PFAS i vatten kräver viss teknik för vattenrening

Vad är PFAS?

PFAS (per- och polyfluoralkylsubstanser) är en grupp kemikalier som har använts sedan 1940-talet. De används i olika industrier som flyg, elektronik och textil. PFAS är gynnade för sin förmåga att stöta bort vatten, olja och fett. De är också värmebeständiga, vilket gör dem idealiska för användning i brandsläckningsskum.

PFAS används i vardagsprodukter som non-stick kokkärl, stekpannor och fläckbeständiga mattor. Dessa kemikalier har gjort våra liv enklare och bekvämare, men de har också en mörk sida. PFAS är beständiga i miljön och kan ackumuleras i människokroppen över tid, vilket orsakar hälsoproblem som cancer, sköldkörtelsjukdom och minskad fertilitet. 

Den utbredda användningen av PFAS har lett till att ämnena finns i varierande mängd i olika dricksvattenkällor, där de utgör en betydande hälsorisk. 

Vattenrening är en avgörande process för att säkerställa att vattnet vi dricker är säkert och fritt från skadliga föroreningar.  Under de senaste åren har ozon och hydroxylradikaler dykt upp som ett kraftfullt verktyg för PFAS-vattenrening. 

Vattenrenare mot PFAS

Vatten är en grundläggande nödvändighet för varje levande varelse, och det bör vara rent och säkert för konsumtion. Däremot har förekomsten av skadliga kemikalier som Per- och polyfluoralkylämnen (PFAS) i vattenkällor blivit ett stort problem för människor över hela världen. 

För att säkerställa säkert dricksvatten vänder sig människor till vattenrenare som använder olika metoder för att ta bort föroreningar, inklusive PFAS.

Det finns nu möjlighet att på enkelt sätt installera WaterPro Ultra UV-O3 vattenrenare och radonavskiljare direkt mot borrad eller grävd brunn.

Så fungerar vattenreningen

Nyligen har ett genombrott för rening mot PFAS gjorts tack vare hydroxylradikalernas kraft. Hydroxylradikaler är mycket reaktiva molekyler som kan bryta ned ett stort antal organiska föreningar, inklusive PFAS. Denna upptäckt har potential att revolutionera vårt sätt att hantera PFAS-föroreningar genom att erbjuda en effektivare och mer ändamålsenlig lösning.

WaterPro Ultra UV-O3 genererar ozon som via en luftpump pumpas ned i brunnsvattnet. När ozonet möter vattnet kommer delar av det att omvandlas till hydroxylradikaler. 

Hydroxylradikaler (-OH) är mycket reaktiva molekyler som naturligt bildas i atmosfären genom att solljus reagerar med vattenånga och andra föroreningar. De är kända som atmosfärens ”tvättmedel” eftersom de spelar en avgörande roll när det gäller att bryta ner ett stort antal organiska föreningar, inklusive PFAS.

Hydroxylradikaler är kraftfulla oxidationsmedel som kan angripa kol-fluor-bindningarna i PFAS, vilka är kända för att vara de starkaste kemiska bindningarna i naturen. Denna reaktion leder till att PFAS-molekylen klyvs till mindre, ej längre så giftiga föreningar, som sedan kan brytas ned ytterligare av mikroorganismer eller kemiska reaktioner.

Hydroxylradikaler kan genereras på olika sätt, bland annat genom fotokemiska reaktioner, elektrokemi och kemisk oxidation. De kan också framställas genom avancerade oxidationsprocesser (AOP), som kombinerar användningen av oxidationsmedel som väteperoxid eller ozon med UV-ljus eller andra katalysatorer.

WaterPro Ultra UV-O3 producerar ozonet genom den välkända och säkrare tekniken med UV-ljus. 

Hur omvandlas ozon till hydroxylradikaler?

Ozon är en kraftfull oxidant och kan omvandlas till hydroxylradikaler genom en process som kallas ozonnedbrytning. Under denna process reagerar ozonet med vatten för att bilda hydroxylradikaler, som är mycket reaktiva och effektivt kan förstöra skadliga föroreningar som finns i vatten. Nedbrytningen av ozon kan ske genom två primära vägar: direkt och indirekt.

I den direkta vägen reagerar ozonet med en vattenmolekyl för att bilda hydroxylradikaler och en syremolekyl. Reaktionen ser ut på följande sätt:

O3 + H2O → HO- + HO2- + O2

I den indirekta vägen reagerar ozonet med organiska och oorganiska föreningar som finns i vatten för att bilda mellanprodukter, som sedan sönderdelas för att bilda hydroxylradikaler. Reaktionen ser ut på följande sätt:

O3 + organisk/organisk förening → mellanprodukter → HO- + slutprodukter.

Hydroxylradikalens historia

Hydroxylradikaltekniken har funnits i flera decennier och har använts i en rad olika tillämpningar, bland annat för avloppsrening, kontroll av luftföroreningar och marksanering. Den första användningen av hydroxylradikaler för PFAS-sanering rapporterades 2008, då forskare från University of Minnesota upptäckte att hydroxylradikaler kunde bryta ner PFAS-föreningen perfluoroktansyra (PFOA) i vatten.

Sedan dess har flera studier visat att hydroxylradikaler är effektiva när det gäller att bryta ned PFAS. År 2018 rapporterade forskare från University of New South Wales i Australien att man lyckats använda AOP:er för att bryta ned PFAS i jord och grundvatten. Samma år rapporterades i en studie som publicerades i tidskriften Environmental Science & Technology att hydroxylradikaler kunde bryta ned en rad PFAS-föreningar i vatten, inklusive perfluoroktansulfonsyra (PFOS) och PFOA.

Vidare används fotokatalys även i luftrenare för att bilda oxidativa hydroxylradikaler. 

Fördelarna med hydroxylradikaler mot PFAS

Hydroxylradikaler har flera fördelar jämfört med andra metoder för sanering av PFAS. För det första är de mycket effektiva när det gäller att bryta ned PFAS, även vid låga koncentrationer. Detta innebär att de kan användas för att behandla förorenat vatten eller förorenad jord utan att det behövs omfattande förbehandling eller koncentrationssteg.

För det andra är hydroxylradikalerna selektiva i sin nedbrytning av PFAS. De riktar in sig på kol-fluor-bindningarna i PFAS-molekylen och lämnar andra organiska föreningar orörda. Detta innebär att de kan användas för att behandla PFAS-kontaminerat vatten eller jord utan att kvaliteten på det behandlade vattnet eller jorden påverkas.

För det tredje är hydroxylradikaltekniken relativt lätt att genomföra och kan användas både in situ och ex situ. Vid in-situ-behandling injiceras hydroxylradikalerna direkt i det förorenade grundvattnet eller jorden, medan ex-situ-behandling innebär att förorenad jord eller vatten avlägsnas till en behandlingsanläggning där hydroxylradikalerna appliceras.

Fallstudier om metoden för vattenrening

Flera fallstudier har visat att hydroxylradikaler är effektiva när det gäller att bryta ned PFAS. År 2019 rapporterades i en studie som publicerades i tidskriften Chemosphere om den framgångsrika användningen av metoden för vattenrening för att bryta ned PFAS i grundvattnet på en före detta brandövningsplats i Kalifornien. Studien visade att vattenreningen minskade koncentrationen av PFAS i grundvattnet med upp till 99 %.

I en annan fallstudie som publicerades i tidskriften Environmental Science & Technology Letters 2020 rapporterades om en framgångsrik användning av hydroxylradikaler för att bryta ned PFAS i jord på en före detta brandövningsplats i New York. Studien visade att hydroxylradikalbehandlingen minskade koncentrationen av PFAS i marken med upp till 95 %.

Jämförelse med andra metoder för vattenrening

Det finns flera andra metoder för vattenrening av PFAS, bland annat adsorption av aktivt kol, jonbyte och membranfiltrering. Var och en av dessa metoder har sina egna för- och nackdelar, och valet av metod beror på faktorer som typ och koncentration av PFAS, föroreningens plats och omfattning samt saneringens kostnad och genomförbarhet.

Jämfört med dessa andra metoder har hydroxylradikaltekniken som vattenrenare flera fördelar. Den är mycket effektiv när det gäller att bryta ned PFAS, även vid låga koncentrationer, och den är selektiv i sin nedbrytning av PFAS. Den kan också användas både in-situ och ex-situ, vilket gör den lämplig för ett brett spektrum av vattenrenings- och saneringsprojekt.

• Läs mer om ozon som vattenrenare
• Gå till produktkategorin vattenkvalitet och vattenrenare
• Läs om ozon för luftrening och ytrening