بررسی اثرات و چالش‌های زیست محیطی و انسانی آلاینده‌های نوظهور PFAS و راه-کارهایی برای مدیریت و پالایش آنها به شیوه ای پایدار

نوع مقاله : مروری

نویسندگان

1 گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

2 گروه برنامه ریزی، مدیریت محیط زیست و HSE، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

چکیده

ترکیبات پرفلوئوروآلکیلی (PFAS) به‌عنوان آلاینده‌های مصنوعی نوظهور با پایداری بالا و خطرات بالقوه برای سلامتی، به‌طور فزاینده‌ای مورد توجه قرار گرفته‌اند. این ترکیبات به دلیل ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی خاص، در محیط زیست به‌سختی تجزیه می‌شوند و به‌مدت طولانی باقی می‌مانند. PFAS در صنایع مختلفی همچون تولید مواد نساجی ضدآب، ظروف پخت‌وپز نچسب، بسته‌بندی‌های غذایی و مواد خاموش‌کننده آتش کاربرد دارند و از طرق گوناگون همچون فاضلاب‌های صنعتی و زنجیره غذایی وارد محیط زیست شده، مشکلاتی نظیر اختلالات غدد درون‌ریز، کاهش عملکرد سیستم ایمنی و خطرات بارداری را سبب می‌شوند. عدم توجه به این مسأله می‌تواند پیامدهای جبران‌ناپذیری بر امنیت غذایی، سلامت انسان و توسعه پایدار داشته باشد.

این پژوهش بر لزوم مدیریت پایدار PFAS تأکید کرده و نشان می‌دهد که بدون اقدامات سریع، این ترکیبات تهدیدی جدی برای اکوسیستم‌ها هستند. مطابق استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده(EPA)، سطح مجاز PFAS در آب آشامیدنی 70 نانوگرم بر لیتر است و مقادیر بالاتر از آن خطراتی همچون اختلالات هورمونی و کاهش ایمنی به همراه دارد. غلظت PFAS در محیط‌های مختلف گسترده است: در شیرابه بین 300 تا 125000 نانوگرم بر لیتر، در خاک بین 01/0 تا 460000 میکروگرم بر کیلوگرم و در جامدات زیستی بین 2/0 تا 500000 میکروگرم بر کیلوگرم. روش‌های حرارتی برای حذف PFAS از خاک کارآمد هستند اما هزینه‌بر و مخرب‌اند، در حالی که روش‌های زیستی مانند گیاه‌پالایی به دلیل سازگاری با محیط زیست مناسب‌ترند. برای آب، فناوری‌های نوین مانند اسمز معکوس، کربن فعال و تبادل یونی از موثرترین روش‌ها بوده و می‌توانند بیش از 90 درصد PFAS را حذف کنند. اقدامات نظیر کاهش تولید PFAS طی 10 سال آینده می‌تواند به حفظ سلامت و پایداری اکوسیستم‌ها کمک کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigate the environmental and human impacts and challenges of emerging PFAS contaminants and solutions for managing and remediating them in a sustainable manner

نویسندگان [English]

  • Shayan Shariati 1
  • Mehrdad Manafianvar 1
  • Majid Baghdadi 1
  • Touraj Nasrabadi 2
1 Department of Environmental Engineering, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran.
2 Department of Department of Planning, Environmental Management, and HSE, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran.
چکیده [English]

Perfluoroalkyl substances (PFAS), as emerging pollutants with high persistence and potential health risks, have increasingly gained attention. Due to their specific properties, these substances are resistant to degradation in the environment and can remain for extended periods. PFAS are utilized in various industries, such as the production of water-resistant textiles, non-stick cookware, food packaging, and fire-fighting foams. They enter the environment through numerous pathways, including industrial wastewater and the food chain, causing issues such as endocrine disorders, reduced immune function, and pregnancy risks. Neglecting this matter can bring about irreparable consequences for food security, human health, and sustainable development.

This study emphasizes the necessity of sustainable management of PFAS, highlighting that without swift actions, these compounds pose a serious threat to ecosystems. According to the United States Environmental Protection Agency (EPA), the permissible level of PFAS in drinking water is 70 ng/L, and concentrations above this limit can result in hormonal disruptions . PFAS concentrations vary widely in different environments: 300 to 125,000 ng/L in leachate, 0.01 to 460,000 µg/Kg in soil, and 0.2 to 500,000 µg/Kg in biosolids. Thermal methods are effective in removing PFAS from soil but are costly and environmentally disruptive, while biological approaches like phytoremediation are more eco-friendly. For water, advanced technologies such as reverse osmosis, activated carbon, and ion exchange are among the most effective methods, capable of removing more than 90% of PFAS. Strategies such as reducing PFAS production by 30–40% over the next decade could significantly contribute to safeguarding ecosystem health and sustainability.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Emerging Contaminants
  • Environment
  • Food Security
  • Perfluoroalkyl
  • Sustainable Development