Quanto tempo devono durare davvero le sostanze chimiche? Andrew Brookes tramite Getty Images
All'inizio i prodotti chimici PFAS sembravano una buona idea. COME Teflon, hanno reso le pentole più facili da pulire a partire dagli anni '1940. Hanno reso le giacche impermeabili e i tappeti resistenti alle macchie. Involucri alimentari, schiuma antincendio, persino il trucco sembravano migliori con sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche.
Quindi i test hanno iniziato a rilevare PFAS nel sangue delle persone.
Oggi i PFAS sono pervasivi nel suolo, nella polvere e nell'acqua potabile di tutto il mondo. Gli studi suggeriscono che ci sono Il 98% dei corpi degli americani, dove sono stati associato 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 di PFAS. Sono spesso indicati come "prodotti chimici per sempre" perché le stesse proprietà che li rendono anche così utili assicurarsi che non si rompano in natura.
Di fronte a cause legali per la contaminazione da PFAS, il gigante industriale 3M, che ha prodotto PFAS per molti usi per decenni, ha annunciato un accordo di 10.3 miliardi di dollari con i fornitori di acqua pubblica il 22 giugno 2023, per aiutare a pagare i test e il trattamento. La società non ammette alcuna responsabilità nella transazione, che richiede l'approvazione del tribunale. La pulizia potrebbe costare molte volte quella cifra.
Ma come si cattura e si distrugge una sostanza chimica per sempre?
Biochimico R.Daniel Jones e scienziato del suolo Hui Li lavorare sulle soluzioni PFAS presso la Michigan State University e ha spiegato le promettenti tecniche testate oggi.
In che modo i PFAS passano dai prodotti di uso quotidiano all'acqua, al suolo e infine all'uomo?
Esistono due principali vie di esposizione al PFAS per entrare nell'uomo: l'acqua potabile e il consumo di cibo.
I PFAS possono penetrare nel suolo attraverso l'applicazione al terreno di biosolidi, ovvero fanghi provenienti dal trattamento delle acque reflue, e possono fuoriuscire dalle discariche. Se i biosolidi contaminati lo sono applicato ai campi agricoli come fertilizzante, i PFAS possono entrare nell'acqua e nelle colture e negli ortaggi.
Ad esempio, il bestiame può consumare PFAS attraverso le colture che mangiano e l'acqua che bevono. Ci sono stati casi segnalati in Michigan, Maine ed Nuovo Messico di livelli elevati di PFAS nella carne bovina e nelle vacche da latte. Quanto è grande il rischio potenziale per l'uomo è ancora in gran parte sconosciuto.
Sono state trovate mucche con alti livelli di PFAS in una fattoria nel Maine. Adam Glanzman/Bloomberg tramite Getty Images
Gli scienziati del nostro gruppo di ricerca presso la Michigan State University stanno lavorando su materiali aggiunti al suolo che potrebbero impedire alle piante di assorbire PFAS, ma lascerebbero PFAS nel terreno.
Il problema è che queste sostanze chimiche sono ovunque, e c'è nessun processo naturale nell'acqua o nel suolo efficace nel decomporle. Molti prodotti di consumo sono caricati con PFAS, inclusi trucco, filo interdentale, corde per chitarra e sciolina.
In che modo i progetti di bonifica rimuovono ora la contaminazione da PFAS?
Esistono metodi per filtrarli fuori dall'acqua. Le sostanze chimiche si attaccheranno al carbone attivo, per esempio. Ma questi metodi sono costosi per progetti su larga scala e devi ancora sbarazzarti dei prodotti chimici.
Ad esempio, vicino a un'ex base militare vicino a Sacramento, in California, c'è un enorme serbatoio di carbone attivo che raccoglie circa 1,500 galloni di acque sotterranee contaminate al minuto, la filtra e poi la pompa nel sottosuolo. Quel progetto di bonifica ha un costo oltre $ 3 milioni, ma impedisce ai PFAS di trasferirsi nell'acqua potabile utilizzata dalla comunità.
L'agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti ha ha proposto di istituire norme giuridicamente vincolanti 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 entrambi superano le 4 parti per trilione, che è sostanzialmente inferiore alla guida precedente.
Il filtraggio è solo un passaggio. Una volta catturato il PFAS, devi smaltire i carboni attivi caricati con PFAS e il PFAS continua a muoversi. Se seppellisci materiali contaminati in una discarica o altrove, i PFAS finiranno per fuoriuscire. Ecco perché trovare modi per distruggerlo è essenziale.
Quali sono i metodi più promettenti che gli scienziati hanno scoperto per abbattere i PFAS?
Il metodo più comune per distruggere i PFAS è l'incenerimento, ma la maggior parte dei PFAS è notevolmente resistente 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, devi rompere il legame, ma il fluoro resiste a staccarsi dal carbonio. La maggior parte dei PFAS si romperà completamente a temperature di incenerimento intorno Gradi Celsius 1,500 (2,730 gradi Fahrenheit), ma è ad alta intensità energetica e gli inceneritori adatti sono scarsi.
Ci sono molte altre tecniche sperimentali che sono promettenti ma non sono state potenziate per trattare grandi quantità di sostanze chimiche.
Si è formato un gruppo a Battelle ossidazione supercritica dell'acqua per distruggere PFAS. Le alte temperature e pressioni cambiano lo stato dell'acqua, accelerando la chimica in un modo che può distruggere le sostanze pericolose. Tuttavia, il ridimensionamento rimane una sfida.
Gli altri lo sono lavorando con reattori al plasma, che utilizzano acqua, elettricità e gas argon per abbattere i PFAS. Sono veloci, ma anche non facili da scalare.
Cosa potremmo vedere in futuro?
Molto dipenderà da ciò che apprendiamo da dove proviene principalmente l'esposizione umana al PFAS.
Se l'esposizione proviene principalmente dall'acqua potabile, ci sono più metodi con potenziale. È possibile che alla fine possa essere distrutto a livello domestico con metodi elettrochimici, ma ci sono anche potenziali rischi 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 i 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 l'esaurimento dell'ozono stratosferico. È stato sostituito con idrofluorocarburi, che ora contribuire al cambiamento climatico.
Se c'è una lezione da imparare, è che dobbiamo riflettere sull'intero ciclo di vita dei prodotti. Quanto tempo abbiamo davvero bisogno che le sostanze chimiche durino?
Circa l'autore
R.Daniel Jones, Professore di Biochimica, Michigan State University ed Hui Li, Professore di Chimica dell'Ambiente e del Suolo, Michigan State University
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.
Libri sull'ambiente dall'elenco dei best seller di Amazon
"Primavera silenziosa"
di Rachel Carson
Questo libro classico è una pietra miliare nella storia dell'ambientalismo, attirando l'attenzione sugli effetti dannosi dei pesticidi e sul loro impatto sul mondo naturale. Il lavoro di Carson ha contribuito a ispirare il moderno movimento ambientalista e rimane rilevante oggi, mentre continuiamo ad affrontare le sfide della salute ambientale.
Clicca per maggiori informazioni o per ordinare
"La Terra inabitabile: la vita dopo il riscaldamento"
di David Wallace-Wells
In questo libro, David Wallace-Wells offre un severo monito sugli effetti devastanti del cambiamento climatico e sull'urgente necessità di affrontare questa crisi globale. Il libro attinge alla ricerca scientifica e agli esempi del mondo reale per fornire uno sguardo che fa riflettere sul futuro che affrontiamo se non riusciamo ad agire.
Clicca per maggiori informazioni o per ordinare
"La vita nascosta degli alberi: cosa sentono, come comunicano? Scoperte da un mondo segreto"
di Peter Wohlleben
In questo libro, Peter Wohlleben esplora l'affascinante mondo degli alberi e il loro ruolo nell'ecosistema. Il libro attinge alla ricerca scientifica e alle esperienze personali di Wohlleben come guardia forestale per offrire approfondimenti sui complessi modi in cui gli alberi interagiscono tra loro e con il mondo naturale.
Clicca per maggiori informazioni o per ordinare
"La nostra casa è in fiamme: scene di una famiglia e di un pianeta in crisi"
di Greta Thunberg, Svante Thunberg e Malena Ernman
In questo libro, l'attivista per il clima Greta Thunberg e la sua famiglia offrono un resoconto personale del loro viaggio per aumentare la consapevolezza sull'urgente necessità di affrontare il cambiamento climatico. Il libro fornisce un resoconto potente e commovente delle sfide che dobbiamo affrontare e della necessità di agire.
Clicca per maggiori informazioni o per ordinare
"La sesta estinzione: una storia innaturale"
di Elizabeth Kolbert
In questo libro, Elizabeth Kolbert esplora l'estinzione di massa in corso delle specie causata dall'attività umana, attingendo a ricerche scientifiche ed esempi del mondo reale per fornire uno sguardo che fa riflettere sull'impatto dell'attività umana sul mondo naturale. Il libro offre un convincente invito all'azione per proteggere la diversità della vita sulla Terra.
al
