تقدم 3M تسوية بقيمة 10.3 مليار دولار بشأن تلوث PFAS في أنظمة المياه – الآن ، كيف يمكنك تدمير “ مادة كيميائية إلى الأبد ”؟

بدت المواد الكيميائية PFAS فكرة جيدة في البداية. وباعتبارهم تفلون ، فقد جعلوا الأواني أسهل في التنظيف بدءًا من الأربعينيات. لقد صنعوا السترات الواقية من الماء والسجاد المقاوم للبقع. أغلفة الطعام ورغوة مكافحة الحرائق وحتى المكياج بدت أفضل مع مواد البيرفلوروالكيل والبولي فلورو ألكيل.

ثم بدأت الاختبارات في الكشف عن PFAS في دم الناس.

اليوم ، PFAS منتشر في التربة والغبار ومياه الشرب في جميع أنحاء العالم. تشير الدراسات إلى أنها موجودة في 98٪ من أجسام الأمريكيين ، حيث ارتبطت بمشاكل صحية بما في ذلك أمراض الغدة الدرقية وتلف الكبد وسرطان الكلى والخصية. يوجد الآن أكثر من 9000 نوع من PFAS. غالبًا ما يشار إليها باسم “المواد الكيميائية إلى الأبد” لأن نفس الخصائص التي تجعلها مفيدة للغاية تضمن أيضًا عدم تحللها في الطبيعة.

في مواجهة دعاوى قضائية بشأن تلوث PFAS ، أعلنت شركة 3M الصناعية العملاقة ، التي جعلت PFAS للعديد من الاستخدامات لعقود ، تسوية بقيمة 10.3 مليار دولار أمريكي مع موردي المياه العامة في 22 يونيو 2023 ، للمساعدة في دفع تكاليف الاختبار والمعالجة. لا تتحمل الشركة أي مسؤولية في التسوية ، الأمر الذي يتطلب موافقة المحكمة. يمكن أن تكلف عملية التنظيف أضعاف هذا المبلغ.

ولكن كيف يمكنك التقاط وتدمير مادة كيميائية إلى الأبد؟

يعمل عالم الكيمياء الحيوية A. Daniel Jones وعالم التربة Hui Li على حلول PFAS في جامعة ولاية ميتشيغان وشرح التقنيات الواعدة التي يتم اختبارها اليوم.

كيف تنتقل PFAS من المنتجات اليومية إلى الماء والتربة وفي النهاية البشر؟

هناك مساران رئيسيان لتعرض PFAS للوصول إلى البشر – مياه الشرب واستهلاك الغذاء.

يمكن أن يدخل PFAS إلى التربة من خلال استخدام الأرض للمواد الصلبة الحيوية ، أي الحمأة من معالجة مياه الصرف الصحي ، ويمكن أن تتسرب من مدافن النفايات. إذا تم استخدام المواد الصلبة الحيوية الملوثة في الحقول كأسمدة ، يمكن أن تصل PFAS إلى المياه والمحاصيل والخضروات.

على سبيل المثال ، يمكن أن تستهلك الماشية PFAS من خلال المحاصيل التي تأكلها والمياه التي تشربها. تم الإبلاغ عن حالات في ميشيغان وماين ونيو مكسيكو لمستويات مرتفعة من PFAS في لحوم البقر والأبقار الحلوب. ما زال حجم الخطر المحتمل على البشر غير معروف إلى حد كبير.

يعمل العلماء في مجموعتنا البحثية في جامعة ولاية ميتشيغان على مواد مضافة إلى التربة يمكن أن تمنع النباتات من تناول PFAS ، ولكنها ستترك PFAS في التربة.

المشكلة هي أن هذه المواد الكيميائية موجودة في كل مكان ، ولا توجد عملية طبيعية في الماء أو التربة فعالة في تكسيرها. يتم تحميل العديد من المنتجات الاستهلاكية بـ PFAS ، بما في ذلك المكياج وخيط تنظيف الأسنان وخيوط الجيتار وشمع التزلج.

كيف تقوم مشاريع المعالجة بإزالة تلوث PFAS الآن؟

توجد طرق لتصفيتها من الماء. المواد الكيميائية سوف تلتصق بالكربون المنشط ، على سبيل المثال. لكن هذه الأساليب باهظة الثمن بالنسبة للمشاريع الكبيرة ، ولا يزال يتعين عليك التخلص من المواد الكيميائية.

على سبيل المثال ، بالقرب من قاعدة عسكرية سابقة بالقرب من ساكرامنتو بولاية كاليفورنيا ، يوجد خزان ضخم من الكربون المنشط يستوعب حوالي 1500 جالون من المياه الجوفية الملوثة في الدقيقة ، ويقوم بتصفية المياه ثم يضخها تحت الأرض. كلف مشروع المعالجة هذا أكثر من 3 ملايين دولار ، لكنه يمنع PFAS من الانتقال إلى مياه الشرب التي يستخدمها المجتمع.

اقترحت وكالة حماية البيئة الأمريكية وضع لوائح قابلة للتنفيذ قانونيًا للمستويات القصوى لستة مواد كيميائية من PFAS في أنظمة مياه الشرب العامة. سيتم التعرف على اثنتين من هذه المواد الكيميائية ، PFOA و PFOS ، على أنها مواد كيميائية خطرة فردية ، مع اتخاذ إجراءات تنظيمية عندما تتجاوز المستويات 4 أجزاء لكل تريليون ، وهو أقل بكثير من التوجيهات السابقة.

التصفية هي مجرد خطوة واحدة. بمجرد التقاط PFAS ، يجب عليك التخلص من الكربون المنشط المحمل بـ PFAS ، ولا يزال PFAS يتحرك. إذا دفنت المواد الملوثة في مكب النفايات أو في أي مكان آخر ، فسوف تتسرب PFAS في النهاية. لهذا السبب من الضروري إيجاد طرق لتدميرها.

ما هي أكثر الطرق الواعدة التي وجدها العلماء لتحطيم PFAS؟

الطريقة الأكثر شيوعًا لتدمير PFAS هي الحرق ، ولكن معظم PFAS مقاوم بشكل ملحوظ للحرق. هذا هو سبب وجودهم في رغوة مكافحة الحرائق.

يحتوي PFAS على ذرات فلور متعددة متصلة بذرة كربون ، والرابطة بين الكربون والفلور هي واحدة من أقوى الروابط. عادة لحرق شيء ما ، عليك أن تكسر الرابطة ، لكن الفلور يقاوم الانفصال عن الكربون. تتحلل معظم PFAS تمامًا عند درجات حرارة الحرق حوالي 1500 درجة مئوية (2730 درجة فهرنهايت) ، لكنها كثيفة الطاقة والمحارق المناسبة نادرة.

هناك العديد من التقنيات التجريبية الأخرى الواعدة ولكن لم يتم تطويرها لمعالجة كميات كبيرة من المواد الكيميائية.

طورت مجموعة في Battelle أكسدة الماء فوق الحرجة لتدمير PFAS. تؤدي درجات الحرارة والضغوط المرتفعة إلى تغيير حالة الماء ، مما يؤدي إلى تسريع الكيمياء بطريقة يمكن أن تدمر المواد الخطرة. ومع ذلك ، لا يزال التوسع يمثل تحديًا.

يعمل البعض الآخر مع مفاعلات البلازما ، التي تستخدم الماء والكهرباء وغاز الأرجون لتفكيك PFAS. إنها سريعة ، ولكن ليس من السهل أيضًا توسيع نطاقها.

ما الذي من المحتمل أن نراه في المستقبل؟

سيعتمد الكثير على ما نتعلمه عن المكان الذي يأتي منه تعرض البشر للسلفونات المشبعة بالفلور (PFAS) بشكل أساسي.

إذا كان التعرض في الغالب من مياه الشرب ، فهناك المزيد من الطرق المحتملة. من الممكن أن يتم تدميره في نهاية المطاف على مستوى المنزل بالطرق الكهرو كيميائية ، ولكن هناك أيضًا مخاطر محتملة لا يزال يتعين فهمها ، مثل تحويل المواد الشائعة مثل الكلوريد إلى منتجات ثانوية أكثر سمية.

يتمثل التحدي الكبير في العلاج في التأكد من عدم تفاقم المشكلة عن طريق إطلاق غازات أخرى أو إنتاج مواد كيميائية ضارة. للبشر تاريخ طويل في محاولة حل المشكلات وجعل الأمور أسوأ. الثلاجات مثال رائع. كان الفريون ، وهو من مركبات الكربون الكلورية فلورية ، هو الحل لاستبدال الأمونيا السامة والقابلة للاشتعال في الثلاجات ، ولكنه تسبب بعد ذلك في استنفاد طبقة الأوزون في الستراتوسفير. تم استبداله بمركبات الكربون الهيدروفلورية ، والتي تساهم الآن في تغير المناخ.

إذا كان هناك درس يجب تعلمه ، فهو أننا بحاجة إلى التفكير في دورة الحياة الكاملة للمنتجات. ما هي المدة التي نحتاج فيها حقًا للمواد الكيميائية لنستمر؟

هذه نسخة محدثة من مقال نُشر في الأصل في 18 أغسطس 2022.