ofte det begynner å føle seg som en tradisjon at en viss substans eller stoffgruppe blitt svært populært på grunn av visse svært ønskelig kjemiske eller fysiske egenskaper, bare for disse kjemikaliene deretter å gå videre for å slå ut for å danne en fare for biosfæren, menneskeliv, eller begge deler. I tilfelle av per- og polyfluoralkyl stoffer (PFAS) er det ikke annerledes. Ved oppdagelsen av at en undergruppe av disse – de fluor – har evnen til å redusere vannets overflatespenning vesentlig mye mer enn andre tensider, begynte de å bli brukt overalt.
I dag er fluor blir brukt i alt fra flekk midler til å male, make-up, og skum brukes av brannmenn. I en fersk studie av 231 kosmetiske produkter fått i oss og Canada (Whitehead et al., 2021), ble det funnet at alle av dem inneholdt PFAS, selv når de ikke er gitt på emballasjen. Den problematisk her er at PFASs er meget stabile, ikke forråtnelse etter deponering, og opphoping i kroppen hvor de kan ha hormonforstyrrende effekter.
Noen områder har nå i hvert fall delvis utestengt PFAS, men bevisene for dette er så langt blandet. La oss se hva vi vet på dette punktet, og hvilke alternativer vi har til å fortsette å bruke disse stoffene.
Elsker det eller hater det
Skjematisk diagram av en micelle av olje i vandig suspensjon, slik som kan forekomme i en emulsjon av olje i vann. I dette eksemplet er de overflateaktive molekylenes oljeoppløselige haler rage inn i oljen, mens de vannoppløselige ender forblir i kontakt med vannfasen. (Credit: Stephen Gilbert)
Overflateaktive midler (overflateaktive midler) finne anvendelse i fuktemidler, dispergeringsmidler, emulgeringsmidler, skumdannelse så vel som anti-skummemidler. Denne tilpasningsevne har resultert i dem som gjør det til en forbløffende antall produkter, alt fra personlig pleie elementer, inkludert sjampo, balsam, kosmetikk og tannkrem, for å skismøring, anti-dugg behandling, blekk, lim, maling, såper, emulsjoner, stoff myknere, og vaskemidler, til brannskum, herbicider og insekticider.
Det grunnleggende prinsipp som gjør tensider arbeid er et hode som er hydrofile og ett eller mange flere haler som er hydrofobe. Dette gjør at makro egenskaper som skumkontroll eller emulgering som danner en så viktig funksjon i mange hver dag produkter.
De fleste overflateaktive stoffer haler er ganske lik, tar form av en hydrokarbonkjede. PFAS brukt som overflateaktive midler har en fluorkarbonkjede i stedet, som bruker bedre egenskaper enn hydrokarbon-baserte overflateaktive midler, i tillegg til bedre stabilitet i hardere miljøer. Denne stabiliteten beskriver også hvorfor kasserte PFAS ikke nedbrytes, men i stedet samler i overflatevann og grunnvann, såvel som i jorden og i dyrekropper – inklusive mennesker.
PFAS overalt rundt deg
Skjematisk illustrasjon av perfluoralkyl stoff emissionsfrom land til hav etter jordskjelvet EQ 3.11. (Credit:. Yamazaki et al, 2015)
Når det enorme jordskjelvet og den påfølgende tsunamien i nærheten av Fukushima, Japan, hit, det skyldes både enorme ødeleggelser og utslipp av store mengder kjemikalier i miljøet. PFAS var blant disse kjemikaliene, og disse ble sporet i en 2015 studie (Yamazaki et al.). Denne hendelsen kan betraktes som en tids akselerert versjon av normal spredning av PFAS.
Belte var for det meste PFOS (perfluorooctonatesulfate, C8HF17O3S) og PFOA (perfluorooctanoate, C8HF15O2), som er i utstrakt bruk i tepper, gulvvokser, og tetningsmidler. Disse og andre PFAS ble målt i 2010 og igjen i 2011 i havvannet.
Denne studien viser hvordan regnvann bærer PFAS fra land til overflatevann, med havstrømmer som Kuroshio forlengelse gjeldende tilsynelatende transportere PFOA og PFHxA, men ikke PFOS og PFHxS basert på målte nivåer. Dette indikerer at ulike typer av PFAS ikke diffuse like i havene, og hint om at det samme kan være sant andre steder. Yamazaki et al. spekulerer i at dette kan skyldes den forskjellige vannoppløselighet av de PFAS typer.
I en mindre fryktelig innstilling, PFAS finne sin vei inn i overflatevannet ved hjelp av kloakksystemet, deponier og regnvann, med en viss mengde blir inntatt av dyrene og biomagnifikasjon som sikrer at den totale mengden av PFAS i hver etterfølgende rov skapning øker. Som PFAS som PFOS tendens til å akkumuleres i leveren (Jones et al, 2009), og binder seg til serumproteiner, er sannsynligheten stor for at de vil finne sin vei opp i næringskjeden.
The Human Impact
PFAS, som er kjemisk inert, ble antatt å være biokjemisk sikker. Den nøyaktige innvirkning på menneskers helse er fortsatt undersøkes i dag. en av de største studier i den forbindelse var det C8 helse-prosjektet, som så 69,030 deltakere påmeldt. Disse deltakerne levde i et område med en stor forurensning med PFOA (også referert til som ‘C8’ her). Resultatene ble oppsummert av Steenland et al., 2020.
De fant en støttende forbindelse med nyre og testikkelkreft exists, selv om det ikke er tegn på andre nettstedsspesifikke kreftformer. En positiv tilknytning til kolesterol er konsekvent, og det er bevis for ulcerøs kolitt, men ikke andre autoimmune sykdommer. Som nevnt av Steenland et al., Forblir det epidemiologiske beviset begrenset, selv i en så stor meta-studie.
Fast bevis eksisterer i effekten av PFOA og PFDA (perfluorodecansyre, C10HF19O2) nedreguleringsaktivitet i leveren, som beskrevet av Cheng et al., 2008, i muselever. Både PFASS er agonister for PPAR-a-reseptoren, hvilken effekt er nedregulering av mRNA-ekspresjon for polypeptider som kreves for opptaket av gallsyre (BA). Det finnes en rekke negative foreninger med økt BA-nivåer, som ble funnet for PFDA, men ikke PFOA, selv om begge tydeligvis påvirker leveren.
Hvorvidt mannlig fruktbarhet påvirkes fortsatt, trenger mye mer forskning (Tarapore et al., 2020), mens spørsmålet om mattrygghet har blitt studert av European Food Safety Agency, som har satt maksimalt tillatt daglige inntaksnivåer for PFAS basert på deres funn. De noterer studier (f.eks. Macon et al., 2011; Tucket et al., 2015; Hvit et al., 2011) som indikerer klare negative virkninger av PFOA om utviklingen av brystkjertlene av dyr som er utsatt for utero, under amming, osv. .
Også bemerket er de observerte effektene på kroppens immunsystem. Det som gjør det vanskelig å etablere garantert årsakssammenheng, er imidlertid at mekanismen bak ulike bivirkninger fortsatt er uklart. Dette gjør det vanskelig å umulig å gjøre noen garanterte uttalelser om hvor ille hver type PFAer, noe som fører til en advarselsteknikk som også binder seg i søket etter alternativer.
Alternativer
Bruken av PFOS har blitt minimert vesentlig allerede. For eksempel har 3M erstattet PFOS med den kortere kjedede perfluorbutanesulfonsyre (PFBS, C4HF9O3S) i Scotchgard. Hvor PFOS har en halveringstid på 5,4 år hos mennesker, pFBer PFBS rundt i omtrent en måned. Hvorvidt er kortere halveringstid i kroppen er tilstrekkelig til å tildele noen potensielle helseeffekter, er fortsatt ukjent, og EU har lagt til PFBS til kandidatlisten over svært høy bekymring (SVHC) som et resultat.
Virkningen av PFAs fortsetter å bli studert av EPA, så vel av den kanadiske regjeringen, uten umiddelbar tidslinje for handling. Et program for å sjekke ut bruken av kortere kjede PFAs som alternativer har blitt sendt til gjennomgang.
Mens det har vært noen bevis som tyder på at lengre kjede PFAer er involvert i negative helseeffekter, både for mennesker og dyr generelt, mangler vi en forståelse av mekanismene bak disse effektene. Mengden PFAS i miljøet er usannsynlig å redusere snart, og det er for tidlig å si om kortere-kjede PFAer er en faktisk løsning her (Birnbaum et al., 2015). Dette etterlater oss i en urolig limbo.
Ja, nei, ganske
Som utilfredsstillende er det å bli igjen uten en klar og absolutt konklusjon om hvorvidt PFASS generelt er gode eller dårlige, forblir virkeligheten at dette er et komplekst emne som involverer mange kjemikalier og utallige, komplekse interaksjoner. Mens noen studier har vist klart bevis på at noen typer PFAer som PFOS og PFOA er skadelige, er mange av effektene kanskje ikke sterke nok til å bli observert mot bakgrunnen til alt annet som miljøet våre faglige kropper til.
Kanskje det tydelige kurset er å bruke forsiktighetsprinsippet, og bruke alternativer til PFAs hvor vi kan, og PFASS som nedbryter raskere når vi ikke kan, selv om vi ikke kan være sikre på at alternativet kanskje ikke er verre enn originalen. Dette, som nevnt i introduksjonen, forblir det evige problemet med å vurdere sikkerheten til kjemikalier i miljøet og i våre kropper: vi kan bare gjøre vårt beste ved å bruke kunnskapen og teknologien vi har i dag.
[Banner Bilde: “Vanndråper på hydrofobfjær!” av den maniske makrographer, cc med 2,0. (Fjær gjør det med nanostrukturer i stedet for fluor.)]
[Miniatyrbilde: “En vanndråpe på en belagt overflate” av Brocken Inaglory, CC BY-SA 3.0]