PFC-yhdisteiden poisto
 
VAIKEASTI HAJOAVIEN SAASTEIDEN HAJOTTAMINEN
 

Perfluoratut yhdisteet (PFC), kuten perfluoratut alkyylihapot (PFAA), ovat erilaisia synteettisten kemiallisten rakenteiden ryhmiä, joilla on yksilöllisiä ominaisuuksia, kuten lämpöstabiilisuus ja kyky luoda sileitä pintoja, jotka hylkivät vettä, öljyä ja likaa. Tämä tekee PFC-yhdisteistä hyödyllisiä monenlaisissa
kuluttaja- ja teollisuustuotteissa, kuten säilöntäaineissa, voiteluaineissa, maaleissa, vaahdoissa, ruoan kypsennysastioissa, joissa on tarttumaton pinta, sekä ruokapakkauksissa, vedenpitävissä vaatteissa, tekstiileille tarkoitetuissa tahroilta suojaavissa aineissa ja sammutusvaahdoissa.
PFOA- ja PFOS-yhdisteet ovat tunnetuimpia yhdisteitä, jotka määritetään yleensä perfluoratuiksi molekyyleiksi, joissa on kahdeksan fluorattua hiilivetyatomia.

Suuria PFC-määriä on tuotettu jo 1950-luvulta lähtien. Viime vuosina tuotanto on siirtynyt lähemmäs lyhytketjuisia yhdisteitä sekä perfluorieetterikarboksyyli- ja sulfonihappoja, mikä on jo havaittavissa ympäristövesissä. Nämä yhdisteet edustavat kuitenkin vain murto-osan globaalisti markkinoiduista PFAS-yhdisteistä. Osa tuotannosta on jo korvattu joillakin muilla erittäin fluoratuilla yhdisteillä, kuten fluoritelomeerialkoholeilla, jotka voivat hajota hitaasti PFOA-yhdisteiksi.

PFC-yhdisteiden suuri tuotantomäärä on johtanut aineen laajamittaiseen leviämiseen ympäristöön,

erityisesti vesiin, joissa ne kulkeutuvat helpoiten. Kemikaalin vakaat ominaisuudet yhdistettyinä PFC-yhdisteiden vesiliukoisuuteen ovat myötävaikuttaneet PFAS-yhdisteiden ilmenemiseen koko vesiympäristössä, kuten pintavesissä, jätevedessä ja juomavedessä.

PFOA:lla on negatiivisia vaikutuksia lisääntymiselimiin, ja sen epäillään olevan karsinogeenistä ihmisille. Lisäksi se on luokiteltu erittäin hitaasti hajoavaksi ja erittäin voimakkaasti biokertyväksi (vPvB). Siksi se on EU:n erityistä huolta aiheuttavien aineiden ehdokasluettelossa (Substances of Very High Concern).

Yhä useammat tiedeyhteisön jäsenet tunnustavat PFC-yhdisteet uusiksi ympäristösaasteiksi niiden kemiallisen stabiiliuden ja myrkyllisten vaikutusten vuoksi sekä siksi, että niitä esiintyy kaikkialla ympäristössä, eliöstössä ja ihmisissä. Näiden kemikaalien suora altistusreitti ihmisiin on osittain epäselvä, ja huoli PFC-yhdisteiden saastuttamista vesilähteistä on kasvanut dramaattisesti viime vuosina yleisön keskuudessa ympäri maailman. Vesijohtovesi ja pullotettu vesi ovat kaksi potentiaalista PFC-yhdisteiden lähdettä, mikä selittää osaksi niiden esiintyvyyden ihmisveressä.

Kemiallisesti erittäin stabiilit PFC-yhdisteet vaikeuttavat aineen mahdollista hajotusprosessia. Eri menetelmiä on tutkittu pyrittäessä hajottamaan ja/tai poistamaan PFC-yhdisteitä saastuneesta vedestä, ja siihen tarvitaan voimakkaiden hapetusaineiden käyttöä.

Kun pyritään saavuttamaan riittävän korkea hapetuspotentiaali, vaaditaan yhdistelmä erilaisia pitkälle kehitettyjä hapetustekniikoita (AOP), kuten

esimerkiksi otsonin ja katalysoidun hydroksyylin muodostumista. Tätä mutkistaa lisäksi käsiteltävän näytteen matriisi. Esimerkiksi vesi, jossa on runsaasti orgaanisia hiukkasia tai TOC-ainesta (Total Organic Content, orgaaninen kokonaispitoisuus), vaikeuttaa PFAA-yhdisteiden poistoa, koska hapetusaineella on taipumusta reagoida ensisijaisesti vähemmän stabiilien orgaanisten yhdisteiden kanssa.

On ympäristöllisesti ja sosiaalisesti tärkeää, että PFC-yhdisteet voidaan hajottaa ja poistaa tehokkaasti juomaveden käsittelyssä.

Lue lisää:
Per- ja polyfluorattujen alkyyliaineiden (FAS) poisto vesijohtovedestä käyttäen heterogeenisesti katalysoitua otsonointia
(Environmental Science: Water Research & Technology)

PFC-yhdisteitä voidaan vähentää, hajottaa tai poistaa kokonaan eri menetelmillä, kuten lueteltu alla, ja useissa tapauksissa eri menetelmien yhdistelmä on paras ratkaisu ongelmaan.

HAPETUS
Vedessä olevien PFC-yhdisteiden hajottamiseksi tarvitaan yleensä "tavanomaista" vahvempia hapettimia.

Eri hapettimia yhdistävien pitkälle kehittyneiden hapetustekniikoiden on todettu olevan tehokkaita, kun

käytetään sopivaa sekoitusmenetelmää. Esimerkiksi otsonin ja vetyperoksidin (H2O2) ja/tai erityisten katalyyttien yhdistelmä nostaa hapetuspotentiaalia, mikä mahdollistaa PFC-yhdisteiden hajottamisen.

KÄÄNTEISOSMOOSI
Käänteisosmoosi (RO, reverse osmosis) on yksinkertainen ja perinteinen puhdistusmenetelmä, joka on jo käytössä monissa jätevedenkäsittelyjärjestelmissä.

RENA RO -järjestelmät voivat poistaa epäpuhtaudet

ennen veden toimittamista kyseisten kuntien kotitalouksiin. Käytössä oleva käänteisosmoositekniikka erottaa suolat tehokkaasti vedestä ja tekee tästä menetelmästä soveltuvan PFAA-saasteiden vähentämiseen juomavedessä.

Ozonetech tarjoaa huipputason käyttövalmiita vedenkäsittelyjärjestelmiä, jotka perustuvat omaan otsonitekniikkaamme sekä itse kehittämäämme AOP-tekniikkaan veden PFC-yhdisteiden hajottamiseksi ja poistamiseksi.

PFC-yhdisteiden vähentäminen tai poistaminen on monimutkainen tehtävä, joka vaatii räätälöidyn täysimittaisen järjestelmän.

Suunnitteluprosessi aloitetaan insinööriemme pilottitutkimuksella, jonka tuloksena luodaan järjestelmä, johon sisältyy mahdollisia kriittisiä

parametrejä ja parhaita mahdollisia tekniikoita (BAT) optimaalisen prosessisuunnitelman saavuttamiseksi. Useita pilottikokeita suorittamalla ja mukauttamalla vähitellen järjestelmän jokaista yksittäistä parametriä, insinöörimme määrittävät täysimittaisen järjestelmän optimaalisen mallin. Vedestä otetaan näytteitä koko pilottiprosessin ajan, ja tulosten vahvistamiseksi

näytteet toimitetaan kolmannen osapuolen laboratorioon analysoitaviksi.

Lue lisää pilottiprojekteista ja räätälöidyistä järjestelmistä sekä RENA Vitro -AOP-järjestelmästämme..