Forever Chemicals Artık Yok mu? PFAS Yeni Teknikle Yıkılıyor

Bir bilim insanı ekibi, insan sağlığına küresel bir tehdit oluşturan bir grup bileşik olan sonsuza kadar kimyasalları yok etmenin ucuz ve etkili bir yolunu buldu.

PFAS veya per- ve polifloroalkil maddeler olarak bilinen kimyasallar, bir dizi üründe bulunur ve dünya çapında su ve toprağı kirletir. Kendi başlarına bırakıldıklarında son derece dayanıklıdırlar ve nesiller boyu tehlikeli kalırlar.

Bilim adamları yıllardır onları yok etmenin yollarını arıyorlar. Science dergisinde Perşembe günü yayınlanan bir çalışmada, bir araştırma ekibi, PFAS moleküllerini düşük kaynama sıcaklığında iki ucuz bileşikle karıştırarak zararsız hale getirdi. Birkaç saat içinde PFAS molekülleri parçalandı.

Kanada’daki York Üniversitesi’nde yeni araştırmaya dahil olmayan bir çevre kimyacısı olan Shira Joudan, “Gerçekten şok oldum” dedi.

Yeni teknik, PFAS kimyasallarını kirlenmiş su veya topraktan çıkarıldıktan sonra yok etmenin bir yolunu sağlayabilir. Ancak Northwestern Üniversitesi’nde kimyager ve çalışmanın ortak yazarlarından William Dichtel, bunun bir laboratuvarın sınırları dışında çalışması için çok çaba sarf edildiğini söyledi. “O zaman pratiklik hakkında konuşmak için gerçek bir konumda olurduk” dedi.

Kimyagerler ilk olarak 1930’larda PFAS bileşiklerini yarattılar ve kimyasalların kısa sürede su ve yağı itmede oldukça iyi olduğu kanıtlandı. Amerikan şirketi 3M, kumaş ve halıları koruyan Scotchgard’ı oluşturmak için PFAS kimyasallarını kullandı. PFAS kimyasalları yapışmaz malzemeyi yapışmaz Teflon tavalara koyar. İtfaiyeciler yangınları PFAS-bağlı köpükle söndürmeye başladı. Dişlerimizin arasına geçirdiğimiz diş ipi ve restoranlarda kullanılan gıda ambalajları da dahil olmak üzere günlük hayatımızda PFAS ile karşılaşmak kolaydır.

Onlar da zararlı. Düşük kronik PFAS maruziyeti seviyeleri bile artan kanser riski, karaciğer hasarı, düşük doğum ağırlığı ve azalmış bağışıklık ile ilişkilendirilmiştir.

PFAS kimyasalları üzerinde araştırma yapan bir çevre savunma grubu olan Çevresel Çalışma Grubu’nda kıdemli bir bilim adamı olan Tasha Stoiber, “Neredeyse her Amerikalı’nın vücudunda var” dedi.

PFAS bağcıklı bir gıda ambalajı kullanmak veya kimyasallarla işlenmiş bir kot pantolon giymek insanları tehlikelere maruz bırakabilir. Ancak PFAS kimyasalları bize çevre yoluyla da ulaşabilir.

Onları imalatta kullanan fabrikalardan havaya salınırlar. Bazı şirketler nehirlere ve yeraltı sularına yayılan PFAS kimyasallarını boşalttı. Savunma Bakanlığı, yangınla mücadele eğitim tatbikatları sırasında üslerine PFAS kimyasalları püskürttü.

PFAS kimyasalları çevreye bir kez kaçtığında, hemen hemen oradadırlar çünkü moleküler yapıları çürümeye direnmelerine izin verir. Her molekül, flor atomlarıyla süslenmiş uzun bir karbon zinciridir. Karbon ve flor arasındaki bağlar o kadar güçlüdür ki su, bakteri enzimleri veya diğer doğal maddeler tarafından kırılmazlar.

Sonuç olarak, PFAS kimyasalları gezegen genelinde su ve toprakta birikmiştir. Bu ayın başlarında, bir grup bilim insanı, Tibet ve Antarktika’ya düşen yağmur damlalarında bile PFAS bulabileceklerini bildirdi. Analiz ettikleri örneklerin çoğu, ABD Çevre Koruma Ajansı’nın güvenli kabul ettiği seviyeden daha yüksek PFAS konsantrasyonlarına sahipti.

Dr. Dichtel, “Bütün dünyayı bu maddeyle gerçekten kirlettik” dedi.

PFAS’ın tehlikeleri yıllardır bilinmesine rağmen, hükümetler bunlarla uğraşmakta yavaş kaldı. Haziran ayında Biden İdaresi, kimyasalları izlemek, salınımlarını azaltmak ve insan sağlığına verebilecekleri zararla başa çıkmak için yeni önlemler açıkladı.

PFAS kimyasallarının zararlarını gidermede çok önemli bir adım, onları çevreden uzaklaştırmaktır. Dr. Dichtel, molekülleri kirli sudan çekebilen yapışkan polimerler icat ederek bu çabanın bir parçası olmuştur.

Ancak tek başına PFAS’ı filtrelemek tam bir çözüm değildir. Colorado Maden Okulu’nda çevre mühendisi olan Timothy Strathmann, “Bugün kullanılan PFAS arıtma teknolojilerinin çoğu yalnızca PFAS’ı sudan çıkarmaya hizmet ediyor, ancak bu sadece PFAS atıklarını yoğunlaştırıyor” dedi.

Bu konsantre PFAS’tan kurtulmanın yaygın bir yöntemi onu yakmaktır. Ancak bazı araştırmalar, yakma işleminin tüm kimyasalları yok etmediğini ve hayatta kalan kirliliği havaya uçurduğunu gösteriyor. Mayıs ayında, Savunma Bakanlığı yangın söndürücü köpüğün yakılmasını durdurdu.

Kimyacılar, PFAS’tan kurtulmanın daha güvenli yollarını arıyorlardı, ancak ucuz ve güvenli yöntemler bulmak zordu. 2020’de Dr. Dichtel şaşırtıcı derecede basit olası bir tedaviye rastladı.

Bir PFAS molekülünün karbon-flor zincirinin sonunda, diğer atomlardan oluşan bir küme tarafından kapatılır. Birçok PFAS molekülü türü, örneğin bir çift oksijen atomuna bağlı bir karbon atomundan yapılmış kafalara sahiptir.

Dr. Dichtel, Alberta Üniversitesi’ndeki kimyagerlerin karbon-oksijen kafalarını diğer zincirlerden ayırmanın kolay bir yolunu bulduğu bir araştırmaya rastladı. Yüksek lisans öğrencisi Brittany Trang’a PFAS molekülleri üzerinde denemesini önerdi.

Dr. Trang şüpheciydi. Aylarca şanssız bir şekilde PFAS moleküllerinden karbon-oksijen kafalarını koparmaya çalışmıştı. Alberta’nın tarifine göre, yapması gereken tek şey PFAS’ı dimetil sülfoksit veya DMSO adı verilen yaygın bir çözücü ile karıştırmak ve kaynatmaktı.

Dr. Trang, “Başlangıçta denemek istemedim çünkü bunun çok basit olduğunu düşündüm” dedi. “Eğer bu olursa, insanlar bunu zaten bilirdi.”

Daha yaşlı bir yüksek lisans öğrencisi ona bir şans vermesini tavsiye etti. Şaşırtıcı bir şekilde, karbon-oksijen kafası düştü.

Görünüşe göre DMSO, PFAS molekülünün etrafındaki elektrik alanını değiştirerek kafayı kırılgan hale getiriyor ve kafa olmadan karbon atomları ile flor atomları arasındaki bağlar da zayıflıyor. Doktorasını bitiren Dr. Trang, “Bu garip bir şekilde basit yöntem işe yaradı,” dedi. geçen ay ve şimdi bir gazeteci.

Ne yazık ki Dr. Trang, DMSO’nun Mart 2020’de ne kadar iyi çalıştığını keşfetti ve pandemi tarafından derhal laboratuvardan çıkarıldı. Sonraki iki buçuk ayı, PFAS kimyasallarının yok edilmesini hızlandırmak için DMSO çorbasına ekleyebileceği diğer malzemeleri hayal ederek geçirdi.

Dr. Trang döndüğünde, işe yarayan bir kimyasal bulana kadar bir dizi kimyasalı test etmeye başladı. Sodyum hidroksit, sodadaki kimyasaldı.

Karışımı yaklaşık 175 derece ila 250 derece Fahrenheit arasındaki sıcaklıklara ısıttığında, PFAS moleküllerinin çoğu birkaç saat içinde bozuldu. Birkaç gün içinde, kalan flor içeren yan ürünler de zararsız moleküllere ayrıldı.

Dr. Trang ve Dr. Dichtel, neler olduğunu anlamak için UCLA ve Çin’deki diğer kimyagerlerle bir araya geldi. Sodyum hidroksit, parçalanırken parçalara hevesle bağlanarak PFAS moleküllerinin yok edilmesini hızlandırır. Flor atomları karbon atomlarıyla olan bağlantılarını kaybederek zararsız hale gelir.

Dr. Dichtel, “Bir kez ona bir şans verdiğinizde, bu şey açılacaktır,” dedi.

Araştırmaya dahil olmayan Dr. Strathmann, yeni çalışmanın önemli olduğunu çünkü kimyaya dayandığını, çalışılan diğer yöntemlerden çok farklı olduğunu söyledi. “Bazı yaratıcı çözümlere ihtiyacımız olacak” dedi.

Dr. Dichtel ve meslektaşları şimdi büyük miktarlarda PFAS kimyasalını işlemek için yöntemlerini nasıl büyüteceklerini araştırıyorlar. Ayrıca, onları da kaldırabileceklerini görmek için farklı kafalara sahip diğer PFAS molekül türlerine bakıyorlar.

“Bu büyük bir meydan okuma, ama bizim elimizde,” dedi.

Dr. Stoiber, “Bu araştırmaya umutsuzca ihtiyaç var” dedi. Ancak, yeni tekniğin laboratuvar dışında çalışsa bile, PFAS sorununu tek başına çözmeyeceği konusunda uyardı çünkü sorunun ölçeği çok büyüdü – ve büyüyor.

Bilim adamları, her yıl 50.000 tondan fazla PFAS’ın atmosfere yayıldığını tahmin ediyor. Bu arada, kimya şirketleri hızlı bir şekilde yeni PFAS molekülleri icat ediyor.

“Durumun gerçekliği, şu anda sorunun ne kadar zor olduğunun farkına varmak ve daha da kötüleştirmemek için musluğu kapatmaktan başka sihirli bir çözüm yok” dedi.