Wszędzie. W powietrzu, którym oddychasz, wodzie, którą pijesz, i glebie, w której uprawiamy naszą żywność – dziesięciolecia produkcji przemysłowej i komercyjnej oraz jej użytkowania, prawie żaden zakątek naszego życia nie jest wolny od PFAS (polifluoroalkili). jako „odwieczne chemikalia”. w środowisku iw naszych ciałach.
Ale niedawno odkryty mechanizm chemiczny może pomóc w zwalczaniu rosnącego skażenia PFAS. Chemicy znaleźli sposób na rozbicie niektórych z tych chemikaliów na nieszkodliwe elementy budulcowe przy użyciu niedrogich i powszechnych narzędzi. Nowe badania opublikowane dziś w czasopiśmie Science to ogromny krok naprzód w naszej wiedzy na temat reakcji tych związków. I chociaż przed nami jeszcze długa droga, aby rozwiązać ten problem, jesteśmy tylko o krok od zdrowszego świata.
PFAS to produkty chemiczne o wielu zastosowaniach (opakowania żywności, pianka przeciwpożarowa, nieprzywierające naczynia kuchenne, meble, kosmetyki itp.). Ich główną zaletą jest to, że odpychają wodę, świetnie się natłuszczają, a nawet mogą gasić pożary. Robią to wszystko, będąc bardzo wrażliwymi. PFAS składa się z wysoce stabilnych cząsteczek, które łączą się w prosty sposób.
Kiedy dostaną się do środowiska i dostaną się do naszych ciał, nasz system nie ma możliwości ich pozbycia się. Więc gromadzą się i powodują problemy. Badania wykazały związek między PFAS a wieloma rodzajami raka, problemami układu odpornościowego, wysokim poziomem cholesterolu, chorobami wątroby oraz problemami z ciążą i rozwojem niemowląt. (Ze względu na wszystkie te skutki zdrowotne, EPA ogłosiła nowe limity dla PFAS w wodzie pitnej w czerwcu, twierdząc, że zaopatrzenie w wodę jest bezpieczne, ponieważ jest praktycznie wolne od wykrywalnych PFAS.)
Jednak są one trudne, prawie niemożliwe do uniknięcia. PFAS wykryto w wodzie pitnej w Stanach Zjednoczonych, zarówno w powietrzu wewnątrz, jak i na zewnątrz, na polach uprawnych na całym świecie, w rybach, kosmetykach i nie tylko.
Nawet przy wielkim ludzkim wysiłku te wieczne związki chemiczne okazały się niezwykle trudne do rozbicia. Wydaje się, że spalanie nie działa. Wiele strategii może prowadzić do innych toksycznych produktów ubocznych. Wiele metod może być nieekonomicznych, ograniczonych lub trudnych do skalowania – na przykład podgrzewanie wody zawierającej PFAS do bardzo wysokich temperatur.
Co nowego w tym podejściu?
„Myślę, że można uczciwie powiedzieć, że wszystkie inne metody rozkładu PFAS, które się pojawiają, to rzeczy, które można sklasyfikować jako bardzo wysokoenergetyczne [lub] stosunkowo egzotyczne warunki”, William Dichtel, chemik z Northwestern University i jeden z badacze, we wtorek w komunikacie prasowym. „To właśnie odróżnia nasze odkrycie od innych na świecie”, dodał, „podkreślając użyteczność i względną łatwość nowej metody.
Używając tylko niewielkiej ilości ciepła i materiałów znalezionych w laboratorium chemicznym w szkole średniej (wodorotlenek sodu, tj. ług i rozpuszczalnik zwany DMSO), naukowcy byli w stanie uzyskać stężony PFAS i rozbić go na mniejsze, nietoksyczne związki.
„Większość chemików bierze dwie cząsteczki i rozbija je razem, aby utworzyć jedną dużą cząsteczkę, to jak wzięcie dwóch klocków Lego i złożenie ich razem” – powiedział Brittany Trang, główny autor badania. . rejestracja. „Ale to, co zamiast tego robimy, to rozbijanie klocków Lego na kawałki i przyglądanie się temu, co zostało, aby dowiedzieć się, jak się zepsuło”.
I ten drugi krok jest ważny. Chemicy nie tylko z powodzeniem rozłożyli PFAS, ale także wykorzystali modele mechaniki kwantowej, aby dokładnie określić, jak to się stało, i stworzyć mapę drogową do wykorzystania przez innych w powiązanych badaniach.
Diana Aga, chemik analityczny i badacz PFAS z University of Buffalo, która nie była zaangażowana w nowe badanie, powiedziała Gizmodo, za co jest szczególnie wdzięczna. „Doceniam wszystko, co ta publikacja zrobiła w zakresie szczegółowej i kompletnej analizy”.
Aby rozbić klocki Lego, Trang i jej koledzy podgrzali roztwór PFAS, ługu i DMSO do temperatury od 80 do 120 stopni Celsjusza (176 do 248 Fahrenheita). Po czterech godzinach prawie 80% PFAS zniknęło, a po 12 godzinach ponad 90% – zastąpione lekkimi produktami ubocznymi węgla, takimi jak szczawian, występujący w wielu spożywanych przez nas warzywach lub kwasy glikolowe, powszechnie stosowane w pielęgnacji skóry żywność.
Scharakteryzowanie tych produktów ubocznych to również wielka sprawa, powiedziała Aga. Jest to precyzyjny krok, który pomaga zapewnić, że próby rozwiązania problemu nie będą powodowały dalszych szkód dla środowiska (jak miało to miejsce wcześniej w przypadku PFAS). „To badanie jest świetne, ponieważ tak zrobili” – dodała.
Jakie są granice?
Ale chociaż są piękne, nowe badania nie są doskonałe. Wszyscy badacze podkreślają, że to nie koniec problemu PFAS ani szybkie rozwiązanie.
Po pierwsze, ta metoda działa tylko dla niektórych PFAS. Istnieje ponad 5000 unikalnych związków PFAS i są one pogrupowane w różne kategorie. Dwie największe klasy to karboksylany i sulfoniany. Nowa metoda odniosła sukces w usunięciu prawie wszystkich karboksylanów z roztworu, ale nie działała z równie powszechnymi sulfonianami (ani żadnym innym rodzajem PFAS).
Naukowcy mają nadzieję, że oni lub inni mogą rozwiązać ten problem i rozszerzyć swoje badania na sulfoniany. „Obecnie nie jest to nadrzędne rozwiązanie” – powiedział Dichtel. „Największą luką w tym, co mamy dzisiaj i czego potrzebujemy, jest to, że naprawdę chcemy również zdegradować sulfonian”.
I to nie tak, że naukowcy mogą wrzucać ług i DMSO do naszego zaopatrzenia w wodę, aby pozbyć się PFAS. „To też nie byłoby dobre” – powiedział Trang Gizmodo w wywiadzie telefonicznym.
Jednym z potencjalnych zastosowań tej metody jest degradacja przefiltrowanego PFAS z wody pitnej. Wiele z obecnych badań koncentruje się na sposobach osiągnięcia tego celu poprzez węgiel aktywny lub odwróconą osmozę. Po przefiltrowaniu niezbędna jest dobra metoda usuwania, aby upewnić się, że PFAS nie przedostanie się natychmiast do środowiska. Jednak w nowym badaniu nie udało się usunąć zanieczyszczeń.
Inni naukowcy, inżynierowie i grupy laboratoryjne pracują nad rozwiązaniem problemu PFAS i poczynili wielkie postępy w ostatnim czasie. Na początku tego roku zespół inżynierów ogłosił metodę wykorzystującą światło UV, siarczyny i jod, która może zostać wykorzystana do rozbicia wielu rodzajów PFAS.