Perfluoralkil és polifluoralkil anyagok (PFAS-ok)

A perfluoralkil és polifluoralkil anyagok (PFAS-ok), köztük a perfluoroktánsav (PFOA) és a perfluoroktán-szulfonát (PFOS) környezeti kibocsátása a gyártóüzemekben és olyan területeken történt, ahol vizes filmek…habot (AFFF) használtak szénhidrogéntüzek oltására. A PFAS-ok a gyanú szerint káros hatással vannak az emberi egészségre. A környezetben rendkívül stabilak, és általában szemcsés aktív szénnel távolítják el őket a vízkészletekből. Szükség van in situ kezelési technológiákra és költséghatékonyabb ex situ kezelési módszerekre.

Kapcsolódó cikk(ek):

Talaj & Felszín alatti vízszennyezők

KONTRIBUTOR(OK): Dr. Rula Deeb, Dr. Jennifer Field, Elisabeth Hawley és Dr. Christopher Higgins

Főbb forrás(ok):

U.S. EPA Emerging Contaminants – PFOS and PFOA Fact Sheet

Introduction

A környezetbe kerülő PFAS-okkal kapcsolatos tudatosság először az 1990-es évek végén jelent meg az ionizált anyagok kimutatására szolgáló analitikai módszerek fejlődését követően. Jogi lépéseket tettek a PFAS termékeket gyártó létesítmények ellen a Nyugat-Virginia/Ohio folyó völgyében. 2000-ben a PFOS egyetlen amerikai gyártója beleegyezett abba, hogy önként beszünteti a gyártást. Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége (EPA) 2009-ben ideiglenes ivóvíz-egészségügyi ajánlásokat adott ki a PFOA-ra és a PFOS-ra vonatkozóan, amelyeket 2016-ban egészségügyi ajánlások váltottak fel. Az elmúlt öt év során az állami szabályozó hatóságok a légierő és a haditengerészet több korábbi tűzoltókiképző területét kötelezték arra, hogy végezzenek helyszíni vizsgálatokat a PFAS-ok tekintetében. A SERDP/ESTCP kutatási programok 2011-ben kezdték finanszírozni a kapcsolódó kutatásokat, mert felismerték a kérdés lehetséges hatását a Védelmi Minisztériumra nézve.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

1. ábra a) A perfluoralkil-anyag, a PFOS szerkezete, összehasonlítva b) egy polifluoralkil-anyag, a 6:2 fluorotelomer-szulfonát (6:2 FTSA) szerkezetével.

Bár a környezeti kármentesítési ipar kezdetben a “perfluorozott vegyületek” (vagy PFC-k) kifejezést használta, a globális tudományos, szabályozási és ipari közösségeken belüli következetes kommunikáció érdekében a PFAS konkrétabb terminológiáját ajánlották. A PFAS-ok szénláncos szerkezetű fluorozott anyagok. A perfluoralkil anyagok esetében a lánc minden egyes szénatomja fluorral teljesen telített (csak szén-fluor kötések), míg a polifluoralkil anyagok szénlánca többnyire fluorral telített (szén-fluor kötések), de szén-hidrogén kötéseket is tartalmaz (1. ábra).

A leginkább vizsgált PFAS-ok a PFOA és a PFOS. Mindkettő hidrofób, nyolc szénatomból álló, fluoratomokkal teljesen telített szénlánc-szerkezettel rendelkezik (azaz perfluoralkil anyagok) és egy hidrofil poláros funkciós csoporttal. Ezért “amfifilek”, és társulnak a vízzel és az olajokkal. Ez a tulajdonság tette őket hasznos összetevőkké a tűzoltó habokban és más felületaktív alkalmazásokban. A legtöbb felszín alatti vízben a PFOS és a PFOA vízben oldódó anionok. Tenzid tulajdonságaik megnehezítik fiziokémiai tulajdonságaik, például a megoszlási együtthatók előrejelzését. A PFAS-okban lévő szén-fluor kötések erőssége rendkívül nagy kémiai és termikus stabilitást eredményez. A PFOS és a PFOA releváns tulajdonságait az alábbiakban foglaljuk össze (1. táblázat).

1. táblázat. A PFOS és a PFOA fizikai és kémiai tulajdonságai. 1Megjegyzendő, hogy a PFOA sóformája nagyobb valószínűséggel bír környezeti és toxikológiai jelentőséggel; ennek tulajdonságai azonban nem állnak rendelkezésre. Rövidítések: g/mol = gramm/mol; mg/L = milligramm/liter; oC = Celsius-fok; mm Hg = higanymilliméter; atm-m3/mol = légköbméter/mol. 2Víz oldhatósága tisztított vízben. 3Vízoldékonyság édesvízben. 4Vízoldhatóság szűrt tengervízben. 5Extrapoláció mérésből. 6Esztimált aniontulajdonságok alapján. 7A PFOA esetében azonosított légköri felezési idő értékét rövid vizsgálati időszakokból meghatározott, rendelkezésre álló adatok alapján becsültük.

Környezeti aggodalom

A perfluorozott anyagok nagyon stabilak, biológiailag nem bomlanak le, és világszerte megtalálhatóak a környezetben. Ezzel szemben a szén-hidrogén csoportok jelenléte a polifluor-alkil anyagokban megkönnyíti e vegyületek részleges lebomlását, rövidebb láncú perfluor-alkil vegyületeket képezve. A perfluorozott anyagok nyomnyi mennyiségét olyan távoli helyeken is kimutatták, mint az Északi-sarkvidék, távol a potenciális pontforrásoktól. Más tanulmányok kimutatták, hogy a hosszú láncú perfluorozott anyagok bioakkumulálódnak és biomagnifikálódnak a vadon élő állatokban. Emiatt a magasabb trófájú vadon élő állatok, köztük a halak és a madarak különösen érzékenyek lehetnek. A holland Nemzeti Közegészségügyi és Környezetvédelmi Intézet az emberi halfogyasztás alapján 0,65 nanogramm/liter (ng/L) maximálisan megengedhető koncentrációt számított ki a PFOS-ra az édesvízben.

A PFOS-ok jellemzően a májhoz, a fehérjékhez és a véráramhoz kapcsolódnak. Emberben a felezési idejük 2 és 9 év közötti tartományban van. A PFOA toxikológiai vizsgálatai potenciális fejlődési vagy reprodukciós hatásokra utalnak. Mind a PFOA, mind a PFOS feltételezett rákkeltő anyagok, de rákkeltő hatásukat az amerikai EPA még nem minősítette. A Nemzetközi Rákkutató Ügynökség (IARC) a PFOA-t a 2B csoportba tartozó rákkeltő anyagként, azaz az emberre nézve valószínűleg rákkeltő anyagként sorolta be. Az amerikai EPA 30 ng/kg*nap PFOS és 20 ng/kg*nap PFOA referenciadózis-tervezetet tett közzé (a nem rákveszély alapján). A telephelyek helyreállítása esetén az ivóvízzel való lenyelés, a halak fogyasztása, a vízzel való bőrön keresztüli érintkezés és a szennyezett talajjal való (véletlen) lenyelés vagy érintkezés az aggodalomra okot adó expozíciós útvonalak.

Használatok és lehetséges források a környezetbe

Egyedi tulajdonságaik miatt sok PFAS felületaktív anyagként vagy felületi bevonatok összetevőjeként funkcionál. Foltállóak, hőállóak, és hasznosak a savakkal vagy bázisokkal érintkező felületek bevonására. Így számos iparág széles körben használja őket, többek között a szőnyeg-, textil- és bőrgyártás, krómozás, fényképezés, fotolitográfia, félvezetőgyártás, bevonatadalékok, tisztítószerek és rovarirtók. A PFAS-ok számos fogyasztói termékben is megtalálhatók, beleértve az élelmiszerpapírt és -csomagolást, a bútorokat, a vízálló ruházatot és a kozmetikumokat. A PFAS-ok jelenléte a fogyasztói termékekben városi háttérkoncentrációt eredményezett a csapadékvízben, a szennyvíztisztító telepek befolyó vizében és a hulladéklerakók csurgalékvizében.

A PFAS-ok egyik legismertebb forrása az AFFF, amelyet nagy mennyiségben használtak a környezetben tüzeknél, tűzoltási gyakorlótereken, repülőgép-hangárok és más épületek tűzoltó rendszereinek aktiválása során, valamint véletlenül az AFFF tárolása, szállítása és mindennapi kezelése során. Az AFFF-et rutinszerűen használták katonai létesítményekben, repülőtereken és finomítókban. A formulák szabadalmaztatottak, és az AFFF összetétele gyártónként változik. Az AFFF azonban jellemzően vízből (60-93%), oldószerekből, például butilkarbitból (3-25%), szénhidrogén felületaktív anyagokból (1-12%), egy vagy több PFAS-ból és egyéb vegyületekből (pl. korróziógátlók, elektrolitok) áll. A különböző AFFF-formulák PFAS-szignatúrái segíthetnek a PFAS-források törvényszéki azonosításában.

Szabályozás

A PFAS-okra vonatkozóan még nem hirdettek ki végleges szabályozást; a PFAS-okra vonatkozó jelenlegi kritériumok általában iránymutatás vagy tanácsadói szintek formájában jelennek meg (2. táblázat). Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Hivatala (EPA) a közelmúltban ivóvíz-egészségügyi tanácsadó szinteket dolgozott ki a PFOA-ra és a PFOS-ra vonatkozóan, amelyek a korábban közzétett ideiglenes értékek helyébe léptek. Több állam, köztük Minnesota, Maine és New Jersey, szűrőértékeket vagy ideiglenes kritériumokat tett közzé egy vagy több PFAS-ra, beleértve a PFOS-t, a PFOA-t, a perfluorobutánsulfonsavat (PFBS), a perfluorobutánsavat (PFBA) és a perfluorononánsavat (PFNA) (2. táblázat). Az Európai Unió ivóvíz-, talajvíz- és talajkritériumai a közelmúltban jelentek meg egy összefoglaló jelentésben.

Más szabályozási intézkedések korlátozták a PFAS-ok használatát és gyártását. A PFOS-t 2009-ben felvették a környezetben tartósan megmaradó szerves szennyező anyagokról szóló Stockholmi Egyezmény szerinti vegyi anyagok listájára. A PFOS szinte teljes felhasználását betiltották tehát Európában, néhány kivételtől eltekintve. Az anyagok vagy keverékek nem tartalmazhatnak PFOS-t 0,001 tömegszázaléknál nagyobb mennyiségben (EU 757/2010). Az Egyesült Államokban, mivel a PFOS gyártását 2002-ben önkéntesen beszüntették, PFOS-t tartalmazó AFFF-et már nem gyártanak. Az amerikai hadsereg és mások még mindig nagy mennyiségű PFOS-t tartalmazó AFFF-et tárolnak, bár ezek használatát nem javasolják.

SZABÁLYOZÓ ÜGYNÖKSÉG	LEÍRÁS	PFOS	PFOA	PFOA	PFBS	PFBA	PFNA
ITATÓVÍZ (µg/L)
U.S. EPA	Ihatóvíz egészségügyi ajánlások	0,07	0,07
Health Canada	Ihatóvíz szűrőértékek	0.6	0.2	15	30	0.2
Maine Department of Environmental Protection	Maximal Exposure Guideline		0.1
Michigan Department of Environmental Quality	Itatóvíz felszíni vízminőségi érték	0.011	0.42
New Jersey Környezetvédelmi Minisztérium	Előzetes egészségügyi alapú irányadó érték		0.04
New Jersey Környezetvédelmi Minisztérium	A PFOA és PFOS MCL ajánlások kidolgozása jelenleg folyamatban van		0.04
New Jersey Környezetvédelmi Minisztérium	Egészségügyi alapú maximális szennyezőanyagszint (MCL) ajánlás							0.013
Vermont Egészségügyi Minisztérium	Ihatóvíz egészségügyi ajánlási szint		0.02
FÖLDVÍZ (µg/L)
Minnesota Egészségügyi Minisztérium	A talajvíz egészségügyi kockázati határértéke	0,3	0.3	7	7
Illinois Environmental Protection Agency	Provisional Groundwater Remediation Objectives, Class I Groundwater	0.2	0.4
Illinois Environmental Protection Agency	Provisional Groundwater Remediation Objectives, Class II Groundwater	0.2	0.2
North Carolina Department of Environmental Quality	Interim Maximum Allowable Concentration		1.0
New Jersey Környezetvédelmi Minisztérium	Közvetlen egyedi felszín alatti vízminőségi kritérium						0.01
Maine Department of Environmental Protection	Remedial Action Guidelines for Residential Groundwater	0.06	0.1
Michigan Department of Environmental Quality	Groundwater Residential Generic Cleanup Criteria and Screening Levels	0.12	0.089
Michigan Department of Environmental Quality	Groundwater Nonresidential Generic Cleanup Criteria and Screening Levels	0.5	0.28
Texas Commission on Environmental Quality Texas Risk Reduction Program	Protective Concentration Levels for 16 PFAS for Several Different. Expozíciós forgatókönyvek (talajvíz)
Alaska Department of Environmental Conservation	Cleanup Levels	0.4	0.4
SOIL (mg/kg)
U.S. EPA Region 4	Lakossági talaj szűrési szint	6	16
Minnesota Pollution Control Agency	Industriális talaj referenciaérték (.xlsx)	14	13		500
Minnesota Pollution Control Agency	Residential Soil Reference Value(.xlsx)	2.1	2.1		77
Minnesota Pollution Control Agency	Recreational Soil Reference Value(.xlsx)	2.6	2.5		95
Maine Department of Environmental Protection	Remedial Action Guidelines for different exposure scenarios	11-hez.82
Texas Commission on Environmental Quality Texas Risk Reduction Program	Protective Concentration Levels for 16 PFAS (16 PFAS) több különböző expozíciós forgatókönyvhöz (talaj)
Alaska Department of Environmental Conservation	Cleanup Level, Sarkvidéki zóna	2.2	2.2
Alaska Környezetvédelmi Minisztérium	Tisztítási szint, 40′ alatti övezet	1.6	1.6
Alaska Department of Environmental Conservation	Cleanup Level, Over 40′ Zone	1.3	1.3
Alaska Department of Environmental Conservation	Cleanup Level, Migration to Groundwater (MTGW)	0.0030	0.0017
Táblázat 2. A PFAS szabályozási kritériumok összefoglalása. A PFAS-okra vonatkozó szabályozási kritériumok még mindig viszonylag gyorsan fejlődnek. Kérjük, ellenőrizze a hivatkozott hivatkozást, hogy a táblázatban felsorolt szabályozási kritériumok naprakészek-e, mielőtt felhasználná ezt az információt. Néhány államban a PFAS-okra vonatkozó szabályozási értékek a felszín alatti vizekre vonatkozóan a hozzájárulási megállapodások eredményeként kerültek meghatározásra (pl. Nyugat-Virginiában és Ohióban is aláírtak egy hozzájárulási megállapodást a DuPont-tal, amely a PFOA-ra vonatkozóan 0,4 µg/l-t ír elővigyázatossági, helyspecifikus beavatkozási szintként). Más államok (pl. Delaware, New Hampshire, New York) több vízrendszerben elfogadták az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynökségének ideiglenes egészségügyi ajánlási szintjeit a PFOS és a PFOA tekintetében. Pennsylvania megvizsgálta a PFOS-szennyezést két szennyezett kúttal kapcsolatban, amelyeket az EPA szabályozatlan szennyező anyagok ellenőrzésére vonatkozó programja keretében azonosítottak. Alabama szintén helyspecifikus alapon foglalkozott a PFAS-szennyezéssel. Alaszka több helyszínen végzett mintavételt és PFAS-ellenőrzést.

Mintavétel és analitikai módszerek

Mivel a PFAS-ok számos gyakori fogyasztási cikkben jelen vannak, a mintavétel során ügyelni kell a PFAS-ok egyéb lehetséges forrásaival való érintkezés kizárására. A legtöbb szabványos működési eljárás és munkaterv azt tanácsolja, hogy kerüljük a politetrafluor-etilén alapú (pl. teflon) alkatrészek használatát, beleértve a csöveket és a bélelt mintásüvegek kupakjait. Egyesek arra is utasítják a mintavevőket, hogy ne viseljenek vízálló kabátokat vagy más vízálló bevonattal ellátott felsőruházatot, és kerüljék az olyan csomagolt élelmiszerek kezelését, amelyek a tapadásmentesség növelése érdekében fluorotelomer-alapú vegyi anyagokat tartalmazhatnak. A PFAS-oknak a levegő-víz határfelülethez való affinitása és az üveg nedvesíthetősége miatt a mintapalackok általában polipropilénből vagy nagy sűrűségű polietilénből készülnek.

A legtöbb kereskedelmi laboratórium az U.S. EPA 537-es módszerének módosított változatát használja az ivóvízben lévő PFAS-ok elemzésére. Ez a módszer szilárd fázisú extrakcióból és folyadékkromatográfiából áll tandem tömegspektrometriával. Az analitok közé tartoznak a PFOS, a PFOA és jellemzően 12 egyéb PFAS (főként perfluor-karbonsavak és perfluor-szulfonsavak) különböző szénlánc-hosszúsággal. Speciális laboratóriumok módosították ezt az analitikai módszert az ivóvíztől eltérő mátrixok esetében, a rövidebb szénláncú vegyületek jobb kinyerése vagy alacsonyabb kimutatási határértékek elérése érdekében.

Ritkák azok a kereskedelmi laboratóriumok, amelyek képesek a PFAS-ok még szélesebb körének (pl. az AFFF-formulákban ismert, PFOA és PFOS képződésére lebomló PFAS-ok) mennyiségi meghatározására. A PFAS-prekurzorok több családjának kimutatására alkalmas analitikai módszer. Létezik az összes oxidálható prekurzor (TOP) vizsgálat is, amely a perfluor-karboxilátokká oxidálható prekurzorok tömegmérése. A vízmintákban lévő szerves fluor teljes mennyiségének számszerűsítésére szolgáló egyéb megközelítések közé tartozik a részecskeindukált gamma-sugárzás (PIGE) és az abszorbeálható szerves fluor (AOF).

A PFAS-ok nagy felbontású helyszíni jellemzési módszereinek költséghatékonysága jelenleg korlátozott, mivel nincs olyan megbízható analitikai módszer, amelyet a terepen szűrési módszerként lehetne használni. Számos kutatócsoport tett kísérletet egy terepen alkalmazható mobil analitikai módszer megtervezésére. A United Science LLC például ionszelektív elektródákat fejleszt a PFOS ng/L szinteken történő mérésére. A Geosyntec Consultants és az Eurofins Eaton Analytical egy mobil terepi egységet fejleszt a PFOS és más PFAS-ok ng/L-szintű szűrésére.

Sors és szállítás

A következőkben összefoglaljuk a PFAS sorsának és szállításának néhány kulcsfogalmát:

Szorpció: Mind a PFOA, mind a PFOS anionok a környezet tipikus pH-értékeinél, mégis erős kölcsönhatást mutatnak a szilárd fázisú szerves szénnel. Emiatt a foc-Koc módszer a szorpció előrejelzésére általában megfelelő, bár ezt nem minden PFAS esetében igazolták. Az ásványi fázisokkal, különösen a vas-oxid anyagokkal való kölcsönhatások fontosak lehetnek az alacsony f foc-értékű anyagok esetében. Jelenleg a PFAS mobilitásának pontos előrejelzéséhez empirikus helyspecifikus szorpciós becslések alkalmazása ajánlott.

Biotranszformáció: A PFOS, PFOA és a különböző lánchosszúságú analóg vegyületek perzisztensek a környezetben, és nem könnyen bomlanak le biológiailag. A polifluorozott formák részben lebomlanak a környezetben, különösen, ha a feltételeket (pl. oldott oxigénkoncentráció, pH) megváltoztatták a társszennyezők kezelése érdekében. A bomlástermékek azonban gyakran visszahúzódóbbak – a lebomló polifluorozott formák a PFOA, PFOS és homológjaik prekurzorai. Ezzel szemben a gombás lebontás a perfluor-karbonsavak alacsonyabb termelését eredményezi.

A mikrobák egyéb hatásai: Egyes mikrobák a PFOA jelenlétében aggregálódnak és extracelluláris polimer anyagokat termelnek. A mikrobák elősegítik a PFAS-ok kioldódását a települési szilárd hulladéklerakókban gyakori metanogén körülmények között is. A körülményektől függően a mikrobiális aktivitás tehát fokozhatja az olyan vegyületek, mint a PFOS és a PFOA mobilitását, vagy feltételezhetően az ellenkező hatást fejtheti ki a szorpció fokozásával.

A társszennyezők hatása és a társszennyezők helyreállítási stratégiái: A PFAS-ok és a nem vizes fázisú folyadékok közötti kölcsönhatások késleltethetik a PFAS-ok migrációját. A TCE klórmentesítését gátolhatják a PFAS-ok, és ez a gátlás egyaránt függ a PFAS szerkezetétől és. A PFAS-prekurzorok PFOA és más PFAS-ok kialakulásával bomlottak le az Ellsworth Légibázison található egykori tűzoltó gyakorlótéren, ahol a társszennyezők kezelésére többféle kármentesítési módszert alkalmaztak, többek között talajgőz-elvonást, talajvíz szivattyúzást és kezelést, bioventinget és oxigéninfúziót.

Talaj és talajvíz kármentesítése

A PFAS-ok kémiai és termikus stabilitása és a PFAS-keverékek összetettsége miatt a talaj és talajvíz kármentesítése kihívást jelent és költséges. A kutatások még mindig folynak a hatékony kármentesítési stratégiák kifejlesztése érdekében.

A talaj esetében általában több kezelési lehetőséget értékelnek: 1) kezelés és/vagy közvetlen helyszíni újrafelhasználás, 2) ideiglenes tárolás a helyszínen, és 3) ártalmatlanítás a helyszínen kívül, talajfeldolgozó vagy -kezelő létesítményben, engedélyezett hulladéklerakóban vagy hulladékégetőben. A kereskedelemben kaphatók talajkezelő termékek a PFAS stabilizálására és a kioldódás csökkentésére. A talaj stabilizálására vagy kezelésére vonatkozó kritériumok a hulladéklerakóba történő elhelyezés előtt nagyon helyspecifikusak. A PFAS-ok talajból való eltávolításának egyéb lehetséges technológiái közé tartozik a talajmosás és az égetés.

A felszín alatti vizek esetében a kezelési lehetőségek a következők: 1) in situ kezelés, 2) ex situ kezelés és/vagy újrafelhasználás, víztartó rétegekbe történő visszasajtolás vagy felszíni vízbe, csapadékvízbe vagy csatornába való bevezetés, 3) ideiglenes tárolás a helyszínen, és 4) veszélyes hulladékkezelő és ártalmatlanító létesítményen kívüli ártalmatlanítás. A leggyakoribb helyreállítási módszer a szivattyúzás és kezelés granulált aktív szénnel, majd a kiégett aktív szén helyszíni elégetése. Ezt a technológiát már évek óta teljes körűen alkalmazzák. A szemcsés aktív szén azonban viszonylag kis kapacitással rendelkezik a PFAS-ok számára, különösen, ha rövidebb láncú vegyületek vannak jelen. A szorbciós kapacitás javítására irányuló vizsgálatokat végeztek a szemcsés és porított aktív szén, ioncserélő és egyéb szorbens anyagok különböző formáin, valamint agyag, porított aktív szén és egyéb szorbensek keverékein.

A PFAS ex situ eltávolításának egyéb módszerei közé tartozik a nagynyomású membránkezelés nanoszűréssel vagy fordított ozmózissal. A teljes körű települési vízkezelő létesítményekben alkalmazott membrántechnológiák hatékonyan távolították el a PFAS-okat. A tipikus környezeti kármentesítési alkalmazásokban azonban a membránkezelés magasabb költséggel jár, mint az aktív szén, és a hatékonyságot más talajvíz-szennyezők is ronthatják. A semleges PFAS-ok, mint például a perfluoralkil-szulfonamidok, esetleg nem távolíthatók el kellőképpen.

PFAS-kezelési kutatások

A PFAS-kezelési kutatások a következő témákat foglalják magukban:

PFAS-szekvenálás: A szorbenseket azzal a hosszú távú céllal vizsgálják, hogy azokat egy in situ barrierben alacsony költségű, hosszú távú kezelési megoldásként használják, kombinálva egy olyan módszerrel, amellyel a behelyezett szorbens anyagot rendszeresen regenerálják vagy megújítják, és a hulladékáramokat a helyszínen ex-situ kémiai oxidációval kezelik (ESTCP 2423-as projekt). A SERDP/ESTCP szintén finanszírozott kutatásokat (ESTCP ER-2425 projekt) a kémiai koagulánsok (pl. polialumínium-klorid, kationos polimerek) in situ injektálásának tesztelésére a szorbció segítésére.

Proof-of-Concept for Biological Treatment: A gombákat laboratóriumi körülmények között sikeresen alkalmazták a PFAS lebontására, de helyben nehezebb őket fenntartani. Az új munka (ESTCP ER-2422 projekt) arra összpontosít, hogy a PFAS-t lebontó gombákból származó PFAS-bontó enzimeket “boltozatba” (a természetben előforduló részecskék, amelyek sokféle mikroorganizmusban megtalálhatók) csomagolják, és bioaugmentációt alkalmazzanak az in situ lebontáshoz.

Fejlett oxidációs folyamatok: A PFAS-ok fejlett oxidációs eljárásai közé tartozik az elektrokémiai oxidáció, a fotolízis és a fotokatalízis. Az elektrokatalitikus és katalitikus megközelítéseket Ti/RuO2 és más vegyes fémoxid-anódok felhasználásával laboratóriumban különböző körülmények között alkalmazták a PFAS oxidációjára (ESTCP 2424-es projekt).

In Situ kémiai redukció: A jelenleg vizsgált módszerek közé tartozik a nullaértékű fémek/bimetálok (Pd/Fe, Mg, Pd/Mg) használata agyagbetétekkel és a B12-vitaminos oldószerrel segített fluormentesítés. Az egyik folyamatban lévő projekt (SERDP ER-2426 projekt) a PFOS-ra összpontosít, amely számos oxidációs folyamatra nehezen reagál. A PFOS és más PFAS-ok remediációjának első lépéseként redukciós technológiákat lehetne alkalmazni.

Összefoglaló

A PFAS-ok jelen vannak a környezetben, és számos kihívást jelentenek. A perfluoralkil anyagok rendkívül stabilak és biomagnifikálódhatnak az élővilágban. Az egészségügyi alapú ajánlási szintek alacsonyak, azaz ng/L koncentrációk a talajvízben és az ivóvízben. A PFAS-okkal kapcsolatos tudatosság növekedésével és a szabályozási kritériumok fejlődésével párhuzamosan a helyszínek kezelői helyszíni vizsgálatokat végeznek, javítják az analitikai technikákat, valamint kármentesítési rendszereket terveznek és működtetnek. A SERDP/ESTCP által finanszírozott kutatások célja a PFAS hatékony kezelési technológiák bemutatása és a technológia költséghatékonyságának javítása.

^ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 U.S. Environmental Protection Agency, 2014. Újonnan megjelenő szennyező anyagok – perfluoroktán-szulfonát (PFOS) és perfluoroktánsav (PFOA). Tájékoztató. March Fact Sheet
^ Rich, N., 2016. Az ügyvéd, aki a DuPont legrosszabb rémálma lett. The New York Times Magazine.
^ United States Environmental Protection Agency (Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége), 2000. Az EPA és a 3M bejelentette a PFOS fokozatos kivonását. Május 16-án, kedden kelt sajtóközlemény. U.S. EPA PFOS Phase Out Announcement
^ United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA), 2016. Ivóvíz-egészségügyi tanácsadás a PFOA és PFOS vonatkozásában. U.S. EPA Water Health Advisories – PFOA and PFOS
^ Buck, R.C., Franklin, J., Berger, U., Conder, J.M., Cousins, I.T., de Voogt, P., Jensen, A.A., Kannan, K., Mabury, S.A. and van Leeuwen, S.P., 2011. Perfluoralkil és polifluoralkil anyagok a környezetben: terminológia, osztályozás és eredet. Integrated Environmental Assessment and Management, 7(4), 513-541. doi: 10.1002/ieam.258
^ Young, C.J., Furdui, V.I., Franklin, J., Koerner, R.M., Muir, D.C. and Mabury, S.A., 2007. Perfluorozott savak a sarkvidéki hóban: új bizonyítékok a légköri képződésre. Environmental Science & Technology, 41(10), 3455-3461. doi: 10.1021/es0626234
^ Conder, J.M., Hoke, R.A., Wolf, W.D., Russell, M.H. és Buck, R.C., 2008. Bioakkumulatívak-e a PFCA-k? Kritikai felülvizsgálat és összehasonlítás a szabályozási kritériumokkal és a perzisztens lipofil vegyületekkel. Environmental Science & Technology, 42(4), 995-1003. doi: 10.1021/es070895g
^ Sinclair, E., Mayack, D.T., Roblee, K., Yamashita, N. and Kannan, K., 2006. Perfluoralkil felületaktív anyagok előfordulása New York állam vizében, halakban és madarakban. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 50(3), pp.398-410. doi: 10.1007/s00244-005-1188-z
^ Benbrahim-Tallaa, L., Lauby-Secretan, B. Loomis, D., Guyton, K.Z., Grosse, Y., Bouvard, F. El Ghissassi, V., Guha, N., Mattock, H., Straif, K., 2014. A perfluoroktánsav, a tetrafluoretilén, a diklórmetán, az 1,2-diklór-propán és az 1,3-propán-szulton rákkeltő hatása. The Lancet Oncology, 15 (9), 924-925. doi: 10.1016/S1470-2045(14)70316-X
^ International Agency for Research on Cancer (IARC), 2016. Monográfiák az embert érintő rákkeltő kockázatok értékeléséről. Osztályozási listák, 1-116. kötet. List of Classifications.pdf
^ Krafft, M.P. és Riess, J.G., 2015. A teljesítmény, a környezet és a fenntarthatóság szempontjából releváns poli- és perfluoralkilezett anyagok kiválasztott fizikai-kémiai szempontjai – Első rész. Chemosphere, 129, 4-19. doi: 10.1016/j.chemosphere.2014.08.039
^ Birnbaum, L.S. és Grandjean, P., 2015. Alternatives to PFAS: Perspectives on the Science. Environmental Health Perspectives, 123(5), A104-A105. doi: 10.1289/ehp.1509944
^ Houtz, E.F., 2013. Perfluoralkilsav prekurzorok oxidatív mérése: Implikációk a városi lefolyáskezelésre és az AFFF-szennyezett talajvíz és talaj remediációjára. Doktori disszertáció. Elérhető online: http://escholarship.org/uc/item/4jq0v5qp
^ Lang, J.R., Allred, B.M., Peaslee, G.F., Field, J.A. és Barlaz, M.A., 2016. Per- és polifluoralkil anyagok (PFAS) felszabadulása szőnyegből és ruházatból anaerob hulladéklerakó modellreaktorokban. Environmental Science & Technology, 50(10), 5024-5032. doi: 10.1021/acs.est.5b06237
^ Conder, J., Deeb, R.A., Field, J.A. és Higgins, C.P., 2016. GRACast: Gyakran ismételt kérdések a per- és polifluoralkil anyagokról (PFAS). Előadás július 6-án. GYIK
^ Backe, W.J., Day, T.C. és Field, J.A., 2013. Zwitterionos, kationos és anionos fluorozott vegyi anyagok vizes filmképző habkészítményekben és amerikai katonai bázisokról származó talajvízben nem vizes nagy térfogatú injektálású HPLC-MS/MS módszerrel. Environmental Science & Technology, 47(10), 5226-5234. doi: 10.1021/es3034999
^ Place, B.J. és Field, J.A., 2012. Új fluorkémiai anyagok azonosítása az amerikai hadsereg által használt vizes filmképző habokban. Environmental Science & Technology, 46(13), 7120-7127. doi: 10.1021/es301465n
^ Concawe, 2016. A poli- és perfluoralkil anyagok (PFAS) környezeti sorsa és hatásai. Report no. 8/16. Report pdf
^ TerMaath, S., J. Field és C. Higgins, 2016. Per- és polifluoralkil anyagok (PFAS): Analitikai és jellemzési határterületek. Webinar Series
^ Houtz, E.F., Higgins, C.P., Field, J.A. és Sedlak, D.L., 2013. Perfluoralkilsav-prekurzorok perzisztenciája az AFFF által érintett talajvízben és talajban. Environmental Science & Technology, 47(15), 8187-8195. doi: 10.1021/es4018877
^ Willach, S., Brauch, H.J. és Lange, F.T., 2016. Válogatott perfluoralkil és polifluoralkil anyagok hozzájárulása az adszorbeálható szerves kötésű fluorhoz német folyókban és egy erősen szennyezett talajvízben. Chemosphere, 145, 342-350. doi:10.1016/j.chemosphere.2015.11.113
^ U.S. Environmental Protection Agency, 2015. Final report: Field deployable PFCs sensors for contaminated soil screening. EPA szerződésszám EPD14012. Report pdf
^ Deeb, R., Chambon, J., Haghani, A., and Eaton, A., 2016. Polifluoralkil és perfluoralkil anyagok (PFAS) valós idejű mérésére szolgáló analitikai módszer kifejlesztése és tesztelése. Előadás a Battelle klórozott anyagokról szóló konferencián, Palm Springs, Kalifornia.
^ Higgins, C.P. és Luthy, R.G., 2006. Perfluorozott felületaktív anyagok szorpciója üledékeken. Environmental Science & Technology, 40(23), 7251-7256. doi: 10.1021/es061000n
^ 25.0 25.1 Ferrey, M.L., Wilson, J.T., Adair, C., Su, C., Fine, D.D., Liu, X. és Washington, J.W., 2012. A PFOA és PFOS viselkedése és sorsa homokos víztartó üledékben. Groundwater Monitoring & Remediation, 32(4), 63-71. doi: 10.1111/j.1745-6592.2012.01395.x
^ Johnson, R.L., Anschutz, A.J., Smolen, J.M., Simcik, M.F. és Penn, R.L., 2007. A perfluoroktán-szulfonát adszorpciója homok, agyag és vas-oxid felületeken. Journal of Chemical & Engineering Data, 52(4), 1165-1170. doi: 10.1021/je060285g
^ 27.0 27.1 27.2 Tseng, N., Wang, N., Szostek, B. és Mahendra, S., 2014. A 6:2 fluorotelomer alkohol (6:2 FTOH) biotranszformációja egy fát rothasztó gomba által. Environmental Science & Technology, 48(7), 4012-4020. doi:10.1021/es4057483
^ Harding-Marjanovic, K.C., Houtz, E.F., Yi, S., Field, J.A., Sedlak, D.L. and Alvarez-Cohen, L., 2015. A fluorotelomer tioéter-amido-szulfonát (Lodyne) aerob biotranszformációja AFFF-fel kevert mikrokozmoszokban. Environmental Science & Technology, 49(13), pp. 7666-7674. doi: 10.1021/acs.est.5b01219
^ 29.0 29.1 McGuire, M.E., Schaefer, C., Richards, T., Backe, W.J., Field, J.A., Houtz, E., Sedlak, D.L., Guelfo, J.L., Wunsch, A. és Higgins, C.P., 2014. Bizonyítékok a felszín alatti poli- és perfluoralkil anyagok eloszlásának remediáció okozta megváltozására egy korábbi tűzoltó gyakorlótéren. Environmental Science & Technology, 48(12), 6644-6652. doi: 10.1021/es5006187
^ Weathers, T.S., Higgins, C.P. és Sharp, J.O., 2015. Egy toluolbontó rhodococcus fokozott biofilmtermelését figyelték meg perfluoralkilsavaknak való kitettség után. Environmental Science & Technology, 49(9), 5458-5466. doi: 10.1021/es5060034
^ Allred, B.M., Lang, J.R., Barlaz, M.A. and Field, J.A., 2015. Poli- és perfluoralkil anyagok (PFAS) fizikai és biológiai felszabadulása települési szilárd hulladékból anaerob hulladéklerakó modellreaktorokban. Environmental Science & Technology, 49(13), 7648-7656. doi: 10.1021/acs.est.5b01040
^ Guelfo, J. 2013. Poli- és perfluoralkil anyagok felszín alatti sorsa és transzportja. Filozófiai doktori értekezés, Colorado School of Mines. Thesis
^ Weathers, T.S., Harding-Marjanovic, K., Higgins, C.P., Alvarez-Cohen, L. és Sharp, J.O., 2015. Perfluoralkilsavak gátolják a triklór-etén reduktív de-klórozását a dehalococcoides visszaszorításával. Environmental Science & Technology, 50(1), 240-248. doi: 10.1021/acs.est.5b04854
^ Harding-Marjanovic, K.C., Yi, S., Weathers, T.S., Sharp, J.O., Sedlak, D.L. és Alvarez-Cohen, L., 2016. A vizes filmképző habok (AFFF) hatása a triklór-etén (TCE) deklórozására egy Dehalococcoides mccartyi-tartalmú mikrobiális közösség által. Environmental Science & Technology, 50(7), 3352-3361. doi: 10.1021/acs.est.5b04773
^ 35.0 35.1 Appleman, T.D., Higgins, C.P., Quinones, O., Vanderford, B.J., Kolstad, C., Zeigler-Holady, J.C. és Dickenson, E.R., 2014. A poli- és perfluoralkil anyagok kezelése amerikai teljes körű vízkezelő rendszerekben. Water Research, 51, 246-255. doi: 10.1016/j.watres.2013.10.067
^ Du, Z., Deng, S., Bei, Y., Huang, Q., Wang, B., Huang, J. és Yu, G., 2014. A perfluorozott vegyületek adszorpciós viselkedése és mechanizmusa különböző adszorbenseken – Egy áttekintés. Journal of Hazardous Materials, 274, 443-454. doi:10.1016/j.jhazmat.2014.04.038
^ Department of the Navy (DON). 2015. Ideiglenes perfluorozott vegyületek (PFC-k) útmutató/gyakran ismételt kérdések. GYIK
^ Steinle-Darling, E. és Reinhard, M., 2008. Nanoszűrés szerves nyomszennyező anyagok eltávolítására: a szerkezet, az oldat és a membránok szennyeződésének hatása a perfluor-kémiai vegyületek visszautasítására. Environmental Science & Technology, 42 (14), 5292-5297. doi: 10.1021/es703207s
^ Crimi, M. 2014. In situ kezelővonat perfluoralkillal szennyezett talajvíz remediációjához: In situ chemical oxidation of sorbed contaminants (ISCO-SC), ER-2423. ER-2423
^ Simcik, M. (2014). Újszerű megközelítés kidolgozása a PFC-vel szennyezett felszín alatti vízrendszerek in situ remediációjára, ER-2425. ER-2425
^ Qingguo, J. H., 2013. Perfluoralkillal szennyezett víztartó rétegek remediációja in-situ kétrétegű gát alkalmazásával: laboratóriumi szakaszos és oszlopos vizsgálat. ER-2127
^ Mahendra, S., 2014. Bioaugmentáció boltozatokkal: újszerű in situ remediációs stratégia a perfluoralkil vegyületek átalakítására, SERDP, ER-2422. ER-2422
^ 43.0 43.1 Merino, N., Qu, Y., Deeb, R.A., Hawley, E.L., Hoffman, M.R és Mahendra, S., 2016. A vízben lévő perfluoralkil- és polifluoralkil-anyagok (PFAS) lebontási és eltávolítási módszerei. Environmental Engineering Science, 33(9), 615-649. doi:10.1089/ees.2016.0233
^ Schaefer, C., 2014. Elektrokatalitikus és katalitikus megközelítések vizsgálata a talajvízben lévő perfluoralkil-szennyezők in situ kezelésére, ER-2424. ER-2424
^ Lee, L., 2014. A perfluoralkilsavak in situ kémiai reduktív dezfluorálásának (ISCRD) mennyiségi meghatározása az AFFF-ek által szennyezett talajvízben, ER-2426. ER-2426