Во многих регионах мира, в том числе в развитых странах, питьевая вода загрязнена невидимыми химическими веществами, связанными с раком, иммунными нарушениями и задержками в развитии. По всему миру пер- и полифторалкильные вещества (PFAS), которые часто называют «вечными химикатами» из-за их стойкости в окружающей среде, проникли в питьевую воду, почву и даже в кровоток человека.
PFAS — это синтетические химические вещества, которые широко используются с середины 20-го века. Эти химикаты ценились за устойчивость к теплу, воде и маслу.
Тем не менее, их стойкость в окружающей среде и биоаккумуляция в живых организмах вызывают серьезные опасения по поводу здоровья, при этом все больше исследований связывают воздействие ПФАС с серьезными проблемами со здоровьем, включая дисфункцию щитовидной железы, проблемы развития, иммунотоксичность и рак.
В этой статье исследуются пути воздействия ПФАС на человека, текущие эпидемиологические данные, изменения в законодательстве Европейского союза (ЕС) и Соединенных Штатов (США), промышленная ответственность, текущие судебные иски, технологии реабилитации и новые инструменты обнаружения ПФАС.
Что такое PFAS и почему они представляют проблему?
PFAS — это разнообразная группа синтетических соединений, используемых в промышленном применении и потребительских товарах, таких как противопожарная пена, посуда с антипригарным покрытием, водостойкий текстиль и упаковка для пищевых продуктов.
Их прочные углеродно-фтористые связи делают их очень устойчивыми к деградации окружающей среды, что приводит к широкомасштабному загрязнению водных ресурсов и экосистем.
Стойкость ПФАС в наземной и водной среде привела к биоаккумуляции в растениях, животных и человеке, что вызывает обеспокоенность по поводу долгосрочного воздействия. Кроме того, PFAS бывают разных типов, что еще больше усложняет усилия по регулированию и научные исследования.
Благодаря своей стабильности и мобильности ПФАС были обнаружены в некоторых из самых отдаленных регионов, от арктических льдов до глубоководных сред, что иллюстрирует их глобальное воздействие.
Проблема борьбы с загрязнением ПФАС усугубляется тем фактом, что многие отрасли промышленности продолжают производить и использовать эти вещества, несмотря на растущее количество доказательств их вреда.
Пути воздействия на человека и риски для здоровья
Люди подвергаются воздействию ПФАС через загрязненную питьевую воду, пищу, бытовые загрязнители, потребительские товары и профессиональные условия. Загрязнение питьевой воды является серьезной проблемой, особенно в населенных пунктах, расположенных вблизи промышленных объектов, военных баз и районов, где использовались пены для пожаротушения, содержащие PFAS.
Исследования показали, что даже воздействие PFAS в небольших количествах через питьевую воду может со временем привести к значительным последствиям для здоровья. Кроме того, ПФАС были обнаружены в упаковке пищевых продуктов, где они могут попадать в пищу и увеличивать воздействие пищи.
Обширные исследования также связывают воздействие ПФАС с многочисленными заболеваниями у людей. Эпидемиологические исследования показали, что воздействие ПФАС может увеличить риск развития рака почек и яичек.
Точные механизмы все еще изучаются, но предполагается, что этому способствуют окислительный стресс, подавление иммунитета и эндокринные нарушения. Исследователи также обнаружили связь между воздействием PFAS и раком поджелудочной железы, молочной железы и печени, что указывает на необходимость дальнейших исследований.
Кроме того, воздействие ПФАС также связано с нарушением регуляции гормонов щитовидной железы, что потенциально может привести к гипотиреозу и другим эндокринным расстройствам.
Нарушение функции щитовидной железы также влияет на обмен веществ, рост и развитие. Некоторые исследования показывают, что даже низкий уровень PFAS может изменить уровень гормонов щитовидной железы, увеличивая риск метаболических нарушений.
Пренатальное воздействие ПФАС и воздействие ПФАС в раннем возрасте также связано с низким весом при рождении, задержками в развитии, иммунной дисфункцией и поведенческими проблемами. Исследования показали, что ПФАС может проникать через плаценту и передаваться через грудное молоко, что приводит к воздействию в раннем возрасте.
Исследования также связывают PFAS со снижением фертильности, при этом данные свидетельствуют о том, что они могут нарушать гормональную регуляцию, критически важную для репродуктивного здоровья.
Кроме того, было показано, что воздействие ПФАС ослабляет иммунный ответ, снижая эффективность вакцин и повышая восприимчивость к инфекциям. Исследования показывают, что ПФАС может нарушить функцию иммунных клеток и нарушить иммунные сигнальные пути. Растущий объем данных свидетельствует о том, что дети, подвергшиеся воздействию PFAS, могут иметь сниженный иммунный ответ на плановые прививки.
Среди ПФАС длинноцепочечные ПФАС, такие как перфтороктановая кислота (ПФОК) и перфтороктановый сульфонат (ПФОС), обладают большей способностью к биоаккумуляции и токсичностью из-за их более длительного периода полураспада в организме человека.
Тем не менее, короткоцепочечные ПФАС по-прежнему представляют опасность для окружающей среды и здоровья, поскольку они могут иметь аналогичные токсические эффекты. Некоторые регулирующие органы в настоящее время призывают к запрету как длинноцепочечных, так и короткоцепочечных ПФАС из-за их стойкого характера и потенциального вреда.
Инновации в удалении и обнаружении PFAS
Широко распространенное загрязнение окружающей среды ПФАС и растущее количество доказательств его воздействия на здоровье человека высветили необходимость эффективных технологий восстановления и обнаружения.
В последнее время технологии восстановления для удаления PFAS из загрязненной воды значительно развились. Традиционные методы, такие как фильтрация активированным углем и ионообменные смолы, которые функционируют на принципах мембранной фильтрации и адсорбции, широко используются, но имеют ограничения в улавливании более мелких молекул PFAS.
В настоящее время исследователи изучают металлоорганические каркасы (MOF), которые представляют собой пористые кристаллические твердые вещества, имеющие упорядоченную структуру с чрезвычайно большими внутренними площадями поверхности, для селективной адсорбции PFAS из загрязненной воды.
Новые методы электрохимического и плазменного разложения также сосредоточены на разрушении ПФАС на молекулярном уровне, предлагая потенциальные решения для разрушения этих соединений. Эти методы перспективны, но требуют дальнейшей оптимизации для крупномасштабных приложений.
Тем не менее, новые аналитические достижения также улучшают мониторинг ПФАС и оценку рисков. Измерения общего содержания фтора дают более полную картину воздействия PFAS за счет оценки общего содержания фтора, а не сосредоточения внимания на отдельных соединениях.
Между тем, масс-спектрометрия с высоким разрешением позволяет проводить подозрительный скрининг прекурсоров PFAS и ранее не идентифицированных фторорганических соединений, способствуя усилиям по регулированию.
Кроме того, разрабатываются портативные наборы для тестирования, облегчающие обнаружение PFAS на месте, что позволяет сообществам оценивать качество воды в режиме реального времени.
