Az úgynevezett PFA vegyületek szinte egyáltalán nem bomlanak le a környezetben, ezért nevezzük ezeket „örök vegyi anyagoknak”. Az anyagokat az ipar évtizedek óta használja, hiszen rendkívül ellenállók, azonban a környezetre és az egészségre gyakorolt negatív hatásaikat több kutatás is igazolja. A PFA anyagok megtalálhatóak számos olyan használati cikkben, melyek akár naponta megfordulnak a kezünkben. Cikkünkben Györki Gáborral, az NKE VTK Vízi Környezettudományi Tanszék tanársegédjével járjuk körül a PFA vegyületek témáját.
Mik azok a PFA anyagok?
A PFA anyagok (per- és polifluoralkil anyagok – angol rövidítésük alapján PFAS) a szerves, szintetikus, fluort tartalmazó vegyületek csoportja. A molekulák vázát egy szénlánc alkotja, melyhez fluor atomok kapcsolódnak. A rendkívül erős szén–fluor kötés miatt kémiailag és biológiailag alig bonthatók, ezért nevezik őket „örök vegyületeknek” is. A PFA anyagok változatosságát az adja, hogy mind a szénlánc hosszában, mind a funkciós csoportokban, mind a fluor atomok számában eltérhetnek egymástól, viszont megtartják hasonló tulajdonságaikat.
Praktikus tulajdonságok
Ezeket az anyagokat az 1940-es évektől gyártják ipari méretekben, majd az 1950–60-as évektől terjednek el tömegesen. Kémiai szerkezetükből adódnak azok a tulajdonságaik, amelyeket számos iparág keres. Ilyenek a fizikai ellenállóság, a hőállóság és kémiai inertség, azaz, hogy széles hőmérséklet-tartományban és agresszív közegekben is stabilak maradnak, kevéssé reagálnak, nem hajlamosak a bomlásra. Az inertségből adódóan taszítják a vizet, a zsírokat és olajakat, valamint a szennyeződéseket is, remekül használhatók erősen víz- és zsírtaszító felületek, bevonatok kialakítására. E tulajdonságok következtében viszont a biológiai lebomlás is rendkívül ritka és nehéz, a vegyületek perzisztens mikroszennyezőként hosszú ideig megmaradnak a környezetben, hajlamosak a bioakkumulációra.
Hétköznapi veszélyek
A PFA anyagok sajnos egészen hétköznapi tárgyakban is felbukkannak, sokszor olyanokban, amelyekről nem is gondolnánk. Először is, mindenki találkozott már a konyhában a tapadásmentes, teflonbevonatú edényekkel, sütőformákkal és más konyhai eszközökkel. Ott vannak a vízlepergető anyagokban, kabátokban, sport- és kempingfelszerelésben, a kárpitokban és szőnyegekben, vagyis mindenben, amit tartóssá, könnyen tisztíthatóvá és vízállóvá szeretnénk tenni. Aggodalomra ad okot, hogy megjelennek az élelmiszerek csomagolásában is. A pizzás dobozok, gyorséttermi csomagolások, popcornzacskók és zsírálló papírok tipikusan PFAS tartalmú bevonattal készülnek. A kozmetikumok között is sok a PFAS tartalmú termék, kimutatták ezeket például szempillaspirálokban, rúzsokban, naptejekben és borotvahabokban, melyeknél fontos, hogy legalább részben vízállók legyenek. A tisztítószerek és impregnálók, mint a kárpittisztítók, kempingfelszereléshez és téli sportruházathoz tervezett textilimpregnálók, vagy autóápolók szintén gyakran tartalmaznak ilyen vegyületeket. Még a legváratlanabb helyeken is előfordulhatnak, egyes fogselymekben, sőt toalettpapírokban is kimutatták őket. Van még néhány elterjedt termék mely nagy mennyiségű PFA anyagot tartalmaz, ilyenek a tűzoltó habok és kenőanyagok, viszont ezek általános körülmények között nem állnak mindennapos használatban.
„Trendiség” helyett biztonság
A modern háztartási gépek, például a forrólevegős fritőzök (népszerű nevükön az airfryerek) önmagukban nem jelentenek nagyobb PFAS kockázatot mint más, teflonos konyhai eszközök. A kérdés inkább az, hogy a bennük lévő kosár vagy tálca milyen bevonattal készül, milyen minőségű és hogyan használják. A kockázat főleg akkor nő, ha a bevonat megsérül vagy túl magas hőmérsékletnek tesszük ki, ennek megfelelően az előírásnak megfelelő használat és gondos tisztítás rendkívül fontos, a sérült felületű termékeket pedig inkább cseréljük le. Ép, nem karcos felületnél a kockázat jóval kisebb, de aki szeretné minimalizálni az expozíciót, választhat rozsdamentes acél, kerámiabevonatos vagy akár üveg eszközöket is.
A környezeti terjedés útjai
A PFA anyagok több úton is kijutnak a környezetbe. A legjelentősebb forrásnak az ipari folyamatokat szokták megjelölni, így a PFAS gyártását, nyersanyagként való felhasználását, ezeket tartalmazó anyagok égetését. A hulladéklerakók csurgalékvize szintén jelentős forrás. Megjelennek továbbá a háztartási és ipari szennyvizekben is, a szennyvíztisztítók pedig nem képesek teljes mértékben eltávolítani őket, így a befogadó vizekbe kerülnek. A rövid és hosszú szénláncú vegyületek eltérően viselkednek, a rövid láncúak inkább a vizes fázissal együtt mozognak, a hosszú láncú vegyületek viszont gyakran a szennyvíziszapban dúsulnak. A kezelt szennyvíz és az iszap mezőgazdasági célra való felhasználása során bekerülnek a talajba, onnan pedig a vizekbe, így akár az élelmiszerekbe is, a szennyvízzel pedig a kör bezárul. Rendkívül lassú bomlásuknak köszönhetően a természetes körforgásokkal eljutnak a Föld minden pontjára, a sarkvidéki hóban és az ember által érintetlen területeken is kimutattak PFA anyagokat.
Hatással a teljes ökoszisztémára
A PFA anyagok közvetlenül nem a vízre vannak káros hatással, hanem minden olyan élőlényre, amely a szennyezett vízzel érintkezik, tehát ez a teljes ökoszisztémát érintő probléma. A természetes vizekben és a talajban a stabilan jelen vannak, így a növények folyamatosan fel tudják venni ezeket a vegyületeket, továbbá a vízi élőlények is folyamatos expozíciónak vannak kitéve. Magasabb koncentrációban ezek a vegyületek már a növények anyagcseréjét is károsíthatják, gátolhatják a növekedést, vagyis fitotoxikus hatásúak. A vízi élőlények bioakkumulálják őket, továbbadják a tápláléklánc magasabb szintjeire is. A különböző állatcsoportok eltérő PFAS profilokat mutatnak, a növényevő gerinctelenek rövid és hosszú láncú vegyületeket, míg a ragadozó gerinctelenek főként a hosszú láncú PFA anyagokat halmoznak fel. A mikroorganizmusokra is kihatnak, csökkentve a diverzitást és megváltoztatva a közösségek összetételét. Az emberi szervezetben hasonló módon viselkednek, mint az állatokban. Lassan ürülnek ki, évekig jelen lehetnek a szövetekben. Aggasztó, hogy az emberek jelentős többségének már a véréből is kimutathatók PFA-anyagok. A kutatások alapján többféle egészségügyi hatással hozhatók összefüggésbe.
Komoly egészségügyi kockázatok
A PFAS vegyületek toxikus hatást gyakorolnak az állatok és az ember szaporodási, fejlődési, immun- és idegrendszerére, továbbá az endokrin rendszert károsító anyagokként tartják őket számon. Kutatások alapján csökkenthetik az oltásokra adott immunválaszt, számos ponton megzavarhatják a hormonrendszer működését, összefüggésbe hozhatók máj-, vese- és pajzsmirigy‑károsodással, vetéléssel, magas vérnyomással, kóros elhízással, valamint anyagcsere-zavarokkal is. A leggyakrabban említett probléma, hogy a PFOA és PFOS esetében a különböző szerveket érintő daganatos megbetegedések (veserák, hererák stb.) kockázatnövekedését is kimutatták.
Legjobb módszer, ha elkerüljük
A vízből való kiszűrés technológiailag megoldható, számos más szerves anyaghoz hasonlóan. A leghatékonyabb vízkezelési technológiák közé tartozik az aktívszenes megkötés, valamint a membrántechnológiák, például a fordított ozmózis. Ezek a módszerek képesek jelentősen csökkenteni a PFAS koncentrációját a kezelt vízben, viszont fontos kiemelni, hogy nem lebontásról vagy ártalmatlanításról, csak elválasztásról van szó. Ezen kívül az ilyen technológiák alkalmazása költséges, nagy kapacitásban, például szennyvizek esetén a gyakorlatban nem életszerű.
Az emberi szervezetből az eltávolítás ennél jóval nehezebb. A vegyületek felezési ideje rendkívül hosszú, nagyon lassan ürülnek ki, így évekig vagy évtizedekig is jelen lehetnek a szervezetben. Jelenleg nincs olyan általánosan alkalmazható orvosi eljárás, amely egyszerűen kiszűrné a PFA anyagokat az emberi testből. Az utóbbi évek kutatásai alapján néhány vegyület segíthet a PFAS kiürítésében, illetve egyes bélbaktériumok is képesek lehetnek részlegesen bontani a PFA anyagokat. Ezeket figyelembe véve is a legjobb módszer a további kitettség megelőzése.
Nincs egységes megoldás
Jelenleg nem ismert olyan anyag, mely a PFAS minden tulajdonságával rendelkezik, mégis környezetbarát, egyszerűen azért, mert a jó fizikai és kémiai ellenállóság együtt jár a nehéz bomlással és a környezetben való elterjedéssel. Jelenleg a kockázatosnak ítélt PFA anyagokat gyakran nagyon hasonló, de még nem bizonyítottan káros PFA anyagokkal váltják ki, ezt nevezik „sajnálatos helyettesítésnek”. Részleges alternatívaként különböző termékek módosíthatók, például az edényeknél teflonbevonat helyett kerámiabevonat alkalmazásával vagy impregnálószerekben szilikonalapú rendszerek használatával, de egységes megoldás még nem létezik.
A témát aktívan kutatja a VTK
A Víztudományi Kar jelenleg aktívan kutatja a PFAS jelenlétét a háztartási eredetű szennyvizekben és az egyedi szennyvíztisztító kisberendezésekben. A Víztudományi és Vízbiztonsági Nemzeti Laboratórium keretében végzett vizsgálatok során 20 különböző PFA anyagot mértek kisberendezések nyers és tisztított szennyvizében, valamint szennyvíziszapjában. A kutatás eddigi eredményei azt mutatják, hogy a PFAS szinte minden vizsgált háztartás szennyvizében jelen van, főként rövid szénláncú, karbonsav-csoportot tartalmazó vegyületek formájában, a kommunális szennyvízhez hasonló koncentrációkban. A nyers szennyvízben és az iszapban a legmagasabbak a koncentrációk, a biológiai tisztítás pedig nem távolítja el ezeket a vegyületeket, azok legfeljebb rövidebb formába alakulnak át vagy a szilárd fázisban halmozódnak fel. A legnagyobb koncentrációkban perfluor-pentánsavat (PFPA) találtak, illetve bár kisebb koncentrációban, de minden vizsgált berendezésben azonosították a Stockholmi Egyezménnyel 2009-ben jelentősen korlátozott perfluoroktán-szulfonsavat (PFOS) is a kutatók.
Szabályozás hosszú távon: mikroműanyag vagy PFAS?
A tudomány jelenlegi állása szerint egyikre sem lehet azt mondani, hogy károsabb lenne, mint a másik, mivel más és más módon károsítják a környezetet, illetve még nem áll rendelkezésre elegendő tudás a mérlegeléshez. A bizonyított toxicitást és kockázatokat tekintve a PFAS problémásabb, míg a mikroműanyagokkal kapcsolatban még sok a nyitott kérdés. A másik oldalról nézve a helyzetet, hosszú távon valószínűleg a PFAS szabályozása és tiltása egyszerűbb feladat lesz, mint a mikroműanyagok terjedésének megelőzése. A helyzetet tovább bonyolítja, hogy a két probléma nem független egymástól. A mikroműanyagok felületén különböző szennyezők, akár PFAS is megtapadhat, így a mikroműanyagok akár szállítóközegként is működhetnek a környezetben.
Nyitókép forrása: escapejaja / depositphotos.com
