PFAS geldt als een groep van nauwelijks afbreekbare stoffen, die erg schadelijk zijn voor de gezondheid. Voor een deel van die stoffen lijkt er nu goed nieuws te zijn. Zij kunnen toch op een tamelijk eenvoudige manier worden afgebroken.

 

PFAS, het synthetische materiaal dat maakt dat vlees in een Tefalpan niet aanbakt en waardoor een regenjas zelfs tijdens een stortbui waterdicht blijft, is nauwelijks afbreekbaar. Dat maakt de stof geschikt voor allerlei toepassingen, maar is ook de reden dat het zich maar blijft ophopen in het milieu. Zelfs ons regenwater zit vol PFAS, schreven onderzoekers begin deze maand nog in het wetenschappelijke tijdschrift Environmental Science & Technology.

‘Forever chemicals’, wordt deze groep van meer dan negenduizend poly- en perfluoralkylstoffen dan ook genoemd. En dat is zorgelijk, want PFAS is al in kleine hoeveelheden schadelijk voor de gezondheid. Het tast ons immuunsysteem aan en vergroot bijvoorbeeld de kans op kanker en op onvruchtbaarheid.

Een groep chemici uit de Verenigde Staten en China heeft nu een manier gevonden om sommige soorten PFAS toch af te breken, zonder dat daarbij zeldzame (en dus dure) chemicaliën of extreem hoge temperaturen nodig zijn. Tot nu toe lukte dit alleen bij temperaturen van 400 graden Celsius of meer.

De onderzoekers hebben de achilleshiel van de molecuulstructuur gevonden, schreven ze gisteren in het wetenschappelijke tijdschrift Science.

 

Sterke bindingen

Wat PFAS zo sterk maakt, zijn de verbindingen tussen de fluor- en koolstofatomen. Een PFAS-molecuul bestaat uit een sliert van deze atomen, met aan één van de uiteinden een andere atoomgroep. Dat kan een carboxygroep zijn, die geladen zuurstofatomen bevat, of een sulfonaatgroep.

De afbraakmethode waar de wetenschappers nu mee komen, werkt voor die eerste categorie. Door de PFAS op te warmen in dimethylsulfoxide en natriumhydroxide (natronloog) wordt de carboxygroep aangevallen en het molecuul als het ware ’onthoofd’.

Dat is op zijn beurt het begin van een kettingreactie waarbij de fluor zich uit het molecuul kan losmaken, schrijft de Northwestern University, waarvan onderzoekers meewerkten aan het onderzoek.

Een driedimensionaal model van een PFOA molecuul (C8HF15O2), bestaande uit met koolstofatomen (grijs), fluoratomen (groen), zuurstofatomen (rood) en een waterstofatoom (wit). Credits: Manuel Almagro Rivas, mbv Avogadro, Discovery Studio, GIMP, via Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

 

Veelbelovend

Dit is goed nieuws, reageert Jacob de Boer, hoogleraar milieuchemie en toxicologie aan de Vrije Universiteit in Amsterdam, die zelf niet bij het onderzoek betrokken was. ‘Natuurlijk is het nog pril en moet nog blijken of dit op industriële schaal is toe te passen. Maar als dat zo is, kan het bijvoorbeeld ingezet worden voor het reinigen van de bodem rond teflonfabriek Chemours in Dordrecht.‘

Hierin zit de PFAS-variant PFOA – later vervangen door GenX. Voor beide stoffen werkt deze methode goed.

Voor de vervuiling met de PFAS-variant PFOS van het bedrijf 3M rond Zwijndrecht in België biedt de methode geen soelaas. De Boer: ‘PFOS hoort bij de andere PFAS-categorie, die met de sulfonaatgroep.’

 

Rekenen en het lab in

De onderzoekers baseerden hun testen op modellen en berekeningen, die uitwezen dat een aanval met de bovengenoemde chemicaliën op het zuurstofatoom aan het PFAS-uiteinde in theorie zou moeten kunnen slagen. Vervolgens gingen ze het lab in, en bleek het ook in de praktijk te werken.

De Boer: ‘Vooral als de PFAS-concentratie hoog is, zoals bij vervuilde grond rond industrieën waar PFAS verwerkt wordt, zet het zoden aan de dijk. Maar het concentreren van PFAS is iets waar al langer aan gewerkt wordt door bedrijven.’

De Boer hoopt dat de opschaling van de techniek niet tot onvoorziene problemen zal leiden. ‘In dat geval gaat het ons echt helpen. Al blijf ik ervoor pleiten dat we aan het begin van de keten veel meer moeten doen, en dus moeten ophouden PFAS in het milieu te brengen.’ 

 

Openingsbeeld: Depositphotos.com