تقدم شركة 3M تسوية بقيمة 10.3 مليار دولار أمريكي بشأن تلوث PFAS في أنظمة المياه - الآن، كيف يمكنك تدمير "مادة كيميائية إلى الأبد"؟

بدت المواد الكيميائية PFAS فكرة جيدة في البداية.مثل تفلون, لقد جعلوا تنظيف الأواني أسهل بدءًا من الأربعينيات.لقد صنعوا السترات المقاومة للماء والسجاد مقاومًا للبقع.أغلفة المواد الغذائية، ورغوة مكافحة الحرائق، وحتى مستحضرات التجميل بدت أفضل مع مواد البيرفلوروألكيل والبولي فلورو ألكيل.

ثم بدأت الاختبارات بالكشف PFAS في دم الناس.

اليوم، تنتشر PFAS في التربة والغبار ومياه الشرب حول العالم.تشير الدراسات إلى أنهم موجودون 98% من أجسام الأمريكان, ، حيث كانوا المرتبطة بالمشاكل الصحية بما في ذلك أمراض الغدة الدرقية وتلف الكبد وسرطان الكلى والخصية.هناك الآن أكثر من 9000 نوع من PFAS.غالبًا ما يشار إليها باسم "المواد الكيميائية إلى الأبد" لأن لها نفس الخصائص التي تجعلها مفيدة جدًا أيضًا تأكد من أنها لا تنهار في الطبيعة.

في مواجهة الدعاوى القضائية بشأن تلوث PFAS، قامت الشركة الصناعية العملاقة 3M، التي صنعت PFAS للعديد من الاستخدامات لعقود من الزمن، أعلنت عن تسوية بقيمة 10.3 مليار دولار أمريكي مع موردي المياه العامة في 22 يونيو 2023 للمساعدة في دفع تكاليف الاختبار والعلاج.ولا تعترف الشركة بأي مسؤولية في التسوية، الأمر الذي يتطلب موافقة المحكمة.يمكن أن تكلف عملية التنظيف أضعاف هذا المبلغ.

ولكن كيف يمكنك التقاط وتدمير مادة كيميائية إلى الأبد؟

عالم الكيمياء الحيوية أ.دانييل جونز وعالم التربة هوي لي العمل على حلول PFAS في جامعة ولاية ميشيغان وشرح التقنيات الواعدة التي يتم اختبارها اليوم.

كيف يمكن الحصول على PFAS من المنتجات اليومية إلى الماء والتربة وفي النهاية إلى البشر؟

هناك طريقتان رئيسيتان للتعرض لدخول PFAS إلى البشر - مياه الشرب واستهلاك الغذاء.

يمكن أن تصل PFAS إلى التربة من خلال تطبيق المواد الصلبة الحيوية على الأرض، أي الحمأة الناتجة عن معالجة مياه الصرف الصحي، ويمكن أن تتسرب من مدافن النفايات.إذا كانت المواد الصلبة الحيوية الملوثة تطبق على الحقول الزراعية كسماد, يمكن أن يصل PFAS إلى الماء وإلى المحاصيل والخضروات.

على سبيل المثال، يمكن للماشية أن تستهلك PFAS من خلال المحاصيل التي تأكلها والمياه التي تشربها.لقد كان هناك الحالات المبلغ عنها في ميشيغان, مين و نيو مكسيكو من مستويات مرتفعة من PFAS في لحوم البقر والأبقار الحلوب.لا يزال حجم الخطر المحتمل على البشر قائمًا غير معروف إلى حد كبير.

يعمل العلماء في مجموعتنا البحثية في جامعة ولاية ميشيغان على مواد تضاف إلى التربة والتي يمكن أن تمنع النباتات من امتصاص PFAS، ولكنها ستترك PFAS في التربة.

المشكلة هي أن هذه المواد الكيميائية موجودة في كل مكان، وهي موجودة بالفعل لا توجد عملية طبيعية في الماء أو التربة فعالة في تحطيمها.يتم تحميل العديد من المنتجات الاستهلاكية مع PFAS، بما في ذلك المكياج وخيط تنظيف الأسنان وأوتار الجيتار وشمع التزلج.

كيف تقوم مشاريع المعالجة بإزالة تلوث PFAS الآن؟

توجد طرق لتصفيتها من الماء.سوف تلتصق المواد الكيميائية بالكربون المنشط، على سبيل المثال.لكن هذه الطرق مكلفة بالنسبة للمشاريع واسعة النطاق، ولا يزال يتعين عليك التخلص من المواد الكيميائية.

على سبيل المثال، بالقرب من قاعدة عسكرية سابقة بالقرب من سكرامنتو، كاليفورنيا، يوجد خزان ضخم من الكربون المنشط يستوعبه حوالي 1500 جالون من المياه الجوفية الملوثة في الدقيقة، وتصفيتها ومن ثم ضخها تحت الأرض.مشروع الإصلاح هذا له تكلفة أكثر من 3 ملايين دولار, ولكنه يمنع PFAS من الانتقال إلى مياه الشرب التي يستخدمها المجتمع.

الولايات المتحدةوكالة حماية البيئة لديها واقترح وضع لوائح قابلة للتنفيذ قانونا لمستويات قصوى من ستة مواد كيميائية PFAS في أنظمة مياه الشرب العامة.سيتم الاعتراف باثنين من هذه المواد الكيميائية، وهما PFOA وPFOS، كمواد كيميائية خطرة فردية، مع تنفيذ الإجراءات التنظيمية عندما تتجاوز مستويات أي منهما 4 أجزاء في التريليون، وهو أقل بكثير من التوجيهات السابقة.

التصفية هي مجرد خطوة واحدة.بمجرد التقاط PFAS، يتعين عليك التخلص من الكربون المنشط المحمل بـ PFAS، ولا يزال PFAS يتحرك.إذا قمت بدفن المواد الملوثة في مكب النفايات أو في أي مكان آخر، فسوف تتسرب PFAS في النهاية.ولهذا السبب فإن إيجاد طرق لتدميرها أمر ضروري.

ما هي أكثر الطرق الواعدة التي اكتشفها العلماء لتحليل PFAS؟

الطريقة الأكثر شيوعًا لتدمير PFAS هي الحرق، لكن معظم PFAS مقاومة بشكل ملحوظ للحرق.لهذا السبب هم في رغاوي مكافحة الحرائق.

PFAS لها عدة ترتبط ذرات الفلور بذرة الكربون، وتعد الرابطة بين الكربون والفلور من أقوى الروابط.عادة، لحرق شيء ما، عليك كسر الرابطة، لكن الفلور يقاوم الانفصال عن الكربون.سوف تتحلل معظم PFAS تمامًا عند درجات حرارة الحرق المحيطة 1500 درجة مئوية (2730 درجة فهرنهايت)، ولكنها كثيفة الاستهلاك للطاقة والمحارق المناسبة نادرة.

هناك العديد من التقنيات التجريبية الأخرى الواعدة، ولكن لم يتم توسيع نطاقها لمعالجة كميات كبيرة من المواد الكيميائية.

تطورت مجموعة في Battelle أكسدة الماء فوق الحرجة لتدمير PFAS.تؤدي درجات الحرارة والضغوط المرتفعة إلى تغيير حالة الماء، مما يؤدي إلى تسريع عملية الكيمياء بطريقة يمكن أن تدمر المواد الخطرة.ومع ذلك، لا يزال التوسع يمثل تحديًا.

البعض الآخر العمل مع مفاعلات البلازما التي تستخدم الماء والكهرباء وغاز الأرجون لتحطيم PFAS.إنها سريعة، ولكن ليس من السهل أيضًا توسيع نطاقها.

ما الذي من المحتمل أن نراه في المستقبل؟

سيعتمد الكثير على ما نعرفه عن المكان الذي يأتي منه تعرض البشر لـ PFAS في المقام الأول.

إذا كان التعرض في الغالب من مياه الشرب، فهناك المزيد من الطرق المحتملة.من الممكن أن يتم تدميرها في نهاية المطاف على مستوى المنزل باستخدام الطرق الكهروكيميائية، ولكن هناك أيضًا مخاطر محتملة لا يزال يتعين فهمها، مثل تحويل المواد الشائعة مثل الكلوريد إلى منتجات ثانوية أكثر سمية.

التحدي الكبير للمعالجة هو التأكد من أننا لا نجعل المشكلة أسوأ من خلال إطلاق غازات أخرى أو إنتاج مواد كيميائية ضارة.لدى البشر تاريخ طويل في محاولة حل المشكلات وجعل الأمور أسوأ.الثلاجات هي مثال عظيم.كان الفريون، وهو أحد مركبات الكلوروفلوروكربون، هو الحل لاستبدال الأمونيا السامة والقابلة للاشتعال في الثلاجات، ولكن بعد ذلك تسبب في استنفاد الأوزون الستراتوسفيري.تم استبداله بمركبات الهيدروفلوروكربون، والتي أصبحت الآن المساهمة في تغير المناخ.

إذا كان هناك درس يجب تعلمه، فهو أننا بحاجة إلى التفكير في دورة الحياة الكاملة للمنتجات.إلى متى نحتاج حقًا إلى المواد الكيميائية لتستمر؟

هذه نسخة محدثة من المقالة في الأصل تم النشر في أغسطس18, 2022.