화학 물질은 실제로 얼마나 오래 지속되어야 합니까? 게티 이미지를 통해 앤드류 브룩스
PFAS 화학 물질은 처음에는 좋은 생각처럼 보였습니다. 처럼 테플론, 그들은 1940 년대부터 냄비를 더 쉽게 청소할 수 있도록 만들었습니다. 그들은 재킷을 방수 처리하고 카페트를 얼룩이 지지 않게 만들었습니다. 식품 포장지, 소방용 폼, 심지어 메이크업까지 퍼플루오로알킬과 폴리플루오로알킬 물질로 더 좋아 보였습니다.
그런 다음 테스트가 감지하기 시작했습니다. 혈액 내 PFAS.
오늘날 PFAS는 전 세계의 토양, 먼지 및 식수에 널리 퍼져 있습니다. 연구에 따르면 그들이 미국인 신체의 98%, 그들이 있었던 곳 건강 문제와 관련된 갑상선 질환, 간 손상, 신장 및 고환암을 포함합니다. 지금 있다 9,000 종류 이상 PFAS의. 그것들을 매우 유용하게 만드는 동일한 특성이 또한 "영원한 화학 물질"이라고도 합니다. 자연에서 분해되지 않도록.
PFAS 오염에 대한 소송에 직면한 산업 대기업인 3M은 수십 년 동안 다양한 용도로 PFAS를 만들어 왔습니다. 10.3억 달러 합의 발표 22년 2023월 XNUMX일에 공공 상수도 공급업체와 테스트 및 치료 비용 지불을 돕기 위해 회사는 법원의 승인이 필요한 화해에 대해 어떠한 책임도 인정하지 않습니다. 정리 비용이 들 수 있습니다. 그 금액의 몇 배.
하지만 영원한 화학 물질을 어떻게 포착하고 파괴합니까?
생화학자 A. 다니엘 존스 그리고 토양 과학자 후이 리 Michigan State University에서 PFAS 솔루션에 대해 연구하고 오늘 테스트 중인 유망한 기술에 대해 설명했습니다.
PFAS는 어떻게 일상적인 제품에서 물, 토양, 결국 인간에게 전달됩니까?
PFAS가 인간에게 침투하는 두 가지 주요 노출 경로는 음용수와 식품 소비입니다.
PFAS는 생물학적 고형물, 즉 폐수 처리에서 발생하는 슬러지의 토지 적용을 통해 토양에 들어갈 수 있으며 매립지에서 침출될 수 있습니다. 오염된 생물학적 고형물이 비료로 농지에 적용, PFAS는 물과 농작물 및 채소에 들어갈 수 있습니다.
예를 들어 가축은 먹는 작물과 마시는 물을 통해 PFAS를 소비할 수 있습니다. 가 있었다 미시간주에서 보고된 사례, 메인 과 뉴 멕시코 쇠고기와 젖소의 PFAS 수치 상승. 인간에 대한 잠재적 위험이 얼마나 큰지는 여전히 거의 알려지지 않은.
Maine의 한 농장에서 높은 수준의 PFAS를 가진 소가 발견되었습니다. Getty Images를 통한 Adam Glanzman/Bloomberg
미시간 주립 대학 연구 그룹의 과학자들은 식물이 PFAS를 흡수하는 것을 막을 수 있지만 토양에 PFAS를 남길 수 있는 토양에 추가된 물질에 대해 연구하고 있습니다.
문제는 이러한 화학 물질이 어디에나 있다는 것입니다. 자연스러운 과정 없음 그것들을 분해하는 데 효과적인 물이나 토양에서. 메이크업, 치실, 기타 현 및 스키 왁스를 포함한 많은 소비자 제품에 PFAS가 포함되어 있습니다.
개선 프로젝트는 현재 PFAS 오염을 어떻게 제거하고 있습니까?
물에서 걸러내는 방법이 있습니다. 예를 들어 화학 물질은 활성탄에 달라 붙습니다. 그러나 이러한 방법은 대규모 프로젝트에는 비용이 많이 들고 여전히 화학 물질을 제거해야 합니다.
예를 들어, 캘리포니아 새크라멘토 근처의 이전 군사 기지 근처에는 거대한 활성 탄소 탱크가 있습니다. 약 1,500갤런 분당 오염된 지하수를 필터링한 다음 지하로 펌핑합니다. 해당 개선 프로젝트에는 비용이 듭니다. $ 3 백만 이상, 하지만 PFAS가 지역사회가 사용하는 식수로 이동하는 것을 방지합니다.
미국 환경 보호국은 법적으로 집행 가능한 규정 수립 제안 공공 음용수 시스템에서 4가지 PFAS 화학물질의 최대 수준. 이러한 화학 물질 중 두 가지인 PFOA와 PFOS는 개별 유해 화학 물질로 인식되며 이전 지침보다 상당히 낮은 수준인 XNUMXppt를 초과하면 규제 조치가 시행됩니다.
필터링은 한 단계에 불과합니다. PFAS가 포착되면 PFAS가 포함된 활성탄을 폐기해야 하며 PFAS는 여전히 이동합니다. 오염된 물질을 매립지나 다른 곳에 묻으면 결국 PFAS가 침출됩니다. 그래서 그것을 파괴하는 방법을 찾는 것이 필수적입니다.
PFAS를 분해하기 위해 과학자들이 발견한 가장 유망한 방법은 무엇입니까?
PFAS를 파괴하는 가장 일반적인 방법은 소각이지만 대부분의 PFAS는 연소에 대한 내성이 현저합니다. 그것이 그들이 소방용 폼에 있는 이유입니다.
PFAS는 여러 불소 원자는 탄소 원자에 붙어 있으며 탄소와 불소 사이의 결합은 가장 강한 것 중 하나입니다. 일반적으로 무언가를 태우려면 결합을 끊어야 하지만 불소는 탄소에서 끊어지지 않습니다. 대부분의 PFAS는 소각 온도에서 완전히 분해됩니다. 1,500 학위 섭씨 (화씨 2,730도) 하지만 에너지 집약적이고 적합한 소각로가 부족합니다.
유망하지만 많은 양의 화학 물질을 처리하기 위해 확장되지 않은 몇 가지 다른 실험 기술이 있습니다.
Battelle의 한 그룹은 초임계수 산화 PFAS를 파괴합니다. 높은 온도와 압력은 물의 상태를 변화시켜 유해 물질을 파괴할 수 있는 방식으로 화학 작용을 가속화합니다. 그러나 확장은 여전히 과제입니다.
기타 작업 플라스마 원자로, 물, 전기 및 아르곤 가스를 사용하여 PFAS를 분해합니다. 빠르지만 확장하기 쉽지 않습니다.
우리는 미래에 무엇을 보게 될까요?
인간의 PFAS 노출이 주로 어디에서 오는지에 대해 우리가 배우는 것에 많은 것이 달려 있습니다.
노출이 주로 식수인 경우 가능성이 있는 더 많은 방법이 있습니다. 결국 전기화학적인 방법으로 가정 수준에서 파괴될 수 있지만, 염화물과 같은 일반적인 물질을 더 독성이 강한 부산물로 전환시키는 것과 같은 이해해야 할 잠재적인 위험도 있습니다.
개선의 가장 큰 과제는 다른 가스를 방출하거나 유해한 화학 물질을 생성하여 문제를 악화시키지 않는 것입니다. 인간은 문제를 해결하려고 노력하고 상황을 악화시킨 오랜 역사를 가지고 있습니다. 냉장고가 좋은 예입니다. 염화불화탄소인 프레온은 냉장고의 독성 및 인화성 암모니아를 대체하는 솔루션이었지만 성층권 오존층 파괴를 일으켰다.. 수소불화탄소로 대체되었습니다. 기후 변화에 기여하다.
배워야 할 교훈이 있다면 그것은 우리가 제품의 전체 수명 주기를 통해 생각해야 한다는 것입니다. 얼마나 오래 지속되려면 화학 물질이 정말로 필요합니까?
저자에 관하여
A. 다니엘 존스, 생화학 교수, 미시간 주립 대학 과 후이 리, 환경 및 토양 화학과 교수, 미시간 주립 대학
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