PFAS i jakość wody: wielkie wyzwanie

[QTalks Ep.12]

Jeśli szukasz PFAS – substancji per- i polifluoroalkilowych lub „wiecznych chemikaliów” – w większości środowisk, bez wątpienia je znajdziesz. Nawet obszary tak odległe jak Antarktyda znalazły ślady PFAS. Ale co musimy wiedzieć o PFAS lub wiecznych chemikaliach?

Do dziennikarza środowiskowego i gospodarza QTalks, Toma Freyberga , którzy odpowiadają na to pytanie, dołącza trzech gości z różnych dyscyplin, ale uzupełniających się punktów widzenia:

Roberta Hofman-Karis PhD, Senior Scientific Researcher w KWR Water Research Insitute
Jason Dadakis, dyrektor wykonawczy ds. jakości wody i zasobów technicznych w OCWD
Mohamed Ateia Ibrahim, inżynier środowiska i lider grupy w amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA)

Zapraszamy do obejrzenia całego odcinka poniżej.

PFAS w kontekście

Tom zaczął od przedstawienia kontekstu dotyczącego rozmiaru problemu PFAS. Powiedział, że te chemikalia – często określane jako wieczne chemikalia, ponieważ są niezwykle trudne do rozkładu – zawierają wiele wiązań fluorku węgla.

Chociaż zwykle były używane w przedmiotach, takich jak patelnie z powłoką zapobiegającą przywieraniu i odzież wodoodporna, od tego czasu znaleziono je w opakowaniach żywności, komercyjnych produktach gospodarstwa domowego, miejscach pracy, wodzie pitnej, a nawet organizmach żywych, takich jak ryby.

Tom poprosił panelistów o przedstawienie kontekstu dotyczącego ich zaangażowania i interakcji z wyzwaniem PFAS.

Jason powiedział, że Orange County Water District jest wyjątkowy, ponieważ obsługuje 2,5 miliona mieszkańców i obejmuje 77% lokalnego zaopatrzenia w wodę. Powiedział, że ich związek z PFAS jest związany ze zbiornikiem wód gruntowych, którym zarządzają w imieniu dziewiętnastu głównych agencji detalicznych – z których jedenaście musiało wcześniej zamknąć jedną lub więcej swoich studni z powodu wykrycia PFAS powyżej zalecanych poziomów stanowych.

Mohamed wyjaśnił, że prowadzi badania nad rozwojem i oceną nowych technologii leczenia, ze szczególnym uwzględnieniem pojawiających się zanieczyszczeń, w tym PFAS. Odniósł się do strategicznej mapy drogowej EPA dotyczącej PFAS, która jest zobowiązaniem organu do działań w zakresie PFAS w latach 2021-2024, i powiedział, że w ramach tego są trzy cele – badanie, ograniczanie i naprawa.

Jeśli chodzi o badania, EPA inwestuje w badania i rozwój, aby zwiększyć zrozumienie narażenia na PFAS, toksyczności dla zdrowia ludzkiego, skutków ekologicznych i skutecznych interwencji, które uwzględniają najlepszą dostępną naukę. Ograniczenie to proaktywna strategia zapobiegania PFAS, która ma na celu zakazanie im przedostawania się do powietrza, wody i gleby. Remediacja ma na celu poszerzenie i przyspieszenie działań związanych z oczyszczaniem PFAS.

Roberta wyjaśniła swoją rolę w zespole ds. uzdatniania wody i odzyskiwania zasobów w Instytucie Badawczym Wody KWR. Powiedziała, że zajmuje się badaniem i pomiarem stężeń różnych chemikaliów PFAS w wodach powierzchniowych, gruntowych, ściekach i wodzie pitnej, a także pracuje nad badaniami dotyczącymi uzdatniania wody i usuwania PFAS.

Zbliżająca się propozycja EPA w sprawie poziomów PFAS w wodzie pitnej

Następnie Tom poprosił Mohameda o skomentowanie zbliżającej się propozycji EPA dotyczącej dalszych limitów dopuszczalnych poziomów PFAS w wodzie pitnej. Mohamed powiedział, że standardy EPA mają zostać zaproponowane w ramach ustawy o bezpiecznej wodzie pitnej i będą miały wpływ na wiele działań w przemyśle wodnym.

Wyjaśnił ponadto, że wniosek ma na celu ustalenie limitów dla niebezpiecznych chemikaliów, aby wskazać je jako bezpieczne do określonego celu, np. picia lub nawadniania.

Jason powiedział, że EPA wydaje się sugerować nieco bardziej złożone i inne ramy regulacyjne, które zwykle nie były stosowane do zanieczyszczeń chemicznych w USA i że jest zainteresowany ostateczną propozycją.

Powiedział, że ma nadzieję, że dotychczasowe inwestycje w leczenie będą zgodne z nowymi przepisami. Powiedział, że jest również zainteresowany tym, jak organy regulacyjne, gdy ustalą możliwe do wyegzekwowania standardy w Kalifornii, będą one porównywane z tymi federalnymi EPA.

Roberta skomentowała, że Unia Europejska również pracuje nad normami, co stanowi wyzwanie dla uzdatniania wody, ponieważ prawdopodobnie będą one zgodne z pomiarem nanogramów na litr. Powiedziała, że może to prowadzić do konieczności znacznych modernizacji i inwestycji w istniejącą infrastrukturę, aby móc mierzyć na tym poziomie.

Wyniki inicjatyw w zakresie leczenia PFAS i innowacji technologicznych

Tom poprosił Jasona, aby podzielił się aktualnymi informacjami na temat wyników wielokrotnie nagradzanego programu pilotażowego prowadzonego przez dystrykt i wyjaśnił, jakie rozwiązania technologiczne zastosowali, aby go wesprzeć.

Jason wyjaśnił, że biorąc pod uwagę znaczne inwestycje kapitałowe związane z projektem, chcieli najpierw przetestować technologie, które będą wdrażać. Powiedział, że rozpoczęli program pilotażowy równolegle ze wstępnym projektem systemów uzdatniania warunków atmosferycznych, testując granulowany węgiel aktywny i nowe technologie absorpcyjne.

Wspomniał o tym, w jaki sposób pierwsza faza wpłynęła na projekt i budowę początkowych systemów oraz zidentyfikowała odpowiednie produkty, które będą miały długą żywotność przy rozsądnych kosztach. Powiedział, że w dłuższej perspektywie przewidują ciągły program, w ramach którego oceniają nowe technologie, ponieważ ich koszty operacyjne są w dużym stopniu zależne od tego, jak długo mogą działać media absorpcyjne używane do usuwania zanieczyszczeń.

Mohamed powiedział, że zdają sobie sprawę z ograniczeń istniejących technologii i że poszukują również nowych, innowacyjnych rozwiązań o długiej żywotności i wysokiej skuteczności. Powiedział, że nie wyobraża sobie złotego środka ani jednego uniwersalnego rozwiązania i że każdy przypadek będzie rozpatrywany indywidualnie, w którym najpierw zidentyfikuje się źródła i stężenia, a następnie zidentyfikuje się odpowiednie rozwiązanie.

Roberta powiedziała, że KWR zaczął przyglądać się powszechnym procedurom uzdatniania, które obecnie stosują, takim jak węgiel aktywny lub odwrócona osmoza. Powiedziała, że węgiel aktywny jest ogólnie mniej skuteczny, niż by sobie tego życzyli, i że częstotliwość reaktywacji powinna być czterokrotnie lub wyższa niż ta, która jest stosowana obecnie.

Na tej podstawie powiedziała, że ich badania koncentrują się obecnie na poprawie absorbancji i tym, czy możliwe jest poprawienie właściwości węgla aktywnego lub zastosowanie innych rodzajów asortymentów.

Zapytała również, czy możliwa jest degradacja PFAS, ponieważ tylko ich usunięcie oznacza, że w jakiś sposób ponownie wejdą do środowiska, komentując, że jest to po prostu zmiana problemu, a nie radzenie sobie z nim.

Obróbka koncentratów PFAS

Mohamed powiedział, że wyobrażali sobie, że skoncentrowane odpady będą wymagały innowacyjnej lub nowatorskiej absorpcji, ponieważ są bardziej selektywne i mogą wytrzymać trudniejsze warunki. Powiedział jednak, że jest to praca w toku, a rozwiązania, które są bardzo skuteczne w zakresie separacji, mają swoje własne wyzwania.

Powiedział, że chociaż jest to złożony, wieloskalowy i wielopoziomowy problem, dobrą wiadomością jest to, że istnieje znacznie lepsze zrozumienie separacji niż dziesięć lat temu, w tym możliwość pomiaru niewielkich stężeń zanieczyszczeń.

Jason powiedział, że nie zapuścili się jeszcze w ten obszar badań stosowanych, ale w przypadkach, o których słyszał, stosowane są konwencjonalne technologie (przenoszenie koncentratów do systemu GAC, gdzie łatwiej jest je zutylizować), co postrzega jako bardziej prowizoryczne rozwiązanie.

Powiedział, że ma nadzieję, że badania Departamentu Obrony i procesy naprawcze, które mają miejsce w miejscach takich jak obiekty wojskowe, przyczynią się do lepszego zrozumienia skali problemu i tego, co można z nim zrobić. Wyjaśnił również, że ma nadzieję, że te inwestycje na poziomie federalnym przyniosą również rezultaty w skali gminy – o ile wiedza będzie dzielona między nimi.

Optymizm co do skali wyzwania związanego z PFAS

Tom zakończył sesję, pytając panelistów, czy są ostrożnymi optymistami, jeśli chodzi o możliwość sprostania skali wyzwania związanego z PFAS.

Roberta powiedziała, że na podstawie prowadzonych badań oraz opracowywanych nowych materiałów i technologii, jest ostrożnym optymistą. Przyznała jednak również, że wyzwania są nadal poważne i że stanowi to dodatkową przeszkodę w walce z PFAS, zwłaszcza w przypadku wody pitnej w Europie, gdzie stężenia są bardzo niskie.

Mohamed powiedział, że jest zadowolony z działań, które mają miejsce na poziomie federalnym i że widzi wiele ulepszeń w perspektywie krótko- i długoterminowej. Ogólnie rzecz biorąc, powiedział, że jest optymistą, jeśli chodzi o lepszą sytuację za pięć do dziesięciu lat.