Как долго на самом деле должны храниться химические вещества? Эндрю Брукс через Getty Images

Поначалу химикаты PFAS казались хорошей идеей. Как Тефлон, начиная с 1940-х годов они упростили чистку кастрюль. Они сделали куртки водонепроницаемыми, а ковры – грязеотталкивающими. Обертки от пищевых продуктов, пена для пожаротушения и даже косметика выглядели лучше с перфторалкильными и полифторалкильными веществами.

Затем тесты начали обнаруживать ПФАС в крови людей.

Сегодня ПФАС широко распространены в почве, пыли и питьевой воде по всему миру. Исследования показывают, что они в 98% тел американцев, где они были связанный с проблемами со здоровьем включая заболевания щитовидной железы, повреждение печени, рак почек и яичек. Сейчас есть более 9,000 видов ПФАС. Их часто называют «вечными химикатами», потому что те же свойства, которые делают их такими полезными, также убедитесь, что они не разрушаются в природе.

Столкнувшись с судебными исками по поводу загрязнения ПФАС, промышленный гигант 3M, который на протяжении десятилетий производил ПФАС для многих целей, объявила о мировом соглашении на сумму 10.3 млрд долларов США. с государственными поставщиками воды 22 июня 2023 г., чтобы помочь оплатить тестирование и лечение. Компания не признает никакой ответственности в рамках мирового соглашения, которое требует одобрения суда. Уборка может стоить во много раз больше этой суммы.

Но как поймать и уничтожить вечное химическое вещество?

Биохимик А. Дэниел Джонс и почвовед Хуэй Ли работал над решениями PFAS в Университете штата Мичиган и объяснил многообещающие методы, тестируемые сегодня.

Как ПФАС попадает из повседневных продуктов в воду, почву и, в конечном итоге, в человека?

Существует два основных пути попадания ПФАС в организм человека: питьевая вода и употребление пищи.

ПФАС могут попасть в почву при внесении в почву твердых биологических веществ, то есть осадка после очистки сточных вод, а также могут ли они вымываться со свалок. Если загрязненные биологические твердые вещества применяется на сельскохозяйственных полях в качестве удобренияPFAS может попасть в воду, а также в сельскохозяйственные культуры и овощи.

Например, домашний скот может потреблять ПФАС через сельскохозяйственные культуры, которые они едят, и воду, которую они пьют. Там были случаев, зарегистрированных в Мичигане, Мэн и Нью-Мексико повышенных уровней ПФАС в говядине и молочных коровах. Насколько велик потенциальный риск для человека, до сих пор неизвестно. малоизвестный.
На ферме в штате Мэн были обнаружены коровы с высоким уровнем ПФАС. Адам Гланцман / Bloomberg через Getty Images

Ученые из нашей исследовательской группы в Университете штата Мичиган работают над материалами, добавляемыми в почву, которые могли бы предотвратить поглощение ПФАС растениями, но при этом ПФАС останутся в почве.

Проблема в том, что эти химикаты есть повсюду, и есть не естественный процесс в воде или почве эффективны для их разрушения. Многие потребительские товары содержат большое количество ПФАС, включая косметику, зубную нить, гитарные струны и лыжный воск.

Как в настоящее время проекты по восстановлению устраняют загрязнение ПФАС?

Существуют методы их фильтрации из воды. Например, химические вещества будут прилипать к активированному углю. Но эти методы дороги для масштабных проектов, и от химикатов все равно придется избавляться.

Например, недалеко от бывшей военной базы недалеко от Сакраменто, штат Калифорния, стоит огромный резервуар с активированным углем, который принимает около 1,500 XNUMX галлонов загрязненных грунтовых вод в минуту, фильтрует их, а затем закачивает под землю. Этот проект восстановления стоил более $ 3 миллионов, но это предотвращает попадание PFAS в питьевую воду, которую использует сообщество.

Агентство по охране окружающей среды США имеет предложил установить юридически обязательные правила для максимального уровня шести химикатов ПФАС в общественных системах питьевой воды. Два из этих химикатов, ПФОК и ПФОС, будут признаны отдельными опасными химическими веществами, при этом регулирующие меры будут приняты, если уровни любого из них превысят 4 части на триллион, что существенно ниже, чем предыдущие рекомендации.

Фильтрация — это всего лишь один шаг. Как только PFAS улавливается, вы должны избавиться от активированного угля, содержащего PFAS, а PFAS все еще перемещается. Если вы закопаете загрязненные материалы на свалке или в другом месте, PFAS в конечном итоге выщелачивается. Вот почему так важно найти способы его уничтожить.

Какие наиболее многообещающие методы разрушения ПФАС нашли ученые?

Наиболее распространенным методом уничтожения ПФАС является сжигание, однако большинство ПФАС чрезвычайно устойчивы к сжиганию. Поэтому они в огнетушащих пенах.

PFAS имеет несколько атомы фтора присоединены к атому углерода, а связь между углеродом и фтором — одна из самых прочных. Обычно, чтобы что-то сжечь, нужно разорвать связь, но фтор сопротивляется отрыву от углерода. Большинство ПФАС полностью разлагаются при температуре сжигания около 1,500 градусов по Цельсию (2,730 градусов по Фаренгейту), но он энергоемкий, а подходящих мусоросжигательных заводов мало.

Существует несколько других экспериментальных методов, которые являются многообещающими, но не получили широкого распространения для обработки больших количеств химикатов.

Группа в Battelle разработала окисление в сверхкритической воде уничтожить ПФАС. Высокие температуры и давление изменяют состояние воды, ускоряя химические процессы настолько, что могут уничтожить опасные вещества. Однако расширение масштабов остается проблемой.

Другие работать с плазменные реакторы, которые используют воду, электричество и аргон для разрушения ПФАС. Они быстрые, но их нелегко масштабировать.

Что мы, вероятно, увидим в будущем?

Многое будет зависеть от того, что мы узнаем о том, откуда в первую очередь происходит воздействие ПФАС на людей.

Если воздействие происходит в основном из-за питьевой воды, существует больше потенциальных методов. Возможно, в конечном итоге его можно будет уничтожить на бытовом уровне с помощью электрохимических методов, но существуют также потенциальные риски, которые еще предстоит понять, например, преобразование обычных веществ, таких как хлорид, в более токсичные побочные продукты.

Основная задача восстановления – убедиться, что мы не усугубляем проблему, выделяя другие газы или создавая вредные химические вещества. Люди имеют долгую историю попыток решить проблемы и усугубить ситуацию. Холодильники – отличный пример. Фреон, хлорфторуглерод, стал решением проблемы замены токсичного и легковоспламеняющегося аммиака в холодильниках, но затем это вызвало истощение стратосферного озона. Его заменили гидрофторуглеродами, которые сейчас способствовать изменению климата.

Если есть урок, который следует усвоить, так это то, что нам нужно продумывать полный жизненный цикл продуктов. Как долго нам действительно нужны химические вещества?

Об авторе

А. Дэниел Джонс, профессор биохимии, Университет штата Мичиган и Хуэй Ли, профессор кафедры химии окружающей среды и почв, Университет штата Мичиган

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги об окружающей среде из списка бестселлеров Amazon

«Тихая весна»

Рэйчел Карсон

Эта классическая книга является важной вехой в истории защиты окружающей среды, привлекая внимание к вредному воздействию пестицидов и их воздействию на мир природы. Работа Карсона вдохновила современное экологическое движение и остается актуальной сегодня, поскольку мы продолжаем решать проблемы гигиены окружающей среды.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Необитаемая Земля: жизнь после потепления»

Дэвид Уоллес-Уэллс

В этой книге Дэвид Уоллес-Уэллс предлагает резкое предупреждение о разрушительных последствиях изменения климата и настоятельной необходимости решения этого глобального кризиса. Книга основана на научных исследованиях и примерах из реальной жизни, чтобы дать отрезвляющий взгляд на будущее, с которым мы столкнемся, если не предпримем никаких действий.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Скрытая жизнь деревьев: что они чувствуют, как общаются? Открытия из тайного мира»

Питер Воллебен

В этой книге Питер Воллебен исследует увлекательный мир деревьев и их роль в экосистеме. Книга основана на научных исследованиях и собственном опыте Воллебена в качестве лесника, чтобы дать представление о сложных способах взаимодействия деревьев друг с другом и с миром природы.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Наш дом в огне: сцены из жизни семьи и планеты в кризисе»

Грета Тунберг, Сванте Тунберг и Малена Эрнман

В этой книге экоактивистка Грета Тунберг и ее семья предлагают личный отчет о своем путешествии по повышению осведомленности о насущной необходимости решения проблемы изменения климата. Книга представляет собой мощный и трогательный рассказ о проблемах, с которыми мы сталкиваемся, и о необходимости действий.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Шестое вымирание: неестественная история»

Элизабет Колберт

В этой книге Элизабет Колберт исследует продолжающееся массовое вымирание видов, вызванное деятельностью человека, опираясь на научные исследования и примеры из реального мира, чтобы дать отрезвляющий взгляд на влияние человеческой деятельности на мир природы. Книга предлагает убедительный призыв к действию для защиты разнообразия жизни на Земле.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа