Je, kemikali zinahitaji kudumu kwa muda gani? Andrew Brookes kupitia Getty Images
Kemikali za PFAS zilionekana kama wazo nzuri mwanzoni. Kama Teflon, walifanya vyungu kuwa rahisi kusafisha kuanzia miaka ya 1940. Walitengeneza jaketi zisizo na maji na mazulia yanayostahimili madoa. Vifuniko vya chakula, povu ya kuzima moto, hata vipodozi vilionekana vyema na vitu vya perfluoroalkyl na polyfluoroalkyl.
Kisha vipimo vilianza kugundua PFAS katika damu ya watu.
Leo, PFAS imeenea katika udongo, vumbi na maji ya kunywa duniani kote. Uchunguzi unapendekeza kuwa wameingia 98% ya miili ya Wamarekani, ambapo wamekuwa yanayohusiana na matatizo ya kiafya ikiwa ni pamoja na ugonjwa wa tezi, uharibifu wa ini na saratani ya figo na tezi dume. Wapo sasa zaidi ya aina 9,000 ya PFAS. Mara nyingi hujulikana kama "kemikali za milele" kwa sababu sifa sawa zinazozifanya kuwa muhimu sana pia hakikisha hazivunjiki katika asili.
Inakabiliwa na kesi za kisheria juu ya uchafuzi wa PFAS, kampuni kubwa ya viwanda 3M, ambayo imefanya PFAS kwa matumizi mengi kwa miongo kadhaa, ilitangaza suluhu la Dola za Marekani bilioni 10.3 na wasambazaji wa maji wa umma tarehe 22 Juni, 2023, ili kusaidia kulipia upimaji na matibabu. Kampuni haikubali dhima yoyote katika makazi, ambayo inahitaji idhini ya mahakama. Kusafisha kunaweza kugharimu mara nyingi kiasi hicho.
Lakini unawezaje kukamata na kuharibu kemikali ya milele?
Biochemist A. Daniel Jones na mwanasayansi wa udongo Hui Li fanyia kazi suluhu za PFAS katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Michigan na kuelezea mbinu za kuahidi zinazojaribiwa leo.
PFAS hupataje kutoka kwa bidhaa za kila siku ndani ya maji, udongo na hatimaye wanadamu?
Kuna njia kuu mbili za mfiduo kwa PFAS kuingia kwa wanadamu - maji ya kunywa na matumizi ya chakula.
PFAS inaweza kuingia kwenye udongo kupitia uwekaji ardhi wa biosolidi, yaani, tope kutoka kwa matibabu ya maji machafu, na zinaweza kutoka kutoka kwa taka. Ikiwa biosolidi zilizochafuliwa ni kutumika kwa shamba kama mbolea, PFAS inaweza kuingia ndani ya maji na katika mazao na mboga.
Kwa mfano, mifugo inaweza kula PFAS kupitia mazao wanayokula na maji wanayokunywa. Kumekuwa na kesi zilizoripotiwa huko Michigan, Maine na New Mexico viwango vya juu vya PFAS katika nyama ya ng'ombe na ng'ombe wa maziwa. Jinsi hatari inayoweza kutokea kwa wanadamu bado ni kubwa kwa kiasi kikubwa haijulikani.
Ng'ombe walipatikana na viwango vya juu vya PFAS katika shamba huko Maine. Adam Glanzman/Bloomberg kupitia Getty Images
Wanasayansi katika kikundi chetu cha utafiti katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Michigan wanashughulikia nyenzo zilizoongezwa kwenye udongo ambazo zinaweza kuzuia mimea kuchukua PFAS, lakini itaacha PFAS kwenye udongo.
Shida ni kwamba kemikali hizi ziko kila mahali, na zipo hakuna mchakato wa asili katika maji au udongo wenye ufanisi katika kuzivunja. Bidhaa nyingi za watumiaji hupakiwa na PFAS, ikijumuisha vipodozi, uzi wa meno, nyuzi za gitaa na nta ya kuteleza.
Miradi ya urekebishaji inaondoaje uchafuzi wa PFAS sasa?
Kuna njia za kuzichuja kutoka kwa maji. Kemikali zitashikamana na kaboni iliyoamilishwa, kwa mfano. Lakini njia hizi ni ghali kwa miradi mikubwa, na bado unapaswa kuondokana na kemikali.
Kwa mfano, karibu na kambi ya zamani ya kijeshi karibu na Sacramento, California, kuna tanki kubwa la kaboni lililowashwa ambalo huchukua karibu galoni 1,500 ya maji yaliyochafuliwa chini ya ardhi kwa dakika, huyachuja na kisha kuyasukuma chini ya ardhi. Mradi huo wa kurekebisha una gharama zaidi ya $ milioni 3, lakini inazuia PFAS kuhamia maji ya kunywa ambayo jamii hutumia.
Shirika la Ulinzi la Mazingira la Marekani lina mapendekezo ya kuweka kanuni zinazotekelezeka kisheria kwa viwango vya juu vya kemikali sita za PFAS katika mifumo ya maji ya kunywa ya umma. Mbili kati ya kemikali hizi, PFOA na PFOS, zinaweza kutambuliwa kama kemikali hatari, na hatua za udhibiti zikitekelezwa wakati viwango vya ama vinazidi sehemu 4 kwa trilioni, ambayo ni chini sana kuliko mwongozo wa awali.
Kuchuja ni hatua moja tu. Mara tu PFAS inapokamatwa, basi lazima utupe kaboni zilizopakiwa na PFAS, na PFAS bado inazunguka. Ukizika nyenzo zilizochafuliwa kwenye jaa au mahali pengine, PFAS hatimaye itatoka. Ndio maana kutafuta njia za kuiharibu ni muhimu.
Ni njia gani za kuahidi zaidi wanasayansi wamepata za kuvunja PFAS?
Njia ya kawaida ya kuharibu PFAS ni uchomaji, lakini PFAS nyingi ni sugu kwa kuchomwa moto. Ndio maana wako kwenye povu za kuzima moto.
PFAS ina nyingi atomi za florini zilizounganishwa na atomi ya kaboni, na dhamana kati ya kaboni na florini ni mojawapo ya nguvu zaidi. Kwa kawaida ili kuchoma kitu, unapaswa kuvunja dhamana, lakini fluorine inapinga kuvunja kutoka kwa kaboni. PFAS nyingi zitaharibika kabisa kwa halijoto ya uchomaji karibu 1,500 nyuzi (Digrii 2,730 Fahrenheit), lakini vichomeaji vinavyotumia nishati nyingi na vinavyofaa ni haba.
Kuna mbinu zingine kadhaa za majaribio ambazo zinaahidi lakini hazijaongezwa ili kutibu kiasi kikubwa cha kemikali.
Kikundi huko Battelle kimeundwa supercritical maji oxidation kuharibu PFAS. Joto la juu na shinikizo hubadilisha hali ya maji, kuharakisha kemia kwa njia ambayo inaweza kuharibu vitu vyenye hatari. Walakini, kuongeza kiwango bado ni changamoto.
Wengine ni kufanya kazi na mitambo ya plasma, ambayo hutumia maji, umeme na gesi ya argon kuvunja PFAS. Wao ni haraka, lakini pia si rahisi kuongeza.
Tuna uwezekano wa kuona nini katika siku zijazo?
Mengi yatategemea kile tunachojifunza kuhusu mahali ambapo mfiduo wa PFAS wa wanadamu unatoka.
Ikiwa mfiduo mara nyingi hutokana na maji ya kunywa, kuna njia nyingi zenye uwezo. Inawezekana hatimaye inaweza kuharibiwa katika kiwango cha kaya kwa kutumia mbinu za kemikali za kielektroniki, lakini pia kuna hatari zinazowezekana ambazo bado hazijaeleweka, kama vile kubadilisha vitu vya kawaida kama vile kloridi kuwa bidhaa zenye sumu zaidi.
Changamoto kubwa ya urekebishaji ni kuhakikisha kwamba hatufanyi tatizo kuwa mbaya zaidi kwa kutoa gesi nyingine au kuunda kemikali hatari. Wanadamu wana historia ndefu ya kujaribu kutatua matatizo na kufanya mambo kuwa mabaya zaidi. Jokofu ni mfano mzuri. Freon, klorofluorocarbon, ilikuwa suluhisho la kuchukua nafasi ya amonia yenye sumu na inayoweza kuwaka katika friji, lakini basi. ilisababisha kupungua kwa ozoni ya stratospheric. Ilibadilishwa na hydrofluorocarbons, ambayo sasa kuchangia mabadiliko ya hali ya hewa.
Ikiwa kuna somo la kujifunza, ni kwamba tunahitaji kufikiria kupitia mzunguko kamili wa maisha ya bidhaa. Je, tunahitaji kemikali kwa muda gani ili kudumu?
Kuhusu Mwandishi
A. Daniel Jones, Profesa wa Biokemia, Michigan State University na Hui Li, Profesa wa Kemia ya Mazingira na Udongo, Michigan State University
Makala hii imechapishwa tena kutoka Mazungumzo chini ya leseni ya Creative Commons. Soma awali ya makala.
Vitabu kuhusu Mazingira kutoka kwenye orodha ya Wauzaji Bora wa Amazon
"Silent Spring"
na Rachel Carson
Kitabu hiki cha kitamaduni ni alama ya kihistoria katika historia ya utunzaji wa mazingira, kikivutia umakini wa athari mbaya za viuatilifu na athari zake kwa ulimwengu wa asili. Kazi ya Carson ilisaidia kuhamasisha harakati za kisasa za mazingira na inabaki kuwa muhimu leo, tunapoendelea kukabiliana na changamoto za afya ya mazingira.
Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza
"Dunia Isiyokaliwa: Maisha Baada ya Joto"
na David Wallace-Wells
Katika kitabu hiki, David Wallace-Wells anatoa onyo kali kuhusu athari mbaya za mabadiliko ya hali ya hewa na hitaji la dharura la kushughulikia mzozo huu wa kimataifa. Kitabu hiki kinatumia utafiti wa kisayansi na mifano ya ulimwengu halisi ili kutoa mtazamo wa kustaajabisha kuhusu siku zijazo tunazokabili iwapo tutashindwa kuchukua hatua.
Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza
"Maisha Yaliyofichwa ya Miti: Wanachohisi, Jinsi Wanavyowasiliana? Uvumbuzi kutoka kwa Ulimwengu wa Siri"
na Peter Wohleben
Katika kitabu hiki, Peter Wohlleben anachunguza ulimwengu unaovutia wa miti na jukumu lake katika mfumo ikolojia. Kitabu hiki kinatokana na utafiti wa kisayansi na uzoefu wa Wohlleben mwenyewe kama mtaalamu wa misitu ili kutoa maarifa kuhusu njia changamano ambazo miti huingiliana na ulimwengu wa asili.
Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza
"Nyumba Yetu Imewaka Moto: Mandhari ya Familia na Sayari Katika Mgogoro"
na Greta Thunberg, Svante Thunberg, na Malena Ernman
Katika kitabu hiki, mwanaharakati wa hali ya hewa Greta Thunberg na familia yake wanatoa akaunti ya kibinafsi ya safari yao ili kuongeza ufahamu juu ya hitaji la dharura la kushughulikia mabadiliko ya hali ya hewa. Kitabu hiki kinatoa maelezo yenye nguvu na ya kusisimua ya changamoto tunazokabiliana nazo na hitaji la kuchukua hatua.
Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza
"Kutoweka kwa Sita: Historia Isiyo ya Kiasili"
na Elizabeth Kolbert
Katika kitabu hiki, Elizabeth Kolbert anachunguza kutoweka kwa wingi kwa viumbe vinavyoendelea kunakosababishwa na shughuli za binadamu, akitumia utafiti wa kisayansi na mifano ya ulimwengu halisi ili kutoa mtazamo wa kustaajabisha wa athari za shughuli za binadamu kwenye ulimwengu asilia. Kitabu hiki kinatoa wito wa kuchukua hatua ili kulinda utofauti wa maisha Duniani.
al
