السباق لتدمير المواد الكيميائية السامة إلى الأبد التي تلوث عالمنا | PFAS

إن “المواد الكيميائية إلى الأبد” موجودة في مصادر مياه الشرب لدينا، وزبد البحر ورذاذه، والأمطار والمياه الجوفية، والجليد البحري، وحتى الدم البشري – لذا تتزايد الجهود الآن للكشف عنها وإزالتها وتدميرها.

مع تزايد الأدلة التي تربط المواد البيرفلوروالكيل (PFAS) بالسرطان والعيوب الخلقية والتأثيرات السلبية على أجهزة المناعة لدى البشر والحيوانات، يتزايد الضغط لتقييد هذه المواد الكيميائية المقاومة للماء المفيدة والتي توجد في كل شيء بدءًا من مقالي التيفلون والأجهزة الطبية وحتى مستحضرات التجميل. وصناديق البيتزا.

وفقًا لصناعات Nijhuis Saur، التي قامت ببناء أكثر من 80 تقنية لمعالجة المواد الكيميائية إلى الأبد مثل PFOS المحظورة أو المقيدة، وPFOA، وPFHxS، فإن إزالة وتدمير هذه PFAS صعبة ومكلفة.

وقال ويلبرت مينكفيلد، كبير مسؤولي التكنولوجيا، في مؤتمر أكواتيك أمستردام: “إنها تسمى المواد الكيميائية إلى الأبد، لأنه لا يمكن إزالتها بسهولة، ولا تتحلل بسهولة، لذا فإنها ستبقى إلى الأبد”. “ونحن نتحدث عن تركيزات صغيرة جدًا: نانوجرام واحد لكل لتر يشبه كوبًا واحدًا من الكولا في مليون ناقلة.”

وحتى عندما يتم حظرها، فمن الصعب التخلص من آثارها المتبقية: فعمليات تنظيف المياه يجب أن تتعامل مع تركيزات مختلفة من الملوثات والحدود الوطنية.

في المملكة المتحدة، هناك مبدأ توجيهي يبلغ 100 نانوجرام لكل لتر من PFAS الفردي في مياه الشرب، بينما في دول الاتحاد الأوروبي مثل هولندا، ينصح معهد الصحة العامة RIVM بحد أقصى 4.4 نانوجرام / لتر. وقد تم اقتراح حدود مماثلة لستة من المواد الكيميائية هذا العام من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية في “مؤشر السمية”.

وبينما يعمل الاتحاد الأوروبي على فرض حظر أوسع على المواد الكيميائية، فإن الكثير منها موجود بالفعل في البيئة. وقال مينكفيلد إنه لا توجد حدود لمياه الصرف الصحي.

وقال الدكتور ديفيد ميجسون، وهو محاضر كبير في الكيمياء والطب الشرعي البيئي في جامعة مانشستر متروبوليتان، إن بعض الملوثات لم يتم اختبارها حتى، ولم يكن هناك بروتوكول اختبار قياسي للعديد من المركبات، وكان التشريع متخلفًا.

وقال: “لا يوجد اتساق في النهج، خاصة على المستوى العالمي”. “لقد التزمت الولايات المتحدة بإجراء الدراسات والاختبارات، وهناك الكثير مما يحدث داخل أوروبا – في السويد على وجه الخصوص – وقبل خمس سنوات في المملكة المتحدة كنا بالفعل وراء الكرة. يقوم الناس بالمزيد من المراقبة الروتينية، لكن عدد PFAS الذي نحتاج إلى القلق بشأنه ارتفع من اثنين إلى 17 إلى 47 والآن يمكن أن يكون لدينا 14000. وبحلول الوقت الذي يتم فيه تنفيذ برنامج مراقبة لمدة عامين، يكون قد عفا عليه الزمن تقريبًا.

وفقًا للصحفيين والأكاديميين المساهمين في مشروع Forever Pollution، هناك 20 منشأة تصنيع وأكثر من 2100 موقع في أوروبا “يمكن اعتبارها نقاطًا ساخنة لـ PFAS”.

في العام الماضي، وافقت شركات Chemours وDuPont وCorteva على دفع 1.185 مليار دولار لتسوية مطالبات المسؤولية من أنظمة المياه العامة الأمريكية بشأن تلوث PFAS. وقد وافقت شركة الكيماويات 3M على تسوية دعاوى قضائية مماثلة في أمريكا، في حين أعلنت حكومة فلاندرز وشركة 3M عن اتفاقية معالجة بقيمة 571 مليون يورو في العام الماضي، وتريد الحكومة الهولندية تحميل الشركة المسؤولية عن التلوث المرتبط بمصنع Westerschelde. ولكن حتى مع وجود الأموال النقدية، فإن عمليات التنظيف معقدة.

ويعتمد نوع المعالجة المستخدمة حاليا على ما إذا كانت الملوثات عبارة عن مواد كيميائية قصيرة أو طويلة السلسلة، فضلا عن مزيجها وما إذا كان الهدف هو فصلها عن الماء أو تدميرها أيضا.

«كلما كانت السلسلة أطول، كان امتصاصها أفضل؛ من الصعب جدًا الوصول إلى السلاسل القصيرة، لذا فأنت بحاجة إلى مجموعة انتقائية للغاية [technology]قال مينكفيلد. “يمكنك تركيز PFAS، ولكن يجب أن يكون لديك تكنولوجيا تدمير في النهاية.”

وتشمل التقنيات الأكثر جدوى وتطورًا، وفقًا لمراجعة استشهد بها بلو تيك ريسيرش في مارس، الترشيح النانوي أو التناضح العكسي، باستخدام غشاء خاص لفصل الجزيئات الأكبر حجمًا عن مياه الشرب.

يعد ترشيح الكربون المنشط الحبيبي طريقة أخرى – على الرغم من أنك تحتاج إلى معالجة الكربون قبل إعادة استخدامه أو وضعه في مكب النفايات أو تدميره – وهناك أيضًا راتنجات التبادل الأيوني باهظة الثمن لفصل الملوثات وتركيزها.

Conventional treatments such as coagulation – adding another chemical to help purify the water – remove only limited amounts, but advanced coagulation using a reactor can do more, leaving PFAS in a sludge.

The options to destroy this concentrated waste include low-energy electrochemical oxidation, supercritical water oxidation – which requires high temperature, pressure and specialist operators – and expensive, high-temperature incineration at more than 1,400C.

“You need to have different solutions each and every time,” said Menkveld.

Scientists are working on more techniques. Dr Madeleine Bussemaker, a senior lecturer in chemical engineering at the University of Surrey, wants to start a first commercial pilot for an ultrasound method, sonolysis, that can completely degrade the strong carbon-fluorine bonds of PFAS into relatively harmless carbon dioxide and fluoride.

“We have seen that ultrasound works with other organics or different cell concentrations: the next step is going to the bigger scale and employing it in real life,” she said. “An American study has shown hydrofluorocarbons around the incineration location: you don’t want to create another pollution stream that you have to deal with later. Sonolysis breaks down those bonds using sound waves.”

But experts are calling for more work globally. In the UK, bodies such as the Royal Society of Chemistry have urged more action, while the Health and Safety Executive issued new recommendations in April. In Europe, the implementation of a new drinking water directive and a proposed PFAS ban are looming.

“Funding, legislation and awareness all go hand in hand,” said Bussemaker. “One of the most alarming things for me is that in order to find a blood sample that does not have PFAS in it, one study had to get blood from [1948-1951 American] جنود الحرب الكوريين… لن يختفي الأمر من تلقاء نفسه”.