Hoe lang moeten chemicaliën echt meegaan? Andrew Brookes via Getty Images
PFAS-chemicaliën leken in eerste instantie een goed idee. Als TeflonVanaf de jaren veertig maakten ze potten gemakkelijker schoon te maken. Ze maakten jassen waterdicht en tapijten vlekbestendig. Voedselverpakkingen, blusschuim en zelfs make-up leken beter met perfluoralkyl- en polyfluoralkylstoffen.
Toen begonnen tests te detecteren PFAS in het bloed van mensen.
Tegenwoordig zijn PFAS alomtegenwoordig in de bodem, het stof en het drinkwater over de hele wereld. Uit onderzoek blijkt dat ze binnen zijn 98% van de Amerikaanse lichamen, waar ze zijn geweest geassocieerd met gezondheidsproblemen waaronder schildklieraandoeningen, leverschade en nier- en zaadbalkanker. Er zijn nu meer dan 9,000 soorten van PFAS. Ze worden vaak “forever chemicaliën” genoemd, vanwege dezelfde eigenschappen die ze ook zo nuttig maken Zorg ervoor dat ze niet kapot gaan in de natuur.
Geconfronteerd met rechtszaken over PFAS-besmetting, heeft de industriële gigant 3M, die al tientallen jaren PFAS voor veel toepassingen maakt, kondigde een schikking van 10.3 miljard dollar aan met openbare waterleveranciers op 22 juni 2023, om te helpen betalen voor testen en behandeling. Het bedrijf erkent geen aansprakelijkheid in de schikking, waarvoor goedkeuring van de rechtbank vereist is. Opruimen kan kosten vele malen dat bedrag.
Maar hoe vang je een chemische stof voor altijd op en vernietig je deze?
Biochemicus A. Daniel Jones en bodemwetenschapper Hui Li werkte aan PFAS-oplossingen aan de Michigan State University en legde de veelbelovende technieken uit die vandaag worden getest.
Hoe komen PFAS uit alledaagse producten in het water, de bodem en uiteindelijk bij de mens terecht?
Er zijn twee belangrijke blootstellingsroutes voor PFAS om bij mensen terecht te komen: drinkwater en voedselconsumptie.
PFAS kunnen in de bodem terechtkomen door het op het land aanbrengen van biologische vaste stoffen, dat wil zeggen slib van de afvalwaterzuivering, en kunnen uitlogen uit stortplaatsen. Als er sprake is van verontreinigde biologische vaste stoffen toegepast op akkers als meststofPFAS kunnen in water en in gewassen en groenten terechtkomen.
Vee kan bijvoorbeeld PFAS consumeren via de gewassen die ze eten en het water dat ze drinken. Er zijn geweest gevallen gemeld in Michigan, Maine en New Mexico van verhoogde niveaus van PFAS in rundvlees en bij melkkoeien. Hoe groot het potentiële risico voor de mens is, is nog steeds niet duidelijk grotendeels onbekend.
Op een boerderij in Maine werden koeien aangetroffen met een hoog PFAS-gehalte. Adam Glanzman/Bloomberg via Getty Images
Wetenschappers in onze onderzoeksgroep aan de Michigan State University werken aan materialen die aan de bodem worden toegevoegd en die kunnen voorkomen dat planten PFAS opnemen, maar die PFAS in de bodem achterlaten.
Het probleem is dat deze chemicaliën overal aanwezig zijn, en dat is ook zo geen natuurlijk proces in water of grond, effectief in het afbreken ervan. Veel consumentenproducten zitten boordevol PFAS, waaronder make-up, tandzijde, gitaarsnaren en skiwax.
Hoe verwijderen saneringsprojecten nu de PFAS-verontreiniging?
Er bestaan methoden om ze uit het water te filteren. De chemicaliën blijven bijvoorbeeld aan actieve kool plakken. Maar deze methoden zijn duur voor grootschalige projecten, en je moet nog steeds van de chemicaliën af.
In de buurt van een voormalige militaire basis in de buurt van Sacramento, Californië, staat bijvoorbeeld een enorme tank met actieve kool die water opneemt ongeveer 1,500 gallons vervuild grondwater per minuut, filtert het en pompt het vervolgens ondergronds. Dat saneringsproject heeft kosten gekost meer dan $ 3 miljoen, maar het verhindert dat PFAS terechtkomen in het drinkwater dat de gemeenschap gebruikt.
Dat heeft de Amerikaanse Environmental Protection Agency gedaan voorgesteld om juridisch afdwingbare regelgeving vast te stellen voor maximale niveaus van zes PFAS-chemicaliën in openbare drinkwatersystemen. Twee van deze chemicaliën, PFOA en PFOS, zouden worden erkend als afzonderlijke gevaarlijke chemicaliën, waarbij regelgevende maatregelen zouden worden afgedwongen wanneer de niveaus boven de 4 delen per biljoen uitkomen, wat aanzienlijk lager is dan eerdere richtlijnen.
Filteren is slechts één stap. Zodra PFAS is afgevangen, moet je de met PFAS geladen actieve kool afvoeren, en PFAS beweegt nog steeds rond. Als u verontreinigde materialen op een stortplaats of elders begraaft, zullen PFAS uiteindelijk uitlogen. Daarom is het essentieel om manieren te vinden om het te vernietigen.
Wat zijn de meest veelbelovende methoden die wetenschappers hebben gevonden voor het afbreken van PFAS?
De meest gebruikelijke methode om PFAS te vernietigen is verbranding, maar de meeste PFAS zijn opmerkelijk goed bestand tegen verbranding. Daarom zitten ze in blusschuim.
PFAS hebben er meerdere fluoratomen gehecht aan een koolstofatoom, en de binding tussen koolstof en fluor is een van de sterkste. Normaal gesproken moet je, om iets te verbranden, de verbinding verbreken, maar fluor is bestand tegen het afbreken van koolstof. De meeste PFAS zullen volledig afbreken bij verbrandingstemperaturen rond 1,500 graden Celsius (2,730 graden Fahrenheit), maar het is energie-intensief en geschikte verbrandingsovens zijn schaars.
Er zijn verschillende andere experimentele technieken die veelbelovend zijn, maar nog niet zijn opgeschaald om grote hoeveelheden van de chemicaliën te behandelen.
Er heeft zich een groep in Battelle ontwikkeld superkritische wateroxidatie om PFAS te vernietigen. Hoge temperaturen en drukken veranderen de toestand van water, waardoor de chemie wordt versneld op een manier die gevaarlijke stoffen kan vernietigen. Opschaling blijft echter een uitdaging.
Andere zijn werken met plasmareactoren, die water, elektriciteit en argongas gebruiken om PFAS af te breken. Ze zijn snel, maar ook niet eenvoudig op te schalen.
Wat zullen we waarschijnlijk in de toekomst zien?
Veel zal afhangen van wat we leren over waar de blootstelling aan PFAS bij mensen voornamelijk vandaan komt.
Als de blootstelling voornamelijk afkomstig is van drinkwater, zijn er meer methoden met potentieel. Het is mogelijk dat het uiteindelijk op huishoudelijk niveau kan worden vernietigd met elektrochemische methoden, maar er zijn ook potentiële risico's die nog niet duidelijk zijn, zoals het omzetten van gewone stoffen zoals chloride in giftiger bijproducten.
De grote uitdaging bij sanering is ervoor te zorgen dat we het probleem niet verergeren door het vrijkomen van andere gassen of het creëren van schadelijke chemicaliën. Mensen hebben een lange geschiedenis van het proberen problemen op te lossen en dingen erger te maken. Koelkasten zijn een goed voorbeeld. Freon, een chloorfluorkoolstof, was de oplossing om de giftige en brandbare ammoniak in koelkasten te vervangen, maar dan het veroorzaakte de aantasting van de stratosferische ozonlaag. Het werd vervangen door fluorkoolwaterstoffen, die nu bijdragen aan klimaatverandering.
Als er één les kan worden geleerd, is het dat we de volledige levenscyclus van producten moeten doordenken. Hoe lang hebben we chemicaliën echt nodig om mee te gaan?
Over de auteur
A. Daniel Jones, hoogleraar biochemie, Michigan State University en Hui Li, hoogleraar Milieu- en bodemchemie, Michigan State University
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Boeken over het milieu uit de bestsellerlijst van Amazon
"Stille lente"
door Rachel Carson
Dit klassieke boek is een mijlpaal in de geschiedenis van de milieubeweging en vestigt de aandacht op de schadelijke effecten van pesticiden en hun impact op de natuurlijke wereld. Carsons werk hielp de moderne milieubeweging te inspireren en blijft vandaag de dag relevant, terwijl we blijven worstelen met de uitdagingen van de gezondheid van het milieu.
Klik voor meer info of om te bestellen
"De onbewoonbare aarde: leven na opwarming"
door David Wallace-Wells
In dit boek biedt David Wallace-Wells een krachtige waarschuwing voor de verwoestende effecten van klimaatverandering en de dringende noodzaak om deze wereldwijde crisis aan te pakken. Het boek is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek en praktijkvoorbeelden om een ontnuchterende kijk te geven op de toekomst die we tegemoet gaan als we geen actie ondernemen.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Het verborgen leven van bomen: wat ze voelen, hoe ze communiceren? Ontdekkingen uit een geheime wereld"
van Peter Wohlleben
In dit boek verkent Peter Wohlleben de fascinerende wereld van bomen en hun rol in het ecosysteem. Het boek is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek en Wohlleben's eigen ervaringen als boswachter om inzicht te bieden in de complexe manieren waarop bomen met elkaar en de natuurlijke wereld omgaan.
Klik voor meer info of om te bestellen
"Ons huis staat in brand: scènes van een gezin en een planeet in crisis"
door Greta Thunberg, Svante Thunberg en Malena Ernman
In dit boek geven klimaatactiviste Greta Thunberg en haar familie een persoonlijk verslag van hun reis om het bewustzijn te vergroten over de dringende noodzaak om klimaatverandering aan te pakken. Het boek geeft een krachtig en ontroerend verslag van de uitdagingen waarmee we worden geconfronteerd en de behoefte aan actie.
Klik voor meer info of om te bestellen
"The Sixth Extinction: een onnatuurlijke geschiedenis"
door Elizabeth Kolbert
In dit boek onderzoekt Elizabeth Kolbert het voortdurende massale uitsterven van soorten als gevolg van menselijke activiteiten, waarbij ze gebruik maakt van wetenschappelijk onderzoek en voorbeelden uit de praktijk om een ontnuchterende kijk te geven op de impact van menselijke activiteit op de natuurlijke wereld. Het boek biedt een dwingende oproep tot actie om de diversiteit van het leven op aarde te beschermen.
al
