Вічні хімікати: Нова кислотність PFAS змінює правила гри в екології та охороні здоров’я
В останні роки термін “вічні хімікати” міцно увійшов в лексикон екологічних активістів, вчених і широкої громадськості. Йдеться про пер – і поліфторалкільних речовинах (ПФАС) – групі синтетичних хімічних сполук, що володіють унікальними властивостями, але при цьому вкрай стійких до розкладання в навколишньому середовищі. Їх повсюдне використання у виробництві антипригарного посуду, вогнезахисних матеріалів, косметики та безлічі інших товарів призвело до їх поширення по всьому світу, забруднюючи воду, грунт і навіть людський організм.
Довгий час основна увага приділялася здатності пфас накопичуватися в навколишньому середовищі і біоакумулюватися в живих організмах. Однак нове дослідження, проведене дослідниками з Університету Буффало, проливає світло на ще один критичний аспект – їх кислотність. І, як виявилося, багато ПФАС значно більш кислі, ніж вважалося раніше. Це відкриття змінює наше розуміння їх поведінки в екосистемах і потенційного впливу на здоров’я людини, і вимагає перегляду існуючих стратегій моніторингу та очищення.
Чому кислотність ПФАС має значення?
Ключовою особливістю ПФАС, яка визначає їх “вічність”, є їх хімічна стабільність. Зв’язки вуглець-фтор, складові структуру цих сполук, неймовірно міцні і стійкі до впливу більшості природних факторів. Однак кислотність відіграє важливу роль у визначенні того, як PFAS взаємодіють з навколишнім середовищем і як вони рухаються в ньому.
Чим нижче значення pKa (кислотний константа дисоціації) речовини, тим легше воно віддає протон (водневий іон) і існує в негативно зарядженій формі. У водному середовищі заряджені частинки мають більшу розчинність і рухливість. Це означає, що більш кислі ПФАС легше розчиняються у воді, легше переміщуються в грунті і, як наслідок, мають більш широкий ареал поширення.
Раніше, при оцінці ризику, пов’язаного з ПФАС, в основному враховувалися їх концентрація і здатність до біоакумуляції. Тепер, з урахуванням підвищеної кислотності, необхідно враховувати і їх підвищену мобільність і потенціал для забруднення великих територій. Це особливо важливо для підземних вод, які є джерелом питної води для багатьох населених пунктів.
Нові методи вимірювання: прорив у розумінні поведінки ПФАС
До недавнього часу вимірювання кислотності ПФАС були складними і часто призводили до суперечливих результатів. Традиційні методи аналізу були схильні до помилок через здатність ПФАС прилипати до скляного посуду або спотворюватися органічними розчинниками.
Нове дослідження являє собою справжній прорив у цій галузі. Вчені розробили і застосували унікальний метод, заснований на спектроскопії ядерного магнітного резонансу (ЯМР) з використанням фтору і протонів. Цей метод дозволяє враховувати втрати ПФАС в склі або інші адсорбційні властивості, що значно підвищує точність вимірювань.
Застосування ЯМР-аналізу в поєднанні з розрахунками електронної структури дало більш точні значення pKa для ряду PFAS, включаючи широко використовувану перфтороктанову кислоту (PFOA) та трифторуксусну кислоту (TFC). У деяких випадках, як показали результати дослідження, pKa для PFOA виявився в тисячу разів нижче, ніж вказувалося в попередніх дослідженнях!
Що це означає для нас?
Відкриття підвищеної кислотності ПФАС має далекосяжні наслідки:
- Переоцінка ризиків: Необхідно переглянути оцінки ризиків, пов’язаних з ПФАС, враховуючи їх підвищену мобільність і потенціал для забруднення великих територій.
- Поліпшення моніторингу: Необхідно розробити більш чутливі методи моніторингу ПФАС в навколишньому середовищі, що враховують їх підвищену кислотність.
- Розробка нових технологій очищення: Існуючі технології очищення води та ґрунту можуть бути неефективними для видалення кислих ПФАС. Необхідно розробити нові методи, здатні видаляти ці сполуки з навколишнього середовища.
- Регулювання: Необхідно посилити регулювання використання ПФАС, враховуючи їх підвищений ризик для здоров’я людини і навколишнього середовища.
Особистий досвід та спостереження
У моїй практиці роботи з екологічними проектами я неодноразово стикався з труднощами, пов’язаними з моніторингом і очищенням територій, забруднених ПФАС. До недавнього часу ми базувалися на даних про концентрацію та біоакумуляцію цих сполук. Однак тепер, з урахуванням підвищеної кислотності, я бачу необхідність більш комплексного підходу, що враховує їх мобільність і здатність проникати в підземні води.
Особливо турбує ситуація з трифторуксусной кислотою (ТФК), яка, як показали дослідження, набагато більш кисла, ніж вважалося раніше. ТФК все частіше зустрічається у водах по всьому світу і, ймовірно, транспортується через атмосферу. Це означає, що забруднення може поширюватися на великі відстані, що значно ускладнює завдання очищення.
Укладення
Відкриття підвищеної кислотності ПФАС є важливим кроком вперед у розумінні їх поведінки в навколишньому середовищі та потенційного впливу на здоров’я людини. Це відкриття вимагає перегляду існуючих стратегій моніторингу та очищення, а також розробки нових методів, здатних видаляти ці стійкі забруднювачі з навколишнього середовища. Необхідно посилити регулювання використання ПФАС і переходити до більш екологічно безпечних альтернатив. Тільки комплексний підхід, що враховує всі аспекти впливу ПФАС, дозволить нам ефективно захистити здоров’я людини і навколишнє середовище від цих “вічних хімікатів”.
Необхідно пам’ятати, що боротьба із забрудненням ПФАС-це довгострокове завдання, що вимагає спільних зусиль вчених, політиків і громадськості. Тільки разом ми зможемо вирішити цю складну проблему і забезпечити здорове майбутнє для нашої планети.
Ключова думка: розуміння кислотності ПФАС є ключем до більш ефективного управління ризиками, пов’язаними з цими стійкими забруднювачами.
Важливо пам’ятати: нові відкриття вимагають перегляду існуючих стратегій моніторингу та очищення.
