poli veya perflorlu alkillenmiş maddeler (PFAS)
PFAS nedir?
PFAS (poli- veya perflorlu alkillenmiş maddeler), "kuyruk" kısmında karbon-flor (C-F) bağları ve "kafa" kısmında su benzeri fonksiyonel gruplar bulunan insan yapımı kimyasalların toplu adıdır (Şekil 1).
PFAS amfifilik kimyasallardır, çünkü C-F bağı hidrofobiktir, "baş" fonksiyonel grupları ise temel olarak asitler ve hidrofiliktir.
Bu amfifilik özelliğinden dolayı FPAS su/yağ iticidir ve birçok ürün imalatı için uygundur. 1930'lardan beri yangın söndürme köpükleri, boyalar, kumaş ve halı leke koruma ürünleri, gıda ambalajları, pişirme kapları vb. ürünlerde farklı PFAS kullanılmaktadır. Şimdiye kadar 6000'e kadar PFAS bulunmuştur, en yaygın olanları perflorooktanoik asittir. (PFOA) ve perflorooktansülfonik asit (PFOS).
PFAS (poli- veya perflorlu alkillenmiş maddeler), "kuyruk" kısmında karbon-flor (C-F) bağları ve "kafa" kısmında su benzeri fonksiyonel gruplar bulunan insan yapımı kimyasalların toplu adıdır (Şekil 1).
PFAS amfifilik kimyasallardır, çünkü C-F bağı hidrofobiktir, "baş" fonksiyonel grupları ise temel olarak asitler ve hidrofiliktir.
Bu amfifilik özelliğinden dolayı FPAS su/yağ iticidir ve birçok ürün imalatı için uygundur. 1930'lardan beri yangın söndürme köpükleri, boyalar, kumaş ve halı leke koruma ürünleri, gıda ambalajları, pişirme kapları vb. ürünlerde farklı PFAS kullanılmaktadır. Şimdiye kadar 6000'e kadar PFAS bulunmuştur, en yaygın olanları perflorooktanoik asittir. (PFOA) ve perflorooktansülfonik asit (PFOS).
Şekil 1 – PFAS (PFOS ve PFOA) bileşiklerinin moleküler yapısı.
PFAS'ın çevrede taşınması
PFAS çevreye birçok yoldan girer, örn. 1) kimyasal üretim tesislerinden uygunsuz deşarj; 2) site kontaminasyonu örn. askeri alanlarda sulu film oluşturan köpük (AFFF); 3) örneğin sırasında çamur/toprak boşaltma tarama ve hafriyat işleri; 4) katı atıkların düzenli depolama sahasından sızması; 5) yağmur suyu ve şehir atıklarının akışı; 6) PFAS içeren ürünlerin vb. termal işlenmesinden kaynaklanan hava emisyonu.
PFAS çevrede yaygındır. Avrupa'da potansiyel olarak PFAS yayan toplam fabrika alanlarının 100.000 civarında olduğu tahmin edilmektedir [1]. Öte yandan, PFAS kalıcı kimyasallardır çünkü C-F bağı doğadaki en güçlü kimyasal bağlardan biridir ve biyolojik olarak çok az parçalanabilirler. 'sonsuza kadar kimyasallar' olarak bilinir.
Şekil 1, PFAS'ın çevreye ve son olarak insan vücuduna giden yolunu göstermektedir.
PFAS çevreye birçok yoldan girer, örn. 1) kimyasal üretim tesislerinden uygunsuz deşarj; 2) site kontaminasyonu örn. askeri alanlarda sulu film oluşturan köpük (AFFF); 3) örneğin sırasında çamur/toprak boşaltma tarama ve hafriyat işleri; 4) katı atıkların düzenli depolama sahasından sızması; 5) yağmur suyu ve şehir atıklarının akışı; 6) PFAS içeren ürünlerin vb. termal işlenmesinden kaynaklanan hava emisyonu.
PFAS çevrede yaygındır. Avrupa'da potansiyel olarak PFAS yayan toplam fabrika alanlarının 100.000 civarında olduğu tahmin edilmektedir [1]. Öte yandan, PFAS kalıcı kimyasallardır çünkü C-F bağı doğadaki en güçlü kimyasal bağlardan biridir ve biyolojik olarak çok az parçalanabilirler. 'sonsuza kadar kimyasallar' olarak bilinir.
Şekil 1, PFAS'ın çevreye ve son olarak insan vücuduna giden yolunu göstermektedir.
Şekil 2 - PFAS'ın çevreye ve insan vücuduna giden yolu [2].
Yeni nesil PFAS
Günümüzde, giderek daha fazla uzun zincirli PFAS aşamalı olarak kullanımdan kaldırılmış ve kısa zincirli alternatifler ile değiştirilmiştir. Ne yazık ki, kısa zincirli PFAS'lar da kalıcıdır ve daha kısa sürede dağıtılabilen suda daha fazla çözünür ve biyo-birikimlidir.
Örneğin, Hollanda'da 2012'den beri PFOA'nın yerine geçen GenX (heksafloropropilen oksit-dimer asit) kullanılmıştır. 7 yıldan kısa bir süre içinde, bu kimyasal komşu nehir suyunda, nehir suyuna sızan yeraltı suyunda ve bir floropolimer üretim tesisinin yakınındaki içme suyu bile. Tespit edilen GenX seviyesi, 1970'lerden bu yana uzun bir süre boyunca kullanılan önceki PFOA'dan şaşırtıcı derecede yüksektir [3],
İnsan sağlığı üzerindeki etkisi
İçme suyu ve gıda yoluyla alım, PFAS içeren malzemelerle temas halinde olmak ve PFAS ile kirlenmiş havanın solunması, insanların PFAS'a maruz kalması için olası yollar. ABD'de yapılan ulusal bir araştırma, nüfusun yaklaşık %100'ünün kan serumunda belirli düzeyde PFAS taşıdığını, bunun yeni doğan bebeklerde de olduğunu ortaya koydu. Raporlar ayrıca PFAS'ın çocukların gelişimini engelleyebileceğini, insan üreme, tiroid ve bağışıklık sistemine müdahale edebileceğini ve ayrıca kanserojen olabileceğini de göstermiştir.
Günümüzde, giderek daha fazla uzun zincirli PFAS aşamalı olarak kullanımdan kaldırılmış ve kısa zincirli alternatifler ile değiştirilmiştir. Ne yazık ki, kısa zincirli PFAS'lar da kalıcıdır ve daha kısa sürede dağıtılabilen suda daha fazla çözünür ve biyo-birikimlidir.
Örneğin, Hollanda'da 2012'den beri PFOA'nın yerine geçen GenX (heksafloropropilen oksit-dimer asit) kullanılmıştır. 7 yıldan kısa bir süre içinde, bu kimyasal komşu nehir suyunda, nehir suyuna sızan yeraltı suyunda ve bir floropolimer üretim tesisinin yakınındaki içme suyu bile. Tespit edilen GenX seviyesi, 1970'lerden bu yana uzun bir süre boyunca kullanılan önceki PFOA'dan şaşırtıcı derecede yüksektir [3],
İnsan sağlığı üzerindeki etkisi
İçme suyu ve gıda yoluyla alım, PFAS içeren malzemelerle temas halinde olmak ve PFAS ile kirlenmiş havanın solunması, insanların PFAS'a maruz kalması için olası yollar. ABD'de yapılan ulusal bir araştırma, nüfusun yaklaşık %100'ünün kan serumunda belirli düzeyde PFAS taşıdığını, bunun yeni doğan bebeklerde de olduğunu ortaya koydu. Raporlar ayrıca PFAS'ın çocukların gelişimini engelleyebileceğini, insan üreme, tiroid ve bağışıklık sistemine müdahale edebileceğini ve ayrıca kanserojen olabileceğini de göstermiştir.
References:
[1] Nordic Council of Ministers, 2019, The cost of inaction - A socioeconomic analysis of environmental and health impacts linked to exposure to PFAS, TemaNord No 516.
[2] A review of the pathways of human exposure to poly- and perfluoroalkyl substances (PFASs) and present understanding of health effects, Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology, 2018
[3] The PFOA substitute GenX detected in the environment near a fluoropolymer manufacturing plant in the Netherlands, Chemosphere, April 2019, 493-500.