poli- lub perfluorowane substancje alkilowane (PFAS)
Co to jest PFAS?
PFAS (poli- lub perfluorowane substancje alkilowane) to zbiorcza nazwa sztucznych chemikaliów z wiÄ…zaniami wÄ™giel-fluor (C-F) w „ogonie” i grupami funkcyjnymi podobnymi do wody w „gÅ‚owie” (Rysunek 1).
PFAS sÄ… amfifilowymi zwiÄ…zkami chemicznymi, ponieważ wiÄ…zanie C-F jest hydrofobowe, podczas gdy „gÅ‚owe” grupy funkcyjne sÄ… zasadniczo kwasami i hydrofilowymi.
Ze wzglÄ™du na tÄ™ amfifilowÄ… charakterystykÄ™, FPAS sÄ… odporne na wodÄ™/olej i nadajÄ… siÄ™ do wytwarzania wielu produktów. Różne PFAS sÄ… używane od lat 30. XX wieku w produktach, takich jak pianki przeciwpożarowe, farby, Å›rodki chroniÄ…ce przed plamami z tkanin i dywanów, opakowania do żywnoÅ›ci, naczynia kuchenne itp. Do tej pory znaleziono do 6000 PFAS, z których najczÄ™stsze to kwas perfluorooktanowy (PFOA) i kwas perfluorooktanosulfonowy (PFOS).
PFAS (poli- lub perfluorowane substancje alkilowane) to zbiorcza nazwa sztucznych chemikaliów z wiÄ…zaniami wÄ™giel-fluor (C-F) w „ogonie” i grupami funkcyjnymi podobnymi do wody w „gÅ‚owie” (Rysunek 1).
PFAS sÄ… amfifilowymi zwiÄ…zkami chemicznymi, ponieważ wiÄ…zanie C-F jest hydrofobowe, podczas gdy „gÅ‚owe” grupy funkcyjne sÄ… zasadniczo kwasami i hydrofilowymi.
Ze wzglÄ™du na tÄ™ amfifilowÄ… charakterystykÄ™, FPAS sÄ… odporne na wodÄ™/olej i nadajÄ… siÄ™ do wytwarzania wielu produktów. Różne PFAS sÄ… używane od lat 30. XX wieku w produktach, takich jak pianki przeciwpożarowe, farby, Å›rodki chroniÄ…ce przed plamami z tkanin i dywanów, opakowania do żywnoÅ›ci, naczynia kuchenne itp. Do tej pory znaleziono do 6000 PFAS, z których najczÄ™stsze to kwas perfluorooktanowy (PFOA) i kwas perfluorooktanosulfonowy (PFOS).
Rysunek 1 – Struktura molekularna zwiÄ…zków PFAS (PFOS i PFOA).
Transport PFAS w środowisku
PFAS dostajÄ… siÄ™ do Å›rodowiska wieloma drogami, m.in. 1) niewÅ‚aÅ›ciwy zrzut z zakÅ‚adów produkcji chemicznej; 2) zanieczyszczenie terenu poprzez zastosowanie m.in. pianka tworzÄ…ca film wodny (AFFF) na terenach wojskowych; 3) zrzucanie osadu/gruntu podczas m.in. prace pogÅ‚Ä™biarskie i ziemne; 4) wymywanie ze skÅ‚adowiska odpadów staÅ‚ych; 5) spÅ‚yw wód opadowych i Å›cieków miejskich; 6) emisja do powietrza spowodowana obróbkÄ… termicznÄ… produktów zawierajÄ…cych PFAS itp.
PFAS sÄ… szeroko rozpowszechnione w Å›rodowisku. Szacuje siÄ™, że Å‚Ä…czna liczba zakÅ‚adów produkcyjnych potencjalnie emitujÄ…cych PFAS w Europie wynosi okoÅ‚o 100 000 [1]. Z drugiej strony PFAS sÄ… trwaÅ‚ymi chemikaliami, ponieważ wiÄ…zanie C-F jest jednym z najsilniejszych wiÄ…zaÅ„ chemicznych w przyrodzie, trudno ulegajÄ… biodegradacji. znane jako „wieczne chemikalia”.
Rysunek 1 przedstawia drogę PFAS do środowiska i wreszcie do organizmu człowieka.
PFAS dostajÄ… siÄ™ do Å›rodowiska wieloma drogami, m.in. 1) niewÅ‚aÅ›ciwy zrzut z zakÅ‚adów produkcji chemicznej; 2) zanieczyszczenie terenu poprzez zastosowanie m.in. pianka tworzÄ…ca film wodny (AFFF) na terenach wojskowych; 3) zrzucanie osadu/gruntu podczas m.in. prace pogÅ‚Ä™biarskie i ziemne; 4) wymywanie ze skÅ‚adowiska odpadów staÅ‚ych; 5) spÅ‚yw wód opadowych i Å›cieków miejskich; 6) emisja do powietrza spowodowana obróbkÄ… termicznÄ… produktów zawierajÄ…cych PFAS itp.
PFAS sÄ… szeroko rozpowszechnione w Å›rodowisku. Szacuje siÄ™, że Å‚Ä…czna liczba zakÅ‚adów produkcyjnych potencjalnie emitujÄ…cych PFAS w Europie wynosi okoÅ‚o 100 000 [1]. Z drugiej strony PFAS sÄ… trwaÅ‚ymi chemikaliami, ponieważ wiÄ…zanie C-F jest jednym z najsilniejszych wiÄ…zaÅ„ chemicznych w przyrodzie, trudno ulegajÄ… 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 wiÄ™cej dÅ‚ugoÅ‚aÅ„cuchowych PFAS zostaÅ‚o wycofanych i zastÄ…pionych krótkoÅ‚aÅ„cuchowymi alternatywami. Niestety, krótkoÅ‚aÅ„cuchowe PFAS sÄ… również trwaÅ‚e i jeszcze bardziej rozpuszczalne w wodzie i bioakumulacyjne, które mogÄ… być rozprowadzane w krótszym czasie.
Na przykÅ‚ad GenX (kwas dimeru tlenku heksafluoropropylenu), jako substytut PFOA, byÅ‚ stosowany w Holandii od 2012 roku. W ciÄ…gu mniej niż 7 lat tÄ™ substancjÄ™ chemicznÄ… wykryto w sÄ…siedniej wodzie rzecznej, wodzie rzecznej przesiÄ…kniÄ™tej wodÄ… gruntowÄ… i nawet woda pitna w pobliżu fabryki fluoropolimerów. Wykryty poziom GenX jest zaskakujÄ…co wyższy niż w przypadku poprzedniego PFOA stosowanego na dÅ‚uższÄ… metÄ™ od lat 70. [3],
Wpływ na zdrowie człowieka
Spożycie z wodÄ… pitnÄ… i żywnoÅ›ciÄ…, kontakt z materiaÅ‚ami zawierajÄ…cymi PFAS i wdychanie powietrza skażonego PFAS sÄ… możliwymi drogami narażenia ludzi na PFAS. Ogólnokrajowe badanie w USA wykazaÅ‚o, że prawie 100% populacji ma pewien poziom PFAS w surowicy krwi, dotyczy to również noworodków. Raporty wykazaÅ‚y również, że PFAS może utrudniać rozwój dzieci, zakÅ‚ócać ludzki ukÅ‚ad rozrodczy, tarczycÄ™ i ukÅ‚ad odpornoÅ›ciowy, a także może być rakotwórczy itp.
Obecnie coraz wiÄ™cej dÅ‚ugoÅ‚aÅ„cuchowych PFAS zostaÅ‚o wycofanych i zastÄ…pionych krótkoÅ‚aÅ„cuchowymi alternatywami. Niestety, krótkoÅ‚aÅ„cuchowe PFAS sÄ… również trwaÅ‚e i jeszcze bardziej rozpuszczalne w wodzie i bioakumulacyjne, które mogÄ… być rozprowadzane w krótszym czasie.
Na przykÅ‚ad GenX (kwas dimeru tlenku heksafluoropropylenu), jako substytut PFOA, byÅ‚ stosowany w Holandii od 2012 roku. W ciÄ…gu mniej niż 7 lat tÄ™ substancjÄ™ chemicznÄ… wykryto w sÄ…siedniej wodzie rzecznej, wodzie rzecznej przesiÄ…kniÄ™tej wodÄ… gruntowÄ… i nawet woda pitna w pobliżu fabryki fluoropolimerów. Wykryty poziom GenX jest zaskakujÄ…co wyższy niż w przypadku poprzedniego PFOA stosowanego na dÅ‚uższÄ… metÄ™ od lat 70. [3],
Wpływ na zdrowie człowieka
Spożycie z wodÄ… pitnÄ… i żywnoÅ›ciÄ…, kontakt z materiaÅ‚ami zawierajÄ…cymi PFAS i wdychanie powietrza skażonego PFAS sÄ… możliwymi drogami narażenia ludzi na PFAS. Ogólnokrajowe badanie w USA wykazaÅ‚o, że prawie 100% populacji ma pewien poziom PFAS w surowicy krwi, dotyczy to również noworodków. Raporty wykazaÅ‚y również, że PFAS może utrudniać rozwój dzieci, zakÅ‚ócać ludzki ukÅ‚ad rozrodczy, tarczycÄ™ i ukÅ‚ad odpornoÅ›ciowy, 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.