Onderzoek naar vlotte afbraak PFAS

Bodemvervuiling met PFAS is ook bij ons een heikel punt. Onderzoekers werken aan haalbare methoden om deze stoffen af te breken.

28 september 2022

Poly- en perfluoralkylstoffen (PFAS) worden gebruikt in brandweerschuim, waterdichte kledij en anti-aanbraadmateriaal. Ze werden gericht ontwikkeld om stabiel te zijn. Daar zit de knoop: ze kunnen door de wind of door waterlozing vanuit fabrieken in het milieu terechtkomen, maar in normale omstandigheden worden ze in de bodem niet afgebroken. Onderzoek legt een verband tussen PFAS in het milieu en verschillende aandoeningen, zoals schildklierafwijkingen, lipidenstoornissen en kanker.

PFAS kunnen uit het water worden gehaald, maar ze verder kwijtraken valt niet mee. Als men ze verbrandt op een stortplaats, kunnen ze lekken naar het bodemwater. De huidige methoden voor het daadwerkelijk vernietigen van PFAS vereisen hoge druk en temperaturen boven 1.000°C. Bovendien is er ook met deze technieken risico op verspreiding naar het milieu.

Onderzoekers hebben onlangs een klein stapje in de goede richting gezet. In een studie die deze zomer verscheen in Science, brengen de Amerikaanse chemicus Brittany Trang en haar team verslag uit van een methode op basis van goedkope reagentia en temperaturen van om en bij de 100°C (1).

Achilleshiel

PFAS danken hun stabiliteit aan bindingen tussen koolstof en fluor. In plaats van daarop de tanden kapot te bijten, verlegde Brittany Trang haar focus naar een zuurstofhoudend segment dat zich bevindt aan één uiteinde van de PFAS-moleculen: perfluoroalkyl-carboxylzuur (PFCA). De auteurs noemen dit in hun publicatie de 'Achilleshiel' van de PFAS-molecule. Ze verhitten de moleculen in een bad van dimethylsulfoxide, een gemakkelijk te verkrijgen reagens dat onder andere wordt gebruikt als industrieel ontvettingsmiddel. Zodoende slaagden ze erin de zuurstofhoudende eindgroep van de molecule los te maken. Er kwam een kettingreactie op gang, waardoor de PFAS-molecule uiteindelijk uiteenviel in onschadelijke eindproducten.

De nieuwe methode werkt voor PFOA, maar niet voor PFOS

De methode werkt niet voor alle PFAS-moleculen. De onderzoekers slaagden erin tien verschillende moleculen af te breken, waaronder PFOA (perfluoroctaanzuur). Op PFOS (perfluoroctaansulfonzuur) schampte hun methode af. Volgens metingen die VITO in de tweede helft van 2021 uitvoerde in Zwijndrecht, is PFOS met voorsprong de belangrijkste component (ongeveer twee derde) van de volledige PFAS-concentratie in zwevende lucht (2). PFOA is de tweede belangrijkste component (met een aandeel van zowat 8%). De methoden die momenteel in gebruik zijn, kunnen zowel PFOS als PFOA afbreken.

De auteurs van de studie hebben dan ook niet de ambitie om hun methode meteen tot de praktijk te laten doordringen. Ze hopen veeleer dat hun onderzoek nieuwe inzichten aan het licht heeft gebracht in de chemische eigenschappen en afbraakmogelijkheden van PFAS. Mogelijk inspireren ze hiermee verder onderzoek, met resultaten die wel praktisch bruikbaar zijn.