PFAS hebben een unieke combinatie van eigenschappen die hen uiterst geschikt maakt voor allerlei technische toepassingen. Ze zijn zowel vet- als waterafstotend, en bestand tegen hoge temperaturen en chemicaliën. Ze duiken dan ook op in heel wat consumptiegoederen en andere toepassingen, zoals schuim in brandblusmiddelen. Intussen zijn ze bijna overal in het milieu te vinden, en duiken ze in heel Europa op in bloed en moedermelk.
Poly- en perfluoralkylstoffen (PFAS) staan bekend als onverwoestbare chemicaliën. Ze worden zo goed als niet afgebroken en hopen zich op in mens en milieu. Vermoedelijke gevolgen voor de gezondheid zijn onder meer astma, kanker en veranderingen aan de voortplantingsorganen. Tot nog toe hadden we geen idee hoe we van PFAS konden afraken. Maar nu zijn er enkele nieuwe benaderingen die de robuuste moleculen mogelijk kunnen vernietigen.
Het belangrijkste element dat de typische koolstof-fluorverbindingen in deze groep stoffen kan afbreken, is hitte. In een recente studie, gepubliceerd in het Journal of Environmental Engineering, ontdekte het Amerikaanse milieuagentschap EPA (Environmental Protection Agency) dat de zogeheten 'superkritische wateroxidatie'-techniek ('supercritical water oxidation') 99% van alle PFAS in een watermonster kon vernietigen.
Gas én vloeistof
De eerste pogingen om de 'onverwoestbare' stof met een nieuwe methode af te breken, zijn hoopgevend. In de pas gepubliceerde EPA-studie voegden experts oxiderende stoffen toe aan met PFAS vervuild water, daarna verhitten zij dit mengsel bij een druk van meer dan 220 bar tot boven de kritische temperatuur van 374°C. Bij dit proces wordt het water 'superkritisch', het is dan tegelijk gas en vloeistof. In deze fase lossen zelfs waterafstotende stoffen zoals PFAS zich veel gemakkelijker op, tegelijk versnelt die fase ook chemische reacties.
Het is volkomen onrealistisch om vervuilde grond en gecontamineerd grondwater op deze manier te zuiveren
De onderzoekers gebruikten hiervoor methodes van drie bedrijven, die op het vlak van chemicaliën en gebruikte processen lichtjes van elkaar verschilden. Alle methodes leverden het gewenste resultaat op, meldt het team van EPA-onderzoeker Max. J. Krause. De hoeveelheid PFAS in het water daalde telkens met meer dan 99%.
Opvallend: bij de metingen van het water aan het begin van het experiment, bleek maar ongeveer een vierde van de nadien vernietigde stoffen te zijn vastgesteld. Dat betekent dat de bestaande analysetechnieken slechts een deel van de PFAS opsporen; het aantal industrieel gebruikte stoffen in deze groep is zo ruim dat er over veel substanties nauwelijks iets bekend is. Anderzijds toont dit resultaat dus aan dat deze techniek zelfs 'onzichtbare' vervuiling vermindert, die het gevolg is van de enorme hoeveelheid nauwelijks beschreven chemische stoffen in deze groep.
Toch pleiten specialisten ervoor om het gebruik van PFAS zeker te beperken tot de hoogst noodzakelijke toepassingen. Want door de hoge temperatuur en druk is de nieuwe techniek vrij complex en dus duur. Bovendien is het volkomen onrealistisch om vervuilde grond en gecontamineerd grondwater op die manier te zuiveren.
Dit artikel verscheen eerder in Spektrum.
Schrijf je in op onze nieuwsbrief
En blijf op de hoogte van de laatste inzichten in wetenschap en technologie.