Combien de temps les produits chimiques doivent-ils vraiment durer ? Andrew Brookes via Getty Images
Les produits chimiques PFAS semblaient être une bonne idée au début. Comme Teflon, ils ont rendu les pots plus faciles à nettoyer à partir des années 1940. Ils ont fait des vestes imperméables et des tapis résistants aux taches. Les emballages alimentaires, la mousse anti-incendie et même le maquillage semblaient mieux avec les substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées.
Puis les tests ont commencé à détecter PFAS dans le sang des gens.
Aujourd'hui, les PFAS sont omniprésents dans le sol, la poussière et l'eau potable dans le monde entier. Des études suggèrent qu'ils sont dans 98% des corps des américains, où ils ont été associés à des problèmes de santé y compris les maladies de la thyroïde, les lésions hépatiques et le cancer des reins et des testicules. Il y a maintenant plus de 9,000 types du PFAS. Ils sont souvent appelés "produits chimiques éternels" parce que les mêmes propriétés qui les rendent si utiles aussi assurez-vous qu'ils ne se décomposent pas dans la nature.
Face à des poursuites pour contamination au PFAS, le géant industriel 3M, qui fabrique du PFAS pour de nombreuses utilisations depuis des décennies, a annoncé un règlement de 10.3 milliards de dollars avec les fournisseurs publics d'eau le 22 juin 2023, pour aider à payer les tests et le traitement. La société n'admet aucune responsabilité dans le règlement, qui nécessite l'approbation du tribunal. Le nettoyage pourrait coûter plusieurs fois ce montant.
Mais comment capturez-vous et détruisez-vous un produit chimique pour toujours?
Le biochimiste ; A.Daniel Jones et pédologue Hui Li travail sur les solutions PFAS à la Michigan State University et a expliqué les techniques prometteuses testées aujourd'hui.
Comment les PFAS passent-ils des produits de tous les jours dans l'eau, le sol et éventuellement les humains ?
Il existe deux principales voies d'exposition aux PFAS pour pénétrer chez l'homme : l'eau potable et la consommation alimentaire.
Les PFAS peuvent pénétrer dans le sol par l'épandage de biosolides, c'est-à-dire les boues provenant du traitement des eaux usées, et peuvent-ils être lessivés des décharges. Si des biosolides contaminés sont appliqué aux champs agricoles comme engrais, les PFAS peuvent pénétrer dans l'eau et dans les cultures et les légumes.
Par exemple, le bétail peut consommer des PFAS à travers les cultures qu'il mange et l'eau qu'il boit. Il y a eu cas signalés dans le Michigan, Maine ainsi que Nouveau Mexique des niveaux élevés de PFAS chez les bovins et les vaches laitières. L'ampleur du risque potentiel pour les humains est encore largement inconnu.
Des vaches ont été trouvées avec des niveaux élevés de PFAS dans une ferme du Maine. Adam Glanzman/Bloomberg via Getty Images
Les scientifiques de notre groupe de recherche à la Michigan State University travaillent sur des matériaux ajoutés au sol qui pourraient empêcher les plantes d'absorber le PFAS, mais cela laisserait du PFAS dans le sol.
Le problème, c'est que ces produits chimiques sont partout, et il y a pas de processus naturel dans l'eau ou le sol efficace pour les décomposer. De nombreux produits de consommation sont chargés de PFAS, notamment le maquillage, le fil dentaire, les cordes de guitare et la cire de ski.
Comment les projets d'assainissement éliminent-ils la contamination par les PFAS maintenant ?
Des méthodes existent pour les filtrer hors de l'eau. Les produits chimiques colleront au charbon actif, par exemple. Mais ces méthodes sont coûteuses pour les projets à grande échelle et il faut encore se débarrasser des produits chimiques.
Par exemple, près d'une ancienne base militaire près de Sacramento, en Californie, il y a un énorme réservoir de charbon actif qui absorbe environ 1,500 gallons d'eau souterraine contaminée par minute, la filtre puis la pompe sous terre. Ce projet d'assainissement a coûté plus de $ 3 millions, mais cela empêche les PFAS de se répandre dans l'eau potable utilisée par la communauté.
L'Agence américaine de protection de l'environnement a a proposé d'établir des réglementations juridiquement applicables pour les niveaux maximaux de six produits chimiques PFAS dans les systèmes publics d'eau potable. Deux de ces produits chimiques, le PFOA et le PFOS, seraient reconnus comme des produits chimiques dangereux individuels, avec des mesures réglementaires appliquées lorsque les niveaux de l'un ou l'autre dépassent 4 parties par billion, ce qui est nettement inférieur aux directives précédentes.
Le filtrage n'est qu'une étape. Une fois le PFAS capturé, vous devez vous débarrasser des charbons actifs chargés de PFAS, et le PFAS se déplace toujours. Si vous enterrez des matériaux contaminés dans une décharge ou ailleurs, les PFAS finiront par lessiver. C'est pourquoi il est essentiel de trouver des moyens de le détruire.
Quelles sont les méthodes les plus prometteuses que les scientifiques ont trouvées pour décomposer les PFAS ?
La méthode la plus courante de destruction des PFAS est l'incinération, mais la plupart des PFAS sont remarquablement résistants à la combustion. C'est pourquoi ils sont dans les mousses anti-incendie.
Les PFAS ont plusieurs atomes de fluor attachés à un atome de carbone, et la liaison entre le carbone et le fluor est l'une des plus fortes. Normalement, pour brûler quelque chose, vous devez rompre la liaison, mais le fluor résiste à la rupture du carbone. La plupart des PFAS se décomposeront complètement à des températures d'incinération d'environ Degrés Celsius 1,500 (2,730 XNUMX degrés Fahrenheit), mais cela consomme beaucoup d'énergie et les incinérateurs appropriés sont rares.
Il existe plusieurs autres techniques expérimentales prometteuses, mais qui n'ont pas été mises à l'échelle pour traiter de grandes quantités de produits chimiques.
Un groupe à Battelle a développé oxydation de l'eau supercritique pour détruire les PFAS. Des températures et des pressions élevées modifient l'état de l'eau, accélérant la chimie d'une manière qui peut détruire les substances dangereuses. Cependant, la mise à l'échelle reste un défi.
D'autres sont travailler avec réacteurs à plasma, qui utilisent de l'eau, de l'électricité et du gaz argon pour décomposer les PFAS. Ils sont rapides, mais pas faciles à mettre à l'échelle.
Que verrons-nous probablement dans le futur ?
Beaucoup dépendra de ce que nous apprendrons sur la provenance principale de l'exposition humaine aux PFAS.
Si l'exposition provient principalement de l'eau potable, il existe d'autres méthodes potentielles. Il est possible qu'il soit éventuellement détruit au niveau domestique avec des méthodes électrochimiques, mais il reste également des risques potentiels à comprendre, tels que la conversion de substances courantes telles que le chlorure en sous-produits plus toxiques.
Le grand défi de l'assainissement est de s'assurer que nous n'aggravons pas le problème en libérant d'autres gaz ou en créant des produits chimiques nocifs. Les humains ont une longue histoire d'essayer de résoudre des problèmes et d'aggraver les choses. Les réfrigérateurs en sont un excellent exemple. Le fréon, un chlorofluorocarbure, était la solution pour remplacer l'ammoniac toxique et inflammable dans les réfrigérateurs, mais il a causé l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique. Il a été remplacé par des hydrofluorocarbures, qui contribuer au changement climatique.
S'il y a une leçon à tirer, c'est que nous devons réfléchir au cycle de vie complet des produits. Combien de temps avons-nous vraiment besoin de produits chimiques pour durer?
A propos de l'auteur
A.Daniel Jones, professeur de biochimie, Michigan State University ainsi que Hui Li, professeur de chimie de l'environnement et des sols, Michigan State University
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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