3M offre un risarcimento di 10,3 miliardi di dollari per la contaminazione da PFAS nei sistemi idrici: ora, come si distrugge una sostanza chimica "per sempre"?

All'inizio i prodotti chimici PFAS sembravano una buona idea.COME Teflon, hanno reso le pentole più facili da pulire a partire dagli anni '40.Hanno reso le giacche impermeabili e i tappeti resistenti alle macchie.Gli involucri alimentari, la schiuma antincendio, perfino il trucco sembravano migliori con le sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche.

Quindi i test hanno iniziato a rilevare PFAS nel sangue delle persone.

Oggi, i PFAS sono diffusi nel suolo, nella polvere e nell’acqua potabile in tutto il mondo.Gli studi suggeriscono che sono dentro Il 98% dei corpi degli americani, dove sono stati associati a problemi di salute tra cui malattie della tiroide, danni al fegato e cancro ai reni e ai testicoli.Adesso ci sono oltre 9.000 tipi dei PFAS.Vengono spesso definiti "sostanze chimiche per sempre" a causa delle stesse proprietà che li rendono così utili assicurarsi che non si decompongano in natura.

Di fronte a cause legali per la contaminazione da PFAS, il colosso industriale 3M, che da decenni produce PFAS per molti usi, ha annunciato un accordo di 10,3 miliardi di dollari con i fornitori di acqua pubblica il 22 giugno 2023, per contribuire a pagare i test e il trattamento.La società non ammette alcuna responsabilità nell'accordo, che richiede l'approvazione del tribunale.La pulizia potrebbe costare molte volte tale importo.

Ma come si cattura e si distrugge una sostanza chimica per sempre?

Biochimico UN.Daniele Jones e scienziato del suolo Hui Li lavorare sulle soluzioni PFAS presso la Michigan State University e ha spiegato le promettenti tecniche testate oggi.

Come fanno i PFAS a passare dai prodotti di uso quotidiano all'acqua, al suolo e infine agli esseri umani?

Esistono due principali vie di esposizione attraverso le quali i PFAS penetrano negli esseri umani: l’acqua potabile e il consumo di cibo.

I PFAS possono penetrare nel suolo attraverso l'applicazione al suolo di biosolidi, ovvero fanghi derivanti dal trattamento delle acque reflue, e possono fuoriuscire dalle discariche.Se i biosolidi sono contaminati applicato ai campi agricoli come fertilizzante, i PFAS possono penetrare nell'acqua, nelle colture e negli ortaggi.

Ad esempio, il bestiame può consumare PFAS attraverso i raccolti che mangia e l’acqua che beve.Ci sono stati casi segnalati nel Michigan, Maine E Nuovo Messico di livelli elevati di PFAS nelle carni bovine e nelle vacche da latte.Non è ancora chiaro quanto sia grande il rischio potenziale per gli esseri umani in gran parte sconosciuto.

Gli scienziati del nostro gruppo di ricerca presso la Michigan State University stanno lavorando su materiali aggiunti al terreno che potrebbero impedire alle piante di assorbire PFAS, ma lascerebbero PFAS nel terreno.

Il problema è che queste sostanze chimiche sono ovunque, e ci sono nessun processo naturale nell'acqua o nel suolo efficaci nel distruggerli.Molti prodotti di consumo sono ricchi di PFAS, inclusi cosmetici, filo interdentale, corde di chitarra e cera da sci.

In che modo i progetti di bonifica stanno ora rimuovendo la contaminazione da PFAS?

Esistono metodi per filtrarli fuori dall'acqua.Le sostanze chimiche ad esempio si attaccheranno al carbone attivo.Ma questi metodi sono costosi per progetti su larga scala e devi comunque sbarazzarti delle sostanze chimiche.

Ad esempio, vicino a un’ex base militare vicino a Sacramento, in California, c’è un enorme serbatoio di carbone attivo che accoglie circa 1.500 galloni di acqua sotterranea contaminata al minuto, la filtra e poi la pompa sottoterra.Quel progetto di bonifica ha un costo oltre 3 milioni di dollari, ma impedisce ai PFAS di spostarsi nell'acqua potabile utilizzata dalla comunità.

Gli Stati UnitiL'Agenzia per la Protezione dell'Ambiente ha ha proposto di istituire norme giuridicamente applicabili per i livelli massimi di sei sostanze chimiche PFAS nei sistemi pubblici di acqua potabile.Due di queste sostanze chimiche, PFOA e PFOS, verrebbero riconosciute come singole sostanze chimiche pericolose, con azioni normative applicate quando i livelli di entrambe superano le 4 parti per trilione, che è sostanzialmente inferiore alle indicazioni precedenti.

Il filtraggio è solo un passaggio.Una volta catturato il PFAS, è necessario smaltire i carboni attivi caricati con PFAS e il PFAS continua a spostarsi.Se si seppelliscono materiali contaminati in una discarica o altrove, i PFAS prima o poi verranno fuoriusciti.Ecco perché è essenziale trovare il modo di distruggerlo.

Quali sono i metodi più promettenti che gli scienziati hanno trovato per abbattere i PFAS?

Il metodo più comune per distruggere i PFAS è l'incenerimento, ma la maggior parte dei PFAS sono notevolmente resistenti alla combustione.Ecco perché sono nelle schiume antincendio.

I PFAS ne hanno molteplici atomi di fluoro attaccati a un atomo di carbonio e il legame tra carbonio e fluoro è uno dei più forti.Normalmente per bruciare qualcosa bisogna rompere il legame, ma il fluoro resiste a staccarsi dal carbonio.La maggior parte dei PFAS si decompone completamente alle temperature di incenerimento intorno 1.500 gradi Celsius (2.730 gradi Fahrenheit), ma è ad alta intensità energetica e gli inceneritori adatti sono scarsi.

Esistono molte altre tecniche sperimentali promettenti ma non sono state ampliate per trattare grandi quantità di sostanze chimiche.

Si è sviluppato un gruppo a Battelle Ossidazione supercritica dell'acqua per distruggere i PFAS.Le alte temperature e pressioni modificano lo stato dell’acqua, accelerando la chimica in modo tale da poter distruggere le sostanze pericolose.Tuttavia, l’espansione rimane una sfida.

Altri lo sono lavorare con reattori al plasma, che utilizzano acqua, elettricità e gas argon per abbattere i PFAS.Sono veloci, ma anche non facili da espandere.

Cosa vedremo probabilmente in futuro?

Molto dipenderà da ciò che impareremo sulla provenienza dell’esposizione umana ai PFAS.

Se l’esposizione proviene principalmente dall’acqua potabile, esistono più metodi con potenziale.È possibile che alla fine possa essere distrutto a livello domestico con metodi elettrochimici, ma ci sono anche rischi potenziali che restano da comprendere, come la conversione di sostanze comuni come il cloruro in sottoprodotti più tossici.

La grande sfida della bonifica è assicurarsi di non peggiorare il problema rilasciando altri gas o creando sostanze chimiche dannose.Gli esseri umani hanno una lunga storia di tentativi di risolvere problemi e di peggiorare le cose.I frigoriferi sono un ottimo esempio.Il freon, un clorofluorocarburo, era la soluzione per sostituire l’ammoniaca tossica e infiammabile nei frigoriferi, ma poi ha causato la riduzione dell’ozono stratosferico.È stato sostituito con idrofluorocarburi, che ora contribuire al cambiamento climatico.

Se c’è una lezione da imparare è che dobbiamo pensare all’intero ciclo di vita dei prodotti.Quanto tempo abbiamo davvero bisogno che le sostanze chimiche durino?

Questa è una versione aggiornata di un articolo originale pubblicato ad agosto18, 2022.