Загрузка...
К настоящему времени вы, возможно, слышали о PFAS (пер- и полифторалкильные вещества) , группе химических соединений, насчитывающей тысячи, обнаруженных почти везде, где кто-либо удосужился заглянуть, включая большую часть питьевой воды в США. Загрязнители PFAS попали в кровоток большинства американцев в основном через питьевую воду, загрязненную PFAS. Воздействие PFAS было связано с множеством серьезных проблем со здоровьем, включая рак. С ростом осведомленности многие считают, что регулятивная реакция на PFAS слишком медленная по сравнению с масштабами и воздействием PFAS на население США.
Со сменой администрации Агентство по охране окружающей среды США теперь уделяет больше внимания PFAS. 18 октября 2021 года под руководством Майкла Ригана, опытного специалиста по регулированию PFAS, EPA выпустило свою Комплексную национальную стратегию по борьбе с загрязнением PFAS с тремя руководящими стратегиями:
- Увеличение инвестиций в исследования;
- Призывать власти действовать сейчас, чтобы ограничить выброс PFAS в окружающую среду и;
- Ускорить очистку от загрязнения PFAS.
В то время как первые две стратегии относительно просты, очистка от загрязнения PFAS — дело непростое.
Идентификация источников PFAS
«Лучший способ сохранить питьевую воду в безопасности — защитить ее у источника». ~ Американская ассоциация водопроводных сооружений, Отчет о состоянии отрасли за 2019 г. (1).
Более 40% питьевой воды в США получают из подземных вод . Остальное поступает из поверхностных вод, которые могут загрязняться при смешивании с грунтовыми водами, загрязненными ПФАВ. Таким образом, выявление источников загрязненных ПФАВ грунтовых вод и восстановление этих источников имеет решающее значение для обеспечения безопасности питьевой воды .
Самое раннее внимание регулирующих органов было сосредоточено на точечных источниках PFAS на объектах Министерства обороны (DOD) и в аэропортах, где пленкообразующие пены на водной основе (AFFF) использовались для обычных испытаний пожаротушения и учебных мероприятий. В целом, однако, процесс идентификации источника PFAS только начался. В июне 2021 года EPA предложило правило, согласно которому все производители (включая импортеров) PFAS в любой год, начиная с 2011 года, должны сообщать о производстве, использовании и утилизации PFAS. После окончательной доработки (установленный законом крайний срок — 1 января 2023 г.) правило станет первой целенаправленной попыткой в соответствии с Законом о контроле за токсичными веществами (TSCA) по инвентаризации ПФАВ, производимых в США, что предоставит Агентству по охране окружающей среды дорожную карту потенциальных источников ПФАВ. Основные отрасли промышленности, которые использовали ПФАС в своих производственных процессах, включают: целлюлозно-бумажные комбинаты, текстильные фабрики,
Природа PFAS и проблемы очистки
Из-за их химического состава в настоящее время существуют ограниченные возможности для восстановления PFAS в подземных водах в полевых условиях. Созданные в результате движения «Лучшая жизнь с помощью химии», возникшего во время Второй мировой войны, PFAS были разработаны с использованием самой прочной связи в органической химии — связи углерод-фтор, что делает их практически неразрушимыми, за исключением экстремальных условий. В отличие от других органических загрязнителей подземных вод, таких как нефтяные углеводороды или хлорированные растворители, известно, что они не поддаются биологическому разложению.
ПФАС представляют собой полярные молекулы цепей связи углерод-фтор с гидрофобными и гидрофильными концами. Их структура придает им свойства, подобные поверхностно-активным веществам, и делает их превосходными масло-, водо- и грязеотталкивающими. Кроме того, PFAS, и особенно молекулы PFAS с более длинной цепью (т. е. содержащие восемь или более атомов углерода), имеют тенденцию оставаться (т. е. биоаккумулироваться) при попадании в организм животного или человека.
Неразлагающаяся, биоаккумулирующая природа PFAS привела к установлению одних из самых низких уровней очистки любых загрязнителей грунтовых вод — в некоторых случаях менее 10 частей на триллион — что эквивалентно половине капли в олимпийском бассейне. Коммерческие экологические лаборатории только недавно разработали свое оборудование и методы для обнаружения ПФАВ в этих концентрациях. Кроме того, за 40-летнюю историю очистки подземных вод большинство технологий и подходов не продемонстрировали способность достигать уровней очистки в сотни раз выше (например, менее 5 частей на миллиард) для других загрязнителей , которые гораздо легче устранить (например, бензола) . или трихлорэтилен). По этим причинам PFAS представляет собой, пожалуй, самую серьезную проблему, с которой когда-либо сталкивалась индустрия очистки подземных вод.
Межгосударственный технический и регулирующий совет (ITRC) определяет реабилитацию как «процесс, используемый для снижения или устранения риска для людей и окружающей среды, который может возникнуть в результате воздействия вредных химических веществ (2)».
Таким образом, устранение риска воздействия ПФАВ на потенциальный рецептор является целью всех мер по рекультивации ПФАВ. Наиболее распространенным подходом к обработке для устранения риска PFAS является извлечение и фильтрация подземных вод.Этот подход включает скважины-перехватчики, которые выкачивают грунтовые воды на поверхность и отфильтровывают ПФАВ с использованием гранулированного активированного угля или ионообменных смол. Насос и обработка (P&T) использовались для контроля миграции загрязняющих веществ в течение десятилетий. Тем не менее, P&T для восстановления PFAS проблематичен, поскольку обработка может привести к образованию многих тонн загрязненного PFAS отработанного угля и других фильтрующих сред. Поскольку Агентство по охране окружающей среды ожидает присвоения некоторым PFAS статуса опасного вещества, эти отработанные материалы потребуют обращения с ними и их утилизации как опасных отходов. Это будет включать захоронение или сжигание на объектах, которым разрешено обращаться с опасными отходами.
Захоронение отходов PFAS на полигонах можно рассматривать как перенос проблемы в другое место с потенциальным повторным выбросом обратно в окружающую среду, в зависимости от того, насколько строго предприятие контролирует фильтрат. Кроме того, сжигание отходов ПФАС не оказалось эффективным или безопасным. Согласно EPA, «эффективность сжигания для уничтожения соединений PFAS и тенденция к образованию фторированных или смешанных галогенированных органических побочных продуктов недостаточно изучены (3)». В случае в Нью-Йорке предполагается, что сжигание пенопластов, содержащих ПФАВ, вызвало загрязнение почвы и воды с подветренной стороны объекта, что привело к судебному иску против Министерства обороны за разрешение такой практики (4).
Очистка PFAS в подземных водах на месте
Недавно разработанный метод очистки для удаления PFAS из подземных вод включает фильтрацию на месте (т.е. на месте) с использованием коллоидного активированного угля (CAC). Этот запатентованный метод подземной фильтрации работает путем нанесения постоянного углеродного покрытия на материалы водоносного горизонта (пески). Результатом является огромная площадь поверхности активированного угля, превращающая обработанную CAC область в высокоэффективный подземный фильтр. При контакте органические загрязнители, такие как PFAS, быстро удаляются. Лечение CAC in situ обычно включает проницаемые реактивные барьеры (PRB), помещаемые между областью источника PFAS и потенциальным рецептором. Как правило, один PRB разработан для десятилетий эффективного удаления PFAS.
Путем удаления PFAS из подземных вод устраняется потенциальное воздействие и устраняется риск для здоровья человека и окружающей среды. В этом смысле метод CAC in situ обрабатывает PFAS так же, как и его аналог ex situ, P&T, отфильтровывая их из грунтовых вод. Существенная разница между методами очистки ex situ и in situ заключается в расположении системы фильтрации. Поскольку фильтрация происходит под землей, не образуются опасные отходы и не перемещается PFAS из одного места в другое, что может привести к повторному использованию проблемы. Кроме того, пассивный подход к очистке основан на естественном движении грунтовых вод, чтобы доставить загрязнение в зону очистки CAC. Таким образом, исключаются насосная инфраструктура, долгосрочная эксплуатация и техническое обслуживание, а также использование ископаемого топлива.экологичная и устойчивая технология восстановления PFAS.
Несмотря на то, что реабилитация ПФАВ находится в зачаточном состоянии, на многих объектах в полевых условиях уже за два года было продемонстрировано эффективное удаление ПФАВ для достижения целей очистки, причем самое продолжительное лечение продемонстрировало стойкость в течение пяти лет (5). Независимая компания по бурению скважин и очистке воды https://xn--80aaerkiz0a.com.ua/ , так же эксперт по моделированию судьбы и переноса загрязняющих веществ, изучавший это место, смоделировал вероятную продолжительность лечения более 50 лет. В дополнение к PFAS подход к очистке CAC на месте успешно очистил другие органические загрязнители в подземных водах и защитил источники питьевой воды на сотнях объектов по всему миру.