En studie ledd av Brown University-forskare kastar nytt ljus över hur föroreningar som finns i brandsläckningsskum fördelas i vatten och ytjord vid utsläppsplatser. Fynden kan hjälpa forskare att bättre förutsäga hur föroreningar i dessa skum sprids från utsläpps- eller utsläppsplatserna – brandövningsområden eller flygplanskraschplatser, till exempel — i dricksvattenförsörjning.

Brandsläckningsskum, även känd som vattenhaltiga filmbildande skum (AFFF), används ofta för att bekämpa bränder som involverar mycket brandfarliga vätskor som flygbränsle. Skummen innehåller ett brett utbud av per- och polyfluoralkylsubstanser (PFAS) inklusive PFOA, PFOS och FOSA. Många av dessa föreningar har kopplats till cancer, utvecklingsproblem och andra tillstånd hos vuxna och barn. PFAS kallas ibland för "för evigt kemikalier" eftersom de är svåra att bryta ner i miljön och kan leda till långvarig förorening av mark och vatten.

"Vi är intresserade av vad som kallas ödet och transporten av dessa kemikalier, sa Kurt Pennell, en professor vid Browns School of Engineering och medförfattare till forskningen. "När dessa skum kommer in i jorden, vi vill kunna förutsäga hur lång tid det kommer att ta att nå en vattenförekomst eller en dricksvattenbrunn, och hur länge vattnet kommer att behöva behandlas för att ta bort föroreningarna."

Det har tidigare visats att PFAS-föreningar tenderar att ackumuleras vid gränsytan mellan vatten och andra ämnen. Nära ytan, till exempel, PFAS tenderar att samlas vid gränsytan mellan luft och vatten - den fuktiga men omättade jorden på toppen av en akvifär. Dock, tidigare experiment som visar denna gränssnittsaktivitet utfördes endast med individuella PFAS-föreningar, inte med komplexa blandningar av föreningar som brandsläckningsskum.

"Du kan inte anta att PFOS eller PFOA enbart kommer att agera på samma sätt som en blandning med andra föreningar, sa Pennell, som också är fellow vid Institutet vid Brown for Environment and Society. "Så detta var ett försök att försöka reta ut skillnaderna mellan de enskilda föreningarna, och för att se hur de beter sig i dessa mer komplexa blandningar som brandsläckningsskum."

Med hjälp av en serie laboratorieexperiment som beskrivs i tidskriften Miljövetenskap och teknik , Pennell och hans kollegor visade att skumblandningen för brandbekämpning verkligen beter sig mycket annorlunda än enskilda föreningar. Forskningen visade att skummet hade en mycket större affinitet för luft-vattengränsytan än enskilda föreningar. Skummen hade mer än dubbelt så mycket gränssnittsaktivitet som PFOS enbart, till exempel.

Pennell säger att insikter som dessa kan hjälpa forskare att modellera hur PFAS-föreningar migrerar från förorenade platser.

"Vi vill komma på de grundläggande ekvationerna som beskriver beteendet hos dessa föreningar i labbet, sedan införliva dessa ekvationer i modeller som kan tillämpas i fält, " sade Pennell. "Det här arbetet är början på den processen, och vi skalar upp det härifrån."

I sista hand, förhoppningen är att en bättre förståelse av ödet och transporten av dessa föreningar kan hjälpa till att identifiera brunnar och vattendrag som riskerar att bli kontaminerade, och hjälp med att städa upp dessa platser.