Comment détruire un « produit chimique éternel » – les scientifiques découvrent des moyens d’éliminer les PFAS, mais ce problème de santé mondial croissant ne va pas disparaître de sitôt.
Les produits chimiques PFAS semblaient être une bonne idée au début. En tant que téflon, ils ont rendu les pots plus faciles à nettoyer à partir des années 1940. Ils ont fait des vestes imperméables et des tapis résistants aux taches. Les emballages alimentaires, la mousse anti-incendie et même le maquillage semblaient mieux avec les substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées.
Ensuite, les tests ont commencé à détecter le PFAS dans le sang des gens.
Aujourd’hui, les PFAS sont omniprésents dans le sol, la poussière et l’eau potable dans le monde entier. Des études suggèrent qu’ils se trouvent dans 98% des corps des Américains, où ils ont été associés à des problèmes de santé, notamment des maladies de la thyroïde, des lésions hépatiques et des cancers des reins et des testicules. Il existe aujourd’hui plus de 9 000 types de PFAS. Ils sont souvent appelés «produits chimiques éternels» car les mêmes propriétés qui les rendent si utiles garantissent également qu’ils ne se décomposent pas dans la nature.
Les scientifiques travaillent sur des méthodes pour capturer ces produits chimiques synthétiques et les détruire, mais ce n’est pas simple.
La dernière percée, publiée le 18 août 2022 dans la revue Science, montre comment une classe de PFAS peut être décomposée en composants pour la plupart inoffensifs à l’aide d’hydroxyde de sodium, ou lessive, un composé peu coûteux utilisé dans le savon. Ce n’est pas une solution immédiate à ce vaste problème, mais cela offre de nouvelles perspectives.
Le biochimiste A. Daniel Jones et le pédologue Hui Li travaillent sur des solutions de PFAS à la Michigan State University et ont expliqué les techniques prometteuses de destruction de PFAS testées aujourd’hui.
Comment les PFAS passent-ils des produits de tous les jours dans l’eau, le sol et éventuellement les humains ?
Il existe deux principales voies d’exposition aux PFAS pour pénétrer chez l’homme : l’eau potable et la consommation alimentaire.
Les PFAS peuvent pénétrer dans le sol par l’épandage de biosolides, c’est-à-dire les boues provenant du traitement des eaux usées, et peuvent-ils être lessivés des décharges. Si des biosolides contaminés sont appliqués sur les champs agricoles comme engrais, les PFAS peuvent pénétrer dans l’eau et dans les cultures et les légumes.
Par exemple, le bétail peut consommer des PFAS à travers les cultures qu’il mange et l’eau qu’il boit. Des cas ont été signalés dans le Michigan, le Maine et le Nouveau-Mexique de niveaux élevés de PFAS chez les bovins et les vaches laitières. L’ampleur du risque potentiel pour l’homme est encore largement inconnue.
Des vaches ont été trouvées avec des niveaux élevés de PFAS dans une ferme du Maine.
Adam Glanzman/Bloomberg via Getty Images
Les scientifiques de notre groupe à la Michigan State University travaillent sur des matériaux ajoutés au sol qui pourraient empêcher les plantes d’absorber le PFAS, mais cela laisserait du PFAS dans le sol.
Le problème est que ces produits chimiques sont partout et qu’il n’y a pas de processus naturel dans l’eau ou le sol qui les décompose. De nombreux produits de consommation sont chargés de PFAS, notamment le maquillage, le fil dentaire, les cordes de guitare et la cire de ski.
Comment les projets d’assainissement éliminent-ils la contamination par les PFAS maintenant ?
Des méthodes existent pour les filtrer hors de l’eau. Les produits chimiques colleront au charbon actif, par exemple. Mais ces méthodes sont coûteuses pour les projets à grande échelle et il faut encore se débarrasser des produits chimiques.
Par exemple, près d’une ancienne base militaire près de Sacramento, en Californie, il y a un énorme réservoir de charbon actif qui absorbe environ 1 500 gallons d’eau souterraine contaminée par minute, la filtre puis la pompe sous terre. Ce projet d’assainissement a coûté plus de 3 millions de dollars, mais il empêche les PFAS de pénétrer dans l’eau potable utilisée par la communauté.
Le filtrage n’est qu’une étape. Une fois le PFAS capturé, vous devez vous débarrasser des charbons actifs chargés de PFAS, et le PFAS se déplace toujours. Si vous enterrez des matériaux contaminés dans une décharge ou ailleurs, les PFAS finiront par lessiver. C’est pourquoi il est essentiel de trouver des moyens de le détruire.
Quelles sont les méthodes les plus prometteuses que les scientifiques ont trouvées pour décomposer les PFAS ?
La méthode la plus courante de destruction des PFAS est l’incinération, mais la plupart des PFAS sont remarquablement résistants à la combustion. C’est pourquoi ils sont dans les mousses anti-incendie.
Les PFAS ont plusieurs atomes de fluor attachés à un atome de carbone, et la liaison entre le carbone et le fluor est l’une des plus fortes. Normalement, pour brûler quelque chose, vous devez rompre la liaison, mais le fluor résiste à la rupture du carbone. La plupart des PFAS se décomposent complètement à des températures d’incinération d’environ 1 500 degrés Celsius (2 730 degrés Fahrenheit), mais ils consomment beaucoup d’énergie et les incinérateurs appropriés sont rares.
Il existe plusieurs autres techniques expérimentales prometteuses, mais qui n’ont pas été mises à l’échelle pour traiter de grandes quantités de produits chimiques.
Un groupe de Battelle a développé une oxydation supercritique de l’eau pour détruire les PFAS. Des températures et des pressions élevées modifient l’état de l’eau, accélérant la chimie d’une manière qui peut détruire les substances dangereuses. Cependant, la mise à l’échelle reste un défi.
D’autres travaillent avec des réacteurs à plasma, qui utilisent de l’eau, de l’électricité et du gaz argon pour décomposer les PFAS. Ils sont rapides, mais pas faciles à mettre à l’échelle.
La méthode décrite dans le nouvel article, dirigée par des scientifiques de Northwestern, est prometteuse pour ce qu’ils ont appris sur la façon de briser les PFAS. Il ne passera pas à un traitement industriel et utilise du diméthylsulfoxyde, ou DMSO, mais ces découvertes guideront les futures découvertes sur ce qui pourrait fonctionner.
Que verrons-nous probablement dans le futur ?
Beaucoup dépendra de ce que nous apprendrons sur la provenance principale de l’exposition humaine aux PFAS.
Si l’exposition provient principalement de l’eau potable, il existe d’autres méthodes potentielles. Il est possible qu’il soit éventuellement détruit au niveau domestique avec des méthodes électrochimiques, mais il reste également des risques potentiels à comprendre, tels que la conversion de substances courantes telles que le chlorure en sous-produits plus toxiques.
Le grand défi de l’assainissement est de s’assurer que nous n’aggravons pas le problème en libérant d’autres gaz ou en créant des produits chimiques nocifs. Les humains ont une longue histoire d’essayer de résoudre des problèmes et d’aggraver les choses. Les réfrigérateurs en sont un excellent exemple. Le fréon, un chlorofluorocarbure, était la solution pour remplacer l’ammoniac toxique et inflammable dans les réfrigérateurs, mais il a ensuite causé l’appauvrissement de l’ozone stratosphérique. Il a été remplacé par des hydrofluorocarbures, qui contribuent désormais au changement climatique.
S’il y a une leçon à tirer, c’est que nous devons réfléchir au cycle de vie complet des produits. Combien de temps avons-nous vraiment besoin de produits chimiques pour durer?
