Syntetiske kemikalier i jord er en tikkende bombe

En voksende sundhedskrise drevet af syntetiske kemikalier kendt som per- og polyfluoralkylstoffer, eller PFAS, i grundvandet har fået stor opmærksomhed de seneste par år.

De rapporterede niveauer kunne være "bare toppen af ​​isbjerget, "Da de fleste kemikalier stadig vandrer langsomt ned gennem jorden, ifølge Bo Guo, University of Arizona assisterende professor i hydrologi og atmosfæriske videnskaber.

Næsten 3, 000 syntetiske kemikalier tilhører PFAS-klassen. De har været brugt siden 1940'erne i fødevareemballage, vandafvisende stoffer, non-stick produkter, pizza kasser, maling, brandslukningsskum og mere, ifølge Miljøstyrelsen.

Kemikalierne nedbrydes ikke i miljøet, heller ikke i kroppen, og et stigende antal forskningsartikler har vist, at PFAS-forurening i vandkilder er udbredt i USA, og at eksponering er sundhedsskadelig.

"Fordi PFAS er i mange forbruger- og industriprodukter, de kan komme i spildevand. Behandlingsanlæg er ikke designet til at behandle disse forbindelser, så disse kemikalier bliver bare i det vand for at blive genbrugt. Det sprøjtes på fodboldbaner eller bruges til at genoplade vandførende lag, for eksempel, " sagde Mark Brusseau, professor i miljøvidenskab. "PFAS kan også trænge ind i biosolider, som udbringes på jorden som gødning, så der er alle disse kilder, hvilket betyder, at de kunne være kommet ind i miljøet i mange forskellige tidsperioder og gentagne gange."

For at forstå, hvordan kemikalierne migrerer gennem jorden mellem jordoverfladen og grundvandet – et område kaldet den vadose zone – udviklede forskere fra University of Arizona en ny matematisk model til at simulere de forskellige komplekse processer, der påvirker transporten og tilbageholdelsen af ​​disse kemikalier.

Deres resultater er offentliggjort i tidsskriftet Vandressourceforskning .

Deres model viste, at størstedelen af ​​PFAS-kemikalier akkumuleres på steder, hvor luft kommer i kontakt med overfladen af ​​vand, der er fanget i jorden, hvilket markant bremser kemikaliernes nedadgående march til grundvandet. Forskerne fandt ud af, at kemikalierne vil bevæge sig endnu langsommere end forventet gennem grovkornet jord end finkornet jord.

"Det betyder, at størstedelen af ​​PFAS stadig er i jorden, og de migrerer langsomt ned på en måde, der ligner en tikkende bombe, " sagde Guo, undersøgelsens hovedforfatter.

Tidligere observationer viste, at PFAS-kemikalier bevægede sig langsomt gennem jorden, før de nåede grundvandet, men ingen forstod hvorfor. Modellen definerer mekanismerne bag de ekstremt langsomme migrationer, der ses i marken.

"Dette har store konsekvenser for fokusering af udbedring, " sagde Guo. "Indtil videre, grundvandet har været i fokus, men skal vi faktisk fokusere på jord, hvor er de fleste PFAS og vil være i lang tid? Eller venter vi og renser grundvandet i årtier eller århundreder?"

Modellen kan fungere for alle PFAS-kemikalierne, men forskerne simulerede specifikt PFOS, eller perfluoroctansulfonat, som er almindeligt forekommende i brandslukningsskum og er af primær bekymring.

"Et af vores mål i fremtiden ville være at anvende modellen på forskellige steder, " sagde, Brusseau, som var medforfatter af undersøgelsen sammen med Guo og Jicai Zeng, en postdoc i Guos gruppe. "Så vil det forhåbentlig være nyttigt for politiske beslutningstagere, regulatorer, miljøkonsulenter til at lave vurderinger."