Ảnh: James Willamor từ Wikimedia, được cấp phép theo CC BY-SA 2.0

Bởi Lynne Peeples cho Ensia | @ensiamedia | @lynnepeeps

Ghi chú của biên tập viên: Câu chuyện này là một phần của cuộc điều tra kéo dài chín tháng về ô nhiễm nước uống trên khắp Hoa Kỳ. Loạt bài này được hỗ trợ bởi sự tài trợ của Quỹ Công viên và Quỹ Nước. Đọc câu chuyện ra mắt, “Khát khao tìm giải pháp” tại đây .

Tom Kennedy biết về việc nước uống của gia đình bị ô nhiễm lâu dài khoảng hai tháng sau khi anh được thông báo rằng bệnh ung thư vú đã di căn lên não và đã ở giai đoạn cuối.

Những rắc rối làm bẩn vòi của anh ấy: chất per- và polyfluoroalkyl (PFAS), một loại hóa chất rộng rãi được phát minh vào giữa những năm 1900 để bổ sung các đặc tính mong muốn như chống ố và chống dính vào giày, đồ nấu nướng và các vật dụng hàng ngày khác. Các nhà sản xuất ở Fayetteville, Bắc Carolina đã thải chúng ra sông Cape Fear – một nguồn nước uống trong khu vực – trong nhiều thập kỷ .

Kennedy, sống ở Wilmington gần đó, nói: “Tôi rất tức giận. “Tôi đã kết nối khá nhanh rằng PFAS có thể đã góp phần vào tình trạng của tôi. Mặc dù không có gì mà tôi có thể chứng minh được ”.

Tin xấu đã xảy ra hơn ba năm trước. Kennedy, người đã sống lâu hơn tiên lượng của mình, hiện là người ủng hộ tích cực cho việc điều chỉnh PFAS chặt chẽ hơn.

Ông nói: “PFAS có ở khắp mọi nơi. “Thực sự rất khó để có được bất kỳ sự thay đổi nào.”

Người sống sót sau căn bệnh ung thư vú Tom Kennedy đã trở thành một người ủng hộ tích cực cho các quy định PFAS cứng rắn hơn sau khi các hóa chất được tìm thấy trong dòng sông cung cấp nước uống của anh ta. Ảnh do Tom Kennedy cung cấp.

Thật vậy, các dạng PFAS khác nhau vẫn được sử dụng trong nhiều sản phẩm công nghiệp và tiêu dùng – từ chảo chống dính và thảm chống ố đến giấy gói thực phẩm và bọt chữa cháy – và đã trở nên phổ biến. Các hợp chất xâm nhập vào môi trường ở bất cứ nơi nào chúng được tạo ra, đổ, thải hoặc sử dụng. Mưa có thể cuốn chúng vào các nguồn nước uống trên bề mặt như hồ, hoặc PFAS có thể dần dần di chuyển qua đất để đến mạch nước ngầm – một nguồn quan trọng khác của hệ thống nước công cộng và giếng tư nhân.

Vì những lý do tương tự, các hóa chất được đánh giá cao bởi các nhà sản xuất – chúng chống lại nhiệt, dầu và nước – PFAS cũng tồn tại trong đất, nước và cơ thể chúng ta.

Nghiên cứu cho thấy hơn 200 triệu người Mỹ có thể đang uống nước bị nhiễm PFAS . Khi các nghiên cứu tiếp tục liên kết việc phơi nhiễm với một danh sách dài các hậu quả sức khỏe tiềm ẩn – bao gồm các liên kết đến tính nhạy cảm với Covid-19 – các nhà khoa học và những người ủng hộ đang kêu gọi hành động khẩn cấp từ cả cơ quan quản lý và ngành công nghiệp để hạn chế sử dụng PFAS và thực hiện các bước để đảm bảo các hợp chất đã có trong môi trường tránh xa nước uống.

Hàng ngàn hóa chất

PFAS có từ những năm 1930 và 1940, khi các nhà khoa học của Dự án Dupont và Manhattan vô tình phát hiện ra các hợp chất này. Công ty Khai thác và Sản xuất Minnesota, nay là 3M, đã sớm bắt đầu sản xuất PFAS như một thành phần chính trong Scotchgard và các sản phẩm chống dính, chống thấm và chống ố khác.

Hàng ngàn hóa chất PFAS khác nhau đã xuất hiện trong những thập kỷ sau đó, bao gồm hai phiên bản được nghiên cứu nhiều nhất: PFOS và PFOA. Oral-B bắt đầu sử dụng PFAS trong chỉ nha khoa. Gore-Tex đã sử dụng nó để làm vải không thấm nước. Hush Puppies đã sử dụng da chống thấm nước cho giày. Và DuPont, cùng với công ty phụ thuộc Chemours, đã sử dụng các hợp chất này để tạo ra lớp phủ Teflon phổ biến của mình.

Khoa học cho thấy mối liên hệ giữa vùng phi dịch hại tiếp xúc và một loạt các hậu quả về sức khỏe, bao gồm cả khả năng rủi ro gia tăng của bệnh ung thư , bệnh tuyến giáp , cholesterol cao , tổn thương gan , bệnh thận , thấp trẻ sơ sinh nhẹ cân , ức chế miễn dịch , viêm loét đại tràng và bệnh cao huyết áp do thai kỳ .

David Andrews, nhà khoa học cấp cao của Nhóm công tác môi trường phi lợi nhuận (EWG, cộng tác viên của dự án báo cáo này) cho biết: “PFAS thực sự có vẻ tương tác với đầy đủ các chức năng sinh học trong cơ thể chúng ta . “Ngay cả ở mức độ mà một người bình thường có ở đất nước này, những hóa chất này có thể có tác động.”

PFAS đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ trong các vật dụng thông thường như dụng cụ nấu nướng và giấy gói thực phẩm. © iStockphoto.com | woottigon | ia_64

Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ (CDC) thậm chí đã đưa ra cảnh báo rằng việc tiếp xúc với PFAS ở mức cao có thể làm tăng nguy cơ nhiễm Covid-19 và ghi nhận bằng chứng từ các nghiên cứu trên người và động vật cho thấy PFAS có thể làm giảm hiệu quả của vắc xin. PFAS được gọi là PFBA đang nêu lên mối quan tâm đặc biệt liên quan đến đại dịch toàn cầu. Philippe Grandjean, giáo sư y học môi trường tại Đại học Nam Đan Mạch và tại Trường Y tế Công cộng Harvard TH Chan ở Cambridge, Massachusetts, và các đồng nghiệp gần đây đã tìm thấy mối tương quan thuận giữa mức độ nghiêm trọng của các triệu chứng Covid-19 và sự hiện diện của PFBA ở cá nhân. ‘máu, theo bài báo in trước không được đánh giá ngang hàng của họ được xuất bản vào tháng 10.

“Có rất nhiều tác dụng phụ tiềm ẩn. Đối với tôi, sự can thiệp vào hệ thống miễn dịch là quan trọng nhất, ”Grandjean nói. “Theo dữ liệu của chúng tôi, hệ thống miễn dịch bị ảnh hưởng ở mức độ phơi nhiễm thấp nhất.”

Tai ương

Một khi PFAS đi vào môi trường, các hợp chất có khả năng tồn tại rất lâu vì chúng không dễ bị phá vỡ bởi ánh sáng mặt trời hoặc các quá trình tự nhiên khác.

PFAS đang gây ô nhiễm đất và nước trên khắp Hoa Kỳ. Bản quyền © Nhóm Công tác Môi trường, www.ewg.org. Sao chép với sự cho phép.

Ô nhiễm PFAS kế thừa và đang diễn ra hiện nay trên khắp Hoa Kỳ, đặc biệt là tại hoặc gần các địa điểm liên quan đến đào tạo chữa cháy, công nghiệp, bãi chôn lấp và xử lý nước thải . Gần Parkersburg, Tây Virginia, PFAS đã ngấm vào nguồn cung cấp nước uống từ một nhà máy Dupont. Tại Decatur, Alabama , một cơ sở sản xuất 3M bị nghi ngờ xả PFAS, gây ô nhiễm nước sinh hoạt của cư dân. Ở Hyannis, Massachusetts , bọt chữa cháy từ một học viện đào tạo lính cứu hỏa là nguồn có khả năng gây ô nhiễm nước giếng, theo tiểu bang . Việc sử dụng các vật liệu có chứa PFAS như bọt chữa cháy tại hàng trăm địa điểm quân sự trên khắp đất nước, bao gồm một địa điểm trên Đảo Whidbey ở Bang Washington, cũng đã làm ô nhiễm nhiều nguồn cung cấp nước uống.

“Nó hoạt động tốt cho các đám cháy. Donald (Matt) Reeves, phó giáo sư địa chất thủy văn tại Đại học Western Michigan ở Kalamazoo, người nghiên cứu cách PFAS di chuyển xung quanh và tồn tại trong môi trường, cho biết.

Nó có thể là một vòng lặp gần như vô tận, Reeves giải thích. Ngành công nghiệp có thể thải các hợp chất này vào một dòng chất thải dẫn đến một nhà máy xử lý nước thải. Nếu cơ sở đó không được trang bị các bộ lọc có thể bẫy PFAS, các hóa chất có thể đi trực tiếp vào nguồn nước uống. Hoặc một cơ sở xử lý nước thải có thể tạo ra bùn có PFAS được bón vào đất hoặc đưa vào bãi chôn lấp. Dù bằng cách nào, PFAS cũng có thể thoát ra ngoài và tìm đường quay trở lại nhà máy xử lý nước thải, lặp lại chu trình. Các hợp chất này cũng có thể được phát tán vào không khí, dẫn đến một số trường hợp PFAS lắng đọng trên đất liền, nơi nó có thể thấm ngược vào nguồn cung cấp nước uống.

Ông nói, nghiên cứu của mình ở Michigan lặp lại một xu hướng rộng lớn hơn trên khắp nước Mỹ: “Bạn càng kiểm tra nhiều, bạn càng tìm thấy nhiều hơn”.

Trên thực tế, một nghiên cứu của các nhà khoa học từ EWG , được công bố vào tháng 10 năm 2020, đã sử dụng dữ liệu thử nghiệm của tiểu bang để ước tính rằng hơn 200 triệu người Mỹ có thể có PFAS trong nước uống của họ ở nồng độ 1 phần nghìn tỷ (ppt) hoặc cao hơn. Đó là giới hạn an toàn được khuyến nghị, theo một số nhà khoa học và những người ủng hộ sức khỏe , và tương đương với một giọt trong 500.000 thùng nước .

Trong số 44 mẫu nước uống được kiểm tra vào năm ngoái, Nhóm Công tác Môi trường đã tìm thấy PFAS ở mức liên quan trong 41. Bản quyền © Nhóm Công tác Môi trường, www.ewg.org. Sao chép với sự cho phép.

Andrews của EWG, đồng tác giả của bài báo cho biết: “Điều này thực sự làm nổi bật mức độ mà những chất gây ô nhiễm này có trong nước uống trên toàn quốc. “Và, theo một số cách, đó không phải là một bất ngờ lớn. Gần như không thể thoát khỏi ô nhiễm nước uống ”. Ông tham khảo nghiên cứu từ CDC đã tìm thấy các chất hóa học trong máu của 98% người Mỹ được khảo sát .

Quy định không nhất quán

Các nhà sản xuất hóa chất Hoa Kỳ đã tự nguyện loại bỏ dần việc sử dụng và phát thải PFOS và PFOA, và các nỗ lực trong ngành đang được tiến hành để giảm ô nhiễm đang diễn ra và làm sạch ô nhiễm trong quá khứ – ngay cả khi các công ty không phải lúc nào cũng đồng ý với các nhà khoa học về các nguy cơ sức khỏe liên quan.

Sean Lynch, phát ngôn viên của 3M cho biết: “Sức nặng của bằng chứng khoa học từ nhiều thập kỷ nghiên cứu không cho thấy PFOS hoặc PFOA gây hại cho con người ở mức độ hiện tại hoặc lịch sử”. Tuy nhiên, ông lưu ý rằng công ty của ông đã đầu tư hơn 200 triệu đô la Mỹ trên toàn cầu để làm sạch các hợp chất: “Khi năng lực khoa học và công nghệ của chúng tôi phát triển, chúng tôi sẽ tiếp tục đầu tư vào công nghệ làm sạch và kiểm soát tiên tiến và làm việc với cộng đồng để xác định đâu công nghệ này có thể tạo ra sự khác biệt. ”

Thom Sueta, người phát ngôn của công ty Chemours, ghi nhận những nỗ lực tương tự nhằm giải quyết các vấn đề phát thải và khí thải trong quá khứ và hiện tại. Nhà máy Fayetteville của công ty đã thải một lượng lớn hợp chất PFAS GenX, làm ô nhiễm nguồn nước uống của Kennedy và khoảng 250.000 người hàng xóm của ông.

“Chúng tôi tiếp tục giảm tải PFAS xuống sông Cape Fear và bắt đầu vận hành hệ thống thu gom và xử lý nguồn nước ngầm quan trọng tại địa điểm này vào mùa thu năm nay,” Sueta nói trong một email.

Một phần lớn của thách thức là PFAS được coi là một chất gây ô nhiễm mới nổi và do đó, không được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) quản lý.

Nhưng hầu hết ô nhiễm PFOS và PFOA đang diễn ra dường như đến từ việc sử dụng trước đó quay trở lại môi trường và vào người, Andrews lưu ý.

Một phần lớn của thách thức là PFAS được coi là một chất gây ô nhiễm mới nổi và do đó, không được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) quản lý. Vào năm 2016, EPA đã đặt ra giới hạn tư vấn sức khỏe không ràng buộc là 70 ppt đối với PFOA và PFOS trong nước uống. Cơ quan này đã đề xuất xây dựng các quy định liên bang về các chất gây ô nhiễm vào tháng 2 năm 2020 và hiện đang xem xét các ý kiến ​​với kế hoạch đưa ra quyết định cuối cùng vào mùa đông này.

Một số bang của Hoa Kỳ đã đặt giới hạn nước uống cho PFAS, bao gồm California, Minnesota và New York. Các quy định của Michigan, bao gồm bảy hợp chất PFAS khác nhau, là một số quy định nghiêm ngặt nhất . Reeves của Đại học Western Michigan nói rằng cuộc khủng hoảng ô nhiễm chì năm 2014 ở Flint đã nâng cao sự tập trung của bang vào nước uống an toàn.

Tuy nhiên, sự không thống nhất trên toàn quốc đã tạo ra sự nhầm lẫn. “Quy định của PFAS vẫn khác nhau. David Sedlak, giáo sư kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học California, Berkeley, nói: “Các quốc gia đều có những ý tưởng khác nhau, và đó không hẳn là một điều tốt. “Mọi người không chắc chắn phải làm gì.”

Hội đồng Công nghệ và Quy định Liên bang, hoặc ITRC, một liên minh các bang khuyến khích việc sử dụng các công nghệ và quy trình mới để xử lý môi trường, đang làm việc để tập hợp các khuyến nghị dựa trên bằng chứng cho quy định PFAS trong trường hợp không có hành động liên bang.

Giáo sư Đại học Nam Đan Mạch và Đại học Harvard Grandjean đề xuất mức độ an toàn của PFAS trong nước uống có thể là khoảng 1 ppt hoặc thấp hơn. Ông nói: Đánh giá rủi ro mới nhất của Liên minh châu Âu, mà Grandjean nói tương ứng với giới hạn khuyến nghị khoảng 2 ppt cho bốn hợp chất PFAS phổ biến, là “có thể gần”, ông nói. “Đó không phải là một giới hạn phòng ngừa, nhưng chắc chắn nó gần hơn rất nhiều so với EPA.”

GenX, được DuPont giới thiệu vào năm 2009 để thay thế PFOA, nằm trong một thế hệ PFAS chuỗi ngắn mới hơn được thiết kế để có ít phân tử carbon hơn PFAS chuỗi dài ban đầu. Ban đầu chúng được cho là ít độc hại hơn và nhanh chóng được đào thải ra khỏi cơ thể. Nhưng một số bằng chứng đang chứng minh ngược lại: Các nghiên cứu cho thấy rằng những người họ hàng này có thể gây ra nhiều rủi ro giống như những người tiền nhiệm của họ.

Sedlak nói: “Họ hóa chất PFAS đang được sử dụng trong thương mại rộng hơn rất nhiều so với nhóm nhỏ các hợp chất mà EPA đang xem xét điều chỉnh”. “Cho đến nay, trọng tâm của các cuộc thảo luận liên quan đến quy định tập trung vào PFOS và PFOA với một số cuộc thảo luận về GenX. Nhưng càng đào sâu, chúng ta càng thấy rất nhiều và rất nhiều PFAS ngoài kia ”.

Andrews lưu ý rằng mô hình liên tục thay thế một hóa chất độc hại này bằng một hóa chất độc khác là một vấn đề mà chính phủ liên bang cần khẩn trương khắc phục. Ông nói: “Toàn bộ họ hóa chất này có nhiều đặc điểm giống nhau.

Andrews nói: “Khi những chất hóa học này ngừng được sản xuất, đặc biệt là với số lượng đáng kể trên toàn quốc, thì hàm lượng sẽ giảm xuống,” Andrews nói, đề cập đến sự sụt giảm tương ứng nồng độ PFOS và PFOA trong máu của người Mỹ sau khi loại bỏ các hợp chất. “Nhưng nó làm dấy lên mối lo ngại về điều gì sẽ xảy ra tiếp theo? Hay chúng ta đang thực sự tiếp xúc với điều gì mà chúng ta không thử nghiệm? “

Việc sử dụng PFAS trong bọt chữa cháy đã dẫn đến ô nhiễm môi trường trên diện rộng trên khắp Hoa Kỳ, đặc biệt là trong hoặc gần các căn cứ quân sự. Ảnh © iStockphoto.com | kzenon

Andrews và đồng tác giả của ông, Olga Naidenko, cũng là một nhà khoa học của EWG, tiếp tục kêu gọi các chính phủ xem xét một kết quả tương đối thấp: việc sử dụng PFAS không cần thiết. Naidenko nói: “Ngay cả khi ai đó đưa ra lập luận rằng, đối với những đám cháy nghiêm trọng, chúng ta cần sử dụng loại bọt tốt nhất, tôi nghĩ tất cả chúng ta đều có thể đồng ý rằng không có lý do gì để phun PFAS chỉ để huấn luyện. “Bạn có thể phun nước.”

Những người ủng hộ sức khỏe môi trường bày tỏ hy vọng rằng năm 2021 sẽ mang lại tiến bộ lớn hơn về quy định PFAS. Tổng thống đắc cử Joe Biden đã cam kết đặt ra các giới hạn có thể thực thi đối với PFAS trong nước uống và chỉ định PFAS là một chất độc hại – sẽ đẩy nhanh việc dọn dẹp các địa điểm bị ô nhiễm theo chương trình Superfund của EPA .

Phá vỡ chuỗi

Trong khi đó, câu hỏi trị giá hàng triệu đô la (hoặc thực tế là hơn thế nữa) là: Làm thế nào để chúng ta loại bỏ PFAS từ nước uống? Liên kết giữa các nguyên tử cacbon và flo là một trong những liên kết mạnh nhất trong tự nhiên. Kết quả là PFAS phân hủy rất chậm trong tự nhiên. Sedlak nói: “Mọi người đã gọi chúng là ‘hóa chất mãi mãi’ vì lý do chính đáng. “Những liên kết carbon-flo này muốn giữ nguyên.”

Vì PFAS chống lại sự suy thoái, nên lọc là chiến lược chính để loại bỏ nó khỏi nước uống. Bộ lọc than hoạt tính dạng hạt có thể hấp thụ PFAS và các chất gây ô nhiễm khác, mặc dù chúng phải được thay thế khi tất cả diện tích bề mặt có sẵn bị chiếm dụng bởi hóa chất. Các bộ lọc cũng có xu hướng hoạt động kém hơn đối với chuỗi ngắn so với PFAS chuỗi dài. Một phương pháp loại bỏ khác là sử dụng nhựa trao đổi ion, có thể hút và giữ các chất gây ô nhiễm tích điện âm như PFAS. Có lẽ công nghệ hiệu quả nhất cho đến nay là thẩm thấu ngược. Cách tiếp cận này có thể lọc ra một loạt PFAS. Heather Stapleton, giáo sư chính sách và khoa học môi trường tại Đại học Duke ở Durham, Bắc Carolina, cho biết đồng thời, nó có giá cao ngất ngưởng.

Stapleton đã nghiên cứu các bộ lọc khác nhau và nhận thấy rằng tất cả chúng đều có thể hoạt động tốt. Cô đã lắp đặt một bộ lọc tại nhà sau khi phát hiện ra PFAS trong nước uống của chính mình. Nhưng chi phí đó có thể là một rào cản đáng kể đối với nhiều người, cô lưu ý, khiến nó trở thành “vấn đề công bằng môi trường”.

Sự đa dạng của các hợp chất PFAS cũng đặt ra một thách thức. Naidenko cho biết: Các hệ thống cấp nước cộng đồng có thể dành nguồn lực đáng kể để lắp đặt hệ thống xử lý nước chỉ để thấy rằng trong khi phương pháp này có thể hoạt động tốt trong việc loại bỏ một bộ PFAS, nó có thể không lọc được bộ khác, Naidenko nói.

Các nhà khoa học đang nghiên cứu thêm các phương pháp xử lý hóa học và sinh học. Sedlak nằm trong số các nhà nghiên cứu đang tìm cách xử lý PFAS khi nó vẫn còn trong lòng đất, chẳng hạn như thông qua quá trình oxy hóa tại chỗ kết hợp với vi khuẩn để phân hủy hóa chất.

“Điều chúng tôi biết chắc chắn là chúng tôi đã bị lộ. Những gì chúng tôi không biết là tác động lâu dài đến sức khỏe của chúng tôi như một cộng đồng ”- Emily Donovan

Joel Ducoste, một giáo sư về kỹ thuật dân dụng, xây dựng và môi trường tại Đại học NC State ở Raleigh, Bắc Carolina, than thở rằng các quy trình xử lý hiện đang sử dụng vẫn chưa thể loại bỏ PFAS và cung cấp nước uống an toàn cho người Mỹ. Ông nói: “Đây là vấn đề ở bang của chúng tôi và đang trở thành vấn đề quốc gia.

Khoa học chắc chắn hơn về PFAS – các phương pháp điều trị tối ưu, các giải pháp thay thế thực sự an toàn và các tác động tiềm ẩn đến sức khỏe – không thể sớm xuất hiện đối với những người hàng ngày phải đối mặt với ô nhiễm PFAS di sản ở Wilmington.

“Điều chúng tôi biết chắc chắn là chúng tôi đã bị lộ. Emily Donovan, đồng sáng lập của Clean Cape Fear, một nhóm cơ sở ủng hộ nước sạch trong khu vực, cho biết những gì chúng tôi không biết là tác động lâu dài đến sức khỏe đối với chúng tôi với tư cách là một cộng đồng. Bà nói, một phần nỗ lực của họ là tìm kiếm sự theo dõi y tế tốt hơn đối với những người tiếp xúc với PFAS.

Do khoảng thời gian tiềm ẩn dài giữa phơi nhiễm và bệnh tật – thường là nhiều thập kỷ – nên rất khó để liên kết bất kỳ PFAS nào với các bệnh ung thư cụ thể. Kennedy ghi nhận gia đình ông không có tiền sử ung thư vú và không có khuynh hướng di truyền đối với căn bệnh này. Ông nói: “Những yếu tố đó khiến tôi càng tin rằng PFAS phải chịu trách nhiệm về việc này.

“Có vẻ như đó không phải là cách đúng đắn để kiểm tra độ an toàn của hóa chất – mối quan tâm cơ bản lớn ở đây – để phơi bày rộng rãi trong dân chúng. Tuy nhiên, đó dường như là những gì chúng tôi đang làm bây giờ, ”Andrews nói.