husjur02/Shutterstock
PFAS-chemicaliën (per- en polyfluoralkylstoffen), ook wel bekend als forever chemicals, zijn momenteel zelden uit het nieuws. De nieuwste zorg over deze chemische groep is hun aanwezigheid in drinkwater in Engeland.
De Royal Society of Chemistry ontdekte dat de Britse drinkwaternorm niet streng genoeg is om ons te beschermen tegen de gevaarlijke gezondheidseffecten van PFAS. De gezondheidsrisico’s omvatten links naar kanker en vruchtbaarheidsproblemen.
Maar PFAS zijn een probleem dat niet snel zal verdwijnen. Zelfs als we vandaag zouden stoppen met het gebruik ervan in producten, zijn er al enorme hoeveelheden van in het milieu en sommige soorten PFAS worden gewoon niet afgebroken. Ons onderzoek heeft zelfs steeds meer bewijs gevonden van deze chemicaliën op een aantal van de meest afgelegen plaatsen op aarde, waaronder Antarctica.
Om het nog erger te maken, breken de PFAS-chemicaliën die wel worden afgebroken vaak af in de meer recalcitrante PFAS-types, die vervolgens eindeloos door het milieu slingeren.
Wat zijn PFAS?
Media-aandacht voor het probleem kan moeilijk te volgen zijn omdat de PFAS-groep meer dan 5.000 verschillende chemische stoffen omvat.
Vroeger las je vaak verhalen over poly- /perfluorverbindingen (PFC’s) en poly- /perfluoralkylzuren (PFA’s) in plaats van over PFAS. Zelfs nu is het niet ongewoon om producten zoals outdoorkleding als PFK-vrij te zien gelabeld.
Maar veel PFK’s zijn niet giftig en bevatten veel gebruikte medische medicijnen. PFK’s zijn medicijnen met een koolstof-fluorverbinding, wat op zich geen probleem is. PFAS zijn een subgroep van PFK’s en ze zijn giftig en extreem moeilijk af te breken.
PFA’s zijn een subgroep van PFAS-chemicaliën. De afgelopen jaren heeft onderzoek steeds meer problemen met de bredere PFAS-groep dan alleen PFA’s aan het licht gebracht. PFAS kunnen grofweg worden opgesplitst in twee groepen: fluorpolymeren en niet-polymeren.
Fluorpolymeren
Het bekendste fluorpolymeer is polytetrafluorethyleen (PTFE) met de handelsmerknaam Teflon, voor het eerst geproduceerd door Dupont in de jaren 1940. PTFE is de antiaanbaklaag voor kookgerei. Door zijn stabiliteit bij hoge temperaturen, non-reactiviteit en lage wrijvingseigenschappen is het ideaal voor deze toepassing. We kunnen schilfers van het polymeer inslikken, maar het wordt niet door het lichaam opgenomen en gaat dus gewoon door ons heen.
PTFE-folie wordt ook gebruikt in sommige soorten waterdichte, ademende outdoorkleding. De microporiën laten waterdamp door (bijvoorbeeld van zweet) maar voorkomen dat er waterdruppels doorheen sijpelen, waardoor de drager droog blijft.
Andere fluorpolymeren zijn onder andere polyvinylideenfluoride (PVDF) dat wordt gebruikt in sensoren en batterijen omdat het een elektrische lading kan vasthouden. Hoewel fluorpolymeren niet als giftig worden beschouwd, zijn voor de productie ervan grote hoeveelheden andere giftige chemicaliën nodig, zoals niet-polymeren. Ze zijn beter voor ons omdat het eindproduct ons niet in direct contact brengt met niet-polymeren, maar slecht nieuws voor het milieu omdat de niet-polymeren daar waarschijnlijk terechtkomen.
Niet-polymeren
De groep niet-polymeren bevat verreweg het grootste aantal stoffen en hun gebruik is legio – onder andere in voedselverpakkingen, cosmetica, medische toepassingen, textielcoatings en elektronica.
Tot deze groep behoren ook koel- en schoonmaakmiddelen (vervangende chemicaliën voor de beruchte CFK’s die verboden zijn om de ozonlaag te beschermen). Ze hebben een hoge water- en olieafstotendheid en chemische stabiliteit. Voor industrieel gebruik moeten chemicaliën stabiel zijn, zodat ze hun werk doen zonder te reageren of af te breken. Als je bijvoorbeeld een cosmeticaproduct kocht dat na een paar dagen zijn kleur verloor of niet meer smeerde, zou dat niet goed zijn.
Niet-polymeren hebben ook een goede thermische stabiliteit. Dit maakt het erg nuttig voor het maken van voedselverpakkingen zoals pizzadozen en popcornverpakkingen.
Er is een goede kans dat er niet-polymeren zijn gebruikt om deze pizzadoos te maken.
Regina Foster/Shutterstock
Ze worden in veel cosmetische producten en toiletartikelen gebruikt omdat ze het product gladder maken, waterbestendig en gemakkelijker aan te brengen.
Ze hebben een acht-koolstofketen (C8) met zure koppen. De langere ketenlengte zorgt voor een betere stabiliteit en minder wrijving, wat betekent dat ze nuttig zijn als technische hulpstoffen bij de productie van polymeren.
Sinds 2000 is de industrie afgestapt van de C8-chemie en overgestapt op chemicaliën met een kortere ketenlengte vanwege zorgen over de toxiciteit van de verbindingen met langere ketens en hun schade aan het milieu.
Door de kortere ketenlengte worden ze sneller afgebroken en zijn ze minder giftig. Ze presteren echter niet zo goed als de chemische stoffen met langere ketens. Dus gebruiken fabrikanten er meer van in producten en komen er meer van in het milieu terecht.
De lange, gefluoreerde (F) acht-koolstof ‘ruggengraat’ zorgt voor thermische en chemische stabiliteit en is hydrofoob, terwijl de zure kop hydrofiel is.
Crispin Halsall, CC BY
Giftige effecten
Aan het wijdverbreide gebruik van deze chemische groepen hangt een prijskaartje. PFAS komen in het milieu terecht door het dagelijks gebruik en de verwijdering van producten die ze bevatten. Uitstoot van fluorpolymeerproductielocaties is een andere bron.
Huishoudelijk en commercieel afvalwater bevat PFAS, dat vrijkomt in rivieren en oceaanstromen en in afgelegen delen van de planeet, zoals blijkt uit het recente onderzoek van mijn team naar hoge PFAS-gehaltes in Arctisch zee-ijs.
Mensen worden meestal blootgesteld aan deze chemicaliën via drinkwater, voedsel en huisstof. Ze vormen een probleem voor onze gezondheid omdat deze chemicaliën een zure kop hebben die de neiging heeft om te interageren met en zich te binden aan eiwitmoleculen in het bloed. Dit heeft een domino-effect op de gezondheid.
Er zijn sterke aanwijzingen dat blootstelling aan specifieke PFAS in verband staat met leveraandoeningen, kanker en schade toebrengt aan het voortplantingssysteem en de ontwikkeling van kinderen. Een ander punt van zorg is de onderdrukking van het immuunsysteem en een verminderde reactie op vaccins.
Veel andere landen zoals de VS en Denemarken hebben hun drinkwaternormen herzien. Het wordt tijd dat de Britse drinkwaternormen dat ook gaan doen.
Crispin Halsall is hoogleraar organische chemie in het milieu en ontvangt financiering van de Natural Environment Research Council (NERC) voor zijn werk aan PFAS.
