Perfluoralkyl- en polyfluoralkylstoffen (PFASs)

Posted by admin Articles

In het milieu zijn perfluoralkyl- en polyfluoralkylstoffen (PFAS), waaronder perfluoroctaanzuur (PFOA) en perfluoroctaansulfonaat (PFOS), vrijgekomen bij productiefaciliteiten en in gebieden waar waterig filmvormend schuim (AFFF) is gebruikt om koolwaterstofbranden te blussen.filmvormend schuim (AFFF) is gebruikt om koolwaterstofbranden te blussen. PFAS worden ervan verdacht schadelijke effecten te hebben op de menselijke gezondheid. Zij zijn zeer stabiel in het milieu en worden gewoonlijk uit watervoorraden verwijderd met behulp van actieve kool in korrelvorm. Er is behoefte aan in situ-behandelingstechnologieën en ex situ-behandelingsmethoden die kosteneffectiever zijn.

Gerelateerd(e) artikel(en):

  • Bodem &Grondwaterverontreinigingen

CONTRIBUTEUR(S): Dr. Rula Deeb, Dr. Jennifer Field, Elisabeth Hawley, and Dr. Christopher Higgins

Key Resource(s):

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

Introduction

Bewustwording van PFAS in het milieu ontstond aan het eind van de jaren negentig na ontwikkelingen in analysemethoden om geïoniseerde stoffen op te sporen. Er werden gerechtelijke stappen ondernomen tegen productiefaciliteiten van PFAS in de West Virginia/Ohio River Valley. In 2000 stemde de enige producent van PFOS in de VS ermee in de productie vrijwillig stop te zetten. Het U.S. Environmental Protection Agency (EPA) gaf in 2009 voorlopige gezondheidsadviezen voor drinkwater af voor PFOA en PFOS en verving deze in 2016 door gezondheidsadviezen. In de afgelopen vijf jaar hebben toezichthouders van de staat geëist dat verschillende voormalige brandweeropleidingsgebieden van de luchtmacht en de marine locatieonderzoeken naar PFAS uitvoeren. SERDP/ESTCP-onderzoeksprogramma’s begonnen in 2011 verwant onderzoek te financieren omdat zij de potentiële impact van deze kwestie voor het ministerie van Defensie onderkenden.

Fysische en chemische eigenschappen

Figuur 1. a) Structuur van een perfluoralkylstof, PFOS, vergeleken met b) de structuur van een polyfluoralkylstof, 6:2 fluortelomeer sulfonaat (6:2 FTSA).

Hoewel de milieusaneringsindustrie aanvankelijk de term “geperfluoreerde verbindingen” (of PFK’s) gebruikte, werd de meer specifieke terminologie van PFAS aanbevolen voor consistente communicatie binnen de wereldwijde wetenschappelijke, regelgevende en industriële gemeenschappen. PFAS zijn gefluoreerde stoffen met een koolstofketenstructuur. In perfluoralkylstoffen is elk koolstofatoom in de keten volledig verzadigd met fluor (alleen koolstof-fluorverbindingen), terwijl de koolstofketen in polyfluoralkylstoffen grotendeels verzadigd is met fluor (koolstof-fluorverbindingen), maar ook koolstof-waterstofverbindingen bevat (fig. 1).

De meest bestudeerde PFAS zijn PFOA en PFOS. Beide hebben een hydrofobe koolstofketenstructuur van acht koolstofatomen die volledig verzadigd zijn met fluoratomen (d.w.z. perfluoralkylstoffen) en een hydrofiele polaire functionele groep. Zij zijn dus “amfifiel” en associëren zich met water en oliën. Deze eigenschap maakte hen tot nuttige ingrediënten in brandbestrijdingsschuim en andere oppervlakte-actieve toepassingen. In de meeste grondwatermilieus zijn PFOS en PFOA in water oplosbare anionen. Hun oppervlakteactieve eigenschappen bemoeilijken de voorspelling van hun fysiochemische eigenschappen, zoals verdelingscoëfficiënten. De sterkte van de koolstof-fluorinebindingen in PFAS leidt tot extreem hoge chemische en thermische stabiliteiten. Relevante eigenschappen van PFOS en PFOA zijn hieronder samengevat (tabel 1).

Tabel 1. Fysische en chemische eigenschappen van PFOS en PFOA. 1Merk op dat de zoutvorm van PFOA waarschijnlijk milieu- en toxicologisch relevanter is; de eigenschappen daarvan zijn echter niet beschikbaar. Afkortingen: g/mol = gram per mol; mg/L = milligram per liter; oC = graad Celsius; mm Hg = millimeter kwik; atm-m3/mol = atmosfeer-kubieke meter per mol. 2Wateroplosbaarheid in gezuiverd water. 3Wateroplosbaarheid in zoet water. 4Wateroplosbaarheid in gefilterd zeewater. 5Extrapolatie van metingen. 6Geschat op basis van anion eigenschappen. 7De voor PFOA vastgestelde waarde voor de halveringstijd in de atmosfeer is geschat op basis van beschikbare gegevens die zijn bepaald op basis van korte studieperioden.

Milieuproblematiek

Perfluorstoffen zijn zeer stabiel, breken niet af, en worden overal ter wereld in het milieu aangetroffen. De aanwezigheid van koolstof-waterstofgroepen in polyfluoralkylverbindingen maakt het daarentegen gemakkelijker om deze verbindingen gedeeltelijk af te breken, waarbij perfluoralkylverbindingen met kortere ketens worden gevormd. Er zijn sporen van perfluorverbindingen gedetecteerd op afgelegen locaties zoals de Noordpool, ver van mogelijke puntbronnen. Andere studies hebben aangetoond dat lange-keten geperfluoreerde stoffen bioaccumuleren en biomagnificeren in in het wild levende dieren. Hierdoor kunnen met name dieren van hogere trofische niveaus, zoals vissen en vogels, kwetsbaar zijn. Het Nederlandse Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu berekende een maximaal toelaatbare concentratie voor PFOS van 0,65 nanogram per liter (ng/L) voor zoet water, gebaseerd op de menselijke consumptie van vis.

PFAS associëren zich typisch met de lever, eiwitten en de bloedstroom. In mensen hebben ze een halfwaardetijd van 2 tot 9 jaar. Toxicologische studies van PFOA wijzen op mogelijke effecten op de ontwikkeling of de voortplanting. Zowel PFOA als PFOS zijn vermoedelijk carcinogenen, maar hun carcinogeniciteit moet nog door de U.S. EPA worden geclassificeerd. Het Internationaal Instituut voor Kankeronderzoek (IARC) heeft PFOA ingedeeld als kankerverwekkende stof van groep 2B, d.w.z. mogelijk kankerverwekkend voor de mens. Het U.S. EPA heeft ontwerp-referentiedoses van 30 ng/kg*dag PFOS en 20 ng/kg*dag PFOA (gebaseerd op niet-kankerverwekkendheid) gepubliceerd. Voor locatiesanering zijn drinkwaterinname, visconsumptie, huidcontact met water, en (accidenteel) inslikken van of contact met verontreinigde grond de meest zorgwekkende blootstellingsroutes.

Toepassingen en potentiële bronnen in het milieu

Door hun unieke eigenschappen fungeren veel PFAS als oppervlakte-actieve stoffen of bestanddelen van oppervlaktecoatings. Zij zijn vlekbestendig, hittebestendig, en nuttig voor het coaten van oppervlakken die in contact komen met zuren of basen. Zij worden dan ook op grote schaal gebruikt door een aantal industrieën, waaronder de tapijt-, textiel- en lederproductie, verchroming, fotografie, fotolithografie, halfgeleiderfabricage, coatingadditieven, schoonmaakproducten en insecticiden. PFAS worden ook aangetroffen in allerlei consumentenproducten, waaronder levensmiddelenpapier en -verpakkingen, meubilair, waterdichte kleding en cosmetica. De aanwezigheid van PFAS’s in consumentenproducten heeft geleid tot een stedelijke achtergrondconcentratie in stormwater, influent van afvalwaterzuiveringsinstallaties en percolatiewater van stortplaatsen.

Een van de bekendste bronnen van PFAS is AFFF, dat in het milieu in grote hoeveelheden werd gebruikt bij branden, op oefenterreinen voor brandbestrijding, tijdens de activering van brandbestrijdingssystemen in vliegtuighangars en andere gebouwen, en per ongeluk bij de opslag, het vervoer en de dagelijkse omgang met AFFF. AFFF werd routinematig gebruikt op militaire terreinen, luchthavens en raffinaderijen. De formules zijn eigen en de samenstelling van AFFF varieert per fabrikant. AFFF bestaat echter meestal uit water (60-93%), oplosmiddelen zoals butylcarbitol (3-25%), koolwaterstof-oppervlakteactieve stoffen (1-12%), een of meer PFAS’s, en andere verbindingen (bv. corrosieremmers, elektrolyten). PFAS-handtekeningen van een verscheidenheid van verschillende AFFF-formuleringen kunnen helpen bij de forensische identificatie van PFAS-bronnen.

Regelgeving

Er zijn nog geen definitieve voorschriften voor PFAS uitgevaardigd; de huidige criteria voor PFAS zijn meestal in de vorm van richtsnoeren of adviesniveaus (tabel 2). De U.S. EPA heeft onlangs “Drinking Water Health Advisory”-niveaus voor PFOA en PFOS ontwikkeld, ter vervanging van eerder gepubliceerde voorlopige waarden. Verscheidene staten, waaronder Minnesota, Maine en New Jersey, hebben screeningwaarden of voorlopige criteria gepubliceerd voor een of meer PFAS, waaronder PFOS, PFOA, perfluorbutaansulfonzuur (PFBS), perfluorbutaanzuur (PFBA) en perfluorononaanzuur (PFNA) (tabel 2). De drinkwater-, grondwater- en bodemcriteria in de Europese Unie zijn onlangs in een samenvattend verslag gepubliceerd.

Overige regelgeving heeft het gebruik en de productie van PFAS aan banden gelegd. PFOS is in 2009 toegevoegd aan de lijst van chemische stoffen in het kader van het Verdrag van Stockholm inzake persistente organische verontreinigende stoffen. Bijna alle gebruik van PFOS is daarom in Europa verboden, op enkele uitzonderingen na. Stoffen of mengsels mogen niet meer dan 0,001 gewichtspercent PFOS bevatten (EU 757/2010). In de VS wordt geen PFOS bevattende AFFF meer geproduceerd, omdat de productie van PFOS in 2002 vrijwillig is stopgezet. Het Amerikaanse leger en anderen hebben nog grote voorraden AFFF die PFOS bevatten, hoewel het gebruik ervan wordt ontmoedigd.

REGULATORY AGENCY DESCRIPTION PFOS PFOA PFBS PFBA PFNA
DINKING WATER (µg/L)
U.S. EPA Drinking Water Health Advisories 0.07 0.07
Health Canada Drinking Water Screening Values 0.6 0.2 15 30 0.2
Maine Department of Environmental Protection Maximum Exposure Guideline 0.1
Michigan Department of Environmental Quality Drinking Water Surface Water Quality Value 0.011 0.42
New Jersey Department of Environmental Protection Preliminary Health-Based Guidance Value 0.04
New Jersey Department of Environmental Protection Ontwikkeling van MCL-aanbevelingen voor PFOA en PFOS is momenteel aan de gang 0.04
New Jersey Department of Environmental Protection Op gezondheid gebaseerde aanbeveling voor het maximum verontreinigingsniveau (MCL) 0.013
Vermont Department of Health Drinking Water Health Advisory Level 0.02
GROUNDWATER (µg/L)
Minnesota Department of Health Gezondheidsrisicogrens voor grondwater 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 Department of Environmental Protection Interim Specifiek Kwaliteitscriterium Grondwater 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 blootstellingscenario’s (grondwater)
Alaska Department of Environmental Conservation Cleanup Levels 0.4 0.4
SOIL (mg/kg)
U.S. EPA Region 4 Residential Soil Screening Level 6 16
Minnesota Pollution Control Agency Industriële bodem referentiewaarde (.xlsx) 14 13 500
Minnesota Pollution Control Agency Residential Soil Reference Value(.xlsx) 2.1 2.1 77
Minnesota Pollution Control Agency Recreatieve bodemreferentiewaarde(.xlsx) 2.6 2.5 95
Maine Department of Environmental Protection Richtsnoeren voor herstelmaatregelen voor verschillende blootstellingsscenario’s 11-82
Texas Commission on Environmental Quality Texas Risk Reduction Program Protective Concentration Levels for 16 PFAS voor verschillende blootstellingscenario’s (bodem)
Alaska Department of Environmental Conservation Cleanup Level, Arctische Zone 2.2 2.2
Alaska Department of Environmental Conservation Cleanup Level, Under 40′ Zone 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
Tabel 2. Overzicht van PFAS-regelgevingscriteria. De regelgevingscriteria voor PFAS evolueren nog steeds betrekkelijk snel. Controleer de referentie in de hyperlink om na te gaan of de in de tabel vermelde regelgevingscriteria nog actueel zijn alvorens deze informatie te gebruiken. Sommige staten hebben PFAS-regelwaarden voor grondwater als gevolg van instemmingsovereenkomsten (zo hebben zowel West Virginia als Ohio een instemmingsovereenkomst met DuPont ondertekend waarin 0,4 µg/L wordt genoemd als een locatiespecifiek actieniveau voor PFOA uit voorzorg). Andere staten (b.v. Delaware, New Hampshire, New York) hebben voorlopige gezondheidsadviezen van de U.S. EPA voor PFOS en PFOA in verscheidene watersystemen overgenomen. Pennsylvania heeft onderzoek gedaan naar de verontreiniging met PFOS in verband met twee verontreinigde putten die via het EPA Unregulated Contaminant Monitoring Rule-programma zijn geïdentificeerd. Ook Alabama heeft de PFAS-verontreiniging op een locatiespecifieke basis aangepakt. Alaska heeft op meerdere locaties bemonstering en monitoring op PFAS uitgevoerd.

Bemonsterings- en analysemethoden

Omdat PFAS in diverse gangbare consumentenartikelen voorkomen, moet er bij de bemonstering op worden gelet dat er geen contact is met andere potentiële bronnen van PFAS. In de meeste standaardwerkwijzen en werkplannen wordt geadviseerd het gebruik van onderdelen op basis van polytetrafluorethyleen (bijv. teflon), waaronder slangen en gevoerde doppen van monsterflessen, te vermijden. Sommige monsternemers krijgen ook de instructie geen waterdichte jassen of andere bovenkleding met een waterdichte coating te dragen, en geen verpakte voedingsmiddelen te hanteren die chemicaliën op basis van fluortelomeer kunnen bevatten om de antikleefeigenschappen te vergroten. Vanwege de affiniteit van PFAS voor het grensvlak tussen lucht en water en de bevochtigbaarheid van glas, zijn monsterflessen meestal van polypropyleen of polyethyleen met hoge dichtheid.

De meeste commerciële laboratoria gebruiken een aangepaste versie van U.S. EPA-methode 537 voor de analyse van PFAS in drinkwater. Deze methode bestaat uit extractie in vaste fase en vloeistofchromatografie met tandemmassaspectrometrie. De analyten omvatten PFOS, PFOA en doorgaans 12 andere PFAS (meestal perfluorkarbonzuren en perfluorsulfonzuren) met uiteenlopende koolstofketenlengte. Gespecialiseerde laboratoria hebben deze analysemethode aangepast voor andere matrices dan drinkwater, om verbindingen met kortere ketens beter te kunnen terugwinnen, of om lagere detectielimieten te bereiken.

Commerciële laboratoria die een nog bredere reeks PFAS kunnen kwantificeren (bijv. die waarvan bekend is dat ze in AFFF-formuleringen voorkomen en worden afgebroken tot PFOA en PFOS) zijn zeldzaam. Een analysemethode om verschillende families van PFAS-precursoren op te sporen. Er is ook de Total Oxidizable Precursor (TOP) assay, een bulkmeting van precursoren die tot perfluorcarboxylaten kunnen worden geoxideerd. Andere methoden om de totale hoeveelheid organisch fluor in watermonsters te kwantificeren zijn onder meer deeltjesgeïnduceerde gammastralingemissie (PIGE) en absorbeerbaar organisch fluor (AOF).

De kosteneffectiviteit van hoge-resolutie locatiekarakteriseringsmethoden voor PFAS is momenteel beperkt door het ontbreken van een betrouwbare analysemethode die in het veld als screeningsmethode kan worden gebruikt. Verscheidene onderzoeksgroepen hebben getracht een mobiele analysemethode te ontwerpen die in het veld kan worden gebruikt. United Science LLC ontwikkelt bijvoorbeeld ion-selectieve elektroden om PFOS op ng/L-niveau te meten. Geosyntec Consultants en Eurofins Eaton Analytical ontwikkelen een mobiele veldunit voor het screenen van PFOS en andere PFAS tot ng/L-niveaus.

Fate en transport

Hieronder volgt een samenvatting van enkele sleutelconcepten voor fate en transport van PFAS:

  • Sorptie: Zowel PFOA als PFOS zijn anionen bij typische pH-waarden in het milieu, maar vertonen toch sterke interacties met organische koolstof in de vaste fase. Om deze reden is de foc-Koc-methode voor het voorspellen van sorptie over het algemeen geschikt, hoewel dit niet voor alle PFAS is bevestigd. Interacties met minerale fasen, met name ijzeroxidematerialen, kunnen belangrijk zijn bij materialen met een laag foc. Momenteel worden empirische plaatsgebonden sorptieschattingen aanbevolen om de mobiliteit van PFAS nauwkeurig te voorspellen.
  • Biotransformatie: PFOS, PFOA en analoge verbindingen met verschillende ketenlengtes zijn persistent in het milieu en worden niet gemakkelijk biologisch afgebroken. Polygefluoreerde vormen worden gedeeltelijk afgebroken in het milieu, vooral als de omstandigheden (bijv. opgeloste zuurstofconcentraties, pH) zijn gewijzigd om medeverontreinigingen te behandelen. De afbraakproducten zijn echter vaak weerbarstiger – de afbreekbare polygefluoreerde vormen zijn precursoren voor PFOA, PFOS en hun homologen. Daarentegen is aangetoond dat schimmelafbraak leidt tot een lagere productie van perfluorcarbonzuren.
  • Andere effecten van microben: Sommige microben, in de aanwezigheid van PFOA, aggregeren en produceren extracellulaire polymere stoffen. Microben vergemakkelijken ook het uitlogen van PFAS onder methanogene omstandigheden die vaak voorkomen op stortplaatsen voor vast stedelijk afval. Afhankelijk van de omstandigheden kan microbiële activiteit dus de mobiliteit van verbindingen als PFOS en PFOA vergroten of juist een averechts effect hebben door de sorptie te vergroten.
  • Effect van co-contaminanten en saneringsstrategieën voor co-contaminanten: Interacties tussen PFAS en niet-waterige vloeistoffen kunnen de migratie van PFAS vertragen. De dechlorinatie van TCE kan worden geremd door PFAS en die remming is zowel afhankelijk van de PFAS-structuur als van de PFAS-structuur. PFAS-precursoren werden afgebroken tot PFOA en andere PFAS op een voormalig oefenterrein voor brandbestrijding op de luchtmachtbasis Ellsworth, waar verschillende saneringsmethoden, waaronder bodemluchtextractie, grondwater pump and treat, bioventing en zuurstofinfusie werden gebruikt om medeverontreinigingen te behandelen.

Soil- en grondwatersanering

Gevolge de chemische en thermische stabiliteit van PFAS en de complexiteit van PFAS-mengsels, is bodem- en grondwatersanering een uitdaging en kostbaar. Er wordt nog steeds onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van effectieve saneringsstrategieën.

Voor de bodem is het gebruikelijk om verschillende beheersopties te evalueren: 1) behandeling en/of direct hergebruik ter plaatse, 2) tijdelijke opslag ter plaatse, en 3) verwijdering buiten de locatie naar een bodemverwerkings- of -behandelingsinstallatie, een erkende stortplaats of een verbrandingsoven. In de handel zijn bodembehandelingsproducten verkrijgbaar om PFAS te stabiliseren en de uitloging te beperken. De criteria voor het stabiliseren of behandelen van de bodem voordat deze wordt gestort, zijn sterk afhankelijk van de locatie. Andere technologieën die zijn overwogen om PFAS uit de bodem te verwijderen, zijn onder meer grondwassing en verbranding.

Voor grondwater zijn de volgende beheersopties mogelijk: 1) in situ-behandeling, 2) ex situ-behandeling en/of hergebruik, herinjectie in de aquifer, of lozing in oppervlaktewater, stormwater of riolering, 3) tijdelijke opslag ter plaatse, en 4) verwijdering buiten de locatie naar een faciliteit voor de behandeling en verwijdering van gevaarlijk afval. De meest gebruikelijke saneringsmethode is het gebruik van “pump-and-treat” met actieve kool in korrelvorm, gevolgd door verbranding van de gebruikte actieve kool ter plaatse. Deze technologie wordt al jaren op grote schaal toegepast. Korrelige actieve kool heeft echter een relatief lage capaciteit voor PFAS, vooral wanneer er verbindingen met kortere ketens aanwezig zijn. Proeven ter verbetering van de sorptiecapaciteit zijn uitgevoerd op verschillende vormen van korrelige en poedervormige actieve kool, ionenwisseling, en andere sorptiematerialen en mengsels van klei, poedervormige actieve kool, en andere sorbentia.

Andere methoden voor ex situ verwijdering van PFAS omvatten hoge-druk membraanbehandeling met behulp van nanofiltratie of omgekeerde osmose. Membraantechnologieën in gemeentelijke waterzuiveringsinstallaties op grote schaal hebben PFAS effectief verwijderd. Voor typische milieusaneringstoepassingen is membraanbehandeling echter duurder dan actieve kool en de doeltreffendheid kan worden aangetast door andere verontreinigende stoffen in het grondwater. Neutrale PFAS, zoals de perfluoralkylsulfonamiden, worden mogelijk niet voldoende verwijderd.

PFAS Treatment Research

PFAS treatment research includes the following topics:

  • PFAS Sequestration: Er wordt onderzoek gedaan naar sorbentia met het doel deze op lange termijn in een in situ-barrière te gebruiken als een goedkope langetermijnbehandelingsoplossing, in combinatie met een methode voor het periodiek regenereren of vernieuwen van het geplaatste sorbentmateriaal en het ter plaatse behandelen van afvalstromen met behulp van chemische oxidatie ex situ (ESTCP-project 2423). SERDP/ESTCP heeft ook onderzoek gefinancierd (ESTCP-project ER-2425) om de injectie van chemische coagulanten in situ te testen (b.v. polyaluminiumchloride, kationische polymeren) om de sorptie te bevorderen.

  • Proof-of-Concept voor biologische behandeling: Schimmels zijn met succes gebruikt om PFAS af te breken onder laboratoriumomstandigheden, maar zijn moeilijker in situ te handhaven. Nieuw werk (ESTCP-project ER-2422) is gericht op de haalbaarheid van het verpakken van de PFAS-afbrekende enzymen van houtrotschimmels in “gewelven” (natuurlijk voorkomende deeltjes die in een grote verscheidenheid van micro-organismen worden aangetroffen) en het gebruik van bioaugmentatie voor afbraak in situ.
  • Geavanceerde oxidatieprocessen: Geavanceerde oxidatieprocessen voor PFAS omvatten elektrochemische oxidatie, fotolyse en fotokatalyse. Elektrokatalytische en katalytische benaderingen waarbij gebruik wordt gemaakt van Ti/RuO2 en andere gemengde metaaloxide-anoden, zijn gebruikt om PFAS in het laboratorium onder uiteenlopende omstandigheden te oxideren (ESTCP-project 2424).
  • Chemische reductie in situ: Tot de methoden die worden onderzocht behoren het gebruik van nulwaardige metalen/bimetalen (Pd/Fe, Mg, Pd/Mg) met klei-tussenlagen en co-solvent-geassisteerde defluorinering met vitamine B12. Eén lopend project (SERDP-project ER-2426) is gericht op PFOS, dat recalcitrant is voor veel oxidatieprocessen. Reductietechnologieën zouden kunnen worden gebruikt als een eerste stap in de sanering van PFOS en andere PFAS.

Samenvatting

PFAS zijn aanwezig in het milieu en stellen ons voor verschillende uitdagingen. Perfluoralkylstoffen zijn zeer stabiel en kunnen in het wild levende dieren biomagnificeren. De voor de gezondheid aanbevolen concentraties zijn laag, d.w.z. ng/L-concentraties in grondwater en drinkwater. Naarmate de kennis over PFAS toeneemt en de regelgevingscriteria evolueren, voeren locatiebeheerders onderzoek uit op locaties, verbeteren zij de analysetechnieken en ontwerpen en exploiteren zij saneringssystemen. Het door SERDP/ESTCP gefinancierde onderzoek is erop gericht doeltreffende behandelingstechnologieën voor PFAS aan te tonen en de kosteneffectiviteit van de technologie te verbeteren.

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 U.S. Environmental Protection Agency, 2014. Opkomende verontreinigingen – perfluoroctaansulfonaat (PFOS) en perfluoroctaanzuur (PFOA). Factsheet. March Fact Sheet
  2. ^ Rich, N., 2016. De advocaat die DuPont’s ergste nachtmerrie werd. The New York Times Magazine.
  3. ^ United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA), 2000. EPA en 3M kondigen uitfasering van PFOS aan. Nieuwsbericht van dinsdag 16 mei. U.S. EPA PFOS Phase Out Announcement
  4. ^ United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA), 2016. Drinkwater gezondheidsadviezen voor PFOA en PFOS. U.S. EPA Water Health Advisories – PFOA and PFOS
  5. ^ 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. Perfluoralkyl- en polyfluoralkylstoffen in het milieu: terminologie, classificatie en oorsprong. Integrated Environmental Assessment and Management, 7(4), 513-541. doi: 10.1002/ieam.258
  6. ^ Young, C.J., Furdui, V.I., Franklin, J., Koerner, R.M., Muir, D.C. and Mabury, S.A., 2007. Perfluorinated acids in arctic snow: new evidence for atmospheric formation. Environmental Science & Technology, 41(10), 3455-3461. doi: 10.1021/es0626234
  7. ^ Conder, J.M., Hoke, R.A., Wolf, W.D., Russell, M.H. and Buck, R.C., 2008. Zijn PFCA’s bioaccumulatief? A critical review and comparison with regulatory criteria and persistent lipophilic compounds. Environmental Science & Technology, 42(4), 995-1003. doi: 10.1021/es070895g
  8. ^ Sinclair, E., Mayack, D.T., Roblee, K., Yamashita, N. and Kannan, K., 2006. Occurrence of perfluoroalkyl surfactants in water, fish, and birds from New York State. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 50(3), pp.398-410. doi: 10.1007/s00244-005-1188-z
  9. ^ 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. Carcinogenicity of perfluorooctanoic acid, tetrafluoroethylene, dichloromethane, 1,2-dichloropropane, and 1,3-propane sultone. The Lancet Oncology, 15 (9), 924-925. doi: 10.1016/S1470-2045(14)70316-X
  10. ^ International Agency for Research on Cancer (IARC), 2016. Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. Lijsten van classificaties, Volumes 1 tot en met 116. List of Classifications.pdf
  11. ^ Krafft, M.P. and Riess, J.G., 2015. Selected physicochemical aspects of poly-and perfluoroalkylated substances relevant to performance, environment and sustainability – Part one. Chemosphere, 129, 4-19. doi: 10.1016/j.chemosphere.2014.08.039
  12. ^ Birnbaum, L.S. and Grandjean, P., 2015. Alternatieven voor PFAS: Perspectives on the Science. Environmental Health Perspectives, 123(5), A104-A105. doi: 10.1289/ehp.1509944
  13. ^ Houtz, E.F., 2013. Oxidatieve meting van perfluoralkylzuur precursoren: Implications for urban runoff management and remediation of AFFF-contaminated groundwater and soil. Ph.D. Dissertation. Online beschikbaar op http://escholarship.org/uc/item/4jq0v5qp
  14. ^ Lang, J.R., Allred, B.M., Peaslee, G.F., Field, J.A. and Barlaz, M.A., 2016. Release of Per-and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) from Carpet and Clothing in Model Anaerobic Landfill Reactors. Environmental Science & Technology, 50(10), 5024-5032. doi: 10.1021/acs.est.5b06237
  15. ^ Conder, J., Deeb, R.A., Field, J.A. and Higgins, C.P., 2016. GRACast: Veel gestelde vragen over Per- en Polyfluoralkyl Stoffen (PFAS). Gepresenteerd op 6 juli. FAQs
  16. ^ Backe, W.J., Day, T.C. and Field, J.A., 2013. Zwitterionische, kationische en anionische gefluoreerde chemicaliën in waterige filmvormende schuimformuleringen en grondwater van Amerikaanse militaire bases door niet-waterige grootvolume-injectie HPLC-MS/MS. Environmental Science & Technology, 47(10), 5226-5234. doi: 10.1021/es3034999
  17. ^ Place, B.J. and Field, J.A., 2012. Identification of novel fluorochemicals in aqueous film-forming foams used by the U.S. military. Environmental Science & Technology, 46(13), 7120-7127. doi: 10.1021/es301465n
  18. ^ Concawe, 2016. Environmental fate and effects of poly- and perfluoroalkyl substances (PFAS). Rapport nr. 8/16. Rapport pdf
  19. ^ TerMaath, S., J. Field en C. Higgins, 2016. Per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS): Analytische en karakteriseringsgrenzen. Webinar Series
  20. ^ Houtz, E.F., Higgins, C.P., Field, J.A. and Sedlak, D.L., 2013. Persistentie van perfluoralkylzuurprecursoren in grondwater en bodem die zijn aangetast door AFFF. Environmental Science & Technology, 47(15), 8187-8195. doi: 10.1021/es4018877
  21. ^ Willach, S., Brauch, H.J. and Lange, F.T., 2016. Contribution of selected perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances to the adsorbable organically bound fluorine in German rivers and in a highly contaminated groundwater. Chemosphere, 145, 342-350. doi:10.1016/j.chemosphere.2015.11.113
  22. ^ U.S. Environmental Protection Agency, 2015. Eindrapport: veld inzetbare PFCs sensoren voor verontreinigde bodem screening. EPA contractnummer EPD14012. Rapport pdf
  23. ^ Deeb, R., Chambon, J., Haghani, A., and Eaton, A., 2016. Ontwikkeling en testen van een analytische methode voor real-time meting van polyfluoralkyl- en perfluoralkylstoffen (PFAS). Gepresenteerd op de Battelle Chlorinated Conference, Palm Springs, CA.
  24. ^ Higgins, C.P., and Luthy, R.G., 2006. Sorptie van geperfluoreerde oppervlakteactieve stoffen op sedimenten. Environmental Science & Technology, 40(23), 7251-7256. doi: 10.1021/es061000n
  25. ^ 25.0 25.1 Ferrey, M.L., Wilson, J.T., Adair, C., Su, C., Fine, D.D., Liu, X. and Washington, J.W., 2012. Gedrag en lotgevallen van PFOA en PFOS in zandig aquifersediment. Groundwater Monitoring & Remediation, 32(4), 63-71. doi: 10.1111/j.1745-6592.2012.01395.x
  26. ^ Johnson, R.L., Anschutz, A.J., Smolen, J.M., Simcik, M.F. and Penn, R.L., 2007. De adsorptie van perfluoroctaansulfonaat aan zand-, klei-, en ijzeroxideoppervlakken. Journal of Chemical & Engineering Data, 52(4), 1165-1170. doi: 10.1021/je060285g
  27. ^ 27.0 27.1 27.2 Tseng, N., Wang, N., Szostek, B. and Mahendra, S., 2014. Biotransformatie van 6: 2 fluorotelomeer alcohol (6: 2 FTOH) door een houtrotschimmel. Environmental Science & Technology, 48(7), 4012-4020. doi:10.1021/es4057483
  28. ^ Harding-Marjanovic, K.C., Houtz, E.F., Yi, S., Field, J.A., Sedlak, D.L. and Alvarez-Cohen, L., 2015. Aërobe biotransformatie van fluorotelomeer thioether amido sulfonaat (Lodyne) in AFFF-amended microcosms. Environmental Science & Technology, 49(13), pp.7666-7674. doi: 10.1021/acs.est.5b01219
  29. ^ 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. and Higgins, C.P., 2014. Evidence of remediation-induced alteration of subsurface poly-and perfluoroalkyl substance distribution at a former firefighter training area. Environmental Science & Technology, 48(12), 6644-6652. doi: 10.1021/es5006187
  30. ^ Weathers, T.S., Higgins, C.P. and Sharp, J.O., 2015. Enhanced biofilm production by a toluene-degrading rhodococcus observed after exposure to perfluoroalkyl acids. Environmental Science & Technology, 49(9), 5458-5466. doi: 10.1021/es5060034
  31. ^ Allred, B.M., Lang, J.R., Barlaz, M.A. and Field, J.A., 2015. Fysieke en biologische afgifte van poly- en perfluoralkylstoffen (PFAS) uit gemeentelijk vast afval in anaerobe modelstortreactoren. Environmental Science & Technology, 49(13), 7648-7656. doi: 10.1021/acs.est.5b01040
  32. ^ Guelfo, J. 2013. Subsurface fate and transport of poly- and perfluoroalkyl substances. Doctor of Philosophy Thesis, Colorado School of Mines. Thesis
  33. ^ Weathers, T.S., Harding-Marjanovic, K., Higgins, C.P., Alvarez-Cohen, L. and Sharp, J.O., 2015. Perfluoralkylzuren remmen reductieve dechlorinatie van trichlooretheen door repressie van dehalococcoides. Environmental Science & Technology, 50(1), 240-248. doi: 10.1021/acs.est.5b04854
  34. ^ Harding-Marjanovic, K.C., Yi, S., Weathers, T.S., Sharp, J.O., Sedlak, D.L. and Alvarez-Cohen, L., 2016. Effects of Aqueous Film-Forming Foams (AFFFs) on Trichloroethene (TCE) Dechlorination by a Dehalococcoides mccartyi-Containing Microbial Community. Environmental Science & Technology, 50(7), 3352-3361. doi: 10.1021/acs.est.5b04773
  35. ^ 35.0 35.1 Appleman, T.D., Higgins, C.P., Quinones, O., Vanderford, B.J., Kolstad, C., Zeigler-Holady, J.C. and Dickenson, E.R., 2014. Behandeling van poly- en perfluoralkylstoffen in Amerikaanse waterzuiveringssystemen op ware schaal. Water Research, 51, 246-255. doi: 10.1016/j.watres.2013.10.067
  36. ^ Du, Z., Deng, S., Bei, Y., Huang, Q., Wang, B., Huang, J. and Yu, G., 2014. Adsorptiegedrag en mechanisme van geperfluoreerde verbindingen op verschillende adsorbentia – een overzicht. Journal of Hazardous Materials, 274, 443-454. doi:10.1016/j.jhazmat.2014.04.038
  37. ^ Department of the Navy (DON). 2015. Interim perfluorinated compounds (PFCs) guidance/frequently asked questions. FAQs
  38. ^ Steinle-Darling, E. and Reinhard, M., 2008. Nanofiltratie voor spoor organische verontreiniging verwijdering: structuur, oplossing, en membraan vervuiling effecten op de afstoting van perfluorochemicaliën. Environmental Science & Technology, 42 (14), 5292-5297. doi: 10.1021/es703207s
  39. ^ Crimi, M. 2014. In situ behandelingstrein voor de sanering van perfluoralkyl verontreinigd grondwater: In situ chemische oxidatie van gesorbeerde verontreinigingen (ISCO-SC), ER-2423. ER-2423
  40. ^ Simcik, M. (2014). Ontwikkeling van een nieuwe aanpak voor in situ sanering van PFC verontreinigde grondwatersystemen, ER-2425. ER-2425
  41. ^ Qingguo, J. H., 2013. Remediation of perfluoroalkyl contaminated aquifers using an In-situ two-layer barrier: laboratory batch and column study. ER-2127
  42. ^ Mahendra, S., 2014. Bioaugmentatie met gewelven: nieuwe in situ saneringsstrategie voor de omzetting van perfluoralkylverbindingen, SERDP, ER-2422. ER-2422
  43. ^ 43.0 43.1 Merino, N., Qu, Y., Deeb, R.A., Hawley, E.L., Hoffman, M.R en Mahendra, S., 2016. Afbraak- en verwijderingsmethoden voor perfluoralkyl- en polyfluoralkylstoffen (PFAS) in water. Environmental Engineering Science, 33(9), 615-649. doi:10.1089/ees.2016.0233
  44. ^ Schaefer, C., 2014. Onderzoek naar elektrokatalytische en katalytische benaderingen voor in situ behandeling van perfluoralkylverontreinigingen in grondwater, ER-2424. ER-2424
  45. ^ Lee, L., 2014. Quantification of in situ chemical reductive defluorination (ISCRD) of perfluoroalkyl acids in groundwater impacted by AFFFs, ER-2426. ER-2426

Zie ook

Relevante lopende SERDP/ESTCP-projecten:

  • In situ behandelingstrein voor sanering van perfluoralkyl verontreinigd grondwater: In situ chemische oxidatie van gesorbeerde verontreinigingen (ISCO-SC). SERDP/ESTCP Project ER-2423
  • Kwantificering van In Situ Chemische Reductieve Defluorinering (ISCRD) van perfluoralkylzuren in grondwater dat is beïnvloed door AFFF’s. SERDP/ESTCP Project ER-2426
  • Bioaugmentatie met gewelven: Novel In Situ Remediation Strategy for Transformation of Perfluoroalkyl Compounds. SERDP/ESTCP-project ER-2422
  • Investigating Electrocatalytic and Catalytic Approaches for In Situ Treatment of Perfluoroalkyl Contaminants in Groundwater. SERDP/ESTCP-project ER-2424
  • Ontwikkeling van een nieuwe aanpak voor de in situ sanering van met Pfc verontreinigde grondwatersystemen. SERDP/ESTCP project ER-2425

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.