Het geheim van de afbraak van PFAS

 Niet te missen: deze hele week al diverse berichten gezien, berichten gehoord,  mails en Whatsapp-berichten gehad: er is een spotgoedkope en energiezuinige manier om PFAS af te breken.

Bij de vertaling van een wetenschappelijke artikel naar een populair nieuwsitem willen er nog wel eens wat zaken verloren gaan, dus eerst maar eens het artikel opgezocht in Science: "Low-temperature mineralization of perfluorocarboxylic acids"

En inderdaad, je kunt PFAS afbreken. 

Wat moet je daarvoor doen in de praktijk? 

Men neme: 

1. PFAS houdend water
2. Doe er natronloog bij
3.  Voeg het oplosmiddel dimethyl sulfoxide (DMSO) toe (redelijk bekend in het lab)
4. Het geheel afkoken op zo’n 100 graden…. 
5.   · ….en de PFAS breekt af (>90% rendement)

Hoe werkt het?

PFAS-moleculen hebben een lange ‘staart’ van zeer sterke  koolstoffluorverbindingen. Daarnaast bevat PFAS een 'kop' met geladen zuurstofatomen, die kunnen reageren met andere moleculen. Door de PFAS te verwarmen in water met dimethylsulfoxide (DMSO) en natriumhydroxide (loog) wordt  de ‘kop’ van het molecuul afgehakt en blijft er een meer kwetsbare, reactieve staart achter. Door het 'onthoofden' van het molecuul verdwijnt het verband uit het oorspronkelijke ijzersterke molecule en reageert het molecule verder. Bij elke vervolg-reactie worden twee of drie koolstofmoleculen van de staart afgesloopt, tot je uiteindelijk onschadelijke koolstofverbindingen en fluoride, de veiligste vorm van fluor, overhoudt. 

Je kunt op deze manier  tien soorten perfluoralkylcarbonzuren (PFCA’s) en perfluoralkylethercarbonzuren (PFECA’s) af  breken, waaronder het giftige perfluoroctaanzuur (PFOA). Het zou in principe moeten werken voor de  PFAS die carbonzuren bevatten. Maar het merendeel en de meest toxische en stabiele PFAS hebben dat niet. Ik hoorde al iemand verzuchtten: "Mooi dat we hiermee een paar honderd van die verbindingen kunnen afbreken. Nog maar 4800 to go. "

In de praktijk

Tja... je kunt dit niet zomaar toepassen in een bemaling van 100 m3/uur of een bodemsanering in pak ’m beet Zwijndrecht. Die reactie met DMSO en natronloog werkt slecht in een grondpakket of watermatrix met veel andere storende verbindingen. Veel verbindingen, vetzuren bijvoorbeeld, zullen eerder reageren met DMSO dan PFAS. En dan het hele pakket opwarmen tot ruim honderd graden..... Het kan, maar kost heel veel energie. 

Je kunt dus beter eerst de PFAS uit het water / de bodem sterk  concentreren in een heel beperkt volume (paar m3), bijvoorbeeld met de techniek van HMVT. En dan daarna zou je het met deze magische afbraakmethode kunnen aanpakken. Gezien de laatste bijzonder lage lozingseis (in België heb ik al 20 ng/l  gezien)  moet je vervolgens actief kool naschakelen. 

Misschien maar eens een piloot doen? Iemand? Dan ga ik vast DMSO bestellen en een plekje vrijmaken in ons proeflab. 

Ik ben benieuwd naar jouw mening en ideeën.  Reacties en opbouwende kritiek via de comments of via Linkedin.