Hóa chất thực sự cần kéo dài bao lâu? Andrew Brookes qua Getty Images
Hóa chất PFAS thoạt đầu có vẻ là một ý tưởng hay. Như Teflon, họ đã làm cho chậu dễ dàng hơn để làm sạch bắt đầu từ những năm 1940. Họ làm cho áo khoác không thấm nước và thảm chống ố. Giấy gói thực phẩm, bọt chữa cháy, thậm chí cả đồ trang điểm có vẻ tốt hơn với các chất perfluoroalkyl và polyfluoroalkyl.
Sau đó, các thử nghiệm bắt đầu phát hiện PFAS trong máu của mọi người.
Ngày nay, PFAS phổ biến trong đất, bụi và nước uống trên khắp thế giới. Các nghiên cứu cho thấy họ đang ở 98% cơ thể người Mỹ, họ đã ở đâu liên quan đến các vấn đề sức khỏe bao gồm bệnh tuyến giáp, tổn thương gan và ung thư thận và tinh hoàn. Hiện có hơn 9,000 loại của PFAS. Chúng thường được gọi là “hóa chất mãi mãi” vì các đặc tính tương tự khiến chúng rất hữu ích cũng đảm bảo chúng không bị hỏng trong tự nhiên.
Đối mặt với các vụ kiện về ô nhiễm PFAS, gã khổng lồ công nghiệp 3M, công ty đã sản xuất PFAS cho nhiều mục đích sử dụng trong nhiều thập kỷ, công bố khoản thanh toán 10.3 tỷ đô la Mỹ với các nhà cung cấp nước công cộng vào ngày 22 tháng 2023 năm XNUMX, để giúp chi trả cho việc xét nghiệm và điều trị. Công ty không thừa nhận trách nhiệm pháp lý trong việc giải quyết, điều này cần có sự chấp thuận của tòa án. Dọn dẹp có thể tốn kém gấp nhiều lần số tiền đó.
Nhưng làm thế nào để bạn nắm bắt và phá hủy một hóa chất mãi mãi?
Nhà hóa sinh A. Daniel Jones và nhà khoa học đất Hui Li làm việc về các giải pháp PFAS tại Đại học Bang Michigan và giải thích các kỹ thuật hứa hẹn đang được thử nghiệm ngày nay.
Làm thế nào để PFAS từ các sản phẩm hàng ngày vào nước, đất và cuối cùng là con người?
Có hai con đường phơi nhiễm chính để PFAS xâm nhập vào người - nước uống và thực phẩm.
PFAS có thể xâm nhập vào đất thông qua việc sử dụng chất rắn sinh học trên đất liền, tức là bùn từ quá trình xử lý nước thải, và chúng có thể thoát ra từ các bãi chôn lấp. Nếu chất rắn sinh học bị ô nhiễm thì bón cho ruộng làm phân bón, PFAS có thể ngấm vào nước và vào các loại cây trồng và rau quả.
Ví dụ, vật nuôi có thể tiêu thụ PFAS thông qua cây trồng chúng ăn và nước uống. Đã có các trường hợp được báo cáo ở Michigan, Maine và New Mexico tăng mức độ PFAS trong thịt bò và bò sữa. Nguy cơ tiềm ẩn đối với con người vẫn lớn như thế nào phần lớn không rõ.
Những con bò được tìm thấy với hàm lượng PFAS cao tại một trang trại ở Maine. Adam Glanzman / Bloomberg qua Getty Images
Các nhà khoa học trong nhóm nghiên cứu của chúng tôi tại Đại học Bang Michigan đang nghiên cứu các vật liệu được thêm vào đất có thể ngăn chặn thực vật hấp thụ PFAS, nhưng nó sẽ để lại PFAS trong đất.
Vấn đề là những hóa chất này ở khắp mọi nơi, và có không có quá trình tự nhiên trong nước hoặc đất có hiệu quả trong việc phá vỡ chúng. Nhiều sản phẩm tiêu dùng chứa PFAS, bao gồm đồ trang điểm, chỉ nha khoa, dây đàn guitar và sáp trượt tuyết.
Các dự án khắc phục hậu quả loại bỏ ô nhiễm PFAS hiện đang như thế nào?
Có các phương pháp lọc chúng ra khỏi nước. Ví dụ, hóa chất sẽ dính vào than hoạt tính. Nhưng những phương pháp này rất tốn kém cho các dự án quy mô lớn, và bạn vẫn phải loại bỏ hóa chất.
Ví dụ, gần một căn cứ quân sự cũ gần Sacramento, California, có một bể chứa than hoạt tính khổng lồ có khoảng 1,500 gallon nước ngầm bị ô nhiễm mỗi phút, lọc nó và sau đó bơm nó xuống lòng đất. Dự án khắc phục đó có chi phí hơn $ 3 triệu, nhưng nó ngăn cản PFAS chuyển sang nước uống mà cộng đồng sử dụng.
Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ đã đề xuất xây dựng các quy định có hiệu lực pháp lý đối với mức tối đa của sáu hóa chất PFAS trong hệ thống nước uống công cộng. Hai trong số các hóa chất này, PFOA và PFOS, sẽ được công nhận là hóa chất độc hại riêng lẻ, với các hành động pháp lý được thực thi khi mức vượt quá 4 phần nghìn tỷ, thấp hơn đáng kể so với hướng dẫn trước đây.
Lọc chỉ là một bước. Sau khi PFAS bị bắt, thì bạn phải loại bỏ than hoạt tính đã nạp PFAS và PFAS vẫn di chuyển xung quanh. Nếu bạn chôn các vật liệu bị ô nhiễm trong bãi rác hoặc nơi khác, PFAS cuối cùng sẽ bị rò rỉ ra ngoài. Chính vì vậy việc tìm cách tiêu diệt nó là điều cần thiết.
Các phương pháp hứa hẹn nhất mà các nhà khoa học đã tìm ra để phá vỡ PFAS là gì?
Phương pháp phổ biến nhất để tiêu diệt PFAS là thiêu hủy, nhưng hầu hết các PFAS đều có khả năng chống bị đốt cháy đáng kể. Đó là lý do tại sao họ đang ở trong bọt cứu hỏa.
PFAS có nhiều nguyên tử flo gắn với một nguyên tử cacbon, và liên kết giữa cacbon và flo là một trong những liên kết mạnh nhất. Thông thường để đốt cháy một thứ gì đó, bạn phải phá vỡ liên kết, nhưng flo chống lại sự đứt ra khỏi cacbon. Hầu hết PFAS sẽ phân hủy hoàn toàn ở nhiệt độ đốt xung quanh 1,500 độ C (2,730 độ F), nhưng nó tiêu tốn nhiều năng lượng và các lò đốt phù hợp rất khan hiếm.
Có một số kỹ thuật thử nghiệm khác đầy hứa hẹn nhưng vẫn chưa được mở rộng để xử lý một lượng lớn hóa chất.
Một nhóm tại Battelle đã phát triển oxy hóa nước siêu tới hạn để tiêu diệt PFAS. Nhiệt độ và áp suất cao làm thay đổi trạng thái của nước, đẩy nhanh quá trình hóa học theo cách có thể phá hủy các chất độc hại. Tuy nhiên, việc mở rộng quy mô vẫn là một thách thức.
Những thứ khác là làm việc với lò phản ứng plasma, sử dụng nước, điện và khí argon để phá vỡ PFAS. Chúng nhanh, nhưng cũng không dễ mở rộng.
Chúng ta có thể thấy gì trong tương lai?
Rất nhiều điều sẽ phụ thuộc vào những gì chúng ta tìm hiểu về nơi tiếp xúc với PFAS của con người chủ yếu đến từ đâu.
Nếu sự tiếp xúc chủ yếu là từ nước uống, thì có nhiều phương pháp tiềm năng hơn. Có thể cuối cùng nó có thể bị tiêu hủy ở cấp hộ gia đình bằng các phương pháp điện hóa, nhưng cũng có những rủi ro tiềm ẩn vẫn chưa được hiểu rõ, chẳng hạn như chuyển hóa các chất thông thường như clorua thành các sản phẩm phụ độc hại hơn.
Thách thức lớn của việc khắc phục là đảm bảo rằng chúng ta không làm cho vấn đề trở nên tồi tệ hơn bằng cách giải phóng các khí khác hoặc tạo ra các hóa chất độc hại. Con người có một lịch sử lâu dài về việc cố gắng giải quyết các vấn đề và làm cho mọi thứ trở nên tồi tệ hơn. Tủ lạnh là một ví dụ tuyệt vời. Freon, một chlorofluorocarbon, là giải pháp thay thế amoniac độc hại và dễ cháy trong tủ lạnh, nhưng sau đó nó gây ra sự suy giảm tầng ôzôn ở tầng bình lưu. Nó đã được thay thế bằng hydrofluorocarbon, bây giờ góp phần vào biến đổi khí hậu.
Nếu có một bài học rút ra, đó là chúng ta cần suy nghĩ về toàn bộ vòng đời của sản phẩm. Chúng ta thực sự cần hóa chất để tồn tại trong bao lâu?
Giới thiệu về Tác giả
A. Daniel Jones, Giáo sư Hóa sinh, Đại học Bang Michigan và Hui Li, Giáo sư Hóa học Môi trường và Đất, Đại học Bang Michigan
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách về Môi trường từ danh sách Bán chạy nhất của Amazon
"Mùa xuân im lặng"
bởi Rachel Carson
Cuốn sách kinh điển này là một bước ngoặt trong lịch sử của chủ nghĩa môi trường, thu hút sự chú ý đến tác hại của thuốc trừ sâu và tác động của chúng đối với thế giới tự nhiên. Công việc của Carson đã giúp truyền cảm hứng cho phong trào môi trường hiện đại và vẫn còn phù hợp cho đến ngày nay, khi chúng ta tiếp tục vật lộn với những thách thức về sức khỏe môi trường.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Trái đất không thể ở được: Cuộc sống sau khi nóng lên"
của David Wallace-Wells
Trong cuốn sách này, David Wallace-Wells đưa ra lời cảnh báo rõ ràng về tác động tàn phá của biến đổi khí hậu và nhu cầu cấp thiết phải giải quyết cuộc khủng hoảng toàn cầu này. Cuốn sách dựa trên nghiên cứu khoa học và các ví dụ thực tế để cung cấp một cái nhìn nghiêm túc về tương lai mà chúng ta phải đối mặt nếu chúng ta không hành động.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Cuộc sống ẩn giấu của cây cối: Chúng cảm thấy gì, chúng giao tiếp như thế nào? Những khám phá từ một thế giới bí mật"
bởi Peter Wohlleben
Trong cuốn sách này, Peter Wohlleben khám phá thế giới kỳ thú của cây cối và vai trò của chúng trong hệ sinh thái. Cuốn sách dựa trên nghiên cứu khoa học và kinh nghiệm của chính Wohlleben với tư cách là người đi rừng để cung cấp những hiểu biết sâu sắc về những cách thức phức tạp mà cây cối tương tác với nhau và với thế giới tự nhiên.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Ngôi nhà của chúng ta đang bốc cháy: Cảnh một gia đình và một hành tinh đang gặp khủng hoảng"
của Greta Thunberg, Svante Thunberg và Malena Ernman
Trong cuốn sách này, nhà hoạt động khí hậu Greta Thunberg và gia đình cô kể lại hành trình của họ nhằm nâng cao nhận thức về nhu cầu cấp thiết phải giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Cuốn sách cung cấp một tài khoản mạnh mẽ và cảm động về những thách thức chúng ta phải đối mặt và sự cần thiết phải hành động.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Sự tuyệt chủng thứ sáu: Một lịch sử không tự nhiên"
của Elizabeth Kolbert
Trong cuốn sách này, Elizabeth Kolbert khám phá sự tuyệt chủng hàng loạt đang diễn ra của các loài do hoạt động của con người, dựa trên nghiên cứu khoa học và các ví dụ thực tế để cung cấp một cái nhìn nghiêm túc về tác động của hoạt động của con người đối với thế giới tự nhiên. Cuốn sách đưa ra lời kêu gọi hành động thuyết phục để bảo vệ sự đa dạng của sự sống trên Trái đất.
al
