Onderzoekers van de Amerikaanse Northwestern University (Illinois) zijn er op laboratoriumschaal in geslaagd om per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS) af te breken. Het mengsel dat die klus kan klaren, bestaat uit natriumhydroxide, water en het organisch oplosmiddel DMSO. Mogelijk leidt dit volgens de onderzoekers naar een goedkope oplossing om bodem en (drink)water te ontdoen van PFAS.
De wetenschappers hebben over hun bevindingen gepubliceerd op het wetenschappelijke platform Science. Het mengsel werkt vooralsnog enkel bij PFAS-verbindingen die carbonzuur bevatten (circa 40 procent van alle PFAS), maar de Amerikaanse wetenschappers sluiten niet uit dat, voortbordurend op deze denkrichting, ook dergelijke oplossingen kunnen worden gevonden voor andere PFAS-groepen.
Forever chemicals
PFAS komen onder meer voor in pannen met anti-aanbaklaag, blusschuim en in waterafstotende kledij. De stoffen zijn populair vanwege hun chemische eigenschappen: ze zijn bestand tegen wrijving, hoge temperaturen, bijtende producten en elektriciteit, en bovendien zijn ze water- en vuilafstotend. Maar de chemische stoffen zijn zó robuust, dat ze niet biologisch afbreekbaar zijn. De strengen koolstofatomen binden zich in PFAS namelijk zó stevig aan fluoratomen, dat ze bijna onmogelijk uit elkaar kunnen worden gehaald. Daarom worden ze ook ‘forever chemicals’ genoemd. Deze fluorvervuiling is wijdverspreid: de chemicaliën verspreiden zich via de lucht en het water, en komen zo in onze voeding en drinkwater terecht. Ze hopen zich op in de bodem, in watervoorraden en zelfs in levend weefsel. Meerdere studies hebben bovendien aangetoond dat ze al in kleine hoeveelheden giftig zijn. Vorig jaar stelde STOWA nog vast dat deze forever chemicals op alle Nederlandse rwzi’s worden aangetroffen, zowel in het influent als het effluent.
Bij toeval
Twee jaar geleden stuitten onderzoekers van het Amerikaanse Environmental Protection Agency bij toeval op een aanpak voor afbraak van PFAS. Toen ze een PFAS-verbinding in het oplosmiddel DMSO plaatsten, als onderdeel van een toxiciteitsonderzoek, bleek de verbinding uiteen te vallen. In een nieuwe studie is een onderzoeksteam onder leiding van chemicus Brittany Trang (Northwestern University, Evanston, Illinois) daarop verdergegaan, door uiteenlopende recepten met DMSO te bestuderen. Ze combineerden een kleine hoeveelheid DMSO met natriumhydroxide in water. Toen ze de mix tot kooktemperatuur verwarmden, werd het grootste deel van de toegepaste PFAS-verbindingen afgebroken. Natriumhydroxide, ook wel caustische of bijtende soda genoemd, zorgt ervoor dat vet- en andere afvalresten ‘verzepen’ en daardoor loskomen en weggespoeld kunnen worden. De stof komt ook voor in voeding (E-nummer 524) en wordt dan toegevoegd om de zuurgraad in producten te reguleren.
Carbonzuur
PFAS-verbindingen die worden gebruikt in blusschuim en bij de productie van antiaanbaklagen, bevatten carbonzuur, een chemische groep van koolstof-, zuurstof- en waterstofatomen die voor een sterke binding zorgt. Uit computerberekeningen blijkt dat DMSO de carbonzuurgroep afstoot. Als dat eenmaal gebeurt, valt het hele PFAS-molecuul uit elkaar in een cascade van reacties. Dan resteren meestal gemakkelijk op te vangen fluorionen en een mengsel van onschadelijke, in de natuur voorkomende koolstof- en zuurstofhoudende bijproducten. Ongeveer 40 procent van de PFAS-verbindingen bevat carbonzuurgroepen en kan dus mogelijk worden afgebroken door de nieuwe aanpak. Hoewel het nog in het veld moet worden getest, lijkt het een veelbelovende aanpak om PFAS-chemicaliën uit drinkwater te filteren.
Sulfonaat
Er zijn echter ook andere soorten PFAS. Verbindingen die worden gebruikt in vlamvertragers en batterijen, bevatten sulfonaat in plaats van carbonzuur en zullen bij deze aanpak niet afbreken. Toch sluiten de wetenschappers niet uit dat ook daarvoor ‘simpele’ oplossingen worden gevonden om deze stoffen uit elkaar te halen.
 af te breken.){kind=link}