Nieuwe, goedkope methode breekt ‘onafbreekbare’ PFAS toch af, maar werkt niet voor PFOS

PFAS staat voor poly- en perfluoralkylstoffen en is een verzamelnaam voor zo’n vijfduizend stoffen die nauwelijks afbreekbaar zijn. Hun moleculen zijn ongelooflijk standvastig. PFAS zijn water-, olie- en vuilafstotend en worden onder meer gebruikt voor producten als schoenenspray, lippenstift, regenjassen en pannen. Maar ze blijven dus ‘voor altijd’ in de natuur rondcirculeren omdat ze niet uit zichzelf afbreken. Ze stapelen zich op in het milieu en in ons lichaam, dat de stoffen ook niet kan afbreken. Ze worden bovendien als mogelijk kankerverwekkend beschouwd en in verband gebracht met andere gezondheidsproblemen.

Ook PFOS (perfluoroctaansulfonzuur) behoort tot de groep van PFAS. PFOS is giftig en heeft wereldwijd al milieuverontreinigingen veroorzaakt. Ook in ons land, waar de 3M-fabriek in Zwijndrecht het goedje jarenlang produceerde. Voor PFOS werkt de nieuwe techniek, beschreven in het vakblad ‘Science’, niet, omdat er geen zuren in PFOS-verbindingen zitten.

De reden waarom PFAS historisch zo moeilijk te vernietigen zijn, is dat zij veel koolstof- en fluorverbindingen bevatten, de sterkste verbindingen in de organische chemie. Eerder dit jaar bleken onderzoekers er wel al in te zijn geslaagd om PFAS toch te vernietigen. Maar de PFAS werden in water met enkele oxiderende stoffen verhit aan extreem hoge temperaturen, wat erg energieverslindend en dus duur was. Dat is meteen het grote verschil met de nieuwe methode, weet William Dichtel, chemicus aan de Northwestern University en een van de onderzoekers van de huidige studie. Hij benadrukt de toegankelijkheid en het relatieve gemak van de nieuwe methode. Er komt ook wel verhitting aan te pas, maar aan veel lagere temperaturen tussen de 80 en 120 graden Celsius. Bovendien zijn de chemische benodigdheden (natriumhydroxide, loog, en een oplosmiddel genaamd DMSO) gewoon terug te vinden in scheikundelokalen op middelbare scholen.

Dichtel en de rest van het team konden op die manier één type geconcentreerde PFAS nemen en opsplitsen in kleinere, niet-toxische verbindingen. De onderzoekers richtten zich op een groep van zwakker geladen zuurstofatomen die zich aan het eind van de lange staart van koolstof-fluorinebindingen bevinden. Dat bleek de achilleshiel. Het proces “onthoofdde de kopgroep van de staart” en de PFAS begonnen uit elkaar te vallen, waardoor alleen onschadelijke producten overbleven.

“De meeste scheikundigen nemen twee moleculen en persen die samen om één grote molecule te maken, zoals je twee Legoblokjes neemt en in elkaar zet”, legt Brittany Trang uit, hoofdonderzoeker van de studie. “Maar in plaats daarvan sloegen wij het Legoblokje in stukken en keken we naar wat er overbleef om uit te zoeken hoe het uit elkaar viel.”

Helaas werkt deze techniek slechts voor bepaalde PFAS, waarvan er duizenden bestaan. Twee van de grootste klassen zijn bekend als carboxylaten en sulfonaten. De nieuwe methode kon dan wel bijna alle carboxylaten in een oplossing verwijderen, voor de evenveel voorkomende sulfonaten, zoals PFOS, werkt ze niet. “De grootste kloof tussen wat we vandaag kunnen en wat nodig is, is dat we ook sulfonaten zouden willen afbreken”, geeft Dichtel toe. De nieuwe afbraakmethode kan bovendien enkel worden toegepast op PFAS die al uit het drinkwater zijn gefilterd. Op zichzelf zal dit onderzoek dus de problemen van verontreiniging niet oplossen.

Dichtel blijft hoopvol: “Er zijn andere klassen die niet dezelfde achilleshiel hebben, maar elke klasse zal zijn eigen zwakte hebben.”