Vaikeasti hajoavien saasteiden hajottaminen

Mitä ovat PFC, PFAA, PFOS ja PFOA?

Perfluoratut yhdisteet (PFC), kuten perfluoratut alkyylihapot (PFAA), ovat erilaisia synteettisten kemiallisten rakenteiden ryhmiä, joilla on yksilöllisiä ominaisuuksia, kuten lämpöstabiilisuus ja kyky luoda sileitä pintoja, jotka hylkivät vettä, öljyä ja likaa. Tämä tekee PFC-yhdisteistä hyödyllisiä monenlaisissa kuluttaja- ja teollisuustuotteissa, kuten säilöntäaineissa, voiteluaineissa, maaleissa, vaahdoissa, ruoan kypsennysastioissa, joissa on tarttumaton pinta, sekä ruokapakkauksissa, vedenpitävissä vaatteissa, tekstiileille tarkoitetuissa tahroilta suojaavissa aineissa ja sammutusvaahdoissa. PFOA- ja PFOS-yhdisteet ovat tunnetuimpia yhdisteitä, jotka määritetään yleensä perfluoratuiksi molekyyleiksi, joissa on kahdeksan fluorattua hiilivetyatomia.

Uudet saasteet

Suuria PFC-määriä on tuotettu jo 1950-luvulta lähtien. Viime vuosina tuotanto on siirtynyt lähemmäs lyhytketjuisia yhdisteitä sekä perfluorieetterikarboksyyli- ja sulfonihappoja, mikä on jo havaittavissa ympäristövesissä. Nämä yhdisteet edustavat kuitenkin vain murto-osan globaalisti markkinoiduista PFAS-yhdisteistä. Osa tuotannosta on jo korvattu joillakin muilla erittäin fluoratuilla yhdisteillä, kuten fluoritelomeerialkoholeilla, jotka voivat hajota hitaasti PFOA-yhdisteiksi.

PFC-yhdisteiden suuri tuotantomäärä on johtanut aineen laajamittaiseen leviämiseen ympäristöön, erityisesti vesiin, joissa ne kulkeutuvat helpoiten. Kemikaalin vakaat ominaisuudet yhdistettyinä PFC-yhdisteiden vesiliukoisuuteen ovat myötävaikuttaneet PFAS-yhdisteiden ilmenemiseen koko vesiympäristössä, kuten pintavesissä, jätevedessä ja juomavedessä. PFOA:lla on negatiivisia vaikutuksia lisääntymiselimiin, ja sen epäillään olevan karsinogeenistä ihmisille. Lisäksi se on luokiteltu erittäin hitaasti hajoavaksi ja erittäin voimakkaasti biokertyväksi (vPvB). Siksi se on EU:n erityistä huolta aiheuttavien aineiden ehdokasluettelossa (Substances of Very High Concern).

Yhä useammat tiedeyhteisön jäsenet tunnustavat PFC-yhdisteet uusiksi ympäristösaasteiksi niiden kemiallisen stabiiliuden ja myrkyllisten vaikutusten vuoksi sekä siksi, että niitä esiintyy kaikkialla ympäristössä, eliöstössä ja ihmisissä. Näiden kemikaalien suora altistusreitti ihmisiin on osittain epäselvä, ja huoli PFC-yhdisteiden saastuttamista vesilähteistä on kasvanut dramaattisesti viime vuosina yleisön keskuudessa ympäri maailman. Vesijohtovesi ja pullotettu vesi ovat kaksi potentiaalista PFC-yhdisteiden lähdettä, mikä selittää osaksi niiden esiintyvyyden ihmisveressä.

PFC-Yhdisteiden käsittely

Kemiallisesti erittäin stabiilit PFC-yhdisteet vaikeuttavat aineen mahdollista hajotusprosessia. Eri menetelmiä on tutkittu pyrittäessä hajottamaan ja/tai poistamaan PFC-yhdisteitä saastuneesta vedestä, ja siihen tarvitaan voimakkaiden hapetusaineiden käyttöä.

Kun pyritään saavuttamaan riittävän korkea hapetuspotentiaali, vaaditaan yhdistelmä erilaisia pitkälle kehitettyjä hapetustekniikoita (AOP), kuten esimerkiksi otsonin ja katalysoidun hydroksyylin muodostumista. Tätä mutkistaa lisäksi käsiteltävän näytteen matriisi. Esimerkiksi vesi, jossa on runsaasti orgaanisia hiukkasia tai TOC-ainesta (Total Organic Content, orgaaninen kokonaispitoisuus), vaikeuttaa PFAA-yhdisteiden poistoa, koska hapetusaineella on taipumusta reagoida ensisijaisesti vähemmän stabiilien orgaanisten yhdisteiden kanssa.

On ympäristöllisesti ja sosiaalisesti tärkeää, että PFC-yhdisteet voidaan hajottaa ja poistaa tehokkaasti juomaveden käsittelyssä.

Ratkaisu

PFC-yhdisteitä voidaan vähentää, hajottaa tai poistaa kokonaan eri menetelmillä, kuten lueteltu alla, ja useissa tapauksissa eri menetelmien yhdistelmä on paras ratkaisu ongelmaan.

Pilottiprojekti

PFC-yhdisteiden vähentäminen tai poistaminen on monimutkainen tehtävä, joka vaatii räätälöidyn täysimittaisen järjestelmän.

Suunnitteluprosessi aloitetaan insinööriemme pilottitutkimuksella, jonka tuloksena luodaan järjestelmä, johon sisältyy mahdollisia kriittisiä parametrejä ja parhaita mahdollisia tekniikoita (BAT) optimaalisen prosessisuunnitelman saavuttamiseksi. Useita pilottikokeita suorittamalla ja mukauttamalla vähitellen järjestelmän jokaista yksittäistä parametriä,
insinöörimme määrittävät täysimittaisen järjestelmän optimaalisen mallin. Vedestä otetaan näytteitä koko pilottiprosessin ajan, ja tulosten vahvistamiseksi näytteet toimitetaan kolmannen osapuolen laboratorioon analysoitaviksi.

Lue lisää pilottiprojekteista ja räätälöidyistä järjestelmistä sekä RENA Vitro -AOP-järjestelmästämme.