Hóa chất vĩnh cửu

Tôi không biết thuật ngữ “hóa chất vĩnh cửu” được sử dụng cho đến gần đây, khi thuật ngữ này được sử dụng để mô tả hóa chất Perfluorinated (PFAS) bao gồm Perfluorooctane sulfonate (PFOS) và Axit Perfluorooctanoic (PFOA) hoặc Axit Perfluorooctanesulfonic có trong nguồn cung cấp nước. PFOA và PFOS là một nhóm gồm hàng nghìn hóa chất hữu cơ tổng hợp được flo hóa.

PFOA và PFOS là một phần của nhóm hóa chất lớn hơn được gọi là chất perfluoroalkyl, hay PFAS. PFOA và PFOS đã được sản xuất và nghiên cứu rộng rãi nhất trong số các hóa chất này. Chúng đã được sử dụng để làm thảm, quần áo, vải cho đồ nội thất, bao bì giấy cho thực phẩm và các vật liệu khác, như đồ nấu nướng, có khả năng chống nước, dầu mỡ và vết bẩn. Chúng cũng được sử dụng để chữa cháy tại sân bay và trong một số quy trình công nghiệp.

Những hóa chất này đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ trong các sản phẩm tiêu dùng và đặc điểm khiến chúng trở nên hữu ích cũng là lý do khiến chúng tồn tại trong môi trường và có thể tích lũy sinh học hoặc hình thành trong cơ thể chúng ta và cơ thể của động vật hoang dã. Chúng thực sự là “hóa chất mãi mãi… tệ hơn cả gián.

Những rủi ro sức khỏe từ hóa chất vĩnh cửu

Rủi ro sức khỏe khi tiếp xúc với các hóa chất này bao gồm ảnh hưởng đến sự phát triển của thai nhi trong thời kỳ mang thai hoặc trẻ bú mẹ, ung thư, tổn thương gan, tổn thương hệ thống miễn dịch, các vấn đề về tuyến giáp, v.v. Sự thật là, đây là một nhóm chất gây ô nhiễm mới nổi và các nhà nghiên cứu không có đủ thời gian để phân biệt tác động lâu dài của những chất gây ô nhiễm này. Tuy nhiên, tất cả chúng ta đều khá chắc chắn rằng việc tiếp xúc lâu dài với các Hóa chất Mãi mãi này là khá tệ!

PFAS trong nước uống

Nhiều người mong đợi một chính quyền đô thị khắc phục vấn đề này, nhưng chi phí để làm như vậy trên phạm vi lớn có thể rất lớn. Câu hỏi trở thành: Bạn có muốn trả hóa đơn tiền nước cao gấp năm hoặc mười lần số tiền bạn có thể đang trả không? Điều đó có thể dễ dàng xảy ra nếu một đô thị buộc phải loại bỏ nhiều hóa chất này khỏi nước. Và PFOA chỉ là một trong số hàng trăm hoặc hàng nghìn hóa chất có khả năng gây hại có trong nguồn cung cấp nước.

Hiện tại không có giới hạn nước có thể thực thi đối với PFOA, tuy nhiên, điều đó có thể sẽ thay đổi trong tương lai rất gần, nhưng làm thế nào một đô thị có thể loại bỏ các chất ra khỏi nước nếu họ không có mục tiêu? Vào tháng 5 năm 2016, Cục bảo vệ môi sinh Hoa Kỳ EPA đã đưa ra tư vấn sức khỏe trọn đời là 0,070 microgam trên lít (mg/L) (70 ng/L) đối với PFOA và PFOS (riêng lẻ hoặc kết hợp) khi tiếp xúc với nước uống. Các mức tư vấn này được đặt ở nồng độ mà EPA chắc chắn là bảo vệ những cá nhân nhạy cảm nhất khỏi các tác động đến sinh sản và phát triển với biên độ an toàn.

EPA đã xác định PFOA là chất gây ô nhiễm mới nổi vì chúng có đường xâm nhập vào môi trường, có thể gây rủi ro cho sức khỏe con người hoặc môi trường và không có các tiêu chuẩn quy định của liên bang. Ngoài ra, các tiểu bang riêng lẻ đã bắt đầu phát triển các hướng dẫn về PFOA của tiểu bang để giám sát và giảm PFOA trong môi trường. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều điều cần nghiên cứu về các chất này và cần phải hoàn thành nhiều nghiên cứu để hiểu đầy đủ mức độ nào là an toàn, cũng như những ảnh hưởng sức khỏe lâu dài.

Cách loại bỏ PFOA và PFOS khỏi nước

Vì hiện tại không có Mức ô nhiễm tối thiểu (MCL) được thiết lập nên có vẻ như các thành phố sẽ không sớm loại bỏ chúng. Nếu bạn đang ở trên nguồn nước và gặp vấn đề, thì bạn phải chịu trách nhiệm cuối cùng về việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm. Có một số cách để loại bỏ PFOA và PFOS: Than hoạt tính dạng hạt, Trao đổi ion và Thẩm thấu ngược. Chúng ta sẽ thảo luận về cả ba.

Loại bỏ PFOA và PFOS bằng than hoạt tính dạng hạt

Than hoạt tính hay còn gọi là GAC, là phương pháp xử lý được nghiên cứu nhiều nhất để loại bỏ PFAS. Than hoạt tính dạng hạt GAC thường được sử dụng để hấp phụ các hợp chất hữu cơ tự nhiên, các hợp chất có mùi vị và các hóa chất hữu cơ tổng hợp trong các hệ thống xử lý nước uống. Hấp phụ là cả quá trình vật lý và hóa học để tích lũy một chất, chẳng hạn như PFAS, tại giao diện giữa các pha lỏng và rắn. GAC là một chất hấp phụ hiệu quả vì nó là một vật liệu có độ xốp cao và cung cấp một diện tích bề mặt lớn mà các chất gây ô nhiễm có thể hấp thụ. Nó được làm từ các vật liệu hữu cơ có hàm lượng carbon cao như gỗ, than non và than đá; và thường được sử dụng ở dạng hạt.

GAC đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc loại bỏ PFAS khỏi nước uống khi nó được sử dụng trong bộ lọc chảy qua bộ lọc sau khi các hạt đã được loại bỏ. GAC có thể đạt hiệu quả gần 100% trong một khoảng thời gian, tùy thuộc vào loại carbon được sử dụng, độ sâu của lớp carbon, tốc độ dòng chảy của nước, PFAS cụ thể mà bạn cần loại bỏ, nhiệt độ và mức độ và loại chất hữu cơ cũng như các chất gây ô nhiễm hoặc thành phần khác trong nước.

GAC hoạt động tốt trên PFAS chuỗi dài hơn như PFOA và PFOS, nhưng PFAS chuỗi ngắn hơn như axit Perfluorobutanesulfonic (PFBS) và Perfluorobutyrate (PFBA) cũng không hấp phụ, vì vậy nó phụ thuộc vào loại PFAS. Một cách để loại bỏ các hợp chất này là sử dụng Hệ thống Toàn nhà Tiên phong của Hệ thống Nước Hoa Kỳ (hình bên phải). Nó loại bỏ PFOA và PFOS, cũng như u nang chì từ nguồn cung cấp nước của bạn.

Hệ thống này đã được thử nghiệm và chứng nhận của bên thứ ba theo yêu cầu của tiêu chuẩn NSF/ANSI P473 đối với PFOA/PFOS, cùng với tiêu chuẩn NSF/ANSI 53 để giảm chì và u nang. Các bộ lọc thay thế dành cho việc này rất đắt tiền và để giảm thiểu việc thay thế, hệ thống Bộ lọc Tiên phong của Hệ thống Nước Hoa Kỳ bao gồm Hệ thống Bộ lọc Ba bước Xuống. Nó có Bộ lọc 5 Micron, tiếp theo là Bộ lọc 1 Micron và cuối cùng là Bộ lọc 0,5 Micron. Hộp mực Pioneer là 0,5 Micron, nhưng chúng tôi chỉ muốn sử dụng nó làm Bộ lọc PFOA/PFOS. Cặn sẽ khiến nó bị hỏng sớm, vì vậy chúng tôi loại bỏ nó trước hộp mực Pioneer. Điều này làm tăng đáng kể tuổi thọ của bộ lọc (và giảm chi phí cho bạn). Ngoài ra, Bộ lọc ba bước xuống có Thiết kế vòng chữ O kép đảm bảo lọc 100% và loại bỏ bỏ qua.

Loại bỏ PFOA và PFOS bằng phương pháp thẩm thấu ngược

Các hệ thống thẩm thấu ngược (“RO”) cực kỳ hiệu quả trong việc loại bỏ PFAS. Nghiên cứu cho thấy rằng các loại hệ thống này thường có hiệu quả hơn 90% trong việc loại bỏ nhiều loại PFAS, bao gồm cả PFAS chuỗi ngắn hơn. Công nghệ này phù hợp nhất với tư cách là công nghệ điểm sử dụng cho chủ nhà, vì khối lượng nước được xử lý nhỏ hơn nhiều và dòng chất thải có thể được xử lý dễ dàng hơn mà ít gây lo ngại hơn.

Các hệ thống hiệu quả nhất chỉ lãng phí một gallon cho mỗi bốn gallon được tạo ra nên hiệu quả là điều tối quan trọng. Các hệ thống thẩm thấu ngược toàn bộ ngôi nhà như dòng Hệ thống lọc tổng RO Defender của Hoa Kỳ cực kỳ hiệu quả và có hiệu quả cao trong việc loại bỏ PFOA và PFOS, đồng thời rất dễ cài đặt và bảo trì. Ngoài việc loại bỏ các hóa chất vĩnh cửu này, thẩm thấu ngược loại bỏ phổ rộng nhất các chất gây ô nhiễm của quy trình xử lý nước amy, do đó, bạn không chỉ loại bỏ PFOA và PFOS mà còn loại bỏ hàng trăm hoặc hàng nghìn chất có khả năng gây chết người khác.

Loại bỏ PFOA và PFOS bằng phương pháp trao đổi ion

Theo tôi, trao đổi ion, cụ thể là trao đổi anion, hiện là phương pháp ít khả thi nhất mà các chủ nhà sử dụng để loại bỏ PFOA hoặc PFOS. Nhựa trao đổi ion được tạo thành từ các hạt polymer có độ xốp cao được làm từ hydrocarbon. Có hai loại nhựa trao đổi ion rộng rãi: cation và anion. Nhựa trao đổi cation tích điện âm có hiệu quả trong việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm tích điện dương và nhựa trao đổi anion tích điện dương có hiệu quả trong việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm tích điện âm, như PFAS.

Nhựa trao đổi ion giống như những cục nam châm nhỏ cực mạnh thu hút và giữ các vật liệu bị ô nhiễm không cho đi qua hệ thống nước. Các ion tích điện âm của PFAS bị thu hút bởi các loại nhựa anion tích điện dương và đã cho thấy công suất cao đối với nhiều PFAS. Tuy nhiên, nó thường đắt hơn GAC. Mặc dù tôi cảm thấy rằng công nghệ này có thể khả thi trong tương lai, nhưng đó là điều chúng tôi không khuyến nghị vào thời điểm này.

Kết luận

Trong một số trường hợp, chúng tôi đã sử dụng cả Hệ thống thẩm thấu ngược và Hệ thống loại bỏ chất gây ô nhiễm PFOA và PFOS của Pioneer, nhưng chỉ thử nghiệm PFOA hoặc PFOS mới chỉ là bước đầu. Để chọn phương pháp xử lý thích hợp và thành công trong việc đó, việc phân tích nước chi tiết tốt là điều tối quan trọng. Chúng tôi đề xuất một thử nghiệm chẳng hạn như Thử nghiệm nước trong Phòng thí nghiệm chuyên nghiệp Hệ thống nước của Hoa Kỳ . Chúng tôi đã hợp tác với một phòng thí nghiệm lớn, những người thực hiện các thử nghiệm này cho chúng tôi với chi phí tối thiểu. Khi chúng ta biết có gì trong nước và ở mức độ nào, chúng ta có thể thiết kế một hệ thống bắt nguồn từ khoa học hợp lý và đảm bảo kết quả.