Vad är perflouradaklylsyror (PFAA) Problem som förknippas med PFAA Resultat från försök att ta bort PFAA med aktivtkolfiltrering versus jonbyte, Uppsala Vatten Vad är perflouroalkyl syror (PFAA) Stabila, syntetiska kemikalier som tillverkats senaste 50-60 år Bra förmåga att bilda vatten-, fett-, och smutsavvisande ytor Används bland annat i: pappers-, textil-impregnering basiskt rengöringsmedel shampoo surfaktant i gruv/oljeindustrin verkstads och elektronikindustrin brandsläckningskum Källa:Kemi Report N 7/06, Swedish Chemicals Agency. Bild: Klein et al 2004, Uppsala Vatten 1
Vad är PFAAs grupp av organiska syror CF 3 (CF 2 ) n X Flourine Carbon sulfonsyror (PFAS) karboxylsyror (PFCA) Perflourooctane sulfonate (PFOS) Sulfur Oxygen e.g. Perflourooctane sulfonate (PFOS) e.g.perflourooctane acid (PFOA) Flourine Carbon Oxygen Perflourooctane acid (PFOA), Uppsala Vatten karboxylsyror (PFCA) sulfonsyror (PFAS) flourotelomers Vad är PFAAs PFAA parametrar Antal kol medelvärde PFBA perfluorbutansyra 4 ug/l 0,0036 PFPeA perfluorpentansyra 5 ug/l 0,0038 PFHxA perfluorhexansyra 6 ug/l 0,015 PFHpA perfluorheptansyra 7 ug/l 0,0035 PFOA perfluoroktansyra 8 ug/l 0,011 PFNA perfluornonansyra 9 ug/l <0.0025 PFDA perfluordekansyra 10 ug/l <0.0025 PFUnDA perfluorundekansyra 11 ug/l <0.0025 PFDoDA perfluordodekansyra 12 ug/l <0.0025 PFBS perfluorbutansulfonat 4 ug/l 0,019 PFHxS perfluorhexansulfonat 6 ug/l 0,090 PFOS perfluoroktansulfonat 8 ug/l 0,057 PFDS perfluordekansulfonat 10 ug/l <0.0025 PFOSA perfluoroktansulfonamid 8 ug/l <0.0025 6:2 FTS Fluortelomersulfonat 8 ug/l <0.0025 summa PFAA ug/l 0,203 PFOS + PFOA ug/l 0,068 2
Problem som förknippas med PFAA bioackumulerande olika PFAAs har olika grader av långvarighet och toxisk effekt Källa: Halter av PFHxS och PFOS i poolade prover av blodserum från unga kvinnor i Uppsala, Källa: SLV Riskvärdering, Perfluorerade alkylsyror (PFAA) i Uppsalas dricksvatten 2012-08-22 Källa: Christopher Lau, Toxicology of Perfluoroalkyl Acids USEPA, Uppsala Vatten Problem som förknippas med PFAA Globalt distribuering - vatten, luft, mark, slam, sediment, djur, fisk, människor Högre halter i industrialiserad område Avloppsvattenverk utsläpp bidragande faktor (Boulanger et al. 2005, Schultz et al. 2006, Sinclair and Kannan 2006, Huset et al. (2008), Murakami et al. (2008), Qiu 2007 Medelvärde PFOS och PFOA i ytavatten 2004-2010 Source: C. Kunacheva étal.,2012, Worldwide surveys of PFOS and PFOA in water environments during recent years; Water Science and Technology, Uppsala Vatten 3
Problem som förknippas med PFAA Uppsala grundvatten Problem som förknippas med PFAA kan vara en hälsorisk för människor negativa hälsoeffekter i djurförsök anses inte ha direct genotoxic potential men kan ha indirect genotoxic affects (Tysklands TWK 2006) Myndighet PFBS PFHxS PFOS PFBA PFHxA PFOA PFNA PFDA C4 C6 C8 C4 C6 C8 C9 C10 Dricksvatten Kommission (TWK), Tyskland, 2006,2008 300 ng/l PFOS +PFOA 7 000 ng/l Minnesota Dept. of Health, USA, 2007 300 ng/l 300 ng/l New Jersey Dept of EPA, USA, 2007 40 ng/l Naturvårdsverket, Sverige, Rapport 5799, 2008 350 1000 ng/l EPA, USA, 2009 200 ng/l 400 ng/l Behandlingsprocesser vid befintliga vattenverk tar inte alltid bort bort PFAA- PFAA inte borttagit I Tysklands Ruhr flöde områdets dricksvatten trots att ungefär 50% av vattenverken har filtrering med aktivt kol (Skularekt et al 2006), Uppsala Vatten 4
Försök med aktivtkolfiltreing (GAC) och anjonbyte PFAA parametrar Antal kol medelvärde PFBA perfluorbutansyra 4 ug/l 0,0036 PFPeA perfluorpentansyra 5 ug/l 0,0038 PFHxA perfluorhexansyra 6 ug/l 0,015 PFHpA perfluorheptansyra 7 ug/l 0,0035 PFOA perfluoroktansyra 8 ug/l 0,011 PFNA perfluornonansyra 9 ug/l <0.0025 PFDA perfluordekansyra 10 ug/l <0.0025 PFUnDA perfluorundekansyra 11 ug/l <0.0025 PFDoDA perfluordodekansyra 12 ug/l <0.0025 PFBS perfluorbutansulfonat 4 ug/l 0,019 PFHxS perfluorhexansulfonat 6 ug/l 0,090 PFOS perfluoroktansulfonat 8 ug/l 0,057 PFDS perfluordekansulfonat 10 ug/l <0.0025 PFOSA perfluoroktansulfonamid 8 ug/l <0.0025 6:2 FTS Fluortelomersulfonat 8 ug/l <0.0025 summa PFAA ug/l 0,203 PFOS + PFOA ug/l 0,068 Kemiska parametrar - Alkalinitet som HCO 3 mg/l 318 Ca mg/l 90 Cl mg/l 34 TOC mg/l 2,36 COD Mn som O 2 mg/l <1,0 F mg/l 1,1 Fe mg/l <0,02 Färg mg/l Pt 5 Konditivitet Ms/m 66,8 Mg mg/l 14,6 Mn mg/l <0,005 Na mg/l 23 NH 4 mg/l <0,04 NO 2 mg/l 0,013 NO 3 mg/l 6,4 ph 7,5 SO 4 mg/l 45 Turbiditet FNU <0,1 Uran 238 ug/l 29 Borttagningsteknik i literatur labbskal PAC, GAC, anjonbyte, omvänd osmos Försök med aktivtkolfiltreing (GAC) och anjonbyte Aktivtkol Kolonn nr. 1 2 3 4 5 Material bituminous bituminous kokosnöt kokosnöt extruded kol kol kol kol kol Total Pore Volume (ml/g) 0,87 1,2 0,7 0,7 Micropore (ml/g) 0,33 0,4 0,4 0,4 Mesopore (ml/g) 3 0,24 0,2 0,1 0,1 Micropore average 20 10 7 7 diameter (nm) Mean Particle Diameter 1 1 1 1 (mm) Total surface area (BET) 1050 950 1050 1150 1300 m2/g Iodine Number (mg/g min) 1050 1000 1000 1100 1175 Anjonsmassa SBA Kolonn nr. 6 7 8 Resin Matrix Gel, styrene macroporous, polyacrylic Blank divinylbenzene crosslinked with divinylbenzen Funtional Group Quaternary Quaternary Ammonium Ammonium Total Capacity 1,4 eq/l 0,8 eq/l Resin Mass/Volume (mg/ml) 704 g/l 680-730 g/l Methylene blue 300 180 125 160 24 adsorption (g/100 g) Effective Size (nm) 0,6-0,7 0,6 0,6 0,6 Försökstid: 100 dagar Kontakttid: 5-6 minuter Bäddvolym: 400 ml 5
Result at med aktivtkolfiltreing (GAC) och anjonbyte 0,250 Total PFAA efter kolonn PFAA koncentration (ug/l) 0,200 0,150 0,100 0,050 Råvatten 7 macro. polyacrylic massa 4 kokosnöt kol 3 kokosnöt kol 2 bituminous kol 5 extruded kol 1 bituminous kol 6 gel styrene -divinylbenzene 0,000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Bäddvolymer Resultat med aktivtkolfiltreing (GAC) % PFAA kompound borttagning 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Efter 15 000 BV 10% 0% 1 2 3 4 5 bituminous kol bituminous kol kokosnöt kol Kolonn kokosnöt kol extruded kol 6
Result at med aktivtkolfiltreing (GAC) och anjonbyte 100% 90% Efter 15 000 BV % PFAA kompound borttagning 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% aktivtkol anjonbyte 1 2 3 4 5 6 7 kokosnöt Macro Gel bituminous bituminous kokosnöt extruded kol Kolonn polyacrylic divinylben Result at med aktivtkolfiltreing (GAC) och anjonbyte 100% 80% 6 gel styrene divinylbenzene massa PFAA borttagning (%) 60% 40% 5 extruded kol 1 bituminous kol 2 bituminous kol 3 kokosnöt kol 4 kokosnöt kol 20% 7 macro. polyacrylic massa 0% 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Bäddvolymer 7
Sammanfattning Jonbyte med gel divinylbenzene SBA massa mer effektiv än aktivtkol för avskiljning av PFAA (Yu et. al 2009 för PFOA, Senevirathna et. al.for PFOS) För PFAA borttagning: bituminous aktivtkol<extruded PAC<kokosnötkol Aktivkol: olika avskiljning för olika PFAA För PFAA med samma antal kol carboxylsyror har sämre borttagning än sulfonsyregruppen (Herrera 2008, Dudley 2012) För karbolylsyror och sulfonsyror grupper - Kortare C-kjedia -> sämre borttagning Herrera 2008, Yu et. al. 2009, Dudley 2012) Anjonbyte: gel divinylbenzene SBA massa mer effektiv än macroporous polyacrylic SBA massa Aktivtkol och anjonbyte: PFHxA (C6) svaraste att avskilja 8