Berapa lama bahan kimia benar-benar perlu bertahan? Andrew Brookes melalui Getty Images
Bahan kimia PFAS kelihatan seperti idea yang baik pada mulanya. Sebagai Teflon, mereka membuat periuk lebih mudah dibersihkan bermula pada tahun 1940-an. Mereka membuat jaket kalis air dan permaidani tahan noda. Pembalut makanan, buih pemadam api, malah alat solek kelihatan lebih baik dengan bahan perfluoroalkil dan polyfluoroalkyl.
Kemudian ujian mula mengesan PFAS dalam darah rakyat.
Hari ini, PFAS meresap dalam tanah, habuk dan air minuman di seluruh dunia. Kajian mencadangkan mereka masuk 98% badan rakyat Amerika, di mana mereka berada dikaitkan dengan masalah kesihatan termasuk penyakit tiroid, kerosakan hati dan kanser buah pinggang dan testis. Ada sekarang lebih 9,000 jenis daripada PFAS. Ia sering dirujuk sebagai "bahan kimia selama-lamanya" kerana sifat-sifat yang sama yang menjadikannya begitu berguna juga memastikan ia tidak rosak secara semula jadi.
Menghadapi tindakan undang-undang berhubung pencemaran PFAS, gergasi industri 3M, yang telah membuat PFAS untuk banyak kegunaan selama beberapa dekad, mengumumkan penyelesaian AS$10.3 bilion dengan pembekal air awam pada 22 Jun 2023, untuk membantu membayar ujian dan rawatan. Syarikat tidak mengakui sebarang liabiliti dalam penyelesaian itu, yang memerlukan kelulusan mahkamah. Pembersihan boleh dikenakan bayaran berkali ganda jumlah itu.
Tetapi bagaimana anda menangkap dan memusnahkan bahan kimia selama-lamanya?
Ahli biokimia A. Daniel Jones dan ahli sains tanah Hui Li bekerja pada penyelesaian PFAS di Michigan State University dan menerangkan teknik menjanjikan yang sedang diuji hari ini.
Bagaimanakah PFAS mendapat daripada produk harian ke dalam air, tanah dan akhirnya manusia?
Terdapat dua laluan pendedahan utama untuk PFAS masuk ke dalam manusia - air minuman dan penggunaan makanan.
PFAS boleh masuk ke dalam tanah melalui aplikasi tanah biosolid, iaitu, enap cemar daripada rawatan air sisa, dan bolehkah ia larut keluar dari tapak pelupusan sampah. Jika biosolid yang tercemar adalah digunakan di ladang sebagai baja, PFAS boleh masuk ke dalam air dan ke dalam tanaman dan sayur-sayuran.
Sebagai contoh, ternakan boleh menggunakan PFAS melalui tanaman yang mereka makan dan air yang mereka minum. telah ada kes yang dilaporkan di Michigan, Maine and New Mexico peningkatan paras PFAS dalam daging lembu dan dalam lembu tenusu. Betapa besar potensi risiko kepada manusia masih sebahagian besarnya tidak diketahui.
Lembu ditemui dengan tahap PFAS yang tinggi di sebuah ladang di Maine. Adam Glanzman/Bloomberg melalui Getty Images
Para saintis dalam kumpulan penyelidikan kami di Michigan State University sedang mengusahakan bahan yang ditambahkan pada tanah yang boleh menghalang tumbuhan daripada mengambil PFAS, tetapi ia akan meninggalkan PFAS di dalam tanah.
Masalahnya ialah bahan kimia ini ada di mana-mana, dan ada tiada proses semulajadi dalam air atau tanah berkesan untuk memecahkannya. Banyak produk pengguna dimuatkan dengan PFAS, termasuk solek, flos gigi, tali gitar dan lilin ski.
Bagaimanakah projek pemulihan menghapuskan pencemaran PFAS sekarang?
Kaedah wujud untuk menapis mereka daripada air. Bahan kimia akan melekat pada karbon teraktif, sebagai contoh. Tetapi kaedah ini mahal untuk projek berskala besar, dan anda masih perlu menyingkirkan bahan kimia.
Sebagai contoh, berhampiran bekas pangkalan tentera berhampiran Sacramento, California, terdapat tangki karbon aktif yang besar yang boleh masuk kira-kira 1,500 gelen air bawah tanah yang tercemar seminit, menapisnya dan kemudian mengepamnya ke bawah tanah. Projek pemulihan itu mempunyai kos lebih daripada $ 3 juta, tetapi ia menghalang PFAS daripada beralih ke air minuman yang digunakan oleh komuniti.
Agensi Perlindungan Alam Sekitar AS telah dicadangkan mewujudkan peraturan yang boleh dikuatkuasakan dari segi undang-undang untuk tahap maksimum enam bahan kimia PFAS dalam sistem air minuman awam. Dua daripada bahan kimia ini, PFOA dan PFOS, akan diiktiraf sebagai bahan kimia berbahaya individu, dengan tindakan pengawalseliaan dikuatkuasakan apabila tahap sama ada melebihi 4 bahagian setiap trilion, yang jauh lebih rendah daripada panduan sebelumnya.
Penapisan hanyalah satu langkah. Setelah PFAS ditangkap, maka anda perlu melupuskan karbon teraktif yang dimuatkan dengan PFAS, dan PFAS masih bergerak. Jika anda menanam bahan tercemar di tapak pelupusan sampah atau di tempat lain, PFAS akhirnya akan larut keluar. Itulah sebabnya mencari cara untuk memusnahkannya adalah penting.
Apakah kaedah yang paling menjanjikan yang ditemui saintis untuk memecahkan PFAS?
Kaedah yang paling biasa untuk memusnahkan PFAS ialah pembakaran, tetapi kebanyakan PFAS sangat tahan untuk dibakar. Itulah sebabnya mereka berada dalam buih pemadam kebakaran.
PFAS mempunyai berbilang atom fluorin melekat pada atom karbon, dan ikatan antara karbon dan fluorin adalah salah satu yang paling kuat. Kebiasaannya untuk membakar sesuatu, anda perlu memutuskan ikatan, tetapi fluorin tahan terputus daripada karbon. Kebanyakan PFAS akan rosak sepenuhnya pada suhu pembakaran sekitar darjah Celsius 1,500 (2,730 darjah Fahrenheit), tetapi insinerator yang intensif tenaga dan sesuai adalah terhad.
Terdapat beberapa teknik percubaan lain yang menjanjikan tetapi belum dipertingkatkan untuk merawat sejumlah besar bahan kimia.
Kumpulan di Battelle telah berkembang pengoksidaan air superkritikal untuk memusnahkan PFAS. Suhu dan tekanan tinggi mengubah keadaan air, mempercepatkan kimia dengan cara yang boleh memusnahkan bahan berbahaya. Walau bagaimanapun, peningkatan masih menjadi cabaran.
Lain-lain berkerja dengan reaktor plasma, yang menggunakan air, elektrik dan gas argon untuk memecahkan PFAS. Mereka pantas, tetapi juga tidak mudah untuk ditingkatkan.
Apakah yang mungkin kita lihat pada masa hadapan?
Banyak yang akan bergantung pada apa yang kita pelajari tentang asal pendedahan PFAS manusia.
Jika pendedahan kebanyakannya daripada air minuman, terdapat lebih banyak kaedah yang berpotensi. Ada kemungkinan ia akhirnya boleh dimusnahkan di peringkat isi rumah dengan kaedah elektro-kimia, tetapi terdapat juga potensi risiko yang masih perlu difahami, seperti menukar bahan biasa seperti klorida kepada produk sampingan yang lebih toksik.
Cabaran besar pemulihan ialah memastikan kita tidak memburukkan lagi masalah dengan membebaskan gas lain atau mencipta bahan kimia berbahaya. Manusia mempunyai sejarah panjang cuba menyelesaikan masalah dan memburukkan keadaan. Peti sejuk adalah contoh yang bagus. Freon, klorofluorokarbon, adalah penyelesaian untuk menggantikan ammonia toksik dan mudah terbakar dalam peti sejuk, tetapi kemudian ia menyebabkan penipisan ozon stratosfera. Ia digantikan dengan hidrofluorokarbon, yang kini menyumbang kepada perubahan iklim.
Jika ada pengajaran yang boleh dipelajari, kita perlu memikirkan kitaran hayat penuh produk. Berapa lama kita benar-benar memerlukan bahan kimia untuk bertahan?
Tentang Pengarang
A. Daniel Jones, Profesor Biokimia, Michigan State University and Hui Li, Profesor Kimia Alam Sekitar dan Tanah, Michigan State University
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku tentang Persekitaran daripada senarai Penjual Terbaik Amazon
"Musim Bunga Senyap"
oleh Rachel Carson
Buku klasik ini merupakan mercu tanda dalam sejarah alam sekitar, menarik perhatian kepada kesan berbahaya racun perosak dan kesannya terhadap alam semula jadi. Kerja Carson membantu memberi inspirasi kepada pergerakan alam sekitar moden dan kekal relevan hari ini, sambil kami terus bergelut dengan cabaran kesihatan alam sekitar.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Bumi Tidak Boleh Didiami: Kehidupan Selepas Pemanasan"
oleh David Wallace-Wells
Dalam buku ini, David Wallace-Wells menawarkan amaran keras tentang kesan buruk perubahan iklim dan keperluan mendesak untuk menangani krisis global ini. Buku ini menggunakan penyelidikan saintifik dan contoh dunia nyata untuk memberikan pandangan yang serius tentang masa depan yang kita hadapi jika kita gagal mengambil tindakan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Kehidupan Tersembunyi Pokok: Apa Yang Mereka Rasa, Bagaimana Mereka Berkomunikasi? Penemuan dari Dunia Rahsia"
oleh Peter Wohlleben
Dalam buku ini, Peter Wohlleben meneroka dunia pokok yang menarik dan peranannya dalam ekosistem. Buku ini menggunakan penyelidikan saintifik dan pengalaman Wohlleben sendiri sebagai ahli hutan untuk menawarkan pandangan tentang cara kompleks pokok berinteraksi antara satu sama lain dan dunia semula jadi.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Rumah Kami Terbakar: Pemandangan Keluarga dan Planet Dalam Krisis"
oleh Greta Thunberg, Svante Thunberg, dan Malena Ernman
Dalam buku ini, aktivis iklim Greta Thunberg dan keluarganya menawarkan akaun peribadi tentang perjalanan mereka untuk meningkatkan kesedaran tentang keperluan mendesak untuk menangani perubahan iklim. Buku ini menyediakan akaun yang kuat dan mengharukan tentang cabaran yang kita hadapi dan keperluan untuk bertindak.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
"Kepupusan Keenam: Sejarah Tidak Semulajadi"
oleh Elizabeth Kolbert
Dalam buku ini, Elizabeth Kolbert meneroka kepupusan besar-besaran berterusan spesies yang disebabkan oleh aktiviti manusia, menggunakan penyelidikan saintifik dan contoh dunia nyata untuk memberikan pandangan yang mendalam tentang kesan aktiviti manusia terhadap alam semula jadi. Buku ini menawarkan seruan tindakan yang menarik untuk melindungi kepelbagaian hidupan di Bumi.
al
