PFAS-kemikalier verkade till en början vara en bra idé. Som teflon gjorde de krukor lättare att rengöra från och med 1940-talet. De gjorde jackor vattentäta och mattor fläckbeständiga. Matförpackningar, brandsläckningsskum, till och med smink verkade bättre med perfluoralkyl- och polyfluoralkylämnen.

Sedan började tester detektera PFAS i människors blod.

Idag är PFAS genomgående i jord, damm och dricksvatten runt om i världen. Studier tyder på att de finns i 98 % av amerikanernas kroppar, där de har förknippats med hälsoproblem, inklusive sköldkörtelsjukdom, leverskador och njur- och testikelcancer. Det finns nu över 9 000 typer av PFAS. De kallas ofta för "för evigt kemikalier" eftersom samma egenskaper som gör dem så användbara också säkerställer att de inte bryts ner i naturen.

Forskare arbetar på metoder för att fånga dessa syntetiska kemikalier och förstöra dem, men det är inte enkelt.

Det senaste genombrottet, publicerat 18 augusti 2022, i tidskriften Science , visar hur en klass av PFAS kan brytas ner till mestadels ofarliga komponenter med natriumhydroxid eller lut, en billig förening som används i tvål. Det är inte en omedelbar lösning på detta stora problem, men det ger ny insikt.

Biokemisten A. Daniel Jones och markforskaren Hui Li arbetar med PFAS-lösningar vid Michigan State University och förklarade de lovande PFAS-destruktionsteknikerna som testas idag.

Hur kommer PFAS från vardagsprodukter till vatten, mark och så småningom människor?

Det finns två huvudsakliga exponeringsvägar för PFAS att komma in i människor – dricksvatten och matkonsumtion.

PFAS kan komma in i marken genom markanvändning av biosolider, det vill säga slam från avloppsrening, och kan de läcka ut från deponier. Om förorenade biofasta ämnen appliceras på jordbruksfält som gödningsmedel, kan PFAS komma in i vatten och i grödor och grönsaker.

Till exempel kan boskap konsumera PFAS genom grödor de äter och vatten de dricker. Det har rapporterats fall i Michigan, Maine och New Mexico av förhöjda nivåer av PFAS i nötkött och hos mjölkkor. Hur stor den potentiella risken är för människor är fortfarande i stort sett okänt.

Forskare i vår grupp vid Michigan State University arbetar med material som läggs till marken som kan hindra växter från att ta upp PFAS, men det skulle lämna PFAS i jorden.

Problemet är att dessa kemikalier finns överallt, och det finns ingen naturlig process i vatten eller mark som bryter ner dem. Många konsumentprodukter är laddade med PFAS, inklusive smink, tandtråd, gitarrsträngar och skidvax.

Hur tar saneringsprojekt bort PFAS-kontamination nu?

Det finns metoder för att filtrera bort dem från vatten. Kemikalierna kommer att hålla sig till aktivt kol, till exempel. Men dessa metoder är dyra för storskaliga projekt, och du måste fortfarande bli av med kemikalierna.

Till exempel, nära en före detta militärbas nära Sacramento, Kalifornien, finns det en enorm tank med aktivt kol som tar in cirka 1 500 liter förorenat grundvatten per minut, filtrerar det och sedan pumpar det under jorden. Det saneringsprojektet har kostat över 3 miljoner dollar, men det hindrar PFAS från att flytta in i dricksvatten som samhället använder.

Filtrering är bara ett steg. När PFAS väl har fångats in måste du göra dig av med PFAS-laddat aktivt kol, och PFAS rör sig fortfarande. Om du gräver ned förorenat material på en deponi eller någon annanstans kommer PFAS så småningom att läcka ut. Det är därför det är viktigt att hitta sätt att förstöra det.

Vilka är de mest lovande metoderna som forskare har hittat för att bryta ner PFAS?

Den vanligaste metoden att förstöra PFAS är förbränning, men de flesta PFAS är anmärkningsvärt motståndskraftiga mot att brännas. Det är därför de är i brandsläckningsskum.

PFAS har flera fluoratomer bundna till en kolatom, och bindningen mellan kol och fluor är en av de starkaste. Normalt för att bränna något måste man bryta bindningen, men fluor motstår att bryta av från kol. De flesta PFAS kommer att bryta ner fullständigt vid förbränningstemperaturer runt 1 500 grader Celsius (2 730 grader Fahrenheit), men det är energikrävande och lämpliga förbränningsugnar är få.

Det finns flera andra experimentella tekniker som är lovande men som inte har skalats upp för att behandla stora mängder av kemikalierna.

En grupp på Battelle har utvecklat superkritisk vattenoxidation för att förstöra PFAS. Höga temperaturer och tryck förändrar vattnets tillstånd och accelererar kemin på ett sätt som kan förstöra farliga ämnen. Att skala upp är dock fortfarande en utmaning.

Andra arbetar med plasmareaktorer, som använder vatten, elektricitet och argongas för att bryta ner PFAS. De är snabba, men inte heller lätta att skala upp.

Metoden som beskrivs i den nya artikeln, ledd av forskare vid Northwestern, är lovande för vad de har lärt sig om hur man bryter upp PFAS. Den kommer inte att skala upp till industriell behandling, och den använder dimetylsulfoxid, eller DMSO, men dessa fynd kommer att vägleda framtida upptäckter om vad som kan fungera.

Vad kommer vi sannolikt att se i framtiden?

Mycket kommer att bero på vad vi lär oss om var människors PFAS-exponering främst kommer ifrån.

Om exponeringen mest sker från dricksvatten finns det fler metoder med potential. Det är möjligt att det så småningom kan förstöras på hushållsnivå med elektrokemiska metoder, men det finns också potentiella risker som återstår att förstå, som att omvandla vanliga ämnen som klorid till mer giftiga biprodukter.

Den stora utmaningen med sanering är att se till att vi inte förvärrar problemet genom att släppa ut andra gaser eller skapa skadliga kemikalier. Människor har en lång historia av att försöka lösa problem och göra saker värre. Kylskåp är ett bra exempel. Freon, ett klorfluorkolväte, var lösningen för att ersätta giftig och brandfarlig ammoniak i kylskåp, men sedan orsakade det stratosfärisk ozonnedbrytning. Det ersattes med fluorkolväten, som nu bidrar till klimatförändringarna.

Om det finns en läxa att dra, är det att vi måste tänka igenom hela livscykeln för produkter. Hur länge behöver vi egentligen kemikalier för att hålla? + Utforska vidare

Undersöker effekterna av PFAS "för alltid kemikalier" på markens struktur och funktion

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.