Ur SLU:s kunskapsbank

Stoppar mängden PFAS i omlopp

Senast ändrad: 10 augusti 2023
Glas fylls med vatten från kran. Foto.

PFAS är kemikalier som både är skadliga för hälsan och svåra att bryta ner. Människor kan exponeras för PFAS på flera olika sätt, bland annat genom att dricka kranvatten. Eftersom dricksvatten är vårt viktigaste livsmedel är det viktigt att försöka minska halten PFAS där. Vid SLU har forskare tagit fram en metod som förbättrar reningen av PFAS i dricksvatten, men de jobbar också för lösningar som förhindrar att dessa oönskade ämnen överhuvudtaget hamnar i vatten.

Just nu finns ett stort fokus på PFAS eftersom gräns- och riktvärden för hur mycket PFAS det får finnas livsmedel förändras världen över. Men det finns också förslag att förbjuda all tillverkning och försäljning av produkter som innehåller PFAS.

Det finns två huvudargument till behovet att minska halterna av PFAS i miljön. För det första är PFAS så kallade evighetskemikalier vilket innebär att de bryts de ner väldigt långsamt i miljön, om alls. Så när djur och människor får det i sig stannar det i kroppen. Det ansamlas i människor, djur och miljö med tiden. För det andra vet vi att det finns starka skäl till att betrakta några PFAS som hälsoskadliga. Man har sett att några PFAS kan påverka lever, immunförsvar och fosterutveckling negativt. Det finns även ett samband mellan PFAS-exponering och vissa typer av cancer. Ju högre halter vi får i våra kroppar, desto större är risken för olika hälsoeffekter. Tyvärr är PFAS så spridda i miljön att de återfinns i blodet hos nästan alla människor.

Forskningens fokusområden

På institutionen för vatten och miljö arbetar vi medvetet med med vissa områden där vi ser att vi verkligen kan bidra till god nytta för miljö och samhälle.

- Den forskning om PFAS som bedrivs på institutionen handlar främst om förståelse av PFAS olika processer och hur vi kan avlägsna PFAS i olika matriser, säger Lutz Ahrens. På så sätt kan vi skydda miljön och människors hälsa.

Eftersom PFAS lätt sprids via vatten, är vatten ett viktigt område för PFAS-forskning. Genom punktmarkeringen på spridningsvägar får forskningen en stor effekt och vi kan bidra till att hindra vidare spridning av PFAS. 

PFAS_exponerinsvägar.jpg

Bilden visar exempel hur vi exponeras för PFAS och hur det sprids i miljön. Bild av: Ulrika Jansson Klintberg, SLU.

Dricksvatten är en av de vanligaste källorna till att vi får i oss PFAS

Det finns stora lokala skillnader på hur mycket PFAS som finns i miljön, beroende på var och hur produkter med ämnena har tillverkats och använts. I Uppsala finns förhållandevis höga halter PFAS t.ex. i grundvattnet. Eftersom grundvattnet används som råvara för dricksvatten är detta särskilt allvarligt i kombination med att föroreningen tidigare inte kändes till och reningstekniker inte fanns på plats.

Olika reningstekniker passar olika vatten

Idag finns olika reningstekniker för att stoppa spridningen av PFAS via behandlat vatten. Teknikerna är olika beroende på vilken typ av vatten det rör sig om. Råvatten (råvara till dricksvatten, kommer från grundvatten eller ytvatten) är relativt rent och behöver inte renas från lika många övriga ämnen (matris) som vatten från till exempel avfallsanläggningar.

Nanofiltrering. Nanofiltrering är en teknik som används för att rena råvatten. Vid nanofiltrering passerar vattnet ett membran med extremt små porer. Den här typen av rening är väldigt effektiv. Nackdelen med nanofiltrering är att ungefär tio till femton procent av vattnet inte kommer igenom membranet. Det vattnet som blir kvar innehåller alla ämnen som är för stora för att ta sig igenom membranväggen. Detta vatten, det så kallade retentatet, behöver då renas innan det kan släppas ut. Dessutom behöver man stora mängder av energi för att pumpa vattnet igenom membranet.

Kolfilter och jonbytarfiltrering. En annan teknik som forskarna vid SLU har testat för att rena dricksvatten från PFAS är kolfiltrering och jonbytesteknik. Forskarna har sett att kolfiltren och jonbyte ger en effektiv rening. Men både kolet och jonbytesmaterialen blir mättade och måste bytas ut ganska ofta, vilket blir dyrt i längden. Därför fortsätter forskarna försöka hitta ännu effektivare filtermaterial.

Skumfraktionering. För att rena vatten från avfallsanläggningar, som är mycket mer förorenat än råvatten, har forskarna undersökt en teknik som tar tillvara PFAS kemiska/fysikaliska egenskaper. Med hjälp av luft som man tillför vattnet samlar man PFAS som bildar ett skum vilket sedan avlägsnas.

- Den här tekniken, som kallas skumfraktionering, fungerar mycket bra för att ta bort PFAS, säger Sanne Smith som är doktorand på institutionen för vatten och miljö. Men det är också viktigt att komma ihåg att halten PFAS är mycket högre i den här typen av vatten och det blir då enklare att ta bort stora mängder PFAS i det här steget.

Tekniker för att bryta ner PFAS

När PFAS är borttaget från det vatten som ska fortsätta cirkuleras finns PFAS fortfarande kvar i koncentrat, skum och filtermaterial. Detta behöver ju också tas om hand och i detta steg passar det att försöka bryta ner PFAS till andra, förhoppningsvis ofarliga ämnen.

Elektrokemisk oxidation. Elektrokemisk oxidation fungerar lite som ett bilbatteri. Med hjälp av elektrisk ström startas en kemisk reaktion som innebär att elektroner i PFAS byter plats och bildar nya ämnen. Just nu pågår forskning om vilka ämnen som bildas vid den här metoden, vilket ju är viktigt att veta innan den här metoden används i fullskala. Annars finns risken att andra, farliga ämnen bildas och sprids.  

Kombinationen det viktiga

Det är många forskare och andra aktörer som jobbar på att förfina befintliga tekniker och metoder, men också att hitta nya. I dagsläget kan vi ändå säga att en kombination av flera olika tekniker är viktig för att få bort PFAS – oavsett vilken typ av vatten man vill rena.

Pilar som visar beslut att ta vid åtgärder av PFAS.

Bilden visar olika möjligheter för att åtgärda fortsatt spridning av PFAS.

Eftersom PFAS är en stor grupp ämnen som har olika egenskaper har de olika teknikerna varierande effektivitet när det gäller rening och destruktion. En viss typ av PFAS (de med långa kolkedjor) kan effektivt samlas med filter och skumfraktionering för att rena vattnet. Men de metoderna är inte så effektiva när det gäller andra typer av PFAS (de som har korta kolkedjor) och då är destruktion av PFAS viktig, något som kan göras med elektrokemisk oxidation.

PFAS i växter – problem och möjlighet

Eftersom växter är betydelsefulla i kosten för både människor och djur är mängden PFAS som anrikas i växter viktig för mängden PFAS vi exponeras för. Men PFAS-ackumulering i växter kan vi också använda för att sanera förorenade områden.

Fytoremediering. Fytoremediering är ett samlingsnamn för olika saneringsmetoder som tar tillvara växters förmågor att ta upp och lagra eller bryta ned olika typer av föroreningar. De har fördelen att vara förhållandevis billiga, energieffektiva, mindre skadliga, flexibla och effektiva för att ta bort PFAS till skillnad från många andra saneringsmetoder.

- Det har visat sig att vissa växtarter som industrihampa är mer effektiv på att ackumulera PFAS och är därför en lovande kandidat för fytoremediering av PFAS-förorenad jord, säger Winnie Nassazzi, doktorand vid institutionen för vatten och miljö. PFAS ackumuleras främst i löv som kan samlas in för energiproduktion. Fördelen med fytoremediering är att i synnerhet kortkedjiga PFAS tas bort. Dessa är normalt mycket rörliga och avlägsnas inte effektivt med många andra behandlingstekniker, till exempel skumfraktionering.

Forskare vid SLU har utvecklat en ny och enkel analysmetod som kan användas för att analysera åtminstone 24 olika slags PFAS som finns i växter och i vilka halter. Detta ger en god grund också för framtida miljöövervakning, riskanalyser och fytoremedieringar.

 

Relaterade sidor:

PFAS är en grupp ämnen med över 4700 syntetiska kemikalier. Denna stora grupp av ämnen kan i sin tur delas in i olika undergrupper beroende på deras kemiska strukturer som också innebär olika egenskaper. Men alla PFAS har en kolkedja där väteatomerna helt eller delvis är utbytta mot flouratomer. Kedjan är bunden till en annan grupp av atomer. Den gruppen är polär och gör att PFAS är vattenlösliga, medan kolkedjan är hydrofob (d.v.s. vattenskyende). Därför har PFAS ”tensidegenskaper”, vilket innebär att de sänker ytspänningen i fasgränser för att de är både hydrofoba (vattenavvisande) och hydrofila (vattenlösliga och fettavvisande).

PFAS används på grund av sina vatten- och fettavvisande egenskaper i allt från kläder till matförpackningar och brandskum. Men de kvaliteter som har gjort PFAS populära gör dem också farliga, eftersom de är väldigt svåra att bryta ner.