Nieuwe methode om PFAS af te breken
Helpt niet voor PFOS
Wetenschappers ontdekten een nieuwe methode om bepaalde PFAS relatief eenvoudig en goedkoop af te breken. De chemicaliëngroep PFAS staat bekend als zijnde nauwelijks of niet afbreekbaar. De eerder toegepaste methodes om deze te verwijderen zijn energieverslindend en dus duur. Jammer genoeg biedt de nieuwe methode geen oplossing voor PFOS, een van de stoffen onder de categorie is PFAS.
PFAS ofte Poly- en perfluoralkylstoffen
PFAS staat voor poly- en perfluoralkylstoffen en is een verzamelnaam voor zo’n vijfduizend stoffen die nauwelijks afbreekbaar zijn. Ze zijn water-, olie- en vuilafstotend en dienen onder meer in schoenensprays, lippenstiften, regenjassen en antikleefpannen. Maar ze blijven dus ‘voor altijd’ in de natuur rondcirculeren omdat ze niet spontaan afbreken. Ze stapelen zich op in het milieu en in ons lichaam, dat de stoffen ook niet kan afbreken. Bovendien gelden ze als mogelijk kankerverwekkend, en ze worden ook in verband gebracht met andere gezondheidsproblemen.
PFOS
PFOS (perfluoroctaansulfonzuur) behoort tot de chemicaliëngroep PFAS en is giftig. In België produceerde de 3M-fabriek in Zwijndrecht deze stof jarenlang. De nieuwe techniek voor PFOS-afbraak werkt niet, omdat PFOS-verbindingen geen zuren bevatten.
PFAS bevatten veel koolstof- en fluorverbindingen, de sterkste verbindingen in de organische chemie. Eerder dit jaar bleken onderzoekers er wel al in te zijn geslaagd om PFAS toch te vernietigen. Maar de PFAS werden in water met enkele oxiderende stoffen verhit aan extreem hoge temperaturen, wat erg energieverslindend en dus duur was. Dat is het voornaamste verschil met de nieuwe methode. Daaraan komt er eveneens verhitting te pas, maar aan veel lagere temperaturen (80 tot 120 °C). Bovendien zijn de chemische benodigdheden (natriumhydroxide, loog, en een oplosmiddel genaamd DMSO) breed beschikbaar.
Onschadelijke bijproducten
De onderzoekers konden één type geconcentreerde PFAS opsplitsen in kleinere, niet-toxische verbindingen. Ze richtten zich op een groep van zwakker geladen zuurstofatomen aan het eind van de lange koolstoffluorinestaart. Het proces 'onthoofdde de kopgroep van de staart' en de PFAS begonnen uit elkaar te vallen, waardoor alleen onschadelijke producten overbleven.
“De meeste scheikundigen nemen twee moleculen en persen die samen om één grote molecule te maken, zoals je twee Legoblokjes neemt en in elkaar zet”, legt Brittany Trang uit, hoofdonderzoeker van de studie. “Maar in plaats daarvan sloegen wij het Legoblokje in stukken en keken we naar wat er overbleef om uit te zoeken hoe het uit elkaar viel.”
Helaas werkt deze techniek slechts voor bepaalde PFAS. Er bestaan er echter duizenden. Twee van de grootste klassen zijn bekend als carboxylaten en sulfonaten. De nieuwe methode kon dan wel bijna alle carboxylaten in een oplossing verwijderen, voor de evenveel voorkomende sulfonaten, zoals PFOS, werkt ze niet.
Geen oplossing voor verontreinigd water
De grootste kloof tussen wat vandaag kan en wat nodig is, is dat men ook sulfonaten zou willen afbreken. De nieuwe afbraakmethode kan bovendien enkel worden toegepast op PFAS die al uit het drinkwater zijn gefilterd. Op zichzelf zal dit onderzoek dus de problemen van verontreiniging niet oplossen.
Er zijn echter andere klassen die niet dezelfde achilleshiel hebben, maar elke klasse zou zijn eigen zwakte hebben.