Як довго справді повинні діяти хімікати? Ендрю Брукс через Getty Images
Хімікати PFAS спочатку здавалися гарною ідеєю. як Тефлон, починаючи з 1940-х років вони полегшили миття горщиків. Вони зробили куртки водонепроникними, а килими стійкими до плям. Харчові обгортки, протипожежна піна, навіть макіяж виглядали краще з перфторалкільними та поліфторалкільними речовинами.
Потім тести почали виявляти PFAS в крові людей.
Сьогодні PFAS широко поширені в ґрунті, пилу та питній воді по всьому світу. Дослідження показують, що вони в 98% тіл американців, де вони були пов'язані з проблемами здоров'я включаючи захворювання щитовидної залози, пошкодження печінки та рак нирок і яєчок. Зараз є понад 9,000 XNUMX видів ПФАС. Їх часто називають «вічними хімікатами», оскільки ті самі властивості роблять їх такими корисними переконайтеся, що вони не руйнуються в природі.
Зіштовхнувшись із судовими позовами через забруднення PFAS, промисловий гігант 3M, який десятиліттями виготовляв PFAS для багатьох цілей, оголосив про врегулювання у розмірі 10.3 мільярда доларів США з державними водопостачальниками 22 червня 2023 року, щоб допомогти оплатити тестування та лікування. Компанія не визнає жодної відповідальності за врегулювання, яке потребує схвалення суду. Прибирання може коштувати у багато разів більше.
Але як захопити та знищити назавжди хімікат?
Біохімік А. Деніел Джонс і ґрунтознавець Хуей Лі працювати над рішеннями PFAS в Університеті штату Мічиган і пояснив багатообіцяючі методи, які сьогодні випробовуються.
Як PFAS потрапляють із повсякденних продуктів у воду, ґрунт і, зрештою, людину?
Існує два основних шляхи впливу PFAS на людину – питна вода та споживання їжі.
PFAS можуть потрапити в ґрунт через внесення твердих біологічних речовин, тобто осаду від очищення стічних вод, і вони можуть вимиватися зі звалищ. Якщо є забруднені тверді біологічні речовини вносять на сільськогосподарські поля як добриво, PFAS може потрапити у воду, а також у зернові культури та овочі.
Наприклад, худоба може споживати PFAS через зернові культури, які вони їдять, і воду, яку п’ють. Було випадків, зареєстрованих у Мічигані, Мен та Нью-Мексико підвищених рівнів PFAS у яловичини та молочних корів. Наскільки великим є потенційний ризик для людей, ще не відомо значною мірою невідомі.
На фермі в штаті Мен виявили корів з високим рівнем PFAS. Адам Гланцман/Блумберг через Getty Images
Вчені з нашої дослідницької групи в Університеті штату Мічиган працюють над матеріалами, доданими до ґрунту, які могли б перешкоджати рослинам поглинати PFAS, але залишали б PFAS у ґрунті.
Проблема в тому, що ці хімікати всюди, і вони є немає природного процесу у воді або ґрунті, ефективні для їх розщеплення. Багато споживчих товарів містять PFAS, включаючи косметику, зубну нитку, гітарні струни та віск для лиж.
Як зараз проекти рекультивації усувають забруднення PFAS?
Існують методи їх фільтрації з води. Хімічні речовини прилипнуть, наприклад, до активованого вугілля. Але ці методи дорогі для масштабних проектів, і вам все одно доведеться позбутися хімікатів.
Наприклад, біля колишньої військової бази поблизу Сакраменто, Каліфорнія, є величезний резервуар з активованим вугіллям, який вміщує близько 1,500 галонів забрудненої ґрунтової води за хвилину, фільтрує її, а потім закачує під землю. Цей проект відновлення коштує більше $ 3 мільйонів, але це запобігає переходу PFAS у питну воду, яку використовує громада.
Агентство з охорони навколишнього середовища США має запропонував установити юридично обов’язкові норми для максимальних рівнів шести хімічних речовин PFAS у громадських системах питної води. Дві з цих хімічних речовин, PFOA та PFOS, будуть визнані окремими небезпечними хімічними речовинами, і регулятивні заходи будуть застосовані, якщо рівні будь-якої з них перевищуватимуть 4 частини на трильйон, що значно нижче, ніж попередні рекомендації.
Фільтрування – лише один крок. Після того, як PFAS буде захоплено, ви повинні позбутися активованого вугілля, завантаженого PFAS, і PFAS все одно переміщується. Якщо ви захоронюєте забруднені матеріали на звалищі або в іншому місці, PFAS з часом вимивається. Ось чому вкрай важливо знайти способи його знищення.
Які найперспективніші методи, знайдені вченими для руйнування PFAS?
Найпоширенішим методом знищення PFAS є спалювання, але більшість PFAS надзвичайно стійкі до спалювання. Тому вони в протипожежних пінах.
PFAS мають кілька атоми фтору приєднані до атома вуглецю, і зв'язок між вуглецем і фтором є одним з найміцніших. Зазвичай, щоб щось спалити, потрібно розірвати зв’язок, але фтор не відривається від вуглецю. Більшість PFAS повністю розпадуться при температурі спалювання 1,500 градусів за Цельсієм (2,730 градусів за Фаренгейтом), але він енергоємний, і відповідних сміттєспалювальних установок мало.
Є кілька інших багатообіцяючих експериментальних методів, які не були розширені для лікування великих кількостей хімікатів.
Розвинулася група в Battelle надкритичне окислення води знищити PFAS. Високі температури та тиск змінюють стан води, прискорюючи хімію таким чином, що можуть знищити небезпечні речовини. Однак збільшення масштабів залишається проблемою.
Інші є працювати з плазмові реактори, які використовують воду, електрику та газ аргон для розщеплення PFAS. Вони швидкі, але їх також непросто розширити.
Що ми можемо побачити в майбутньому?
Багато залежатиме від того, що ми дізнаємося про те, звідки в основному походить вплив PFAS на людей.
Якщо вплив відбувається переважно через питну воду, існує більше потенційних методів. Цілком можливо, що згодом його можна буде знищити на побутовому рівні за допомогою електрохімічних методів, але існують також потенційні ризики, які ще потрібно зрозуміти, наприклад, перетворення звичайних речовин, таких як хлорид, у більш токсичні побічні продукти.
Велика проблема усунення полягає в тому, щоб переконатися, що ми не погіршуємо проблему, викидаючи інші гази чи створюючи шкідливі хімікати. Люди мають довгу історію спроб вирішити проблеми та погіршити ситуацію. Холодильники – чудовий приклад. Фреон, хлорфторвуглець, був рішенням замінити токсичний і легкозаймистий аміак у холодильниках, але потім це спричинило виснаження озонового шару стратосфери. Його замінили гідрофторвуглецями, які зараз сприяти зміні клімату.
Якщо є урок, який потрібно винести, це те, що ми повинні продумати повний життєвий цикл продуктів. Як довго нам дійсно потрібні хімічні речовини, щоб діяти?
про автора
А. Деніел Джонс, професор біохімії, Університет штату Мічіган та Хуей Лі, професор хімії навколишнього середовища та ґрунту, Університет штату Мічіган
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Книги про навколишнє середовище зі списку бестселерів Amazon
«Тиха весна»
Рейчел Карсон
Ця класична книга є віхою в історії захисту навколишнього середовища, привертаючи увагу до шкідливого впливу пестицидів та їхнього впливу на світ природи. Робота Карсона допомогла надихнути сучасний екологічний рух і залишається актуальною сьогодні, оскільки ми продовжуємо боротися з проблемами здоров’я навколишнього середовища.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
«Нежила Земля: життя після потепління»
Девід Уоллес-Уеллс
У цій книзі Девід Уоллес-Веллс різко попереджає про руйнівні наслідки зміни клімату та термінову необхідність вирішення цієї глобальної кризи. Книга спирається на наукові дослідження та приклади з реального світу, щоб дати тверезий погляд на майбутнє, яке нас чекає, якщо ми не вживемо заходів.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
«Приховане життя дерев: що вони відчувають, як спілкуються? Відкриття з таємного світу»
автор: Peter Wohlleben
У цій книзі Пітер Воллебен досліджує захоплюючий світ дерев та їх роль в екосистемі. Книга спирається на наукові дослідження та власний досвід Воллебена як лісника, щоб запропонувати розуміння складних способів взаємодії дерев одне з одним і природним світом.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
«Наш дім горить: сцени сім’ї та планети в кризі»
Грета Тунберг, Сванте Тунберг і Малена Ернман
У цій книзі кліматична активістка Грета Тунберг та її родина пропонують особисту розповідь про свою подорож, щоб підвищити обізнаність про нагальну потребу вирішення проблеми зміни клімату. Книга містить потужний і зворушливий опис викликів, з якими ми стикаємося, і потреби в діях.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
«Шосте вимирання: неприродна історія»
автор: Елізабет Колберт
У цій книзі Елізабет Колберт досліджує постійне масове вимирання видів, спричинене діяльністю людини, спираючись на наукові дослідження та приклади з реального світу, щоб дати тверезий погляд на вплив людської діяльності на світ природи. Книга містить переконливий заклик до дії, щоб захистити різноманітність життя на Землі.
al
