Substanțe perfluoroalchilice și polifluoroalchilice (PFAS)

Posted by admin Articles

Liberări în mediu de substanțe perfluoroalchilice și polifluoroalchilice (PFAS), inclusiv acidul perfluorooctanoic (PFOA) și sulfonatul de perfluorooctan (PFOS), au avut loc la unitățile de producție și în zonele în care au fost utilizate pelicule apoase…cu formare de spumă apoasă (AFFF) a fost utilizată pentru stingerea incendiilor de hidrocarburi. Se suspectează că PFAS provoacă efecte adverse asupra sănătății umane. Aceștia sunt foarte stabili în mediul înconjurător și sunt eliminați de obicei din rezervele de apă cu ajutorul cărbunelui activ granular. Este nevoie de tehnologii de tratare in situ și de metode de tratare ex situ care să fie mai eficiente din punct de vedere al costurilor.

Articolul (articolele) înrudit(e):

  • Contaminanți ai solului &Contaminanți ai apelor subterane

CONTRIBUITOR(I): Dr. Rula Deeb, Dr. Jennifer Field, Elisabeth Hawley și Dr. Christopher Higgins

Resurse cheie:

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

Introducere

Conștientizarea PFAS în mediul înconjurător a apărut pentru prima dată la sfârșitul anilor 1990, ca urmare a evoluției metodelor analitice de detectare a substanțelor ionizate. Au fost întreprinse acțiuni în justiție împotriva instalațiilor de fabricare a produselor PFAS din Virginia de Vest/Valea râului Ohio. În 2000, singurul producător american de PFOS a fost de acord să întrerupă voluntar producția. Agenția de Protecție a Mediului din SUA (EPA) a emis în 2009 avize de sănătate provizorii privind apa potabilă pentru PFOA și PFOS, pe care le-a înlocuit cu avize de sănătate în 2016. În ultimii cinci ani, autoritățile de reglementare de stat au solicitat mai multor foste zone de pregătire a pompierilor din cadrul Forțelor Aeriene și Marinei să efectueze investigații privind PFAS. Programele de cercetare SERDP/ESTCP au început să finanțeze cercetări conexe în 2011, deoarece au recunoscut impactul potențial al acestei probleme pentru Departamentul Apărării.

Proprietăți fizice și chimice

Figura 1. a) Structura unei substanțe perfluoroalchilice, PFOS, comparată cu b) structura unei substanțe polifluoroalchilice, 6:2 fluorotelomer sulfonat (6:2 FTSA).

Deși industria de remediere a mediului a folosit inițial termenul de „compuși perfluorurați” (sau PFC), terminologia mai specifică de PFAS a fost recomandată pentru o comunicare coerentă în cadrul comunităților științifice, de reglementare și industriale globale. PFAS sunt substanțe fluorurate cu o structură în lanț de carbon. În cazul substanțelor perfluoroalchilice, fiecare atom de carbon din lanț este complet saturat cu fluor (numai legături carbon-fluor), în timp ce lanțul de carbon din substanțele polifluoroalchilice este în cea mai mare parte saturat cu fluor (legături carbon-fluor), dar conține și legături carbon-hidrogen (Fig. 1).

Cele mai studiate PFAS sunt PFOA și PFOS. Ambele au o structură hidrofobă de lanț de carbon cu opt atomi de carbon care sunt complet saturate cu atomi de fluor (adică substanțe perfluoroalchilice) și o grupare funcțională polară hidrofilă. Prin urmare, acestea sunt „amfifile” și se asociază cu apa și uleiurile. Această proprietate i-a făcut să devină ingrediente utile în spumele de stingere a incendiilor și în alte aplicații tensioactive. În majoritatea mediilor de apă subterană, PFOS și PFOA sunt anioni solubili în apă. Proprietățile lor tensioactive complică predicția proprietăților lor fizico-chimice, cum ar fi coeficienții de partiție. Rezistența legăturilor carbon-fluor din PFAS creează stabilități chimice și termice extrem de ridicate. Proprietățile relevante ale PFOS și PFOA sunt rezumate mai jos (tabelul 1).

Tabelul 1. Proprietăți fizice și chimice ale PFOS și PFOA. 1Rețineți că forma de sare a PFOA este mai probabil să fie relevantă din punct de vedere ecologic și toxicologic; cu toate acestea, proprietățile sale nu sunt disponibile. Abrevieri: g/mol = grame pe mol; mg/L = miligrame pe litru; oC = grad Celsius; mm Hg = milimetri de mercur; atm-m3/mol = metri cubi de atmosferă pe mol. 2Solubilitate în apă purificată. 3Solubilitatea apei în apă dulce. 4Solubilitatea apei în apă de mare filtrată. 5Extrapolare din măsurători. 6Estimată pe baza proprietăților anionilor. 7Valoarea timpului de înjumătățire în atmosferă identificată pentru PFOA a fost estimată pe baza datelor disponibile determinate de perioade scurte de studiu.

Preocupări legate de mediu

Substanțele fluorurate sunt foarte stabile, nu se biodegradează și se găsesc în tot mediul înconjurător la nivel global. În schimb, prezența grupărilor carbon-hidrogen în substanțele polifluoroalchilice face ca acești compuși să fie mai ușor de degradat parțial, formând compuși perfluoroalchilici cu lanț mai scurt. Cantități de urme de substanțe perfluorurate au fost detectate în locuri îndepărtate, cum ar fi Arctica, departe de potențialele surse punctuale. Alte studii au arătat că substanțele perfluorurate cu lanț lung se bioacumulează și se bioamplifică în animalele sălbatice. Din acest motiv, fauna sălbatică de nivel trofic superior, inclusiv peștii și păsările, poate fi deosebit de sensibilă. Institutul Național Olandez pentru Sănătate Publică și Mediu a calculat o concentrație maximă admisibilă pentru PFOS de 0,65 nanograme pe litru (ng/L) pentru apa dulce, pe baza consumului uman de pește.

PFAS se asociază de obicei cu ficatul, proteinele și fluxul sanguin. La om, acestea au un timp de înjumătățire cuprins între 2 și 9 ani. Studiile toxicologice privind PFOA indică potențiale efecte asupra dezvoltării sau reproducerii. Atât PFOA, cât și PFOS sunt suspectați a fi cancerigeni, dar carcinogenitatea lor nu a fost încă clasificată de către EPA din SUA. Agenția Internațională pentru Cercetarea Cancerului (IARC) a clasificat PFOA ca fiind un carcinogen din grupa 2B, adică posibil carcinogen pentru oameni. EPA din S.U.A. a publicat un proiect de doze de referință de 30 ng/kg*zi de PFOS și 20 ng/kg*zi de PFOA (pe baza pericolului necancerigen). Pentru remedierea siturilor, ingestia de apă potabilă, consumul de pește, contactul cutanat cu apa și ingestia (accidentală) sau contactul cu solul contaminat sunt căile de expunere îngrijorătoare.

Utilizări și surse potențiale pentru mediu

Datorită proprietăților lor unice, mulți PFAS funcționează ca agenți tensioactivi sau componente ale acoperirilor de suprafață. Acestea sunt rezistente la pete, rezistente la căldură și sunt utile pentru acoperirea suprafețelor care sunt în contact cu acizi sau baze. Astfel, acestea sunt utilizate pe scară largă de o serie de industrii, inclusiv producția de covoare, textile și piele, cromarea, fotografia, fotolitografia, fabricarea semiconductorilor, aditivi de acoperire, produse de curățare și insecticide. PFAS se găsesc, de asemenea, într-o varietate de produse de consum, inclusiv hârtie și ambalaje alimentare, mobilier, îmbrăcăminte impermeabilă și produse cosmetice. Prezența PFAS în produsele de consum a creat o concentrație de fond urban în apele pluviale, în apele de intrare ale stațiilor de tratare a apelor uzate și în levigatul de la depozitele de deșeuri.

Una dintre cele mai cunoscute surse de PFAS este AFFF, care a fost utilizat în cantități mari în mediul înconjurător la incendii, în zonele de antrenament pentru stingerea incendiilor, în timpul activării sistemelor de stingere a incendiilor în hangare de avioane și alte clădiri, precum și în mod accidental prin depozitarea, transportul și manipularea zilnică a AFFF. AFFF a fost utilizat în mod curent în situri militare, aeroporturi și rafinării. Formulările sunt brevetate, iar compoziția AFFF variază în funcție de producător. Cu toate acestea, AFFF constau, de obicei, din apă (60-93%), solvenți, cum ar fi butilcarbitol (3-25%), agenți tensioactivi de hidrocarburi (1-12%), unul sau mai mulți PFAS și alți compuși (de exemplu, inhibitori de coroziune, electroliți). Semnăturile PFAS ale unei varietăți de formulări diferite de AFFF pot ajuta la identificarea criminalistică a surselor de PFAS.

Reglementare

Nu au fost încă promulgate reglementări finale pentru PFAS; criteriile actuale pentru PFAS sunt, de obicei, sub formă de orientări sau niveluri consultative (tabelul 2). EPA din SUA a elaborat recent niveluri consultative pentru sănătatea apei potabile pentru PFOA și PFOS, înlocuind valorile provizorii publicate anterior. Mai multe state, printre care Minnesota, Maine și New Jersey, au publicat valori de screening sau criterii provizorii pentru unul sau mai mulți PFAS, inclusiv PFOS, PFOA, acidul perfluorobutanesulfonic (PFBS), acidul perfluorobutanoic (PFBA) și acidul perfluorononanoic (PFNA) (tabelul 2). Criteriile pentru apa potabilă, apele subterane și solul din Uniunea Europeană au fost publicate recent într-un raport de sinteză.

Alte acțiuni de reglementare au restricționat utilizarea și producția de PFAS. PFOS a fost adăugat la lista de substanțe chimice din cadrul Convenției de la Stockholm privind poluanții organici persistenți în 2009. Prin urmare, aproape toate utilizările de PFOS sunt interzise în Europa, cu unele excepții. Substanțele sau amestecurile nu pot conține PFOS în proporție de peste 0,001% din greutate (UE 757/2010). În SUA, deoarece producția de PFOS a fost eliminată în mod voluntar în 2002, nu se mai fabrică AFFF care conțin PFOS. Armata americană și alte organizații au încă în stoc cantități mari de AFFF care conțin PFOS, deși utilizarea acestora este descurajată.

.

AGENȚIE DE REGLEMENTARE DESCRIERE PFOS PFOA PFOA PFBS PFBA PFNA
Apă potabilă (µg/L)
U.S. EPA Avize de sănătate pentru apa potabilă 0,07 0,07
Health Canada Valori de screening pentru apa potabilă 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 Elaborarea recomandărilor MCL pentru PFOA și PFOS este în curs 0.04
Departamentul pentru Protecția Mediului din New Jersey Recomandarea nivelului maxim de contaminanți (MCL) bazat pe sănătate 0.013
Departamentul de Sănătate din Vermont Nivelul de recomandare sanitară pentru apa potabilă 0.02
Apă subterană (µg/L)
Minnesota Department of Health Limita de risc pentru sănătate pentru apa subterană 0,3 0.3 7 7
Agenția pentru protecția mediului din Illinois Obiective provizorii de remediere a apelor subterane, clasa I de ape subterane 0.2 0,4
Agenția pentru Protecția Mediului din Illinois Obiective provizorii de remediere a apelor subterane, clasa II de ape subterane 0.2 0,2
North Carolina Department of Environmental Quality Interim Maximum Allowable Concentration 1.0
Departamentul de Protecție a Mediului din New Jersey Criteriul specific interimar de calitate a apei subterane 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 Niveluri de concentrație protectoare pentru 16 PFAS pentru mai multe tipuri diferite de Scenarii de expunere (ape subterane)
Departamentul pentru Conservarea Mediului din Alaska Niveluri de decontaminare 0.4 0,4
SOL (mg/kg)
U.S. EPA Regiunea 4 Nivel de screening pentru solul rezidențial 6 16
Minnesota Pollution Control Agency Valoare de referință pentru solul industrial (.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 2.6 2.5 95
Maine Department of Environmental Protection Remedial Action Guidelines for different exposure scenarios 11-82
Texas Commission on Environmental Quality Texas Risk Reduction Program Niveluri de concentrație protectoare pentru 16 PFAS pentru mai multe scenarii de expunere diferite (sol)
Departamentul de Conservare a Mediului din Alaska Nivel de curățare, Arctic Zone 2.2 2.2
Alaska Department of Environmental Conservation Cleanup Level, Under 40′ Zone 1.6 1.6
Departamentul pentru Conservarea Mediului din Alaska Nivelul de curățare, zona peste 40′ 1.3 1.3
Departamentul pentru Conservarea Mediului din Alaska Nivelul de curățare, migrarea în apele subterane (MTGW) 0.0030 0,0017
Tabelul 2. Rezumat al criteriilor de reglementare pentru PFAS. Criteriile de reglementare pentru PFAS evoluează încă relativ rapid. Înainte de a utiliza aceste informații, vă rugăm să verificați referința hiperlinkată pentru a confirma că criteriile de reglementare enumerate în tabel sunt actualizate. Unele state au valori de reglementare a PFAS pentru apele subterane ca urmare a unor acorduri de consimțământ (de exemplu, atât Virginia de Vest, cât și Ohio au semnat un acord de consimțământ cu DuPont care enumeră 0,4 µg/L ca nivel de acțiune de precauție specific locului pentru PFOA). Alte state (de exemplu, Delaware, New Hampshire, New York) au adoptat nivelurile provizorii de recomandare pentru sănătate ale U.S. EPA pentru PFOS și PFOA în mai multe sisteme de apă. Pennsylvania a investigat contaminarea cu PFOS asociată cu două fântâni contaminate identificate prin intermediul programului EPA Unregulated Contaminant Monitoring Rule. Alabama a abordat, de asemenea, contaminarea cu PFAS în funcție de fiecare sit în parte. Alaska a efectuat prelevarea de probe și monitorizarea PFAS în mai multe situri.

Metode de prelevare a probelor și metode analitice

Pentru că PFAS sunt prezenți în mai multe articole de consum comune, trebuie să se acorde atenție în timpul prelevării de probe pentru a elimina contactul cu alte surse potențiale de PFAS. Majoritatea procedurilor standard de operare și a planurilor de lucru recomandă evitarea utilizării componentelor pe bază de politetrafluoroetilenă (de exemplu, teflon), inclusiv a tuburilor și a capacelor căptușite ale flacoanelor pentru probe. De asemenea, unele dintre acestea îi instruiesc pe cei care prelevează probe să nu poarte jachete impermeabile sau alte articole de îmbrăcăminte exterioară cu un strat impermeabil și să evite manipularea alimentelor ambalate care pot conține substanțe chimice pe bază de fluorotelomer pentru a crește proprietățile antiaderente. Din cauza afinității PFAS pentru interfața aer-apă și a umezelii sticlei, sticlele de prelevare a probelor sunt de obicei din polipropilenă sau polietilenă de înaltă densitate.

Majoritatea laboratoarelor comerciale utilizează o versiune modificată a metodei 537 a U.S. EPA pentru analiza PFAS în apa potabilă. Această metodă constă în extracție în fază solidă și cromatografie lichidă cu spectrometrie de masă în tandem. Analizele includ PFOS, PFOA și, de obicei, alți 12 PFAS (în principal acizi perfluorocarboxilici și acizi perfluorosulfonici) cu diferite lungimi ale lanțului de carbon. Laboratoarele specializate au modificat această metodă analitică pentru alte matrici decât apa potabilă, pentru a recupera mai bine compușii cu catenă mai scurtă sau pentru a obține limite de detecție mai mici.

Laboratoarele comerciale care pot cuantifica o suită și mai largă de PFAS (de exemplu, cei despre care se știe că sunt prezenți în formulările AFFF și se degradează pentru a forma PFOA și PFOS) sunt rare. O metodă analitică pentru detectarea mai multor familii de precursori de PFAS. Există, de asemenea, testul Total Oxidizable Precursor (TOP), o măsurătoare globală a precursorilor care pot fi oxidați în perfluorocarboxilați. Alte abordări pentru cuantificarea cantității totale de fluor organic în probele de apă includ emisia de raze gamma indusă de particule (PIGE) și fluorul organic absorbabil (AOF).

Eficiența din punct de vedere al costurilor a metodelor de caracterizare a siturilor de înaltă rezoluție pentru PFAS este în prezent limitată din cauza lipsei unei metode analitice fiabile care să poată fi utilizată pe teren ca metodă de screening. Mai multe grupuri de cercetare au încercat să conceapă o metodă analitică mobilă pregătită pe teren. De exemplu, United Science LLC dezvoltă electrozi selectivi de ioni pentru a măsura PFOS la niveluri de ng/L. Geosyntec Consultants și Eurofins Eaton Analytical dezvoltă o unitate mobilă de teren pentru depistarea PFOS și a altor PFAS la niveluri de ng/L.

Facerea și transportul

În cele ce urmează sunt rezumate câteva concepte cheie pentru soarta și transportul PFAS:

  • Sorbția: Atât PFOA, cât și PFOS sunt anioni la valorile tipice ale pH-ului din mediu, dar prezintă totuși interacțiuni puternice cu carbonul organic în fază solidă. Din acest motiv, metoda foc-Koc pentru prezicerea sorbției este, în general, adecvată, deși acest lucru nu a fost confirmat pentru toți PFAS. Interacțiunile cu fazele minerale, în special cu materialele de oxid feric, pot fi importante în cazul materialelor cu f foc scăzut. În prezent, se recomandă estimările empirice de sorbție specifice locului pentru a prezice cu exactitate mobilitatea PFAS.
  • Biotransformare: PFOS, PFOA și compușii analogi de diferite lungimi de lanț sunt persistenți în mediu și nu se biodegradează ușor. Formele polifluorurate se degradează parțial în mediul înconjurător, în special dacă condițiile (de exemplu, concentrațiile de oxigen dizolvat, pH-ul) au fost modificate pentru a trata co-contaminanții. Cu toate acestea, produsele de degradare sunt adesea mai recalcitrante – formele polifluorurate degradabile sunt precursori pentru PFOA, PFOS și omologii acestora. În schimb, s-a demonstrat că degradarea fungică duce la o producție mai mică de acizi perfluorocarboxilici.
  • Alte efecte ale microbilor: Unii microbi, în prezența PFOA, se agregă și produc substanțe polimerice extracelulare. Microbii facilitează, de asemenea, levigarea PFAS în condiții metanogene comune la depozitele de deșeuri solide municipale. În funcție de condiții, activitatea microbiană poate, prin urmare, spori mobilitatea compușilor precum PFOS și PFOA sau, ipotetic, poate avea efectul opus prin creșterea sorbției.
  • Efectul co-contaminanților și al strategiilor de remediere a co-contaminanților: Interacțiunile dintre PFAS și lichidele în fază neacvatică pot întârzia migrarea PFAS. Declorurarea TCE poate fi inhibată de PFAS și această inhibiție depinde atât de structura PFAS, cât și de. Precursorii PFAS s-au degradat pentru a forma PFOA și alți PFAS într-o fostă zonă de antrenament pentru stingerea incendiilor de la Baza Forțelor Aeriene Ellsworth, unde au fost utilizate mai multe metode de remediere, inclusiv extracția vaporilor din sol, pomparea și tratarea apelor subterane, bioventilația și infuzia de oxigen pentru a trata co-contaminanții.

Medierea solului și a apelor subterane

Datorită stabilității chimice și termice a PFAS și complexității amestecurilor de PFAS, remedierea solului și a apelor subterane este dificilă și costisitoare. Cercetările sunt încă în curs de desfășurare pentru a dezvolta strategii de remediere eficiente.

Pentru sol, este obișnuit să se evalueze mai multe opțiuni de gestionare: 1) tratarea și/sau reutilizarea directă la fața locului, 2) depozitarea temporară la fața locului și 3) eliminarea în afara amplasamentului la o instalație de prelucrare sau de tratare a solului, la un depozit de deșeuri autorizat sau la un incinerator. Produsele de tratare a solului sunt disponibile în comerț pentru a stabiliza PFAS și a reduce levigarea. Criteriile de stabilizare sau de tratare a solurilor înainte de depozitarea la groapa de gunoi sunt foarte specifice fiecărui loc. Alte tehnologii care au fost luate în considerare pentru eliminarea PFAS din sol includ spălarea solului și incinerarea.

Pentru apele subterane, opțiunile de gestionare includ următoarele: 1) tratarea in situ, 2) tratarea ex situ și/sau reutilizarea, reinjectarea în acvifer sau evacuarea în apele de suprafață, în apele pluviale sau în canalizare, 3) depozitarea temporară pe amplasament și 4) eliminarea în afara amplasamentului la o instalație de tratare și eliminare a deșeurilor periculoase. Cea mai frecventă abordare de remediere este utilizarea pompării și tratării cu cărbune activ granular, urmată de incinerarea în afara sitului a cărbunelui activ uzat. Această tehnologie este utilizată de ani de zile la scară largă. Cu toate acestea, carbonul activ granular are o capacitate relativ scăzută pentru PFAS, în special atunci când sunt prezenți compuși cu lanț scurt. S-au efectuat teste de îmbunătățire a capacității de sorbție pe diferite forme de cărbune activ granular și sub formă de pulbere, schimbător de ioni și alte materiale absorbante, precum și pe amestecuri de argilă, cărbune activ sub formă de pulbere și alți absorbanți.

Alte metode de îndepărtare ex situ a PFAS includ tratarea cu membrane de înaltă presiune folosind nanofiltrarea sau osmoza inversă. Tehnologiile cu membrană din instalațiile municipale de tratare a apei la scară largă au eliminat eficient PFAS. Cu toate acestea, pentru aplicațiile tipice de remediere a mediului, tratamentul cu membrană are un cost mai mare decât cel cu cărbune activ, iar eficacitatea poate fi afectată de alți contaminanți din apele subterane. Este posibil ca PFAS neutre, cum ar fi perfluoroalchilsulfonamidele, să nu fie suficient de îndepărtate.

Cercetări privind tratarea PFAS

Cercetările privind tratarea PFAS includ următoarele subiecte:

  • Sechestrarea PFAS: Sorbenții sunt cercetați cu scopul pe termen lung de a-i utiliza într-o barieră in situ ca soluție de tratare pe termen lung, cu costuri reduse, combinată cu o metodă de regenerare sau de reînnoire periodică a materialului sorbent amplasat și de tratare a fluxurilor de deșeuri la fața locului prin oxidare chimică ex-situ (proiectul ESTCP 2423). SERDP/ESTCP a finanțat, de asemenea, cercetări (proiectul ESTCP ER-2425) pentru a testa injectarea in situ de coagulanți chimici (de exemplu, clorură de polialuminiu, polimeri cationici) pentru a ajuta la sorbție.

  • Proof-of-Concept for Biological Treatment: Ciupercile au fost utilizate cu succes pentru a degrada PFAS în condiții de laborator, dar sunt mai dificil de menținut in situ. Noi lucrări (proiectul ESTCP ER-2422) se concentrează asupra viabilității ambalării enzimelor de degradare a PFAS din ciupercile care putrezesc lemnul în „bolți” (particule naturale care se găsesc într-o mare varietate de microorganisme) și utilizarea bioaugmentării pentru degradarea in situ.
  • Procese avansate de oxidare: Procesele avansate de oxidare pentru PFAS includ oxidarea electrochimică, fotoliza și fotocataliza. Abordările electrocatalitice și catalitice care utilizează Ti/RuO2 și alți anozi de oxizi metalici amestecați au fost utilizate pentru a oxida PFAS în laborator într-o serie de condiții (proiectul ESTCP 2424).
  • Reducere chimică in situ: Metodele în curs de investigare includ utilizarea metalelor/bimetalelor cu valență zero (Pd/Fe, Mg, Pd/Mg) cu straturi intermediare de argilă și defluorurarea cu vitamina B12 asistată de un co-solvent. Un proiect în curs de desfășurare (proiectul SERDP ER-2426) se concentrează asupra PFOS, care este recalcitrant la multe procese de oxidare. Tehnologiile reductive ar putea fi utilizate ca un prim pas în remedierea PFOS și a altor PFAS.

Rezumat

PFAS sunt prezenți în mediul înconjurător și reprezintă mai multe provocări. Substanțele perfluoroalchilice sunt foarte stabile și se pot biomagnifica în fauna sălbatică. Nivelurile consultative pentru sănătate sunt scăzute, adică concentrații de ng/L în apele subterane și în apa potabilă. Pe măsură ce gradul de conștientizare a PFAS crește și criteriile de reglementare evoluează, managerii de situri efectuează investigații, îmbunătățesc tehnicile analitice și proiectează și operează sisteme de remediere. Cercetările finanțate de SERDP/ESTCP urmăresc să demonstreze tehnologii de tratare eficiente pentru PFAS și să îmbunătățească rentabilitatea tehnologiei.

  1. ^ 1.0 1.1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 Agenția pentru Protecția Mediului din SUA, 2014. Contaminanți emergenți – sulfonat de perfluorooctan (PFOS) și acid perfluorooctanoic (PFOA). Fișă informativă. Fișa informativă din martie
  2. ^ Rich, N., 2016. Avocatul care a devenit cel mai mare coșmar al DuPont. The New York Times Magazine.
  3. ^ Agenția de Protecție a Mediului din Statele Unite ale Americii (EPA), 2000. EPA și 3M anunță eliminarea treptată a PFOS. Comunicat de presă din data de marți, 16 mai. U.S. EPA U.S. EPA Phase Out Announcement
  4. ^ United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA), 2016. Consilii privind sănătatea apei potabile pentru PFOA și 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. și van Leeuwen, S.P., 2011. Substanțe perfluoroalchilice și polifluoroalchilice în mediu: terminologie, clasificare și origini. 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. și Mabury, S.A., 2007. Acizi perfluorurați în zăpada arctică: noi dovezi pentru formarea atmosferică. Environmental Science & Technology, 41(10), 3455-3461. doi: 10.1021/es0626234
  7. ^ Conder, J.M., Hoke, R.A., Wolf, W.D., Russell, M.H. și Buck, R.C., 2008. Sunt PFCA-urile bioacumulative? O analiză critică și o comparație cu criteriile de reglementare și cu compușii lipofili persistenți. Environmental Science & Technology, 42(4), 995-1003. doi: 10.1021/es070895g
  8. ^ Sinclair, E., Mayack, D.T., Roblee, K., Yamashita, N. și Kannan, K., 2006. Prezența surfactanților perfluoroalchilici în apă, pești și păsări din statul New York. 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. Carcinogenitatea acidului perfluorooctanoic, a tetrafluoroetilenei, a diclorometanului, a 1,2-dicloropropanului și a sultonei de 1,3-propan. The Lancet Oncology, 15 (9), 924-925. doi: 10.1016/S1470-2045(14)70316-X
  10. ^ International Agency for Research on Cancer (IARC), 2016. Monografii privind evaluarea riscurilor carcinogene pentru oameni. Lists of Classifications, Volumele de la 1 la 116. List of Classifications.pdf
  11. ^ Krafft, M.P. și 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. și Grandjean, P., 2015. Alternative la PFAS: Perspectives on the Science (Alternative la PFAS: Perspective asupra științei). Environmental Health Perspectives, 123(5), A104-A105. doi: 10.1289/ehp.1509944
  13. ^ Houtz, E.F., 2013. Măsurarea oxidativă a precursorilor de acizi perfluoroalchilici: Implicații pentru gestionarea scurgerilor urbane și remedierea apelor subterane și a solului contaminate cu AFFF. Teză de doctorat. Disponibilă online la http://escholarship.org/uc/item/4jq0v5qp
  14. ^ Lang, J.R., Allred, B.M., Peaslee, G.F., Field, J.A. și Barlaz, M.A., 2016. Eliberarea de substanțe per și polifluoroalchilice (PFAS) din covoare și îmbrăcăminte în reactoare model de depozit de deșeuri anaerobe. Environmental Science & Technology, 50(10), 5024-5032. doi: 10.1021/acs.est.5b06237
  15. ^ Conder, J., Deeb, R.A., Field, J.A. și Higgins, C.P., 2016. GRACast: Întrebări frecvente privind substanțele per- și polifluoroalchilice (PFAS). Prezentat la 6 iulie. Întrebări frecvente
  16. ^ Backe, W.J., Day, T.C. și Field, J.A., 2013. Produse chimice fluorurate zwitterionice, cationice și anionice în formulări de spumă formatoare de peliculă apoasă și în apele subterane din bazele militare americane prin HPLC-MS/MS cu injecție de volum mare neacvatică. Environmental Science & Technology, 47(10), 5226-5234. doi: 10.1021/es3034999
  17. ^ Place, B.J. și Field, J.A., 2012. Identificarea de noi substanțe fluorochimice în spumele formatoare de peliculă apoasă utilizate de armata SUA. Environmental Science & Technology, 46(13), 7120-7127. doi: 10.1021/es301465n
  18. ^ Concawe, 2016. Environmental fate and effects of poly- and perfluoroalkyl substances (PFAS). Raport nr. 8/16. Raport pdf
  19. ^ TerMaath, S., J. Field și C. Higgins, 2016. Substanțe per- și polifluoroalchilice (PFAS): Analytical and characterization frontiers (Frontiere analitice și de caracterizare). Webinar Series
  20. ^ Houtz, E.F., Higgins, C.P., Field, J.A. și Sedlak, D.L., 2013. Persistența precursorilor de acizi perfluoroalchilici în apele subterane și în solul afectat de AFFF. Environmental Science & Technology, 47(15), 8187-8195. doi: 10.1021/es401888877
  21. ^ Willach, S., Brauch, H.J. și Lange, F.T., 2016. Contribuția unor substanțe perfluoroalchilice și polifluoroalchilice selectate la fluorul adsorbabil legat organic în râurile germane și într-o apă subterană puternic contaminată. Chemosphere, 145, 342-350. doi:10.1016/j.chemosphere.2015.11.113
  22. ^ U.S. Environmental Protection Agency, 2015. Raport final: senzori de PFC desfășurabili pe teren pentru depistarea solului contaminat. Număr de contract EPA EPD14012. Raport pdf
  23. ^ Deeb, R., Chambon, J., Haghani, A., și Eaton, A., 2016. Dezvoltarea și testarea unei metode analitice pentru măsurarea în timp real a substanțelor polifluoroalchilice și perfluoroalchilice (PFAS). Prezentat la Conferința Battelle Chlorinated, Palm Springs, CA.
  24. ^ Higgins, C.P., și Luthy, R.G., 2006. Sorbția surfactanților perfluorurați pe sedimente. 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. și Washington, J.W., 2012. Behavior and fate of PFOA and PFOS in sandy aquifer sediment. 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. și Penn, R.L., 2007. Adsorbția sulfonatului de perfluorooctan sulfonat pe suprafețe de nisip, argilă și oxid de fier. 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. și Mahendra, S., 2014. Biotransformarea alcoolului 6: 2 fluorotelomer (6: 2 FTOH) de către o ciupercă care putrezește lemnul. 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. și Alvarez-Cohen, L., 2015. Aerobic biotransformation of fluorotelomer thioether amido sulfonate (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. și Higgins, C.P., 2014. Dovezi ale modificării induse de remediere a distribuției substanțelor polifluoroalchilice și perfluoroalchilice de subsuprafață la o fostă zonă de antrenament pentru pompieri. Environmental Science & Technology, 48(12), 6644-6652. doi: 10.1021/es5006187
  30. ^ Weathers, T.S., Higgins, C.P. și Sharp, J.O., 2015. Producția îmbunătățită a biofilmului de către un rhodococcus de degradare a toluenului observată după expunerea la acizi perfluoroalchilici. Environmental Science & Technology, 49(9), 5458-5466. doi: 10.1021/es5060034
  31. ^ Allred, B.M., Lang, J.R., Barlaz, M.A. și Field, J.A., 2015. Eliberarea fizică și biologică a substanțelor polifluoroalchilice și perfluoroalchilice (PFAS) din deșeurile solide municipale în reactoarele anaerobe ale depozitelor de deșeuri model. Environmental Science & Technology, 49(13), 7648-7656. doi: 10.1021/acs.est.5b01040
  32. ^ Guelfo, J. 2013. Soarta și transportul subteran al substanțelor poli- și perfluoroalchilice. Teză de doctorat în filozofie, Colorado School of Mines. Teză de doctorat
  33. ^ Weathers, T.S., Harding-Marjanovic, K., Higgins, C.P., Alvarez-Cohen, L. și Sharp, J.O., 2015. Acizii perfluoroalchilici inhibă declorarea reductivă a tricloroetenei prin reprimarea 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. și 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. și Dickenson, E.R., 2014. Tratarea substanțelor polifluoroalchilice și perfluoroalchilice în sistemele de tratare a apei la scară naturală din SUA. 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. și Yu, G., 2014. Comportamentul de adsorbție și mecanismul de adsorbție a compușilor perfluorurați pe diferiți adsorbanți – o revizuire. Journal of Hazardous Materials, 274, 443-454. doi:10.1016/j.jhazmat.2014.04.038
  37. ^ Departamentul Marinei (DON). 2015. Orientări provizorii privind compușii perfluorurați (PFC) / întrebări frecvente (Interim perfluorinated compounds (PFCs) guidance/frequent asked questions). Întrebări frecvente
  38. ^ Steinle-Darling, E. și Reinhard, M., 2008. Nanofiltrarea pentru îndepărtarea contaminanților organici urmăritori: structura, soluția și efectele de murdărire a membranei asupra respingerii substanțelor perfluorochimice. Environmental Science & Technology, 42 (14), 5292-5297. doi: 10.1021/es703207s
  39. ^ Crimi, M. 2014. Tren de tratare in situ pentru remedierea apelor subterane contaminate cu perfluoroalchil: In situ chemical oxidation of sorbed contaminants (ISCO-SC), ER-2423. ER-2423
  40. ^ Simcik, M. (2014). Development of a novel approach for in situ remediation of PFC contaminated groundwater systems (Dezvoltarea unei abordări noi pentru remedierea in situ a sistemelor de ape subterane contaminate cu PFC), ER-2425. ER-2425
  41. ^ Qingguo, J. H., 2013. Remedierea acviferelor contaminate cu perfluoroalchil folosind o barieră in situ cu două straturi: studiu de laborator pe loturi și coloane. ER-2127
  42. ^ Mahendra, S., 2014. Bioaugmentarea cu bolți: o nouă strategie de remediere in situ pentru transformarea compușilor perfluoroalchilici, SERDP, ER-2422. ER-2422
  43. ^ 43.0 43.1 Merino, N., Qu, Y., Deeb, R.A., Hawley, E.L., Hoffman, M.R și Mahendra, S., 2016. Metode de degradare și de eliminare a substanțelor perfluoroalchilice și polifluoroalchilice (PFAS) în apă. Environmental Engineering Science, 33(9), 615-649. doi:10.1089/ees.2016.0233
  44. ^ Schaefer, C., 2014. Investigating electrocatalytic and catalytic approaches for in situ treatment of perfluoroalkyl contaminants in groundwater (Investigarea abordărilor electrocatalitice și catalitice pentru tratarea in situ a contaminanților perfluoroalchilici din apele subterane), ER-2424. ER-2424
  45. ^ Lee, L., 2014. Cuantificarea defluorării chimice reductive in situ (ISCRD) a acizilor perfluoroalchilici în apele subterane afectate de AFFF-uri, ER-2426. ER-2426

Vezi și

Proiecte SERDP/ESTCP relevante în curs de desfășurare:

  • Tren de tratament in situ pentru remedierea apelor subterane contaminate cu perfluoroalchil: Oxidarea chimică in situ a contaminanților sorbiți (ISCO-SC). Proiectul SERDP/ESTCP ER-2423
  • Cuantificarea defluorării chimice reductive in situ (ISCRD) a acizilor perfluoroalchilici în apele subterane afectate de AFFF-uri. Proiectul SERDP/ESTCP ER-2426
  • Bioaugmentarea cu bolți: Strategie nouă de remediere in situ pentru transformarea compușilor perfluoroalchilici. Proiectul SERDP/ESTCP ER-2422
  • Investigating Electrocatalytic and Catalytic Approaches for In Situ Treatment of Perfluoroalkyl Contaminants in Groundwater. Proiectul SERDP/ESTCP ER-2424
  • Development of a Novel Approach for In Situ Remediation of Pfc Contaminated Groundwater Systems. Proiectul SERDP/ESTCP ER-2425

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.