Processo de remediação

O processo de remediação de PFAS pode ser bastante necessário devido aos numerosos desafios químicos.

Muitas técnicas de purifiação de água não são capazes de remover PFAS da água. Tais técnicas ineficientes incluem biodegradação, filtração de micra, filtração com areia, ultrafiltração, coagulação, floculação, clarificação e oxidação por luz ultravioleta, hipoclorito, dióxido de cloro, cloramina, ozônio ou permanganato. Nenhuma dessas técnicas funciona. A únicas técnicas que realmente removem PFAS da àgua são absorção de carbono, troca iônica e osmose reversa. Ainda, técnicas experimentais como a flotação estão sendo testadas com sucesso.

Pré-tratamento

Antes do tratamento para remoção de PFAS, a água deve ser tratada para a remoção de sólidos em suspensão, partículas, colóides, ferro, manganês, Carbono Orgânico Total, agentes oxidantes, bactérias e muitos outros contaminantes, para que assim os filtros em meio de carbono, em meio de troca iônica ou de osmose reversa possam efetivamente fazer a remoção de PFAS. É por isso que se diz que a água passa por um pré-tratamento antes da remoção de PFAS. Esse pré-tratamento pode incluir uma combinação das técnicas mencionadas no segundo parágrafo: filtração de micra, clarificação, etc.

Remoção de PFAS

Uma vez que a água tenha sido preparada, a técnica de remoção de PFAS é aplicada. Por último, após a remoção de PFAS por filtração de carbono, troca iônica ou osmose reversa, estes são permanentemente descartados. Cada uma dessas tecnologias apresenta suas vantagens e desvantagens. Descubra qual tecnologia de remoção de PFAS é a mais adequada para sua operação ao entrar em contato ou baixar nossa brochura no topo da página.

Descarte

Normalmente, o descarte consiste na queima de PFAS em um incinerador de alta temperatura (melhor tecnologia disponível). Já com o carbono, o meio de filtração de carbono pode ser reciclado para uso em qualquer outra atividade após a queima de PFAS. Com a resina, o meio de filtração é normalmente utilizado uma vez e em seguida incinerado. A resina tem longa duração, portanto o seu custo-benefício é bastante atraente. Na osmose reversa, o cliente deve ter local de destino adequado para o fluxo concentrado de água, chamado Rejeitos de OR. Esse fluxo também pode passar por tratamento com carbono ou, em alguns casos, troca iônica antes de ser descartado. Como o volume da água de rejeito é pequeno com relação à alimentação, o custo-benefício pode valer a pena.  Todo e qualquer descarte está sujeito à aprovação das autoriddes regulatórias. Este fluxo também pode ser depositado em aterro ou tratado por meio do processo de evaporação-cristalização por incineração ou aterro.

História do PFAS

As substâncias perfluoroalquil existem em muitas variedades. Embora existam 4700 tipos diferentes (e em crescimento) desses compostos, os mais preocupantes são tipicamente as cadeias de átomos de carbono 4-9, totalmente saturadas com flúor, terminando em uma porção sulfonato ou carboxílica ou grupo funcional. Algumas das PFASs mais comuns e suas abreviações são: Ácidos Sulfônicos/Sulfonatos: - PFBS - ácido perfluoro-butanossulfônico - PFHxS - ácido perfluoro-hexanossulfônico 8 - PFOS - ácido perfluorooctanossulfônico Ácidos Carboxílicos: - PFBA - ácido perfluoro-butanóico - PFHxA - ácido perfluorohexanóico - PFHpA - ácido perfluoroheptanóico - PFOA - ácido perfluorooctanóico - PFNA - ácido perfluorononanóico.

Esta classe de compostos existe há mais de 60 anos e foi originalmente desenvolvida por químicos orgânicos em busca de surfactantes com melhor desempenho em determinadas aplicações. As três classes mais comuns de aplicações são espumas de combate a incêndios, agentes tensoativos em produtos de consumo e agentes tensoativos em fabricação. As espumas de combate a incêndios que utilizam PFAS formam uma excelente película para a supressão de incêndios de hidrocarbonetos líquidos. A espuma cobre o combustível líquido e abafa o fogo. Os produtos de consumo usam PFAS para resistência ao óleo em embalagens de alimentos e para resistência a manchas em tecido e couro. As aplicações de fabricação incluem emulsificantes, agentes umectantes e constituintes de materiais de revestimento. As características lipofóbicas e hidrofóbicas duplas da molécula de PFAS conferem desempenho superior nessas aplicações.

Garante-se a substituição de materiais surfactantes que não sejam PFAS ou, alternativamente, um programa de uso cuidadoso, manuseio, recuperação e destruição. A incineração do material é o padrão de excelência no tratamento do material que é removido da água ou do lodo. Se a incineração não for possível, é necessária a concentração e um método de sequestro permanente. Embora o aterro ainda seja permitido em algumas jurisdições, prevê-se que essa prática diminua sua frequência, em favor de alternativas mais permanentes e menos arriscadas. As principais áreas emergentes de tratamento são:

• locais herdados: correção de locais de combate a incêndios, correção de locais militares, correção de locais de descarga industrial
• casos de uso contínuo: tratamento de água potável que foi contaminada com PFAS, limpeza de água de tratamento de efluentes municipais, antes da descarga (reciclagem no ambiente), limpeza de efluentes industriais antes de serem descartadas no organismo receptor, tratamento das novas classes de PFASs que ainda não tiveram sua segurança determinada

Perguntas frequentes sobre PFAS

O que é PFAS?

PFAS é uma abreviação para substâncias de perfluoralquil ou substâncias de polifluoralquil. O termo PFAS costuma ser usado em referência a uma ampla gama de moléculas orgânicas criadas pelo homem, contendo uma cadeia curta ou longa de átomos de carbono. Os átomos de carbono são ligados a átomos de flúor, que é a base para as propriedades do material. Do ponto de vista químico, as substâncias costumam ser C4 a C9 (significando 4 carbonos ou 9 carbonos), em geral em cadeia reta, mas, às vezes em cadeia ramificada. Os materiais PFAS estão incluídos em uma classe de compostos muito maiores chamada de moléculas orgânicas fluoradas, ou simplesmente fluorocarbonos. Embora as estimativas sejam de que existam mais de 5000 tipos de moléculas PFAS, vinte delas são fonte da maioria das preocupações. Entre elas estão (os agora conhecidos) ácidos sulfônicos e compostos PFAS carboxílico listados abaixo, junto ao seu número de átomos de carbono:

• Ácidos sulfônicos/sulfonatos:
  • 4 - PFBS - ácido perfluoro-butanossulfônico
  • 6 - PFHxS - ácido perfluoro-hexanossulfônico
  • 8 - PFOS - ácido perfluorooctanossulfônico (ou sulfonato)
• Ácidos carboxílicos:
  • 4 - PFBA - ácido perfluoro-butanoico
  • 6 -PFHxA - ácido perfluorohexanoico
  • 7 - PFHpA - ácido perfluoroheptanoico
  • 8 - PFOA - ácido perfluorooctanoico
  • 9 - PFNA - ácido perfluorononanoico

 

Qual a diferença entre PFC (Perfluocarbonetos) e PFAS (substâncias Perfluoroalquil)

Exitem muitas diferenças:

• Compostos PFC contêm somente carbono ( C ) e flúor ( F ).
• As substâncias PFAS contêm, pelo menos, carbono, flúor e oxigênio ( O ) , mais hidrogênio ( H ) na sua forma ácida, ou se uma ou mais das das ligações originais de C-H permanecerem (ou seja, que não tenham sido deslocadas por F). Diferentes substâncias de PFAS também podem conter enxofre ( S ) e nitrogênio ( N ).
• Ambos são substâncias químicas de longa duração de produção humana, não são normalmente encontradas na natureza e permanecem no meio ambientes por décadas, já que não são biodegradáveis.
• Os PFCs são feitos tanto de pequenas moléculas voláteis, tais como  CF4, ou de plásticos não voláteis, tais como PTFE ou Teflon. Se liberados, PFCs voláteis causam danos à atmosfera, enquanto os plásticos não. Nenhuma dessas substâncias é considerada tóxica. Como resultado, os PFAS são considerados contaminantes de água potável, enquanto os PFCs normalmente não o são.
• As moléculas dos PFAS têm grupos funcionais específicos que as atribuem funcionalidade surfactante (do tipo do sabão), o que as tornam excelentes para a fabricação de espuma anti-chamas, entre dezenas de outras coisas.
• Infelizmente, esses grupos funcionais frequentemente atribuem toxicidade à molécula.
• Já que os PFCs normalmente se tratam de moléculas simples e pequenas ou de correntes ou polímeros, sua estrutura química é normalmente limitada. Os PFCs não costumam conter uma multiplicidade de grupos químicos funcionais tais como os grupos carbolíxos, os grupos dos sulfonatos, amidos ou estruturas de éter.
• Já os PFASs contêm alguns ou muitos desses grupos funcionais em diferentes combinações, sendo, portanto, muito mais diversificados em termos de estrutura, com mais de 4000 diferentes compostos de PFAS identificados até o momento.
• Em virtude da variedade de suas estruturas químicas, os PFASs são muitos mais variados e complicados em relação aos PFCs, em termos de fabricação, destino, transprote, toxicidade, risco ambiental, caminhos de quebra, tratamento, remediação, composição química, destruição definitiva, testagem, segurança e exigências e técnicas de manuseio.
• Os PFASs mais comuns são as cadeias de carbono de 3 a 12 carbonos, normalmente, mas não necessariamente, saturadas com flúor e que acabam em um grupo de carboxilatos ou em um grupo de sulfonatos (COOH ou SO3H ou seus respectivos sais).

Por que o PFAS existe?

Essa classe especial de compostos foi inventada há cerca de 60 anos e foi descoberta para conferir benefícios superiores a uma ampla variedade de aplicações. A aplicação mais importante tem sido como ingrediente ativo em espumas de combate a incêndio. O produto, quando misturado com água, pode conter o fogo alimentado por hidrocarboneto melhor do que qualquer outra substância. Para esforços que enfrentem grandes quantidades de combustível, como aviação, setor militar, dutos de combustível e depósitos, é indispensável uma boa espuma de combate a incêndio. A molécula é hidrofóbica é, paradoxalmente, lipofóbica. Ela não "gosta" nem de água nem de óleo. Deste modo, quando em uso, ela imediatamente migra a interface entre ar e combustível, abafando e contendo o fogo. Sua espuma se espalha com mais rapidez do que qualquer outra substância conhecida para conter esses incêndios. Outras aplicações incluem proteção contra manchas para carpetes, roupas e equipamentos externos, junto a revestimentos resistentes a óleos para embalagens

Qual é o tratamento para PFAS?

A remoção de PFAS da água é feita com uma de três técnicas: resinas de troca seletiva de íons, adsorção de carbono e separação de membrana chamada osmose reversa ou nanofiltração. Cada técnica tem vantagens e desvantagens, conforme descrito na tabela do folheto, mostrada ao lado. Fatores que influenciarão o enfoque são os constituintes da água, cocontaminantes na água, como sólidos suspensos, contaminação orgânica, outros compostos fluorados relacionados e os vários sólidos dissolvidos; limitações regulatórias e de descarga; questões de licença; disponibilidade e adequabilidade do meio de remoção; disponibilidade de área ocupado-espaço; decisões entre leasing e aquisição; preferências de orçamento operacional versus capital; disponibilidade e consumo de energia, entre outros.

Como sei se minha água tem PFAS?

Para determinar o nível e os tipos de PFAS no suprimento de água, uma amostra criteriosa deve ser enviada ao laboratório com equipamentos e processos de medição. A EPA dos EUA tem métodos laboratoriais documentados para analisar PFAS chamados de método EPA 537.1. Muitos laboratórios nos EUA e no mundo podem fazer o teste. Até 25 compostos PFAS (a lista está aumentando) podem ser identificados com o uso deste método, especialmente com tempo de processamento de 1 a 2 semanas. O método laboratorial é a cromatografia líquida seguida de espectrometria de massa em tandem. Os resultados costumam ser informados em parte por trilhão, ou ppt. Antes do teste, nos EUA, vale a pena acessar o site da EPA dedicado à UCMR, ou norma de monitoramento de contaminantes não regulamentados. O site contém resultados de teste de milhares de locais nos EUA e costuma ser usados pelos municípios, pelo setor militar e industrial quando são iniciados esforços de limpeza.

Como descartar e destruir PFAS?

O PFAS que é recolhido nos sistemas de purificação é concentrado e capturado em meios de filtração especial​​​​​​​. Esse meio precisa ser retirado de serviço e enviado para a unidade de incineração que queima o PFAS a altas temperaturas. A incineração em alta temperatura quebra a ligação de carbono e flúor, destrói o PFAS e transforma o flúor em fluoreto em um processo chamado "mineralização". Depois de mineralizado, o fluoreto pode ser tratado conforme necessário.

A legislação aguardando decisão impacta o modo de tratamento de PFAS?

O Congresso, a EPA e os Departamentos de Estado de Proteção Ambiental estão trabalhando ativamente em novas leis que limitariam o uso e/o descarte de materiais PFAS. Em muitas aplicações, eles serão substituídos por compostos que não são per ou polifluorados. Em situações em que a vida humana e a segurança exigem seu uso continuado, como incêndios perigosos de hidrocarboneto líquido em embarcações e bases militares, esperamos que uma limpeza prudente e atenta seja imposta para evitar contaminação ambiental subsequente. Enquanto isso, a EPA, e os departamentos Militar e de Estado estão avaliando ativamente os abastecimentos de água no país para que, sempre que a população estiver em risco, soluções de curto e longo prazo sejam implementadas para fornecer água tratada e segura. Felizmente, conforme vimos com PFOA e PFOS, que estão fora de produção há mais de 10 anos, as concentrações no sangue da população estão diminuindo significativamente, indicando que a limpeza, ainda que lenta, é possível.

A SUEZ possui uma vasta experiência no fornecimento de equipamentos, produtos químicos e serviços para os mercados de correção, limpeza e água potável. Mais especificamente, aplicamos a tecnologia de mídia, resina e membrana em vários desafios na produção de água potável limpa e segura. Desenvolvemos e introduzimos uma gama de tecnologias de remoção e correção para lidar com a contaminação em cada uma das aplicações industriais, militares e municipais em todo o mundo. Nossas tecnologias incluem: