Sök
Cirkulation 6/18
partners logo

Haven bidrar till spridningen till atmosfären via de aerosoler som bildas när vågorna bryts. FOTO: Pixhill

partners logo

Robin Vestergren. FOTO: IVL Svenska Miljöinstitutet

PFAS en miljöbomb

Runt millennieskiftet exploderade en av tidernas största miljögiftsskandaler i USA. Den stora och långvariga användningen av PFAS har förgiftat människor, mark och vatten över hela världen. Cirkulation ger en överblick av dagsläget, och tittar närmare på uppströmsarbete och nya reningsmetoder.

Text/Lise-Lotte Nilsson

Kemiföretagen 3M och DuPont hade sedan 1950-talet släppt ut stora mängder PFOA och PFOS, som förorenat mark och vattentäkter i anslutning till sina fabriker. 3M tillverkade också brandskum, och brandskum för både civilt och militärt bruk har släppts ut direkt i miljön, vilket resulterat i att vattentäkter över hela USA har förorenats. Det som företagen länge vetat – att det finns kopplingar mellan hög exponering och hälsoeffekter – resulterade i en mängd rättsfall. DuPont har sedan 2004 fått betala närmare nio miljarder kronor i böter och skadestånd. Även 3M är inblandat i många rättstvister och fick tidigare i år att betala drygt sju miljarder kronor till delstaten Minnesota.

Det visade sig sedan att brandskum förorenat mark och vatten över stora delar av världen. I Sverige uppmärksammades PFAS-spridningen runt 2010, och undersökningar har visat att runt 300 000 människor kan ha exponerats för höga PFAS-halter via dricksvatten från allmänna vattentäkter som ligger i anslutning till flygplatser med brandövningsplats eller brandövningsplatser.

PFOS och PFOA uppfanns av några forskare som deltog i Manhattanprojektet där de använde fluor för att separera uran till atombomber. Efter kriget började de på 3M, och tog fram en metod som band fluoratomer till kolatomer. Uppfinningen visade sig vara mycket lönsam. På grund av sina ytaktiva och stabila egenskaper kom de att användas i industriella processer, i brandskum och i konsumentprodukter. Nackdelarna är att de är mycket svårnedbrytbara, bioackumulerbara och giftiga.

Idag finns det mer än 4 500 olika PFAS, organiska ämnen som är helt eller delvis fluorerade, på världsmarknaden. Detta trots att kunskapen om många av dem är låg eller obefintlig. Idag hittas PFAS i miljö och människor nästan överallt. PFAS sprids under hela sin livscykel via vatten och luft eller genom att vissa ämnen – så kallade prekursor – omvandlas till PFAS. Även haven, där den största mängden PFAS finns, bidrar till spridningen till atmosfären via de aerosoler som bildas när vågorna bryts.

Utsläppen av PFAS fortsätter att öka men har i vissa fall flyttats till andra delar av världen. I Ryssland, Kina och Sydostasien ökar produktionen och användningen.

– Vid Kinas största produktionsanläggning vid Xiaoqingfloden renas inte utsläppen trots att det finns både kunskap och kompetens. Så är det förmodligen vid många fabriker, säger Robin Vester­gren, forskare vid IVL Svenska Miljöinstitutet.

När farorna med PFOA och PFOS började uppmärksammas bytte PFAS-producenterna i Europa, Japan och USA ut långkedjiga PFAS mot alternativ med korta kedjor. Så har till exempel PFOA ersatts med PFHxA och PFOS med PFBS.

– Kemiföretagen hävdar att de är bättre för miljö och hälsa men forskare och myndigheter ser stora problem, och det är en risk att byta till en ny grupp av ämnen som vi vet ännu mindre om. De flesta kortkedjiga PFAS uppfyller visserligen inte bioackumuleringskriteriet men de är också giftiga och ger upphov till liknande effekter som de långkedjiga fast vid högre doser. De är också svårnedbrytbara i naturen eftersom de är mycket mobila och sprider sig lätt i vattnet, säger Robin Vester­gren.

Trots riskerna är knappt några PFAS reglerade. PFOS är förbjudna enligt EU:s kemikalielag Reach och ska fasas ut och begränsas enligt Stockholmskonventionen. PFOA kommer att förbjudas till 2020. PFOS finns också med som ett prioriterat farligt ämne i vattendirektivet. Många länder har infört gräns- eller riktvärden för PFAS i vatten. I Sverige är
Livsmedelsverkets åtgärdsgräns 90 nanogram per liter dricksvatten för elva PFAS. I Danmark övervakas tolv PFAS-ämnen i dricksvatten, och för grundvatten som ska användas till dricksvatten är gränsvärdet 100 nanogram per liter grundvatten. Andra europeiska länder accepterar högre halter, som Storbritannien som maximalt tillåter 1 000 nanogram per liter dricksvatten för PFOS och 5 000 för PFOA. I USA finns ett hälsoriktvärde på 70 nanogram per liter dricksvatten för den sammanlagda halten av PFOA och PFOS.

Numera finns det dock flera substitut för PFAS. Det finns fluorfria brandsläckningsskum, som används vid många svenska flygplatser och av räddningstjänster i Sverige. Textilindustrin arbetar också för att hitta mindre farliga alternativ.

– Flera företag har slutat använda PFAS i sina barnoveraller. Det är bland annat H&M, Lindex, Polarn & Pyret, Isbjörn of Sweden och Stadium. Istället använder de ofta en blandning av polyuretan och silikon för att få den vattenavstötande egenskapen. Världens största kosmetikaproducent L’Oréal har lovat att sluta använda PFAS i alla sina produkter, precis som exempelvis H&M, Lumene, The Body Shop, Isadora och Kicks. I somras såg jag också att Idun annonserade om att även de slutar med PFAS, säger Anders Finnson, miljöexpert på Svenskt Vatten.

Annons:
Brandskydd 2019


Det går också att få skidvalla utan PFAS och Svanenmärkta spolglanser till diskmaskin, bakplåtspapper och knäckformar är PFAS-fria.

PFAS kommer att fortsätta att påverka ekosystem och förorena dricksvattentäkter under mycket lång tid framöver men de reningsmetoder som används idag på vattenverken avlägsnar inte PFAS. Däremot har filter med granulärt aktivt kol (GAC) visat sig vara effektivt.

– Kolfiltren är bra eftersom de är så diversifierade. De tar inte bara bort lukt, smak och turbiditet utan fungerar bra även på PFAS, läkemedel och andra kemikalier. Men de måste bytas ofta, bara efter några månader eftersom PFAS med korta kedjor snabbt slinker igenom. Det blir både dyrt och krångligt eftersom de skickas exempelvis till Belgien där de genereras genom förbränning. Andra reningsmetoder som har använts i full skala för rening av dricksvatten är filtrering via jonbyte eller med membran under högt tryck, både nanofiltrering och omvänd osmos, säger Vera Franke som är doktorand vid institutionen för vatten och miljö på Sveriges lantbruksuniversitet (SLU).

Vera Franke skrev förra året SVU-rapporten »Hur kan PFAS-ämnen avlägsnas i vattenverken? En granskning av nya och befintliga vattenreningstekniker«.  Medförfattare var professor Karin Wi­berg och docent Lutz Ahrens vid samma institution på SLU samt dricksvattenprocessingenjör Philip McCleaf vid Uppsala Vatten.

– Det var en litteraturstudie och nu kommer vi gå vidare med praktiska försök i en pilotanläggning vid Bäcklösa vattenverk i Uppsala där vi ska testa nanofilter som beräknas minska PFAS med mer än 90 procent. Efter avskiljningen finns tio till 30 procent koncentrat kvar som måste behandlas, och jag ska studera adsorbtionsmaterial som ionbyte och kolmaterial men också avancerade oxidationsprocesser, berättar Vera Franke.

– De reningsmetoder som används idag, och bygger på nedbrytning som till exempel oxidation med ozon eller UV-ljus, klarar inte PFAS men det finns nya nedbrytningsmetoder som verkar lovande. Jag kommer att undersöka dels elektro­kemisk oxidation där vattnet behandlas med elektroder, dels sonokemisk nedbrytning som är en process där vattnet behandlas med ultraljud, säger Vera Franke.

Troligen kan ingen enskild metod användas för att avlägsna PFAS i dagens vattenverk, utan det behövs en kombination av flera reningsmetoder.

– Fördelen med att använda membranfiltrering i kombination med oxidationsprocesser som används in-situ som kemisk barriär är att allt sker på plats i vattenverket, både filtreringen och nedbrytningen av PFAS-koncentratet. Många fler kombinationsalternativ är tänkbara och behöver testas. Det är också nödvändigt att ta reda på om det bildas toxiska eller mer persistenta ämnen vid nedbrytningen. Därför kommer även toxikologer nedverka i pilotstudien, säger Vera Franke.

I Uppsala har GAC använts för att reducera PFAS-utsläpp från Bäcklösa vattenverk. I det nya vattenverk som planeras för 60 000 pe i norra delen av Uppsala för avhärdning och NOM-reduktion, kommer man att gå vidare med nanomembranfilter.

– Vi befinner oss fortfarande på utredningsstadiet men vi har blivit allt mer uppmärksamma på att det behövs en stark kemisk barriär för avskiljning av PFAS, läkemedel och andra kemikalier om de eventuellt dyker upp. Det räcker inte längre att bara undersöka vad som finns i råvattnet utan vi måste också gardera oss mot föroreningar som vi ännu inte känner till, säger dricksvattenprocess­ingenjör Philip McCleaf vid Uppsala Vatten.

Vid Örebro universitet har ett forskarlag gått vidare med hur PFAS fungerar i miljön och hur det går att utnyttja. De har visat i en undersökning att genom att PFAS binds till bakterier förs de vidare uppåt i näringskedjan. Då blir frågan om bakterier också kan användas som en fälla för att fånga PFAS och sedan avskilja dem?

Institutionen för naturvetenskap och teknik på Örebro universitet har tittat närmare på hur PFAS kan spridas i näringskedjan genom att undersöka bakteriernas roll. Professor Jana Jass berättar om undersökningen som har gjorts tillsammans med forskare Marios Stylianou.

– Vi började titta på om bakterier kan bryta ned PFAS men det visade sig att de istället tog upp dem. I undersökningen bands PFOS till E. coli-bakterier och kom in i näringskedjan via mikroorganismer som lever i vatten. Döda bakterier band avsevärt mycket mer PFOS än levande, och det kan påverka transporten i vattensystemet.

– Som modellorganism använde vi den lilla rundmasken C. elegans som lever i markvätska och livnär sig på bakterier. Den är fullt sekvenserad, och mellan 80 och 90 procent av dess gener återfinns i människan om än i annan form. När vi matade maskarna med PFOS-bundna bakterier observerade vi att det påverkade dem. Det kan ge oss en vink om hur PFOS påverkar människor, säger Jana Jass.

Nu undersöks om andra bakterier i miljön kan binda någon eller några av elva PFAS som ingår i Livsmedelsverkets åtgärdsgräns för dricksvatten.

– PFAS är svårnedbrytbart så det är inte troligt att bakterier klarar att bryta ned dem. Därför går vi åt motsatt håll för att se om det går att använda bakterier som en fälla för att på så sätt kunna avskilja dem ur vatten, avslutar hon.

Studien har genomförts av Örebro universitet tillsammans med Tyréns AB och Ros Consulting and Development AB samt Mälarenergi.

–––

Se också artikeln: HD-dom om PFAS förändrar VA-branschen

Publicerad 2018-09-19 08:00

Uppdaterad 2018-09-19 08:00