如何在家中过滤有害的“永久化学物”

一位环境工程师简要介绍了从供水中去除 PFAS 的挑战之大,以及您可以如何在自己的饮用水中减少这些“永久化学物”的方法

Woman's hand filling a glass with water at kitchen sink.

PFAS 正在美国各地的供水系统中出现

d3sign/Getty Images

以下文章经 The ConversationThe Conversation 许可转载,The Conversation 是一家报道最新研究的在线出版物。

化学家在 20 世纪 30 年代发明了 PFAS,以使生活更轻松:不粘锅、防水服装、防油食品包装和防污地毯都因 PFAS 而成为可能。但近年来,越来越多的健康风险被发现与这些化学物质有关,这已变得越来越令人担忧。

PFAS——全氟烷基和多氟烷基物质——现在被怀疑或已知会导致甲状腺疾病、胆固醇升高、肝损伤和癌症以及其他健康问题


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它们可以在大多数美国人的血液和许多饮用水系统中被发现,这就是为什么环境保护署在 2024 年 4 月最终确定了饮用水系统中六种 PFAS 的首个可执行的联邦限值的原因。对于 PFOS、PFOA、PFHxS、PFNA 和 GenX,限值介于百万分之四到十之间,这比一千个奥运会规模的游泳池中的一滴水还要少,这说明了这些化学物质的毒性。第六种类型 PFBS 是作为混合物进行监管的,使用的是所谓的危害指数

达到这些新限值并非易事,而且成本高昂。还有另一个问题:虽然 PFAS 可以从水中过滤掉,但这些“永久化学物”很难被破坏。

我在圣母大学的团队致力于解决与供水系统中的污染物(包括 PFAS)相关的问题。我们探索从饮用水中去除 PFAS 以及处理 PFAS 废物的新技术。以下是挑战之大的简要介绍,以及您可以如何在自己的饮用水中减少 PFAS 的方法

去除 PFAS 每年将耗资数十亿美元

环保署每五年需要选择 30 种公共饮用水系统中不受管制的污染物进行监测。目前,这 30 种污染物中的 29 种是 PFAS。这些测试让人了解 PFAS 在供水系统中有多么普遍以及在哪里出现。

环保署已从美国 154,000 个公共饮用水系统中的约 3,800 个系统中采集了超过 22,500 个样本。在其测试的供水系统中,有 22% 的系统至少发现了一种新监管的 PFAS,约 16% 的系统超过了新标准。在环保署迄今为止进行的测试中,东海岸各州超过新标准的 PFAS 水平系统百分比最高。

U.S. Map shows where high PFAS levels are most common.

The Conversation, Kyle Doudrick, CC-BY-ND; 来源:EPA https://www.epa.gov/dwucmr; 最初使用 Datawrapper 创建

根据环保署的新规定,公共供水系统必须在 2027 年之前完成 PFAS 监测并提供公开数据。如果他们发现 PFAS 浓度超过新限值,那么他们必须在 2029 年之前安装处理系统。

这将花费公共供水系统多少钱,以及最终将花费其客户多少钱,目前仍然是一个很大的未知数,但这不会便宜。

环保署估计,全国公共饮用水系统遵守新规的成本约为每年 15 亿美元。但其他估计表明,测试和清理 PFAS 污染的总成本将更高。美国自来水厂协会估计,仅 PFOS 和 PFOA 的成本就超过每年 38 亿美元

Chart shows average levels of PFOS and PFOA in public drinking water treatment systems.

The Conversation, CC-BY-ND; 来源:环保署 https://www.epa.gov/dwucmr/occurrence-data-unregulated-contaminant-monitoring-rule, Kyle Doudrick; 最初使用 Datawrapper 创建

有超过 5,000 种化学物质被认为是 PFAS,但只有少数几种研究了其毒性,甚至更少几种在饮用水中进行了测试。美国地质调查局估计,几乎一半的自来水都受到 PFAS 污染。

一些用于测试和清理的资金将来自联邦政府。其他资金将来自 PFAS 的主要制造商 3M 和杜邦。3M 在一项和解协议中同意支付105 亿美元至 125 亿美元,以帮助公共供水系统报销部分 PFAS 测试和处理费用。但公共供水系统仍将承担额外费用,这些费用将转嫁给居民。

下一个问题:处置“永久化学物”

另一个大问题是如何处置过滤掉的 PFAS。

正在考虑垃圾填埋场,但这只是将问题推给了下一代。PFAS 被称为“永久化学物”是有原因的——它们非常耐用,不会自然分解,因此很难破坏。

研究表明,PFAS 可以通过高能技术分解。但这会带来高昂的成本。焚烧炉必须达到1,800 华氏度(1,000 摄氏度)以上才能破坏 PFAS,并且产生潜在有害副产品的可能性尚未得到充分理解。其他建议的技术,例如超临界水氧化等离子体反应器,也存在同样的缺点。

那么谁负责管理 PFAS 废物呢?最终,责任可能落在公共饮用水系统身上。

环保署于 2024 年 4 月 19 日将 PFOA 和 PFOS 指定为超级基金地位的合格污染物,这意味着应对这些化学物质污染场地负责的公司可能被要求支付清理费用。然而,环保署表示,它不打算追究废水处理厂或公共垃圾填埋场的责任。

保护您家免受 PFAS 侵害的步骤

您的第一反应可能是使用瓶装水来避免 PFAS 暴露,但最近的一项研究发现,即使是瓶装水也可能含有这些化学物质。瓶装水由不同的联邦机构食品和药物管理局监管,该机构没有 PFAS 标准。

您最好的选择是依赖处理厂将要使用的相同技术

  • 活性炭类似于木炭。像海绵一样,它可以捕获 PFAS,将其从水中去除。这与冰箱过滤器和一些水壶过滤器(如 Brita 或 PUR)中的技术相同。请注意,许多冰箱制造商的过滤器未通过 PFAS 认证,因此不要认为它们会将 PFAS 去除到安全水平。

  • 离子交换树脂与许多家用软水器中的技术相同。与活性炭一样,它可以从水中捕获 PFAS,您可以在许多水壶过滤器产品中找到这项技术。如果您选择全屋处理系统(管道工可以将其连接到水进入房屋的地方),离子交换树脂可能是最佳选择。但这很昂贵。

  • 反渗透是一种膜技术,只允许水和选定的化合物通过膜,而 PFAS 则被阻挡。这通常安装在厨房水槽处,并且已被发现非常有效地去除水中大部分 PFAS。它不适用于全屋处理,但它也可能去除许多其他污染物。

如果您拥有私人水井而不是公共饮用水系统,这并不意味着您可以免受 PFAS 暴露。威斯康星州自然资源部估计,该州71% 的浅层私人水井都存在一定程度的 PFAS 污染。使用经过认证的实验室测试井水中的 PFAS 可能会花费 300-600 美元/样本,这一成本障碍将使许多私人井所有者蒙在鼓里。

对于所有处理方案,请确保您选择的设备已通过信誉良好的测试机构的 PFAS 认证,并遵循建议的维护和过滤器更换时间表。不幸的是,目前没有安全的方法来处置过滤器,因此它们被扔进了垃圾桶。没有一种处理方案是完美的,也没有一种方案可能将所有 PFAS 都去除到安全水平以下,但总比没有处理好。

本文最初发表于 The Conversation。阅读原文

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