Пер- и полифторалкильные вещества ( PFAS [1] или PFAS [2] ) представляют собой группу синтетических фторорганических химических соединений , которые имеют несколько атомов фтора , присоединенных к алкильной цепи; по данным PubChem , существует 7 миллионов таких химикатов . [3] PFAS начали использовать после изобретения тефлона в 1938 году для изготовления фторполимерных покрытий и продуктов, устойчивых к теплу, маслу, пятнам, смазке и воде. В настоящее время они используются в таких продуктах, как водонепроницаемые ткани, такие как нейлон , штаны для йоги , ковры, шампуни, средства женской гигиены , экраны мобильных телефонов, краски для стен, мебель, клеи, упаковка для пищевых продуктов , термостойкие антипригарные поверхности для приготовления пищи, такие как тефлон , [4] пена для пожаротушения и изоляция электрических проводов. [5] [6] [7] ПФАС также используются в косметической промышленности в большинстве косметических средств и средств личной гигиены , включая губную помаду , подводку для глаз , тушь для ресниц , тональный крем , консилер , бальзам для губ , румяна и лак для ногтей . [8] [9]
Многие ПФАС, такие как ПФОС и ПФОА, представляют опасность для здоровья и окружающей среды, поскольку являются стойкими органическими загрязнителями ; в статье в The Washington Post в 2018 году они были названы « вечными химикатами ». [10] Их период полураспада составляет более восьми лет из-за связи углерод-фтор , одной из самых сильных в органической химии . [11] [12] [13] [14] [15] Они перемещаются по почве и биоаккумулируются в рыбе и диких животных, которых затем едят люди. Остатки теперь обычно встречаются в дождевой и питьевой воде . [11] [16] [17] [6] Поскольку соединения ПФАС очень мобильны, они легко всасываются через кожу человека и через слезные протоки , и такие продукты на губах часто непреднамеренно проглатываются. [18] Из-за большого количества ПФАС сложно изучать и оценивать потенциальные риски для здоровья человека и окружающей среды; необходимы дополнительные исследования, которые продолжаются. [19] [11] [20] [5]
Воздействие ПФАС, некоторые из которых классифицируются как канцерогенные и/или как эндокринные разрушители , было связано с такими видами рака, как рак почек , простаты и яичек , язвенный колит , заболевания щитовидной железы , недостаточный ответ антител /снижение иммунитета, снижение фертильности, гипертензивные расстройства во время беременности, снижение роста младенцев и плода и проблемы развития у детей, ожирение, дислипидемия (аномально высокий уровень холестерина ) и более высокие показатели гормональных помех. [5] [21] [22]
Использование ПФАС регулируется на международном уровне Стокгольмской конвенцией о стойких органических загрязнителях с 2009 года, при этом некоторые юрисдикции, такие как Китай и Европейский союз , планируют дальнейшее сокращение и поэтапный отказ. Однако основные производители и пользователи, такие как США, Израиль и Малайзия, не ратифицировали соглашение, а химическая промышленность лоббировала правительства с целью сокращения регулирования [23] или перенесла производство в такие страны, как Таиланд, где регулирование меньше. [24] [25] В Соединенных Штатах Республиканская партия обструкционистски отреагировала на законопроекты, регулирующие химические вещества. [23] Сокрытие информации и подавление исследований в 2018 году администрацией Трампа привели к двухпартийному возмущению. [26] [27]
Рынок ПФАС оценивается в 28 миллиардов долларов в 2023 году, и большинство из них производятся 12 компаниями: 3M , AGC Inc. , Archroma, Arkema , BASF , Bayer , Chemours , Daikin , Honeywell , Merck Group , Shandong Dongyue Chemical и Solvay . [28] Продажи ПФАС, которые стоят примерно 20 долларов за килограмм, приносят общую прибыль отрасли в размере 4 миллиардов долларов в год при рентабельности 16% . [29] Из-за проблем со здоровьем несколько компаний прекратили или планируют прекратить продажу ПФАС или продуктов, которые их содержат; к ним относятся WL Gore & Associates (производитель Gore-Tex ), H&M , Patagonia , REI и 3M . [30] [31] [32] [33] [34] [35] Производители ПФАС заплатили миллиарды долларов для урегулирования судебных исков, крупнейшим из которых стало урегулирование в размере 10,3 миллиарда долларов, выплаченное 3M за загрязнение воды в 2023 году. [36] Исследования показали, что компании знали об опасностях для здоровья с 1970-х годов — DuPont и 3M знали, что ПФАС «высокотоксичен при вдыхании и умеренно токсичен при проглатывании». [37] Внешние издержки , включая издержки, связанные с очисткой почвы и воды от ПФАС, лечением связанных с этим заболеваний и мониторингом загрязнения ПФАС, могут достигать 17,5 триллионов долларов США в год, согласно ChemSec . [29] Совет министров Северных стран оценил расходы на здравоохранение в Европейской экономической зоне как минимум в 52–84 миллиарда евро . [38] В Соединенных Штатах расходы на лечение заболеваний, связанных с ПФАС, оцениваются в 6–62 млрд долларов США. [39] [40]
Пер- и полифторалкильные вещества представляют собой группу синтетических фторорганических химических соединений , которые имеют несколько атомов фтора, присоединенных к алкильной цепи. Разные организации используют разные определения для PFAS, что приводит к оценкам от 8000 до 7 миллионов химических веществ в группе. База данных токсичности Агентства по охране окружающей среды, DSSTox, содержит список 14 735 уникальных химических соединений PFAS. [41] [42]
Раннее определение требовало, чтобы они содержали по крайней мере одну перфторалкильную группу , −C n F 2 n +1 . [12] Начиная с 2021 года ОЭСР расширила свою терминологию, заявив, что «ПФАС определяются как фторированные вещества, которые содержат по крайней мере один полностью фторированный метильный или метиленовый атом углерода (без каких-либо атомов H/Cl/Br/I, присоединенных к нему), т. е., за несколькими отмеченными исключениями, любое химическое вещество с по крайней мере одной перфторированной метильной группой ( −CF 3 ) или перфторированной метиленовой группой ( −CF 2 − ) является ПФАС». [2] [43] Это определение, в частности, включает тетрафторид углерода .
Агентство по охране окружающей среды США определяет ПФАС в Списке 5 кандидатов на загрязнители питьевой воды как вещества, которые содержат «по крайней мере одну из следующих трех структур: R−CF 2 −CF(R')R» , где обе группы −CF 2 − и −CF− являются насыщенными атомами углерода, и ни одна из групп R не может быть водородом; R−CF 2 −O−CF 2 −(R') , где обе группы −CF 2 − являются насыщенными атомами углерода, и ни одна из групп R не может быть водородом; или CF 3 −C−(CF 3 )RR' , где все атомы углерода являются насыщенными, и ни одна из групп R не может быть водородом. [44]
Сводная таблица некоторых определений ПФАС представлена в работе Хаммеля и др. (2022). [45]
Фторированные поверхностно-активные вещества или фторсурфактанты являются подгруппой ПФАС, характеризующейся гидрофобным фторированным «хвостом» и гидрофильной «головой», которые ведут себя как поверхностно-активные вещества . Они более эффективны в снижении поверхностного натяжения воды, чем сопоставимые углеводородные поверхностно-активные вещества. [46] К ним относятся перфторсульфоновые кислоты , такие как перфтороктансульфоновая кислота (ПФОС), и перфторкарбоновые кислоты, такие как перфтороктановая кислота (ПФОА).
Как и другие поверхностно-активные вещества, фторированные поверхностно-активные вещества имеют тенденцию концентрироваться на границах раздела фаз . [47] Фторированные углеводороды являются как липофобными , так и гидрофобными, отталкивая как масло, так и воду. Их липофобность является результатом относительного отсутствия сил дисперсии Лондона по сравнению с углеводородами, что является следствием большой электроотрицательности фтора и малой длины связи, что снижает поляризуемость фторированной молекулярной поверхности поверхностно-активных веществ. Фторированные поверхностно-активные вещества более стабильны, чем углеводородные поверхностно-активные вещества, из-за стабильности связи углерод-фтор . Перфторированные поверхностно-активные вещества сохраняются в окружающей среде по той же причине. [16]
Фторированные поверхностно-активные вещества, такие как ПФОС, ПФОА и перфторнонановая кислота (ПФНА), привлекли внимание регулирующих органов из-за их стойкости, токсичности и широкого распространения в крови населения. [48] [49]
ПФАС используются в эмульсионной полимеризации для производства фторполимеров , используемых в составе пятновыводителей, полиролей, красок и покрытий . [50]
Первоначально ПФАС считались химически инертными . [51] [52] Ранние профессиональные исследования выявили повышенные уровни фторсодержащих веществ, включая перфтороктансульфоновую кислоту (ПФОС) и перфтороктановую кислоту (ПФОА, C8), в крови промышленных рабочих, подвергшихся воздействию, но не указывали на какие-либо последствия для здоровья. [53] [54] Эти результаты согласуются с измеренными концентрациями ПФОС и ПФОА в сыворотке у рабочих завода 3M в диапазоне от 0,04 до 10,06 частей на миллион и от 0,01 до 12,70 частей на миллион, соответственно, что значительно ниже токсичных и канцерогенных уровней, указанных в исследованиях на животных. [54] Однако, учитывая период полувыведения из сыворотки от четырех до пяти лет и широко распространенное загрязнение окружающей среды, было показано, что молекулы накапливаются в организме человека в достаточной степени, чтобы вызвать неблагоприятные последствия для здоровья. [51]
В 2022 году уровни по крайней мере четырех перфторалкильных кислот (ПФАК) в дождевой воде по всему миру значительно превысили рекомендации Агентства по охране окружающей среды по охране здоровья питьевой воды на протяжении всего срока ее службы , а также сопоставимые стандарты безопасности Дании, Нидерландов и Европейского союза , что привело к выводу, что «глобальное распространение этих четырех ПФАК в атмосфере привело к превышению планетарной границы химического загрязнения». [57]
Считалось, что PFAA в конечном итоге окажутся в океанах, где они будут разбавляться в течение десятилетий, но полевое исследование, опубликованное в 2021 году исследователями Стокгольмского университета, показало, что они часто переносятся из воды в воздух, когда волны достигают суши, являются значительным источником загрязнения воздуха и в конечном итоге попадают в дождь. Исследователи пришли к выводу, что загрязнение может оказывать влияние на большие площади. [58] [59] [60]
В 2024 году всемирное исследование 45 000 образцов грунтовых вод показало, что 31% образцов содержали уровни ПФАС, вредные для здоровья человека; эти образцы были взяты из районов, вдали от каких-либо очевидных источников загрязнения. [61]
Почва также загрязнена, и химические вещества были обнаружены в отдаленных районах, таких как Антарктида . [62] Загрязнение почвы может привести к более высоким уровням ПЖК, обнаруженных в таких продуктах, как белый рис, кофе и животных, выращенных на загрязненной земле. [63] [64] [65]
С 2005 по 2013 год три эпидемиолога, известные как Научная группа C8, проводили исследования здоровья в долине Мид-Огайо в рамках непредвиденных обстоятельств по коллективному иску, поданному сообществами в долине реки Огайо против DuPont в ответ на сброс на свалку и сброс сточных вод материала, содержащего ПФАС, с завода DuPont в Западной Вирджинии Вашингтон Уоркс . [66] Группа измерила концентрацию ПФОК (также известную как С8) в сыворотке у 69 000 человек из окрестностей завода DuPont в Вашингтон Уоркс и обнаружила среднюю концентрацию 83 нг/мл по сравнению с 4 нг/мл в стандартной популяции американцев. [67] Эта группа сообщила о возможных связях между повышенной концентрацией ПФОК в крови и гиперхолестеринемией , язвенным колитом , заболеванием щитовидной железы , раком яичек , раком почек , а также гипертонией и преэклампсией , вызванными беременностью . [68] [69] [70] [71] [72]
Тяжесть последствий для здоровья, связанных с ПФАС, может варьироваться в зависимости от продолжительности воздействия, уровня воздействия и состояния здоровья. [73]
Воздействие ПФАС является фактором риска различных гипертензивных расстройств во время беременности, включая преэклампсию и высокое кровяное давление . Неясно, связано ли воздействие ПФАС с более широкими сердечно-сосудистыми расстройствами во время беременности. [74] Грудное молоко человека может содержать ПФАС, которые могут передаваться от матери к ребенку через грудное вскармливание. [75] [64]
Эндокринные разрушители , включая ПФАС, связаны с мужским бесплодием . [76]
В отчете Школы медицины Икана при Маунт-Синай за 2023 год говорится о связи высокого уровня воздействия ПФАС с 40%-ным снижением способности женщины успешно забеременеть, а также с гормональными нарушениями и задержкой полового созревания . [77] [78]
Метаанализ ассоциаций между ПФАС и клиническими биомаркерами поражения печени у человека, в котором анализировались эффекты ПФАС на биомаркеры печени и гистологические данные экспериментальных исследований на грызунах, пришел к выводу, что существуют доказательства того, что ПФОК, перфторгексансульфоновая кислота (ПФГС) и перфторнонановая кислота (ПФНА) вызывают гепатотоксичность у людей. [79]
PFOA классифицируется как канцерогенное для человека вещество (группа 1) Международным агентством по изучению рака (МАИР) на основе «достаточных» доказательств рака у животных и «сильных» механистических доказательств у людей, подвергшихся воздействию. МАИР также классифицировало PFOS как возможно канцерогенное для человека вещество (группа 2b) на основе «сильных» механистических доказательств. [22] Отсутствуют высококачественные эпидемиологические данные о связях между многими конкретными химическими веществами PFAS и конкретными типами рака, и исследования продолжаются. [80]
У людей наблюдается реакция, при которой повышенные уровни ПФОС были в значительной степени связаны с повышенным общим холестерином и холестерином ЛПНП, что подчеркивает значительное снижение экспрессии PPAR и намекает на то, что независимые от PPAR пути преобладают над липидным метаболизмом у людей по сравнению с грызунами. [81]
Было показано, что PFOA и PFOS значительно изменяют иммунные и воспалительные реакции у людей и животных. В частности, было показано, что IgA , IgE (только у самок) и C-реактивный белок снижаются, тогда как антинуклеарные антитела увеличиваются по мере увеличения концентрации PFOA в сыворотке. [82] Эти вариации цитокинов намекают на отклонения в иммунном ответе, приводящие к аутоиммунитету . Одним из предложенных механизмов является сдвиг в сторону противовоспалительных макрофагов M2 и/или реакции T-хелперов (TH2) в эпителиальной ткани кишечника, что позволяет сульфатредуцирующим бактериям процветать. В результате повышается уровень сероводорода , что снижает бета-окисление и выработку питательных веществ, что приводит к разрушению эпителиального барьера толстой кишки. [83]
Гипотиреоз является наиболее распространенной аномалией щитовидной железы, связанной с воздействием ПФАС. [84] Было показано, что ПФАС снижают тиреопероксидазу , что приводит к снижению выработки и активации тиреоидных гормонов in vivo. [85] Другие предложенные механизмы включают изменения в сигнализации тиреоидных гормонов, метаболизме и выделении, а также функции ядерного гормонального рецептора . [84]
Биоаккумуляция контролирует внутренние концентрации загрязняющих веществ, включая ПФАС, в отдельных организмах. Когда биоаккумуляция рассматривается в перспективе всей пищевой сети, она называется биомагнификация, которую важно отслеживать, поскольку более низкие концентрации загрязняющих веществ в экологических матрицах, таких как морская вода или отложения, могут очень быстро вырасти до вредных концентраций в организмах на более высоких трофических уровнях, включая людей. Примечательно, что концентрации в биоте могут быть даже в 5000 раз больше, чем присутствующие в воде для ПФАС и C10 – C14 ПФАС . [ 86] ПФАС может попадать в организм при проглатывании отложений, через воду или напрямую через их рацион. Он накапливается именно в областях с высоким содержанием белка, в крови и печени, но также обнаруживается в меньшей степени в тканях. [87]
Биомагнификация может быть описана с помощью оценки трофического фактора усиления (TMF), который описывает связь между уровнями загрязнения у вида и его трофическим уровнем в пищевой сети. TMF определяются путем построения графика логарифмически преобразованных концентраций PFAS против назначенного трофического уровня и взятия антилогарифма наклона регрессии ( наклон 10 ). [16]
В исследовании, проведенном в макроприливном эстуарии в Жиронде, на юго-западе Франции, TMF превысили единицу почти для всех 19 соединений ПФАС, рассмотренных в исследовании, и были особенно высокими для ПФОК и ПФНА (6,0 и 3,1 соответственно). [16] TMF больше единицы означает, что накопление в организме больше, чем в среде, причем в данном случае средой является морская вода.
ПФОС, длинноцепочечная сульфоновая кислота, была обнаружена в самых высоких концентрациях по сравнению с другими ПФАС, измеренными у рыб и птиц в северных морях, таких как Баренцево море и Канадская Арктика. [88]
Исследование, опубликованное в 2023 году, в котором анализировались 500 составных образцов рыбного филе, собранных по всей территории Соединенных Штатов с 2013 по 2015 год в рамках программ мониторинга Агентства по охране окружающей среды, показало, что пресноводная рыба повсеместно содержит высокие уровни вредных ПФАС, при этом одна порция обычно значительно повышает уровень ПФАС в крови . [89] [90]
Биоаккумуляция и биоусиление ПФАС в морских видах по всей пищевой цепи, особенно в часто потребляемой рыбе и моллюсках, может иметь важные последствия для человеческих популяций. [91] ПФАС часто регистрировались как в рыбе, так и в моллюсках, которые обычно потребляются человеческими популяциями, [92] что представляет риск для здоровья людей, и исследования биоаккумуляции в определенных видах важны для определения суточных допустимых пределов для потребления человеком, а также где эти пределы могут быть превышены, вызывая потенциальные риски для здоровья. [93] Это имеет особые последствия для популяций, которые потребляют большее количество диких видов рыб и моллюсков. [92] Загрязнение ПФАС также привело к перебоям в поставках продовольствия, таким как закрытия и ограничения на рыболовство. [94]
Фторированные поверхностно-активные вещества с более короткими углеродными цепями могут быть менее склонны к накоплению в млекопитающих; [50] все еще существуют некоторые опасения, что они могут быть вредны как для людей [95] [96] [97] , так и для окружающей среды. [98] [19]
С 1970-х годов DuPont и 3M знали, что ПФАС «высокотоксичен при вдыхании и умеренно токсичен при приеме внутрь». [37] Производители использовали несколько стратегий для влияния на науку и регулирование – в частности, подавление неблагоприятных исследований и искажение общественного мнения. [37]
В 2018 году, во время президентства Дональда Трампа , сотрудники Белого дома и Агентство по охране окружающей среды США оказали давление на Агентство США по токсичным веществам и реестру заболеваний , чтобы оно запретило исследование, которое показало, что ПФАС еще более опасны, чем считалось ранее. [26] [27]
В 2024 году исследования в Университете Макгилла в Квебеке [99] показали, что ПФАС были принесены в Арктику из загрязненных южных вод перелетными птицами. [100] Хотя это намного меньше по сравнению с заносом ветром и океанами, птицы становятся переносчиками, переносящими токсичные химикаты. Райнер Ломанн, океанограф из Университета Род-Айленда , отметил, что это имеет значительное локализованное воздействие, которое разрушительно для арктических хищников, которые накапливают токсины в своих телах, поскольку загрязняющие вещества от птиц часто попадают в пищевую цепочку напрямую, поскольку птицы являются добычей многих видов.
В 2017 году программа текущих событий ABC Four Corners сообщила, что хранение и использование огнетушащих пен, содержащих перфторированные поверхностно-активные вещества, на объектах Австралийских сил обороны по всей Австралии загрязнило близлежащие водные ресурсы. [101] В 2019 году продолжались работы по восстановлению на базе RAAF Tindal и соседнем городе Katherine. [102] В федеральном бюджете Австралии на 2022 год было выделено 428 миллионов долларов на работы на HMAS Albatross , базе RAAF Amberley , базе RAAF Pearce и базе RAAF Richmond, включая финансирование для устранения загрязнения PFAS. [103]
Хотя ПФАС не производятся в Канаде, они могут присутствовать в импортируемых товарах и продуктах. В 2008 году продукты, содержащие ПФОС, а также ПФОА, были запрещены в Канаде, за исключением продуктов, используемых в пожаротушении, военных целях и некоторых форм чернил и фотоносителей. [104]
Министерство здравоохранения Канады опубликовало рекомендации по питьевой воде для максимальных концентраций ПФОС и ПФОА, чтобы защитить здоровье канадцев, включая детей, от воздействия этих веществ в течение жизни. Максимально допустимая концентрация ПФОС в соответствии с рекомендациями составляет 0,0002 миллиграмма на литр. Максимально допустимая концентрация ПФОА составляет 0,0006 миллиграмма на литр. [105] В августе 2024 года Министерство здравоохранения Канады установило целевой показатель в 30 нг/л для суммы концентраций 25 ПФАС [106], обнаруженных в питьевой воде. [107]
Агентство по охране окружающей среды Новой Зеландии (EPA) запретило использование пер- и полифторалкильных веществ (ПФАВ) в косметических продуктах с 31 декабря 2026 года. Это сделает страну одной из первых в мире, которая предпримет этот шаг в отношении ПФАВ для защиты людей и окружающей среды. [108]
Экологические последствия PFAS, особенно от пожаротушения, были признаны с середины 1990-х годов и стали заметны после взрыва в Бансфилде 11 декабря 2005 года. Агентство по охране окружающей среды провело ряд проектов, чтобы понять масштаб и природу PFAS в окружающей среде. Инспекция по питьевой воде требует от компаний водоснабжения сообщать о концентрациях 47 PFAS. [109]
Многие ПФАС либо не подпадают под действие европейского законодательства, либо исключены из обязательств по регистрации в соответствии с Регламентом ЕС по регистрации, оценке, авторизации и ограничению использования химических веществ (REACH). [110] Несколько ПФАС были обнаружены в питьевой воде, [111] муниципальных сточных водах [112] и фильтратах свалок [113] по всему миру.
В 2019 году Европейский совет поручил Европейской комиссии разработать план действий по ликвидации всех неосновных видов использования ПФАС в связи с растущими доказательствами неблагоприятных последствий, вызванных воздействием этих веществ; доказательствами широкого распространения ПФАС в воде, почве, изделиях и отходах; и угрозой, которую он может представлять для питьевой воды. [114] Германия, Нидерланды, Дания, Норвегия и Швеция представили так называемое предложение об ограничении, основанное на регламенте REACH, для достижения европейского запрета на производство, использование, продажу и импорт ПФАС. [115] В предложении говорится, что запрет необходим для любого использования ПФАС, с различными периодами для различных применений, когда запрет вступает в силу (сразу после вступления ограничения в силу, через пять лет или через 12 лет), в зависимости от функции и доступности альтернатив. В предложении не оценивалось использование ПФАС в лекарственных средствах, средствах защиты растений и биоцидах, поскольку к этим веществам применяются особые правила (Регламент о биоцидных продуктах, Регламент о средствах защиты растений , Регламент о лекарственных средствах), которые имеют четкую процедуру разрешения, ориентированную на риск для здоровья и окружающей среды.
Предложение было подано 13 января 2023 года и опубликовано Европейским химическим агентством (ECHA) 7 февраля. С 22 марта по 21 сентября граждане, компании и другие организации комментировали предложение в ходе публичных консультаций. [116] На основе информации, содержащейся в предложении об ограничении и консультации, два комитета ECHA формулируют мнение о риске и социально-экономических аспектах предлагаемого ограничения. В течение года после публикации мнения направляются в Европейскую комиссию, которая делает окончательное предложение, которое представляется государствам-членам ЕС для обсуждения и принятия решения. [117] Через восемнадцать месяцев после публикации решения об ограничении (которое может отличаться от первоначального предложения) оно вступит в силу. [116]
По оценкам, 127 000 жителей региона Венето подверглись загрязнению через водопроводную воду, и это считается крупнейшей в Европе экологической катастрофой, связанной с ПФАС. [20] [118] В то время как Национальный институт здравоохранения Италии (ISS, Istituto Superiore di Sanità ) установил пороговое значение ПФОК в кровотоке на уровне 8 нанограмм на миллилитр (нг/мл), у некоторых жителей оно достигло 262, а у некоторых промышленных работников — 91 900 нг/мл. В 2021 году некоторые данные были раскрыты Greenpeace и местными гражданами после долгой судебной тяжбы с регионом Венето и ISS, который в течение многих лет отказывал в доступе к данным, несмотря на значения, известные с 2017 года или даже до него. Регион Венето не проводил дальнейшего мониторинга и не принимал решительных мер по устранению загрязнения и сокращению, по крайней мере постепенно, загрязнения непитьевой воды. Хотя в 2020 году Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA) снизило максимально допустимый уровень ПФАС, который может поступать с пищей, более чем в четыре раза, регион не проводил новых оценок и не реализовал конкретных мер по защите населения, агропродовольственного и животноводческого секторов. Были добавлены некоторые ограничения для мониторинга географической зоны, которая не включает оранжевую зону и другие районы, затронутые загрязнением, а также недостаточность анализа важных видов продукции, широко распространенных в соответствующих районах: яйца (до 37 100 нг/кг), рыба (18 600 нг/кг), шпинат и радиккио (была проведена только одна выборка), киви, дыни, арбузы, злаки (была проанализирована только одна проба), соя, вина и яблоки. [119]
Исследование общественных водоемов, завершающееся в марте 2022 года, показало, что сумма концентраций ПФОС и ПФОК превысила 50 нг/л в 81 из 1133 испытательных участков, а в некоторых случаях они присутствуют в повышенных концентрациях в крови. Это привело к необходимости ужесточения правил. [120]
Сильно загрязненная питьевая вода была обнаружена в нескольких местах в Швеции. К таким местам относятся Арвидсъяур, Люльнесет, Уппсала и Висбю. [121] [122] В 2013 году ПФАС были обнаружены в высоких концентрациях на одной из двух муниципальных станций очистки питьевой воды в городе Роннебю на юге Швеции. Концентрации ПФГХС и ПФОС были обнаружены на уровне 1700 нг/л и 8000 нг/л соответственно. [123] Позже было установлено, что источником загрязнения был военный полигон пожаротушения, на котором с середины 1980-х годов использовалась пена для пожаротушения, содержащая ПФАС. [124]
Кроме того, было показано, что питьевая вода с низким уровнем загрязнения является значительным источником воздействия PFOA , PFNA , PFHxS и PFOS для шведских подростков (в возрасте от 10 до 21 года). Несмотря на то, что средние концентрации в питьевой воде муниципалитета были ниже одного нг/л для каждого отдельного PFAS, были обнаружены положительные ассоциации между концентрациями PFAS в сыворотке крови подростков и концентрациями PFAS в питьевой воде. [125]
По оценкам, 26 000 объектов в США загрязнены ПФАС. [126] [127] По оценкам, более 200 миллионов американцев живут в местах, где уровень ПФАС в водопроводной воде, включая уровни ПФОА и ПФОС , превышает предел в 1 ppt (часть на триллион), установленный Агентством по охране окружающей среды в 2022 году. [128]
На основании исследований водопроводной воды из 716 мест в 2016 и 2021 годах Геологическая служба США (USGS) обнаружила, что уровни ПФАС превышают рекомендуемые EPA примерно в 75% образцов из городских районов и примерно в 25% образцов из сельской местности. [129]
Некоторые ПФАС больше не производятся в Соединенных Штатах в результате поэтапного отказа, включая Программу по управлению ПФОА (2010–2015), в которой восемь крупных производителей химической продукции согласились прекратить использование ПФОА и связанных с ПФОА химикатов в своих продуктах и выбросах со своих предприятий. Тем не менее, они по-прежнему производятся на международном уровне и импортируются в США в потребительских товарах. [130] [131] Некоторые типы ПФАС добровольно не включаются в упаковку пищевых продуктов . [132]
В 2021 году сенаторы Сьюзан Коллинз из Мэна и Ричард Блюменталь из Коннектикута предложили в Сенате США Закон о запрете использования ПФАС в косметике . [133] Он также был представлен в Палате представителей США представителем Мичигана Дебби Дингелл , [134] но Республиканская партия , поддерживаемая химической промышленностью США, заблокировала законопроект. [23]
Согласно исследованию Министерства обороны США , вода в и вокруг по меньшей мере 126 военных баз США была загрязнена высоким уровнем ПФАС из-за использования ими огнетушащих пен с 1970-х годов. Из них 90 баз сообщили о загрязнении ПФАС, которое распространилось на питьевую воду или грунтовые воды за пределами базы. [135]
В 2022 году в отчете Пентагона было признано, что около 175 000 военнослужащих США на двух десятках американских военных объектов пили воду, загрязненную ПФАС, которая превышала предел Агентства по охране окружающей среды США. Однако, по данным Рабочей группы по охране окружающей среды , в отчете Пентагона было преуменьшено количество людей, подвергшихся воздействию ПФАС, которое, вероятно, составляло более 640 000 человек на 116 военных объектах. Рабочая группа по охране окружающей среды обнаружила, что Пентагон также не упомянул в своем отчете некоторые типы заболеваний, которые, вероятно, были вызваны воздействием ПФАС, такие как рак яичек , заболевания почек и аномалии плода. [136]
Агентство по охране окружающей среды США опубликовало необязательные рекомендации по охране здоровья питьевой воды для ПФОК и ПФОС. [137] [138] В марте 2021 года Агентство по охране окружающей среды объявило, что разработает национальные стандарты питьевой воды для ПФОК и ПФОС. [139] Предприятия, предоставляющие питьевую воду, обязаны контролировать уровни ПФАС и могут получать субсидии на это. [140] [141] Существуют также правила, касающиеся сточных вод ( рекомендации по сбросам ) для отраслей, которые используют ПФАС в процессе производства, а также биологические твердые вещества (обработанный ил сточных вод, используемый в качестве удобрения). [142] [143] [144] [145] [146]
В июне 2022 года Агентство по охране окружающей среды выпустило рекомендации по охране здоровья для четырех конкретных ПФАС, значительно снизив их безопасные пороговые уровни для питьевой воды. Содержание ПФОА было снижено с 70 ppt до 0,004 ppt, а ПФОС — с 70 ppt до 0,02 ppt. Безопасный уровень для соединения GenX был установлен на уровне 10 ppt, а для ПФБС — на уровне 2000 ppt. Хотя эти рекомендации по охране здоровья не подлежат исполнению, они предназначены для того, чтобы штаты устанавливали собственные стандарты питьевой воды. [147]
В августе 2022 года Агентство по охране окружающей среды предложило добавить ПФОА и ПФОС в свой список опасных веществ в соответствии с законом о Суперфонде . [148] В апреле 2024 года Агентство по охране окружающей среды выпустило окончательное правило, которое требует, чтобы загрязнители платили за расследования и очистку от этих веществ. [149] [150]
В апреле 2024 года Агентство по охране окружающей среды выпустило окончательное правило для питьевой воды для PFOA, PFOS, GenX , PFBS, PFNA и PFHxS. В течение трех лет системы общественного водоснабжения должны удалить эти шесть PFAS до почти нулевого уровня. Штатам могут быть предоставлены гранты до 1 миллиарда долларов в качестве помощи для оказания помощи в первоначальном тестировании и очистке воды для этой цели. [151] [152] [153] [154] [155]
В феврале 2017 года DuPont и Chemours ( дочерняя компания DuPont ) согласились выплатить 671 миллион долларов для урегулирования судебных исков, возникших из 3550 исков о причинении вреда здоровью, связанных с выбросом ПФАС с их завода в Паркерсбурге, Западная Вирджиния , в питьевую воду нескольких тысяч жителей. [156] Это произошло после того, как созданная судом независимая научная группа — Научная группа по C8 — обнаружила «вероятную связь» между воздействием C8 и шестью заболеваниями: раком почек и яичек, язвенным колитом, заболеванием щитовидной железы, гипертонией, вызванной беременностью, и высоким уровнем холестерина. [66]
В октябре 2018 года пожарный из Огайо подал коллективный иск против нескольких производителей фторированных поверхностно-активных веществ, включая 3M и DuPont, от имени всех жителей США, у которых могут возникнуть неблагоприятные последствия для здоровья от воздействия ПФАС. [157] Эта история рассказана в фильме « Темные воды » . [158]
В июне 2023 года компания 3M достигла соглашения на сумму 10,3 млрд долларов США с несколькими поставщиками коммунального водоснабжения США для урегулирования претензий по загрязнению воды, связанных с ПФАС, в то время как Chemours , DuPont и Corteva урегулировали аналогичные претензии на сумму 1,19 млрд долларов США. [36]
В декабре 2023 года в рамках четырехлетней судебной тяжбы EPA запретило Inhance, производителю из Хьюстона, штат Техас, который ежегодно производит около 200 миллионов контейнеров с использованием процесса, создающего PFOA, использовать этот производственный процесс. [159] [160] В марте 2024 года Апелляционный суд США по пятому округу отменил запрет. Хотя суд не отрицал риски для здоровья от контейнеров, он заявил, что EPA не может регулировать производимые контейнеры в соответствии с Законом о контроле за токсичными веществами 1976 года , который касается только «новых» химикатов. [161]
В 2021 году Мэн стал первым штатом США, который запретил эти соединения во всех продуктах к 2030 году, за исключением случаев, которые считаются «в настоящее время неизбежными». [162] [163]
По состоянию на октябрь 2020 года [update]в штатах Калифорния, Коннектикут, Массачусетс, Мичиган, Миннесота, Нью-Гэмпшир, Нью-Джерси, Нью-Йорк, Вермонт и Висконсин были обязательные стандарты питьевой воды для двух-шести типов ПФАС. Шесть химических веществ (называемых Департаментом охраны окружающей среды Массачусетса PFAS6) измеряются либо по отдельности, либо суммируются как группа в зависимости от стандарта; они: [164]
В 2021 году Калифорния запретила использование ПФАС в упаковке пищевых продуктов и в товарах для младенцев и детей, а также потребовала, чтобы на всей кухонной посуде с ПФАС в штате была предупреждающая этикетка. [165]
Программа, лицензированная и продвигаемая Департаментом охраны окружающей среды штата Мэн, которая предоставляла фермерам бесплатный ил муниципальных сточных вод ( биотвердые отходы ) в качестве удобрения, привела к загрязнению ПФАС местной питьевой воды и выращенной на фермах продукции. [166] [167]
Группа реагирования на PFAS в Мичигане (MPART) была создана в 2017 году и является первой межведомственной группой действий такого рода в стране. Агентства, представляющие здравоохранение, окружающую среду и другие ветви власти штата, объединились для расследования источников и мест загрязнения PFAS в штате, принятия мер по защите питьевой воды людей и информирования общественности. Грунтовые воды проверяются в местах по всему штату различными сторонами для обеспечения безопасности, соблюдения правил и упреждающего выявления и устранения потенциальных проблем. В 2010 году Департамент качества окружающей среды Мичигана (MDEQ) обнаружил уровни PFAS в скважинах мониторинга грунтовых вод на бывшей авиабазе Вюртсмит . [168] В 2024 году тестирование под руководством граждан вблизи базы в Оскоде обнаружило высокие уровни PFAS в пене вдоль берега озера Гурон . [169] По мере поступления дополнительной информации из других национальных испытаний Мичиган расширил свои расследования на другие места, где потенциально использовались соединения PFAS. В 2018 году Отдел по рекультивации и реконструкции (RRD) MDEQ установил критерии очистки для грунтовых вод, используемых в качестве питьевой воды, в размере 70 ppt PFOA и PFOS по отдельности или в сочетании. Сотрудники RRD отвечают за реализацию этих критериев в рамках своих постоянных усилий по очистке участков загрязнения окружающей среды. Сотрудники RRD являются ведущими исследователями на большинстве участков PFAS на веб-сайте MPART, а также проводят временные мероприятия по реагированию, такие как координация установок бутилированной воды или фильтров с местными департаментами здравоохранения на участках, находящихся под расследованием или с известными проблемами PFAS. Большая часть отбора проб грунтовых вод на участках PFAS под руководством RRD проводится подрядчиками, знакомыми с методами отбора проб PFAS. RRD также имеет подразделение геологических служб, сотрудники которого устанавливают контрольные скважины и также хорошо разбираются в методах отбора проб PFAS. MDEQ проводит очистку окружающей среды от регулируемых загрязняющих веществ на протяжении десятилетий. В связи с меняющимся характером правил PFAS по мере появления новых научных данных RRD оценивает необходимость регулярного отбора проб PFAS на объектах Superfund и включает оценку потребностей в отборе проб PFAS в качестве части обзора базовой экологической оценки. Ранее в 2018 году RRD приобрел лабораторное оборудование, которое позволит экологической лаборатории MDEQ проводить анализы определенных образцов PFAS. (В настоящее время большинство образцов отправляются в одну из немногих лабораторий в стране, которая проводит анализ PFAS, в Калифорнию, хотя частные лаборатории в других частях страны, включая Мичиган, начинают предлагать эти услуги.) По состоянию на август 2018 года RRD нанял дополнительный персонал для работы над разработкой методологии и проведения анализов PFAS.[170]
В 2020 году генеральный прокурор Мичигана Дана Нессель подала иск против 17 компаний, включая 3M, Chemours и DuPont, за сокрытие известных рисков для здоровья и окружающей среды от штата и его жителей. В жалобе Нессель указаны 37 участков с известным загрязнением. [171] Департамент окружающей среды, Великих озер и энергетики Мичигана ввел некоторые из самых строгих стандартов питьевой воды в стране для ПФАС, установив максимальные уровни загрязнения (MCL) для ПФОК и ПФОС на уровне 8 и 16 ppt соответственно (по сравнению с предыдущими действующими стандартами очистки подземных вод в 70 ppt для обоих), и введя MCL для пяти других ранее нерегулируемых соединений ПФАС, ограничив PFNA до шести ppt, PFHxA до 400 000 ppt, PFHxS до 51 ppt, PFBS до 420 ppt и HFPO-DA до 370 ppt. [172] Это изменение добавляет 38 дополнительных участков в список известных территорий, загрязненных ПФАС, в результате чего общее число известных участков достигло 137. Около половины из этих участков являются свалками , а 13 — бывшими гальваническими предприятиями . [173]
В 2022 году ПФОС был обнаружен в говядине, произведенной на ферме в Мичигане: скот кормили культурами, удобренными загрязненными биотвердыми веществами. Государственные органы выпустили рекомендации по потреблению, но не приказали отзывать, поскольку в настоящее время в государственных стандартах на говядину нет загрязнения ПФОС. [174]
Исследование 2024 года показало, что «атмосферные отложения могут стать значительным экологическим путем, особенно для Великих озер». [175] [176]
В феврале 2018 года компания 3M урегулировала судебный процесс на сумму 850 миллионов долларов, связанный с загрязненной питьевой водой в Миннесоте. [177]
В 2018 году Департамент охраны окружающей среды Нью-Джерси (NJDEP) опубликовал стандарт питьевой воды для PFNA. Общественные системы водоснабжения в Нью-Джерси должны соответствовать стандарту MCL в 13 ppt. [178] [179] В 2020 году штат установил стандарт PFOA в 14 ppt и стандарт PFOS в 13 ppt. [180]
В 2019 году NJDEP подала иски против владельцев двух заводов, которые производили ПФАС, и двух заводов, которые были привлечены к ответственности за загрязнение воды другими химикатами. Упомянутыми компаниями являются DuPont, Chemours и 3M. [181] NJDEP также заявила, что пять компаний несут финансовую ответственность за очистку химикатов по всему штату. Среди обвиняемых компаний были Arkema и Solvay в отношении предприятия West Deptford в округе Глостер , где Arkema производила ПФАС, но Solvay утверждает, что никогда не производила, а только обращалась с ПФАС. [182] Компании отрицали свою ответственность и оспорили директиву. [183] В июне 2020 года Агентство по охране окружающей среды и Департамент охраны окружающей среды Нью-Джерси опубликовали статью, в которой сообщалось, что уникальное семейство ПФАС, используемых компанией Solvay, хлорперфторполиэфиркарбоксилаты (ClPFPECA), загрязняют почвы Нью-Джерси на расстоянии до 150 км от предприятия Solvay. [184] Кроме того, ClPFPECA были обнаружены в воде. [185]
Позднее в 2020 году генеральный прокурор штата Нью-Джерси подал иск в Высший суд штата Нью-Джерси против Solvay относительно загрязнения окружающей среды штата ПФАС. [186] В мае 2021 года Solvay выпустила пресс-релиз о том, что компания «прекращает использование фторированных поверхностно-активных веществ в США». [187]
В 2016 году Нью-Йорк, наряду с Вермонтом и Нью-Гемпширом, признал загрязнение PFOA, обратившись в EPA с просьбой выпустить руководящие меры по качеству воды. Загрязнение было отмечено Департаментом охраны окружающей среды штата Нью-Йорк в Хусик-Фолс, Ньюбурге, Питерсберге, Поестенкилле, Махопаке и Армонке. [188]
После коллективного иска в 2021 году деревня Хусик-Фолс получила компенсацию в размере 65,25 млн долларов от Saint-Gobain Performance Plastics, Honeywell, 3M и DuPont в связи с утилизацией химикатов ПФАС в грунтовые воды местной станции очистки воды . [189]
Комитет Сената США по окружающей среде и общественным работам выявил пять военных объектов в штате Вашингтон, загрязненных ПФАС. [190] В целях защиты окружающей среды и потребителей Департамент экологии штата Вашингтон опубликовал в ноябре 2021 года План действий по борьбе с химическими веществами, а в июне 2022 года губернатор поручил Департаменту экологии штата Вашингтон поэтапно прекратить производство и импорт продукции, содержащей ПФАС. Первоначальные шаги, предпринятые Департаментом здравоохранения штата Вашингтон для защиты населения от воздействия через питьевую воду, включали установление Уровней действий штата для пяти ПФАС (ПФОА, ПФОС, ПФНА, ПФГХС и ПФБС), которые были реализованы в ноябре 2021 года. [191] [192] [193]
В 2009 году ПФОС, его соли и перфтороктансульфонилфторид , а также ПФОК и ПФГКС были включены в список стойких органических загрязнителей в соответствии со Стокгольмской конвенцией о стойких органических загрязнителях из-за их повсеместной, стойкой, биоаккумулятивной и токсичной природы. [194] [195] Конвенция была ратифицирована 186 юрисдикциями, но, что наиболее примечательно, она не была ратифицирована Соединенными Штатами, Израилем и Малайзией. [196] Длинноцепочечные (C 9 –C 21 ) ПФКК в настоящее время рассматриваются для включения в список. [197]
Профессиональное воздействие ПФАС происходит во многих отраслях промышленности из-за широкого использования химикатов в продуктах и в качестве элемента промышленных технологических потоков. [73] ПФАС используются более чем 200 различными способами в таких разнообразных отраслях, как производство электроники и оборудования, производство пластика и резины, производство продуктов питания и текстиля, а также строительство. [198] Профессиональное воздействие ПФАС может происходить на фторохимических предприятиях, которые их производят, и на других производственных предприятиях, которые используют их для промышленной обработки, таких как хромирование. [73] Работники, которые работают с продуктами, содержащими ПФАС, также могут подвергаться воздействию во время своей работы, например, люди, которые устанавливают ковры и кожаную мебель, содержащие ПФАС, с покрытиями из ПФАС, профессиональные лыжники, использующие воски на основе ПФАС, и пожарные, использующие пену, содержащую ПФАС, и носящие огнестойкую защитную одежду, изготовленную с использованием ПФАС. [73] [199] [200]
Люди, подвергающиеся воздействию ПФАС на работе, как правило, имеют более высокий уровень ПФАС в крови, чем население в целом. [73] [201] [202] В то время как население в целом подвергается воздействию ПФАС через пищу и воду, профессиональное воздействие включает случайное проглатывание, вдыхание и контакт с кожей в условиях, когда ПФАС становятся летучими. [203] [12]
По сравнению с населением в целом, подвергающимся воздействию загрязненной питьевой воды, специалисты по профессиональной смазке лыж подвергаются более сильному воздействию ПФАС (ПФОК, ПФНА, ПФДА, ПФГпА, ПФДоДА) из скользящего воска , используемого для покрытия нижней части лыж с целью уменьшения трения между лыжами и снегом. [204] В процессе нанесения покрытия воск нагревается, что приводит к выделению паров и взвешенных в воздухе частиц. [204] По сравнению со всеми другими зарегистрированными воздействиями на рабочем месте и в жилых помещениях, смазка лыж имела самые высокие общие концентрации ПФАС в воздухе. [205]
Люди, работающие на заводах по производству фторсодержащих веществ и в производственных отраслях, где в промышленном процессе используются ПФАС, могут подвергаться воздействию ПФАС на рабочем месте. Многое из того, что мы знаем о воздействии ПФАС и его влиянии на здоровье, началось с медицинских исследований по наблюдению за работниками, подвергавшимися воздействию ПФАС на предприятиях по производству фторсодержащих веществ. Эти исследования начались в 1940-х годах и проводились в основном на производственных площадках США и Европы. В период с 1940-х по 2000-е годы тысячи работников, подвергавшихся воздействию ПФАС, приняли участие в научных исследованиях, которые продвинули научное понимание путей воздействия, токсикокинетических свойств и неблагоприятных последствий для здоровья, связанных с воздействием. [53] [206] [207]
Первое исследование, в котором сообщалось о повышенных уровнях органического фтора в крови рабочих фторхимической промышленности, было опубликовано в 1980 году. [53] Оно установило вдыхание как потенциальный путь профессионального воздействия ПФАС, сообщив об измеримых уровнях органического фтора в пробах воздуха на предприятии. [53] Работники предприятий по производству фторхимической промышленности имеют более высокие уровни ПФОК и ПФОС в крови, чем население в целом. Уровни сывороточной ПФОК у рабочих фторхимической промышленности, как правило, ниже 20 000 нг/мл, но были зарегистрированы и до 100 000 нг/мл, тогда как средняя концентрация ПФОК среди когорт, не подвергавшихся профессиональному воздействию за тот же период времени, составляла 4,9 нг/мл. [208] [54] Среди рабочих фторхимической промышленности те, кто имел прямой контакт с ПФАС, имели более высокие концентрации ПФАС в крови, чем те, кто имел периодический контакт или не имел прямого контакта с ПФАС. [206] [208] Было показано, что уровни ПФАС в крови снижаются при прекращении прямого контакта. [208] [209] Уровни ПФОА и ПФОС снизились у рабочих фторхимической промышленности США и Европы из-за улучшения условий, более широкого использования средств индивидуальной защиты и прекращения производства этих химикатов. [206] [210] Профессиональное воздействие ПФАС на производстве продолжает оставаться активной областью изучения в Китае, и многочисленные исследования связывают воздействие различных ПФАС на рабочих. [211] [212] [213]
ПФАС обычно используются в пенах для пожаротушения класса B из-за их гидрофобных и липофобных свойств, а также стабильности химикатов при воздействии высоких температур. [214]
Исследования профессионального воздействия на пожарных являются новыми, хотя часто ограничиваются недостаточно мощными проектами исследований. Поперечный анализ исследований здоровья C8 2011 года выявил более высокие уровни PFHxS у пожарных по сравнению с выборочной группой региона, при этом другие PFAS были на повышенных уровнях, не достигая статистической значимости. [215] Исследование 2014 года в Финляндии, изучавшее восемь пожарных в течение трех учебных сессий, наблюдало увеличение отдельных PFAS (PFHxS и PFNA) в образцах крови после каждого учебного мероприятия. [214] Из-за такого небольшого размера выборки проверка значимости не проводилась. Поперечный анализ 2015 года, проведенный в Австралии, показал, что накопление PFOS и PFHxS было положительно связано с годами профессионального воздействия AFFF при тушении пожаров. [201]
В связи с их использованием в обучении и тестировании, исследования указывают на профессиональный риск для военнослужащих и пожарных, поскольку более высокие уровни воздействия ПФАС были выявлены у военнослужащих и пожарных по сравнению с населением в целом. [216] Воздействие ПФАС распространено среди пожарных не только из-за его использования в чрезвычайных ситуациях, но и потому, что он используется в средствах индивидуальной защиты . В поддержку этих результатов такие штаты, как Вашингтон и Колорадо, предприняли шаги по ограничению и штрафованию использования огнетушащей пены класса B для обучения и тестирования пожарных. [217] [218]
Атаки 11 сентября и вызванные ими пожары привели к выбросу токсичных химикатов, используемых в таких материалах, как грязеотталкивающие покрытия. [219] Лица, первыми прибывшие на место происшествия, подверглись воздействию PFOA, PFNA и PFHxS через вдыхание пыли и дыма, образовавшихся во время и после крушения Всемирного торгового центра. [219]
Пожарные, работавшие на эпицентре или вблизи него, были оценены на предмет респираторных и других последствий для здоровья от воздействия выбросов Всемирного торгового центра. Ранние клинические испытания показали высокую распространенность респираторных последствий для здоровья. Ранние симптомы воздействия часто проявлялись в виде постоянного кашля и хрипов. Уровни PFOA и PFHxS присутствовали как при воздействии дыма, так и пыли, но у спасателей, подвергшихся воздействию дыма, были более высокие концентрации PFOA и PFHxS, чем у подвергшихся воздействию пыли. [219]
Было предложено несколько стратегий в качестве способа защиты тех, кто подвергается наибольшему риску профессионального воздействия ПФАС, включая мониторинг воздействия, регулярные анализы крови и использование альтернативных средств, не содержащих ПФАС, таких как не содержащая фтора пена для пожаротушения и растительная лыжная мазь. [220]
В настоящее время доступно несколько технологий для очистки жидкостей от ПФАС. Эти технологии могут применяться для питьевой воды, грунтовых вод, промышленных сточных вод, поверхностных вод и других приложений, таких как фильтрат свалок . Концентрации ПФАС на входе могут варьироваться на порядки для конкретных сред или приложений. Эти значения на входе, наряду с другими общими параметрами качества воды (например, pH), могут влиять на производительность и эксплуатационные расходы технологий очистки. Технологии следующие:
Частный и государственный секторы применяют одну или несколько из этих методологий, описанных выше, на объектах рекультивации по всей территории Соединенных Штатов и в других странах мира. [225] Большинство решений включают системы обработки на месте, в то время как другие используют внешнюю инфраструктуру и объекты, такие как централизованное предприятие по переработке отходов , для обработки и утилизации пула соединений ПФАС.
Базирующийся в США Межгосударственный технологический и регулирующий совет (ITRC) провел обширную оценку технологий обработки ex-situ и in-situ для жидких матриц, подвергшихся воздействию ПФАС. Эти технологии делятся на технологии, реализуемые в полевых условиях, технологии ограниченного применения и технологии разработки и обычно относятся к одному из трех типов технологий: [223]
Тип выбранной технологии очистки от ПФАС часто является отражением уровней загрязнения ПФАС и сигнатуры ПФАС (т. е. комбинации присутствующих веществ ПФАС с короткой и длинной цепью) в сочетании с химией воды, специфичной для данного участка, и перекрестными загрязнителями, присутствующими в жидком потоке. Более сложные воды, такие как фильтраты свалок и воды очистных сооружений, требуют более надежных решений по очистке, которые менее уязвимы для засорения.
Фракционирование пены использует интерфейс воздух/вода восходящего воздушного пузыря для сбора и сбора молекул ПФАС. Гидрофобный хвост многих длинноцепочечных соединений критериев ПФАС прилипает к этому интерфейсу и поднимается на поверхность воды с воздушным пузырем, где они представляют собой пену для сбора и дальнейшей концентрации. Метод фракционирования пены является производным от традиционных методов разделения абсорбционных пузырьков, используемых в промышленности на протяжении десятилетий для извлечения амфифильных загрязняющих веществ. Отсутствие твердой абсорбционной поверхности снижает расходные материалы и побочные продукты отходов и производит жидкий гиперконцентрат, который может быть подан в одну из различных технологий уничтожения ПФАС. В ходе различных полномасштабных испытаний и полевых применений этот метод обеспечивает простую и недорогую альтернативу эксплуатационным расходам для сложных вод, загрязненных ПФАС. [226]
В 2007 году было обнаружено, что высокотемпературное сжигание осадка сточных вод значительно снижает уровень перфторированных соединений. [227]
Исследование 2022 года, опубликованное в журнале Journal of Environmental Engineering, показало, что метод, основанный на тепле и давлении, известный как сверхкритическое окисление воды, уничтожил 99% ПФАС, присутствующих в образце воды. Во время этого процесса окисляющие вещества добавляются в воду, загрязненную ПФАС, а затем жидкость нагревается выше критической температуры 374 градуса Цельсия при давлении более 220 бар . Вода становится сверхкритической , и в этом состоянии водоотталкивающие вещества, такие как ПФАС, растворяются гораздо легче. [224]
Возможное решение для очистки сточных вод, загрязненных ПФАС, было разработано группой Фраунгофера из Мичиганского государственного университета . Бор-легированные алмазные электроды используются для системы электрохимического окисления, где они способны разрывать молекулярные связи ПФАС, что по существу устраняет загрязнения, оставляя чистую воду. [228]
Acidimicrobium sp. штамм A6 показал себя как ремедиатор ПФАС и ПФОС. [229] ПФАС с ненасыщенными связями легче расщепляются: коммерческая дехлорирующая культура KB1 (содержит Dehalococcoides ) способна расщеплять такие вещества, но не насыщенные ПФАС. Когда присутствуют альтернативные, более легкоусвояемые субстраты, микробы могут предпочесть их ПФАС. [230]
Исследование, опубликованное в журнале Science в августе 2022 года, показало, что перфторалкилкарбоновые кислоты (PFCA) можно минерализовать путем нагревания в полярном апротонном растворителе, таком как диметилсульфоксид . Нагревание PFCA в смеси диметилсульфоксида и воды в соотношении 8 к 1 при температуре 80–120 °C (176–248 °F) в присутствии гидроксида натрия привело к удалению группы карбоксильной кислоты в конце углеродной цепи, создавая перфторанион, который минерализуется во фторид натрия и другие соли, такие как трифторацетат натрия , формиат , карбонат , оксалат и гликолят . Этот процесс не работает с перфторсульфоновыми кислотами, такими как ПФОС. [231] Исследование 2022 года, опубликованное в журнале Chemical Science, показывает разрыв связей CF и их минерализацию в виде кластеров YF 3 или YF 6 . [232] Другое исследование в Журнале Американского химического общества описало распад ПФАС с использованием металл-органических структур (МОС). [233]
Аналитические методы анализа ПФАС делятся на две общие категории: целевой анализ или нецелевой анализ. Целевые анализы используют эталонные стандарты для определения концентраций конкретных ПФАС, но для этого требуется стандарт высокой чистоты для каждого интересующего соединения. Из-за большого количества возможных целей необычные ПФАС могут остаться неучтенными этими методами. Нецелевые анализы измеряют другие факторы, такие как общий органический фтор, который можно использовать для оценки общей концентрации ПФАС в образце, но не могут предоставить концентрации отдельных соединений. Эти два типа анализов часто объединяют; вычитая массу целевых аналитов из результатов нецелевого анализа, можно получить оценку того, какая доля ПФАС была «пропущена» целевым анализом.
Целевой анализ обычно использует приборы жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (ЖХ-МС). В настоящее время метод EPA 537.1 одобрен для использования в питьевой воде и включает 18 ПФАС. [234] Метод EPA 1633 проходит проверку на предмет использования в сточных водах, поверхностных водах, грунтовых водах, почве, биологических твердых веществах, осадках, фильтрате свалок и тканях рыб для 40 ПФАС, но в настоящее время используется многими лабораториями в Соединенных Штатах. [235] Нормативные пределы для ПФОА и ПФОС, установленные Агентством по охране окружающей среды США (4 части на триллион), ограничены способностью методов обнаруживать низкие концентрации. [236]
Нецелевые анализы включают общий органический фтор (TOF, включая вариации, например, адсорбируемый органический фтор, AOF; извлекаемый органический фтор, EOF), общий анализ окисляемых прекурсоров и другие методы, находящиеся в стадии разработки. [237] [238]
Некоторые распространенные пер- и полифторалкильные вещества включают: [239] [240]