Hvor lenge trenger kjemikalier egentlig for å vare? Andrew Brookes via Getty Images
PFAS-kjemikalier virket som en god idé først. Som Teflon, gjorde de potter lettere å rengjøre fra 1940-tallet. De gjorde jakker vanntette og tepper flekkbestandige. Matinnpakninger, brannskum, til og med sminke virket bedre med perfluoralkyl- og polyfluoralkylstoffer.
Så begynte testene å oppdage PFAS i folks blod.
I dag er PFAS utbredt i jord, støv og drikkevann rundt om i verden. Studier tyder på at de er med 98 % av amerikanernes kropper, hvor de har vært forbundet med helseproblemer inkludert skjoldbruskkjertelsykdom, leverskade og nyre- og testikkelkreft. Det er nå over 9,000 typer av PFAS. De blir ofte referert til som "for alltid kjemikalier" fordi de samme egenskapene som gjør dem så nyttige også sikre at de ikke brytes ned i naturen.
Står overfor rettssaker over PFAS-forurensning, industrigiganten 3M, som har laget PFAS for mange bruksområder i flere tiår, kunngjorde et oppgjør på USD 10.3 milliarder med offentlige vannleverandører 22. juni 2023, for å hjelpe til med å betale for testing og behandling. Selskapet innrømmer intet ansvar i forliket, som krever rettsgodkjenning. Opprydding kan koste mange ganger så mye.
Men hvordan fanger og ødelegger du et kjemikalie for alltid?
biokjemiker A. Daniel Jones og jordforsker Hui Li arbeidet med PFAS-løsninger ved Michigan State University og forklarte de lovende teknikkene som testes i dag.
Hvordan kommer PFAS fra hverdagsprodukter til vann, jord og til slutt mennesker?
Det er to hovedeksponeringsveier for PFAS å komme inn i mennesker – drikkevann og matforbruk.
PFAS kan komme i jord gjennom landbruk av biosolider, det vil si slam fra avløpsvannbehandling, og kan de lekkes ut fra deponier. Hvis forurensede biosolids er brukt på åker som gjødsel, PFAS kan komme inn i vann og inn i avlinger og grønnsaker.
For eksempel kan husdyr konsumere PFAS gjennom avlingene de spiser og vannet de drikker. Det har vært tilfeller rapportert i Michigan, Maine og New Mexico av forhøyede nivåer av PFAS i storfekjøtt og hos melkekyr. Hvor stor den potensielle risikoen er for mennesker er fortsatt stort sett ukjent.
Kyr ble funnet med høye nivåer av PFAS på en gård i Maine. Adam Glanzman/Bloomberg via Getty Images
Forskere i forskningsgruppen vår ved Michigan State University jobber med materialer lagt til jord som kan hindre planter i å ta opp PFAS, men det vil etterlate PFAS i jorda.
Problemet er at disse kjemikaliene er overalt, og det er det ingen naturlig prosess i vann eller jord effektivt til å bryte dem ned. Mange forbrukerprodukter er lastet med PFAS, inkludert sminke, tanntråd, gitarstrenger og skivoks.
Hvordan er saneringsprosjekter som fjerner PFAS-forurensning nå?
Det finnes metoder for å filtrere dem ut av vann. Kjemikaliene vil holde seg til aktivert karbon, for eksempel. Men disse metodene er dyre for store prosjekter, og du må fortsatt kvitte deg med kjemikaliene.
For eksempel, nær en tidligere militærbase nær Sacramento, California, er det en enorm aktivert karbontank som tar inn ca 1,500 liter av forurenset grunnvann per minutt, filtrerer det og pumper det deretter under jorden. Det utbedringsprosjektet har kostet over $ 3 millioner, men det hindrer PFAS i å flytte inn i drikkevannet som samfunnet bruker.
Det har US Environmental Protection Agency foreslått å etablere juridisk håndhevbare forskrifter for maksimale nivåer av seks PFAS-kjemikalier i offentlige drikkevannssystemer. To av disse kjemikaliene, PFOA og PFOS, vil bli anerkjent som individuelle farlige kjemikalier, med regulatoriske handlinger håndhevet når nivåer på enten overstiger 4 deler per trillion, noe som er vesentlig lavere enn tidligere veiledning.
Filtrering er bare ett trinn. Når PFAS er fanget, må du kvitte deg med PFAS-lastet aktivt karbon, og PFAS beveger seg fortsatt rundt. Hvis du graver ned forurenset materiale på et deponi eller andre steder, vil PFAS etter hvert lekke ut. Det er derfor det er viktig å finne måter å ødelegge det på.
Hva er de mest lovende metodene forskerne har funnet for å bryte ned PFAS?
Den vanligste metoden for å ødelegge PFAS er forbrenning, men de fleste PFAS er bemerkelsesverdig motstandsdyktige mot å bli brent. Det er derfor de er i brannskum.
PFAS har flere fluoratomer festet til et karbonatom, og bindingen mellom karbon og fluor er en av de sterkeste. Normalt for å brenne noe, må du bryte bindingen, men fluor motstår å bryte av fra karbon. De fleste PFAS vil brytes fullstendig ned ved forbrenningstemperaturer rundt 1,500 grader Celsius (2,730 grader Fahrenheit), men det er energikrevende og egnede forbrenningsovner er få.
Det er flere andre eksperimentelle teknikker som er lovende, men som ikke har blitt oppskalert for å behandle store mengder av kjemikaliene.
En gruppe på Battelle har utviklet seg superkritisk vannoksidasjon å ødelegge PFAS. Høye temperaturer og trykk endrer vanntilstanden, og akselererer kjemien på en måte som kan ødelegge farlige stoffer. Oppskalering er imidlertid fortsatt en utfordring.
Andre er jobber med plasmareaktorer, som bruker vann, elektrisitet og argongass for å bryte ned PFAS. De er raske, men heller ikke enkle å skalere opp.
Hva vil vi sannsynligvis se i fremtiden?
Mye vil avhenge av hva vi lærer om hvor menneskers PFAS-eksponering primært kommer fra.
Hvis eksponeringen hovedsakelig er fra drikkevann, er det flere metoder med potensial. Det er mulig det til slutt kan bli ødelagt på husholdningsnivå med elektrokjemiske metoder, men det er også potensielle risikoer som gjenstår å forstå, for eksempel å konvertere vanlige stoffer som klorid til mer giftige biprodukter.
Den store utfordringen med utbedring er å sørge for at vi ikke gjør problemet verre ved å slippe ut andre gasser eller lage skadelige kjemikalier. Mennesker har en lang historie med å prøve å løse problemer og gjøre ting verre. Kjøleskap er et godt eksempel. Freon, et klorfluorkarbon, var løsningen for å erstatte giftig og brennbar ammoniakk i kjøleskap, men da det forårsaket stratosfærisk ozonnedbrytning. Den ble erstattet med hydrofluorkarboner, som nå bidra til klimaendringer.
Hvis det er en leksjon å lære, er det at vi må tenke gjennom hele livssyklusen til produktene. Hvor lenge trenger vi egentlig kjemikalier for å vare?
Om forfatteren
A. Daniel Jones, professor i biokjemi, Michigan State University og Hui Li, professor i miljø- og jordkjemi, Michigan State University
Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.
Bøker om miljøet fra Amazons bestselgerliste
"Stille vår"
av Rachel Carson
Denne klassiske boken er et landemerke i miljøvernets historie, og trekker oppmerksomheten til skadevirkningene av plantevernmidler og deres innvirkning på den naturlige verden. Carsons arbeid bidro til å inspirere den moderne miljøbevegelsen og er fortsatt relevant i dag, mens vi fortsetter å kjempe med utfordringene med miljøhelse.
Klikk for mer info eller for å bestille
"Den ubeboelige jorden: Livet etter oppvarming"
av David Wallace-Wells
I denne boken gir David Wallace-Wells en sterk advarsel om de ødeleggende effektene av klimaendringer og det presserende behovet for å håndtere denne globale krisen. Boken trekker på vitenskapelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for å gi et nøkternt blikk på fremtiden vi står overfor hvis vi ikke tar grep.
Klikk for mer info eller for å bestille
"The Hidden Life of Trees: Hva de føler, hvordan de kommuniserer? Oppdagelser fra en hemmelig verden"
av Peter Wohlleben
I denne boken utforsker Peter Wohlleben trærnes fascinerende verden og deres rolle i økosystemet. Boken bygger på vitenskapelig forskning og Wohllebens egne erfaringer som skogbruker for å gi innsikt i de komplekse måtene trær samhandler med hverandre og naturen på.
Klikk for mer info eller for å bestille
"Huset vårt er i brann: Scener av en familie og en planet i krise"
av Greta Thunberg, Svante Thunberg og Malena Ernman
I denne boken gir klimaaktivisten Greta Thunberg og hennes familie en personlig beretning om deres reise for å øke bevisstheten om det presserende behovet for å ta tak i klimaendringer. Boken gir en kraftfull og rørende beretning om utfordringene vi står overfor og behovet for handling.
Klikk for mer info eller for å bestille
"Den sjette utryddelsen: en unaturlig historie"
av Elizabeth Kolbert
I denne boken utforsker Elizabeth Kolbert den pågående masseutryddelsen av arter forårsaket av menneskelig aktivitet, ved å trekke på vitenskapelig forskning og eksempler fra den virkelige verden for å gi et nøkternt blikk på virkningen av menneskelig aktivitet på den naturlige verden. Boken tilbyr en overbevisende oppfordring til handling for å beskytte mangfoldet av liv på jorden.
al
