poli- lub perfluorowane substancje alkilowane (PFAS)

Co to jest PFAS?

PFAS (poli- lub perfluorowane substancje alkilowane) to zbiorcza nazwa sztucznych chemikaliów z wiązaniami węgiel-fluor (C-F) w „ogonie” i grupami funkcyjnymi podobnymi do wody w „głowie” (Rysunek 1).

PFAS są amfifilowymi związkami chemicznymi, ponieważ wiązanie C-F jest hydrofobowe, podczas gdy „głowe” grupy funkcyjne są zasadniczo kwasami i hydrofilowymi.

Ze względu na tę amfifilową charakterystykę, FPAS są odporne na wodę/olej i nadają się do wytwarzania wielu produktów. Różne PFAS są używane od lat 30. XX wieku w produktach, takich jak pianki przeciwpożarowe, farby, środki chroniące przed plamami z tkanin i dywanów, opakowania do żywności, naczynia kuchenne itp. Do tej pory znaleziono do 6000 PFAS, z których najczęstsze to kwas perfluorooktanowy (PFOA) i kwas perfluorooktanosulfonowy (PFOS).

Rysunek 1 – Struktura molekularna związków PFAS (PFOS i PFOA).

Transport PFAS w środowisku

PFAS dostają się do środowiska wieloma drogami, m.in. 1) niewłaściwy zrzut z zakładów produkcji chemicznej; 2) zanieczyszczenie terenu poprzez zastosowanie m.in. pianka tworząca film wodny (AFFF) na terenach wojskowych; 3) zrzucanie osadu/gruntu podczas m.in. prace pogłębiarskie i ziemne; 4) wymywanie ze składowiska odpadów stałych; 5) spływ wód opadowych i ścieków miejskich; 6) emisja do powietrza spowodowana obróbką termiczną produktów zawierających PFAS itp.

PFAS są szeroko rozpowszechnione w środowisku. Szacuje się, że łączna liczba zakładów produkcyjnych potencjalnie emitujących PFAS w Europie wynosi około 100 000 [1]. Z drugiej strony PFAS są trwałymi chemikaliami, ponieważ wiązanie C-F jest jednym z najsilniejszych wiązań chemicznych w przyrodzie, trudno ulegają biodegradacji. znane jako „wieczne chemikalia”.

Rysunek 1 przedstawia drogę PFAS do środowiska i wreszcie do organizmu człowieka.

Rysunek 2 - Droga PFAS do środowiska i ludzkiego ciała [2].

Nowa generacja PFAS

Obecnie coraz więcej długołańcuchowych PFAS zostało wycofanych i zastąpionych krótkołańcuchowymi alternatywami. Niestety, krótkołańcuchowe PFAS są również trwałe i jeszcze bardziej rozpuszczalne w wodzie i bioakumulacyjne, które mogą być rozprowadzane w krótszym czasie.

Na przykład GenX (kwas dimeru tlenku heksafluoropropylenu), jako substytut PFOA, był stosowany w Holandii od 2012 roku. W ciągu mniej niż 7 lat tę substancję chemiczną wykryto w sąsiedniej wodzie rzecznej, wodzie rzecznej przesiąkniętej wodą gruntową i nawet woda pitna w pobliżu fabryki fluoropolimerów. Wykryty poziom GenX jest zaskakująco wyższy niż w przypadku poprzedniego PFOA stosowanego na dłuższą metę od lat 70. [3],
 

Wpływ na zdrowie człowieka

Spożycie z wodą pitną i żywnością, kontakt z materiałami zawierającymi PFAS i wdychanie powietrza skażonego PFAS są możliwymi drogami narażenia ludzi na PFAS. Ogólnokrajowe badanie w USA wykazało, że prawie 100% populacji ma pewien poziom PFAS w surowicy krwi, dotyczy to również noworodków. Raporty wykazały również, że PFAS może utrudniać rozwój dzieci, zakłócać ludzki układ rozrodczy, tarczycę i układ odpornościowy, a także może być rakotwórczy itp.

 

References:

[1] Nordic Council of Ministers, 2019, The cost of inaction - A socioeconomic analysis of environmental and health impacts linked to exposure to PFAS, TemaNord No 516.

[2] A review of the pathways of human exposure to poly- and perfluoroalkyl substances (PFASs) and present understanding of health effects, Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology, 2018

[3] The PFOA substitute GenX detected in the environment near a fluoropolymer manufacturing plant in the Netherlands, Chemosphere, April 2019, 493-500.