Introducere în electronică digitală

începe să se simtă ca o tradiție pe care o anumită substanță sau grup de substanțe devin foarte populară datorită anumitor proprietăți chimice sau fizice foarte dorite, numai pentru aceste substanțe chimice, apoi pentru aceste substanțe chimice pentru a se întoarce pentru a forma un pericol pentru biosferă, viața umană sau ambele. În cazul substanțelor per- și polifluoroalchil (PFA) nu este diferit. La descoperirea faptului că un subgrup al acestora – fluorfactanții – au capacitatea de a minimiza tensiunea suprafeței apei în mod substanțial mult decât alți surfactanți, au început să fie utilizați peste tot.

Astăzi, fluorlorfactanții sunt utilizați în orice, de la repellente pete pentru a picta, machiaj și spumă folosite de pompieri. Într-un studiu recent al 231 de produse cosmetice au intrat în SUA și Canada (Whitehead et al., 2021), sa constatat că toate acestea conțin PFA, chiar și atunci când nu sunt furnizate pe ambalaj. Partea problematică aici este că PFASS sunt foarte stabile, nu se degradează după ce eliminarea și bioacumulați în organism în care pot avea efecte de întrerupere endocrină.

Unele domenii au interzis cel puțin parțial PFA, dar dovezile pentru acest lucru sunt atât de mult amestecate. Să analizăm ceea ce știm în acest moment și ce alternative trebuie să continuăm să folosim aceste substanțe.

Iubeste-l sau ura

Schema schematică a unui micel de ulei în suspensie apoasă, cum ar fi s-ar putea să apară într-o emulsie de ulei în apă. În acest exemplu, cozile solubile solubile solubale ale moleculelor de surfactant în ulei, în timp ce capetele solubile în apă rămân în contact cu faza de apă. (Credit: Stephen Gilbert)
Agenții tensioactivi (agenți activi) găsesc utilizări în umectarea, dispersarea, emulsifierea, spumarea, precum și agenții anti-spumatori. Această adaptabilitate a dus la transformarea într-un număr uluitor de produse, variind de la articole de îngrijire personală, inclusiv șampoane, produse cosmetice și pastă de dinți, la ceară de schi, tratamente anti-ceață, cerneluri, adezivi, vopsele, săpunuri, emulsii, țesături Motoare și detergenți, pentru spumă, erbicide și insecticide de pompieri.

Principiul de bază care face ca agenții tensioactivi să fie un cap care este hidrofil și unul sau mai multe cozi care sunt hidrofobe. Acest lucru permite proprietăților macro, cum ar fi controlul spumei sau emulsificarea care formează o astfel de caracteristică a numeroaselor produse din fiecare zi.

Majoritatea cozilor surfactanților sunt destul de similare, luând forma unui lanț de hidrocarburi. PFA utilizat ca surfactanți au în schimb un lanț de fluorocarbon, care utilizează proprietăți mai bune decât agenții tensioactivi pe bază de hidrocarburi, în plus față de stabilitatea lor mai bună în mediile mai aspre. Această stabilitate descrie, de asemenea, de ce AFA-urile aruncate nu se degradează, ci se colectează în apa de suprafață și subterană, precum și în sol și în corpurile animalelor – inclusiv oamenii.

PFA oriunde în jurul tău

Ilustrație schematică a substanței perfluoroalchil Emisiile de la teren în ocean după cutremur EQ 3.11. (Credit: Yamazaki et al., 2015)
Atunci când cutremurul enorm și tsunami ulteriori lângă Fukushima, Japonia, lovit, a cauzat o distrugere enormă și eliberarea unor cantități mari de substanțe chimice în mediul înconjurător. PFA au fost printre aceste substanțe chimice, iar acestea au fost urmărite într-un studiu din 2015 (Yamazaki și colab.). Acest eveniment ar putea fi privit ca o versiune accelerată cu timpul a răspândirii normale a PFA.

Urmărirea au fost în mare parte PFOS (perfluoccooctonatesulfat, C8HF17O3S) și PFOA (perfluoctoroat, C8HF15O2), care sunt utilizate pe scară largă în covoare, ceară de podea și etanșanți. Aceste și alte PFA au fost măsurate în 2010 și din nou în 2011 în apele oceanice.

Acest studiu arată modul în care apa de ploaie poartă PFA de la pământ la ape de suprafață, cu curenți oceanici cum ar fi curentul de extensie Kuroshio, care transportă aparent PFOA și PFHXA, dar nu PFOS și PFHX bazate pe niveluri măsurate. Acest lucru indică faptul că diferite tipuri de PFA nu difuzează în mod egal în oceane și indică faptul că același lucru ar putea fi adevărat în altă parte. Yamazaki și colab. speculează că acest lucru ar putea fi din cauza diferite solubilitatea în apă a tipurilor ASPF.

Într-un cadru mai puțin îngrozitoare, ASPF găsi drumul lor în apele de suprafață, prin intermediul sistemelor de canalizare, depozite de deșeuri și apa de ploaie, cu o anumită cantitate fiind ingerate de animale și bioamplificare asigură că suma totală a ASPF în fiecare ulterioare crește creatura de pradă. Ca ASPF ca și PFOS tind să se acumuleze în ficat (Jones et al, 2009), si se leaga de proteinele serice, probabilitatea este mare ca acestea vor găsi drumul lor în lanțul alimentar.

Impactul uman

ASPF, fiind inerte chimic, a fost presupus a fi sigur biochimică. Impactul exact asupra sănătății umane este încă în curs de examinare în prezent. una dintre cele mai mari studii în acest sens a fost proiectul de sănătate C8, care a văzut 69,030 de participanti inscrisi. Acești participanți au trăit într-o zonă cu o contaminare mare cu PFOA (denumit și „C8“ aici). Rezultatele au fost rezumate de Steenland et al., 2020.

Ei au descoperit o asociere de sustinere cu rinichi si cancer testicular eXiști, deși nu există dovezi ale altor tipuri de cancer specifice site-ului. O asociere pozitivă cu colesterolul este consecventă și există dovezi pentru colita ulcerativă, dar nu și alte boli auto-imune. Așa cum a fost menționat de Steenland și colab., Dovezile epidemiologice rămân limitate, chiar și într-un astfel de meta-studiu mare.

Dovezile solide există în efectul activității de înjumătățire a PFOA și PFDA (acid perfluorocanoic, C10HF19O2) în ficat, așa cum este descris de Cheng et al., 2008, în ficatul de șoarece. Ambele Pfass sunt agoniști pentru receptorul PPAR-a, efectul căruia este downregulația expresiei ARNm pentru polipeptide care sunt necesare pentru absorbția acidului biliar (BA). Există o serie de asociații negative cu niveluri BA amplizate, care au fost găsite pentru PFDA, dar nu PFOA, deși ambele afectează în mod clar ficatul.

Indiferent dacă fertilitatea masculină este sau nu afectată, are nevoie încă mult mai multă cercetare (Tarapore et al., 2020), în timp ce problema siguranței alimentare a fost studiată de Agenția Europeană pentru Siguranța Alimentară, care a stabilit nivelurile de admisie zilnice permise maximă pentru PFA pe baza constatările lor. Acestea notă studiile (de exemplu, Macon et al., 2011; Tucket și colab., 2015; White et al., 2015) care indică un impact negativ clar al PFOA asupra dezvoltării glandelor mamare ale animalelor expuse în utero, în timpul lactației etc. .

De asemenea, sunt observate efectele observate asupra sistemului imunitar al organismului. Ceea ce face greu de stabilit cauzalitatea garantată, totuși, este că mecanismul din spatele diferitelor efecte adverse este încă neclar. Acest lucru face greu de imposibilitatea de a face declarații garantate cu privire la cât de rău este fiecare tip de PFA, ceea ce duce la o tehnică de avertizare care, de asemenea, legăturile în căutarea alternativelor.

Alternative

Utilizarea PFO-urilor a fost minimizată în mod substanțial deja. De exemplu, 3M a înlocuit PFO-urile cu acidul perfluorobutansulfonic cu catenă mai scurtă (PFBS, C4HF9O3S) în Scotchgard. În cazul în care PFO-urile are un timp de înjumătățire de 5,4 ani la om, PFB se lipeste de aproximativ o lună. Indiferent dacă este mai scurt timp de înjumătățire în organism este suficientă pentru a atenua orice potențială efecte asupra sănătății este încă necunoscută, iar Uniunea Europeană a adăugat PFB-uri la lista candidată a substanțelor de îngrijorare foarte mare (SVHC) ca rezultat.

Impactul PFA continuă să fie studiat de EPA, precum și de guvernul canadian, fără nici o calendare imediată de acțiune. Un program de verificare a utilizării lanțului mai scurt PFA ca alternative a fost depus pentru revizuire.

Deși au existat unele dovezi care sugerează că PFA-urile cu lanț mai lung sunt implicate în efecte negative asupra sănătății, atât pentru oameni, cât și pentru animale, în general, nu avem o înțelegere a mecanismelor din spatele acestor efecte. Cantitatea de PFA în mediul înconjurător este puțin probabil să scadă în curând și este prea devreme să spunem dacă PFA-urile cu lanț mai scurt sunt o remedierea reală aici (Birnbaum et al., 2015). Acest lucru ne lasă într-o limbă neliniștită.

Da, nu, cam cam

După cum este nesatisfăcător, trebuie lăsat fără o concluzie clară și absolută cu privire la faptul că Pfass în general este bun sau rău, realitatea rămâne că acesta este un subiect complex, care implică o mulțime de substanțe chimice și nenumărate interacțiuni complexe. În timp ce unele studii au arătat dovezi clare că unele tipuri de PFA ca PFOS și PFOA sunt dăunătoare, o mulțime de efecte sunt că nu sunt suficient de puternice pentru a fi observate în contextul oricărei altceva pe care mediul nostru le subjerează trupurile noastre.

Poate că cursul evident este de a aplica principiul precauției și de a utiliza alternative la PFA unde putem, și Pfass care se degradează mai repede când nu putem, chiar dacă nu putem fi siguri că alternativa este poate nu mai rău decât originalul. Acest lucru, după cum sa menționat în introducere, rămâne problema veșnică cu evaluarea siguranței substanțelor chimice în mediul înconjurător și în corpurile noastre: putem face doar cele mai bune utilizând cunoștințele și tehnologia pe care o avem astăzi.

[Imagine banner: “Picături de apă pe pene hidrofobe!” de către macrograportul manic, CC cu 2.0. (Pene o fac cu nanostructuri în loc de fluorine.)]

[Imagine miniatură: “o picătură de apă pe o suprafață acoperită” de Brocken Inaglory, CC BY-SA 3.0]