opruiming kan kos baie keer daardie bedrag.
Maar hoe vang en vernietig jy 'n ewige chemikalie?
biochemikus A. Daniel Jones en grondkundige Hui Li werk aan PFAS-oplossings by die Michigan State University en verduidelik die belowende tegnieke wat vandag getoets word.
Hoe kom PFAS van alledaagse produkte in water, grond en uiteindelik mense?
Daar is twee hoofblootstellingsweë vir PFAS om in mense te kom - drinkwater en voedselverbruik.
PFAS kan in die grond kom deur grondtoediening van biovaste stowwe, dit wil sê, slyk van afvalwaterbehandeling, en kan dit van stortingsterreine uitloog. As besmette biovaste stowwe is as kunsmis op plaaslande toegedien word, PFAS kan in water en in gewasse en groente kom.
Vee kan byvoorbeeld PFAS verbruik deur die gewasse wat hulle eet en water wat hulle drink. Daar was gevalle wat in Michigan aangemeld is, Maine en New Mexico van verhoogde vlakke van PFAS in beesvleis en in melkkoeie. Hoe groot die potensiële risiko vir mense is, is steeds grootliks onbekend.
Koeie is met hoë vlakke van PFAS by 'n plaas in Maine gevind. Adam Glanzman/Bloomberg via Getty Images
Wetenskaplikes in ons navorsingsgroep by Michigan State University werk aan materiaal wat by grond gevoeg word wat kan verhoed dat plante PFAS opneem, maar dit sal PFAS in die grond laat.
Die probleem is dat hierdie chemikalieë oral is, en daar is geen natuurlike proses nie in water of grond effektief om hulle af te breek. Baie verbruikersprodukte is gelaai met PFAS, insluitend grimering, tandvlos, kitaarsnare en ski-was.
Hoe is remediëringsprojekte om PFAS-besoedeling nou te verwyder?
Metodes bestaan om hulle uit water te filter. Die chemikalieë sal byvoorbeeld by geaktiveerde koolstof hou. Maar hierdie metodes is duur vir grootskaalse projekte, en jy moet steeds van die chemikalieë ontslae raak.
Byvoorbeeld, naby 'n voormalige militêre basis naby Sacramento, Kalifornië, is daar 'n groot geaktiveerde koolstoftenk wat inneem ongeveer 1,500 XNUMX liter van besmette grondwater per minuut, filtreer dit en pomp dit dan ondergronds. Daardie remediëringsprojek het gekos meer as $ 3 miljoen, maar dit verhoed dat PFAS na drinkwater beweeg wat die gemeenskap gebruik.
Die Amerikaanse Omgewingsbeskermingsagentskap het voorgestel om wetlik afdwingbare regulasies daar te stel vir maksimum vlakke van ses PFAS-chemikalieë in openbare drinkwaterstelsels. Twee van hierdie chemikalieë, PFOA en PFOS, sal as individuele gevaarlike chemikalieë erken word, met regulatoriese aksies wat afgedwing word wanneer vlakke van óf 4 dele per triljoen oorskry, wat aansienlik laer is as vorige leiding.
Filtrering is net een stap. Sodra PFAS gevang is, moet jy van PFAS-gelaaide geaktiveerde koolstof ontslae raak, en PFAS beweeg steeds rond. As jy besmette materiaal in 'n stortingsterrein of elders begrawe, sal PFAS uiteindelik uitloog. Daarom is dit noodsaaklik om maniere te vind om dit te vernietig.
Wat is die mees belowende metodes wat wetenskaplikes gevind het om PFAS af te breek?
Die mees algemene metode om PFAS te vernietig is verbranding, maar die meeste PFAS is merkwaardig bestand teen verbranding. Dis hoekom hulle in brandbestrydingsskuim is.
PFAS het veelvuldige fluooratome wat aan 'n koolstofatoom geheg is, en die binding tussen koolstof en fluoor is een van die sterkste. Normaalweg moet jy die binding breek om iets te verbrand, maar fluoor weerstaan om van koolstof af te breek. Die meeste PFAS sal heeltemal afbreek by verbrandingstemperature rondom 1,500 grade Celsius (2,730 XNUMX grade Fahrenheit), maar dit is energie-intensief en geskikte verbrandingsoonde is skaars.
Daar is verskeie ander eksperimentele tegnieke wat belowend is, maar wat nie opgeskaal is om groot hoeveelhede van die chemikalieë te behandel nie.
'n Groep by Battelle het ontwikkel superkritiese wateroksidasie PFAS te vernietig. Hoë temperature en druk verander die toestand van water, en versnel chemie op 'n manier wat gevaarlike stowwe kan vernietig. Om op te skaal bly egter 'n uitdaging.
Ander is saam met plasma reaktors, wat water, elektrisiteit en argongas gebruik om PFAS af te breek. Hulle is vinnig, maar ook nie maklik om op te skaal nie.
Wat sal ons waarskynlik in die toekoms sien?
Baie sal afhang van wat ons leer oor waar mense se PFAS-blootstelling hoofsaaklik vandaan kom.
As die blootstelling meestal van drinkwater is, is daar meer metodes met potensiaal. Dit is moontlik dat dit uiteindelik op huishoudelike vlak met elektrochemiese metodes vernietig kan word, maar daar is ook potensiële risiko's wat nog verstaan moet word, soos die omskakeling van algemene stowwe soos chloried in meer giftige neweprodukte.
Die groot uitdaging van remediëring is om seker te maak dat ons nie die probleem vererger deur ander gasse vry te stel of skadelike chemikalieë te skep nie. Mense het 'n lang geskiedenis om probleme op te los en dinge erger te maak. Yskaste is 'n goeie voorbeeld. Freon, 'n chloorfluorkoolstof, was die oplossing om giftige en vlambare ammoniak in yskaste te vervang, maar toe dit het stratosferiese osoonuitputting veroorsaak. Dit is vervang met hidrofluoorkoolstowwe, wat nou bydra tot klimaatsverandering.
As daar 'n les is om te leer, is dit dat ons deur die volle lewensiklus van produkte moet dink. Hoe lank het ons regtig chemikalieë nodig om te hou?
Oor Die Skrywer
A. Daniel Jones, Professor in Biochemie, Michigan State University en Hui Li, Professor in Omgewings- en Grondchemie, Michigan State University
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
Boeke oor die omgewing van Amazon se lys met topverkopers
"Stille lente"
deur Rachel Carson
Hierdie klassieke boek is 'n landmerk in die geskiedenis van omgewingsbewustheid en vestig die aandag op die skadelike uitwerking van plaagdoders en hul impak op die natuurlike wêreld. Carson se werk het gehelp om die moderne omgewingsbeweging te inspireer en bly vandag relevant, aangesien ons aanhou worstel met die uitdagings van omgewingsgesondheid.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Die onbewoonbare aarde: lewe na opwarming"
deur David Wallace-Wells
In hierdie boek bied David Wallace-Wells 'n skerp waarskuwing oor die verwoestende gevolge van klimaatsverandering en die dringende behoefte om hierdie wêreldkrisis aan te spreek. Die boek maak gebruik van wetenskaplike navorsing en werklike voorbeelde om 'n ontnugterende blik te gee op die toekoms wat ons in die gesig staar as ons versuim om op te tree.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Die verborge lewe van bome: wat hulle voel, hoe hulle kommunikeer? Ontdekkings uit 'n geheime wêreld"
deur Peter Wohlleben
In hierdie boek verken Peter Wohlleben die fassinerende wêreld van bome en hul rol in die ekosisteem. Die boek steun op wetenskaplike navorsing en Wohlleben se eie ervarings as bosbouer om insigte te bied oor die komplekse maniere waarop bome met mekaar en die natuurlike wêreld omgaan.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Ons huis is aan die brand: tonele van 'n gesin en 'n planeet in krisis"
deur Greta Thunberg, Svante Thunberg en Malena Ernman
In hierdie boek bied klimaataktivis Greta Thunberg en haar gesin 'n persoonlike weergawe van hul reis om bewustheid te verhoog oor die dringende behoefte om klimaatsverandering aan te spreek. Die boek bied 'n kragtige en roerende weergawe van die uitdagings wat ons in die gesig staar en die behoefte aan aksie.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Die sesde uitsterwing: 'n onnatuurlike geskiedenis"
deur Elizabeth Kolbert
In hierdie boek ondersoek Elizabeth Kolbert die voortdurende massa-uitwissing van spesies wat deur menslike aktiwiteite veroorsaak word, met behulp van wetenskaplike navorsing en werklike voorbeelde om 'n ontnugterende blik op die impak van menslike aktiwiteit op die natuurlike wêreld te gee. Die boek bied 'n dwingende oproep tot aksie om die diversiteit van lewe op aarde te beskerm.
al
