Co to są PFAS?
Substancje per- i polifluoroalkilowe, w skrócie PFAS, to grupa ponad 4700 substancji chemicznych charakteryzujących się silnymi wiązaniami węgiel-fluor. Zostały wynalezione w latach trzydziestych i czterdziestych XX wieku i szeroko stosowane w latach sześćdziesiątych, siedemdziesiątych i osiemdziesiątych XX wieku.
Te chemikalia były używane przez prawie sto lat w fabrykach, bazach wojskowych, lotniskach i obiektach przemysłowych, dopóki nie odkryto, że zostały uwolnione do powietrza jako produkty uboczne i mogą utrzymywać się w środowisku przez długi czas, co prowadzi do powszechnego skażenia środowiska gruntów , powietrze i naturalne źródła wody w wielu miejscach.
Dwa PFAS są uważane za najbardziej powszechne i niebezpieczne i obecnie są wycofywane z użycia: PFOA (kwas perfluorooktanokarboksylowy) i PFOS (kwas perfluorooktanosulfonowy), które wykryto także w ludzkiej krwi na całym świecie.
Te dwie substancje chemiczne PFAS są tradycyjnie stosowane w produkcji wielu popularnych produktów konsumenckich, od naczyń kuchennych i papieru z powłoką nieprzywierającą po farby, środki czyszczące i środki odstraszające plamy, opakowania do żywności, odzież wodoodporną, lakiery do paznokci do higieny osobistej i kosmetyki.
Obie substancje chemiczne mają toksyczne właściwości bioakumulacyjne i są uważane za „substancje chemiczne na zawsze”, co oznacza, że mogą utrzymywać się w środowisku przez setki lat.
Skąd pochodzą PFAS?
Zanieczyszczenie PFAS jest spowodowane głównie działalnością człowieka. Głównymi źródłami są zakłady przetwarzające i produkcyjne PFAS, a także lotniska i bazy wojskowe stosujące pianę gaśniczą zawierającą środki chemiczne, a także wysypiska śmieci i oczyszczalnie ścieków.
Jak PFAS dostają się do wody?
Istnieje kilka różnych sposobów narażenia na PFAS, np. używanie produktów zawierających PFAS lub wdychanie powietrza zanieczyszczonego PFAS.
Najczęstszym jest jednak problem zanieczyszczenia wody PFAS.
PFOA i PFOS mogą przedostawać się do lokalnych źródeł wody pitnej na różne sposoby. W pobliżu zakładów produkujących lub uwalniających chemikalia PFAS jako produkty uboczne, w pobliżu lotnisk, baz wojskowych lub rafinerii PFOS i PFOA zawarte w pianach przeciwpożarowych mogą zanieczyścić źródła wody poprzez spływ powierzchniowy.
Badanie wykazało, że w 2016 r. co najmniej 60000 osób w Stanach Zjednoczonych miało poziom PFAS w wodzie pitnej przekraczający standardy zalecane przez EPA w zakresie zdrowia publicznego.
Zagrożenia dla zdrowia związane z PFAS
Agencja EPA ustaliła nieobowiązkowe stężenia w zaleceniach zdrowotnych dla maksymalnych poziomów zanieczyszczeń dla PFOS i PFAS, stwierdzając, że poziomy tych chemikaliów w publicznych wodociągach nie powinny przekraczać 70 ng/l lub ppt (części na bilion).
Jednakże, jeśli niższe poziomy PFAS zostaną spożyte w wodzie pitnej, może to nadal powodować szkody. Niektóre typowe zagrożenia dla zdrowia związane z PFAS w wodzie pitnej obejmują:
1. Rak
Badania wykazały, że picie PFOA i PFOS może zwiększać ryzyko nowotworów złośliwych, ponieważ zanieczyszczenie PFAS zostało uznane za rakotwórcze dla ludzi. Narażenie na PFAS jest szczególnie powiązane z rakiem trzustki, rakiem jądra, rakiem nerki i rakiem wątroby.
2. Wpływ na układ odpornościowy
Badania na zwierzętach wykazały, że narażenie na PFAS może zmniejszać zdolność układu odpornościowego do reagowania na zagrożenia patogenami w organizmie, zmniejszając w ten sposób odporność na choroby. Ponadto narażenie na PFAS może nawet uniemożliwić organizmowi wytwarzanie przeciwciał potrzebnych do zareagowania na szczepienia, co jest szczególnie niepokojące w świetle pandemii-19 COVID.
3. Zaburzenie hormonów tarczycy
Wiele badań wykazało, że PFOA i PFOS we krwi mogą zaburzać funkcjonowanie układu hormonalnego i uniemożliwiać prawidłowe funkcjonowanie tarczycy. Z dotychczasowych danych wynika, że PFOA i PFOS mogą powodować „akumulację, cytotoksyczność, genotoksyczność, zakłócanie syntezy TH, funkcji TPO i wychwytu jodu” w komórkach tarczycy.
4. Niska masa urodzeniowa
Badania wykazały, że jeśli rodzice lub rodzice rozwijającego się dziecka mają wysoki poziom PFAS we krwi, ryzyko przedwczesnej masy urodzeniowej dziecka jest większe i jest większe ryzyko, że będzie zbyt mały w stosunku do wieku ciążowego.
Nie tylko zmniejsza się masa urodzeniowa dziecka, ale stwierdzono również, że w pierwszych dwóch latach życia u dziecka występują opóźnienia rozwojowe. PFOA i PFOS powiązano również z niższym prawdopodobieństwem zajścia w ciążę przez kobietę.
Jak sprawdzić zawartość PFAS w wodzie?
PFOA i PFAS są niewidoczne dla ludzkiego oka, a w wodzie nie można ich posmakować ani wyczuć. To czyni je jeszcze bardziej niebezpiecznymi, jak konieczność wyboru między szklanką wody bez PFOA i PFOS a szklanką wody z niebezpiecznie wysokim poziomem tych substancji chemicznych.
Zanim jednak zastanowisz się, jak usunąć PFOA z wody, musisz mieć pewność, że woda faktycznie go zawiera. Biorąc pod uwagę, że zanieczyszczenia nie widać gołym okiem, najlepszym sposobem na sprawdzenie tego jest jego przetestowanie. Najskuteczniejszym sposobem przetestowania wody jest wysłanie próbki do laboratorium posiadającego certyfikat krajowy.
Laboratorium dokładnie przeanalizuje Twoją wodę i wygeneruje szczegółowy raport, który dokładnie poinformuje Cię o stopniu skażenia wody PFOA i PFOS, mierzonym w PPT (części na bilion) lub ng/l.
Testy laboratoryjne certyfikowane na poziomie krajowym zazwyczaj kosztują od 100 do 300 dolarów, więc nie są tanie, ale badanie wody może dostarczyć informacji, które mogą okazać się bezcenne, jeśli chodzi o zdrowie ludzkie.
Sposoby usuwania PFAS z wody pitnej
Jeśli chcesz usunąć PFOA i PFOS z wody z kranu, istnieje wiele systemów uzdatniania wody, które mogą wykonać to zadanie.
1. Filtry z węglem aktywnym
Filtry z węglem aktywnym, zazwyczaj filtry z węglem aktywnym w postaci granulatu lub bloki z węglem stałym, są szczególnie skuteczne w usuwaniu PFOA i PFOS ze źródeł wody pitnej.
Według EPA filtry z węglem aktywnym są pierwszą i najczęściej badaną opcją uzdatniania wody, jeśli masz do czynienia z zanieczyszczeniem PFAS.
Filtry do wody z granulowanym węglem aktywnym adsorbują wiele typowych zanieczyszczeń wody, w tym chlor, ołów i PFAS.
Węgiel aktywowany jest bardzo porowaty i ma dużą powierzchnię, co czyni go naturalnie skutecznym wyborem do filtracji, zatrzymując większe zanieczyszczenia w porach filtra i przepuszczając tylko mniejsze cząsteczki wody.
Według naukowców granulowany węgiel aktywny może być w 100% skuteczny przez ograniczony czas. Zależy to od kilku czynników, takich jak temperatura wody i natężenie przepływu, głębokość złoża węgla oraz rodzaj PFAS, który należy usunąć. Istnieje wiele różnych technologii oczyszczania GAC do wyboru w przypadku filtrów GAC do wody ze studni gruntowych lub do uzdatniania wody miejskiej.
2. Układ wymiany jonowej
Innym rozwiązaniem do uzdatniania wody w celu usunięcia PFAS z wody wodociągowej jest wymiana jonowa. System wymiany jonowej składa się ze zbiornika wypełnionego żywicą anionowymienną, która jest zwykle wykonana z nierozpuszczalnych węglowodorów.
Istnieją dwa rodzaje żywic jonowymiennych: żywice anionowe i żywice kationowe. Żywice kationowe są naładowane ujemnie, co czyni je lepszym wyborem do usuwania dodatnio naładowanych zanieczyszczeń, natomiast dodatnio naładowane żywice anionowe skutecznie usuwają ujemnie naładowane zanieczyszczenia.
Obydwa złoża żywicy działają jak magnesy, przyciągając określone zanieczyszczenia, które przyklejają się do ich powierzchni i nie mogą zostać usunięte ze zbiornika wraz z cząsteczkami wody.
PFAS są zazwyczaj naładowane ujemnie, co sprawia, że żywice anionowe są najlepszym wyborem do usuwania PFAS. To rozwiązanie ma zazwyczaj większą wydajność lub wydajność niż uzdatnianie wody węglem aktywnym, ale wiąże się z wyższymi kosztami początkowymi.
Podobnie jak filtry wody z węglem aktywnym, systemy wymiany jonowej mogą być bardzo skuteczne w usuwaniu PFAS z wody pitnej, ale skuteczność procesu może w pewnym stopniu zależeć od natężenia przepływu i temperatury wody, głębokości i jakości złoża żywicy, inne zanieczyszczenia w wodzie pitnej itp.
3. System odwróconej osmozy
Systemy filtracji odwróconej osmozy są powszechnie uważane za jedne z najbardziej dokładnych i wszechstronnych filtrów wody dostępnych obecnie na rynku.
Podczas procesu odwróconej osmozy woda przepływa pod wysokim ciśnieniem przez półprzepuszczalną membranę o maleńkich porach o wielkości około 0,0005 mikronów. Chociaż PFAS różnią się wielkością, są one na ogół znacznie większe niż pory membrany i nie mogą przejść przez filtrację z cząsteczkami wody.
Filtry odwróconej osmozy mogą ogólnie znacznie zmniejszyć PFOA i PFOS, aż do około 90%. Podczas procesu odwróconej osmozy przetwarzane są pozostające w wodzie PFAS i setki innych śladowych zanieczyszczeń.
Warto wspomnieć, że ze względu na konstrukcję systemu, w procesie odwróconej osmozy marnuje się około 20% wody w procesie filtracji.
Które filtry do wody najlepiej usuwają PFOS i PFOA?
Jeśli chcesz, aby system oczyszczania usuwał tylko PFAS, idealnym rozwiązaniem może okazać się system filtracji węgla lub wymiany jonowej.
Jeśli jednak podoba Ci się pomysł usunięcia PFAS i oczyszczenia wody pitnej, uczynienia jej całkowicie bezpieczną i minimalizującą skutki zdrowotne różnych zanieczyszczeń, wówczas lepszym wyborem może być filtr odwróconej osmozy.
Filtry odwróconej osmozy są zwykle najdroższe, podczas gdy filtry węglowe mają zazwyczaj szerszy wybór, niektóre są tańsze niż inne.
Często zadawane pytania dotyczące usuwania PFOS i PFOA
1. Czy istnieją inne technologie, które mogą usunąć PFAS?
Tak. Na przykład destylacja jest bardzo skuteczna w usuwaniu tej substancji chemicznej z wody – nawet bardziej skuteczna niż filtry. Jednak w przeciwieństwie do szybkiego rozwiązania, destylator może potrzebować do 4 godzin, aby wyprodukować partię wody wolnej od środków chemicznych, więc nie jest to szybkie i łatwe rozwiązanie dla czystej wody.
2. Czy wrząca woda usuwa PFAS?
Nie, samo gotowanie nie usunie PFOS i PFOA, ponieważ nie ma procesu parowania, kondensacji ani filtracji, który mógłby usunąć chemikalia. W rzeczywistości wrząca woda powoduje jedynie odparowanie niektórych cząstek wody, co skutkuje tym samym stężeniem PFAS w małej porcji wody.
3. Skąd mam wiedzieć, czy istnieje ryzyko narażenia na PFAS?
Lokalne informacje na temat jakości wody powinny być dostępne, a jeśli nie, zorganizowanie certyfikowanego na szczeblu krajowym testu laboratoryjnego jest najlepszym sposobem, aby dokładnie dowiedzieć się, co znajduje się w Twojej wodzie.