Wat zijn PFAS: per- en polyfluoralkylverbindingen
Per- en polyfluoralkylverbindingen (PFAS) zijn een groep chemicaliën door de mens gemaakt die in een groot aantal toepassingen worden gebruikt vanwege hun water-, vet- en vuilafstotende eigenschappen.
Per- en polyfluoralkylverbindingen (PFAS) vormen een groep van meer dan 4700 geïdentificeerde en in een lijst opgenomen moleculen. Deze groep wordt in twee categorieën onderverdeeld:
- Niet-polymeren;
- Polymeren.
Hoe PFAS werken in blusschuim
Perfluoralkylverbindingen bestaan uit een hydrofoob gefluoreerd deel waarvan de lengte kan variëren en een hydrofiel deel waarvan de functie ook kan variëren.
De C-F-binding is zeer sterk, waardoor PFAS's zeer goed bestand zijn tegen afbraak, zelfs onder extreme laboratoriumomstandigheden (bv. bij zeer hoge temperaturen).
De twee hydrofiele en hydrofobe eigenschappen geven PFAS's de rol van oppervlakte-actieve stoffen en fluor zal een belangrijke rol spelen bij de vermindering van de oppervlaktespanning van water en zo de vorming van een waterige film in aanwezigheid van koolwaterstoffen mogelijk maken. Afhankelijk van de concentratie is deze film mechanisch en thermisch resistent om de toevoer van zuurstof naar de brandende koolwaterstofvlek te verhinderen, waardoor een thermische barrière ontstaat, verdamping wordt voorkomen en dus de verbranding van koolwaterstoffen wordt geremd.
Eind-PFAS (PFAAS) en "precursoren"
Bij de afbraak van sommige polyfluoralkylstoffen (PFAS's) ontstaan "terminale PFAS's", met name perfluoralkylzuren (PFAA's), die ook "terminale afbraakproducten" of "eeuwige chemicaliën" worden genoemd als er daarna geen andere afbraakproducten worden gevormd, zodat zij in die toestand voor onbepaalde tijd in het milieu blijven.
PFAS's die worden afgebroken tot "terminale PFAS's" worden in de teksten van de Europese richtlijnen "precursoren" of "verwante stoffen" genoemd.
Onderscheid tussen PFOS en PFOA
Onder deze "precursoren" bevinden zich 2 subfamilies die op grote schaal worden gebruikt in blusschuim:
- PFOA (perfluoroctaanzuur);
- PFOS (perfluoroctaansulfonzuur).
Door hun wijdverbreid gebruik zijn zij de twee gevaarlijkste en meest verontreinigende stoffen in gefluoreerde oppervlakteactieve stoffen. Deze PFOS en PFOA worden lange-keten moleculen genoemd omdat zij 8 koolstofatomen bevatten.
PFOS en PFOA zijn dan ook stoffen die door REACH zijn ingedeeld als persistente organische verontreinigende stoffen (POP's). Dit zijn organische stoffen die in het milieu persisteren, zich ophopen in levende organismen en een risico vormen voor de menselijke gezondheid en het milieu.
Zij kunnen door de lucht, over het water of door migrerende diersoorten worden vervoerd en regio's bereiken waar zij nooit zijn geproduceerd of gebruikt. Het zijn dus verontreinigende stoffen met een zeer groot bereik!
PFAS binden zich aan bloedserumeiwitten en kunnen jarenlang in het menselijk lichaam aanwezig blijven. Momenteel worden PFAS's, voornamelijk PFOS en PFOA, aangetroffen in het bloed van bijna iedereen ter wereld.
Wetenschappers hebben PFOA, de tot nu toe meest beruchte stof in de familie, in verband gebracht met talrijke gezondheidsproblemen, waaronder nier- en teelbalkanker, een hoog cholesterolgehalte, verminderde vruchtbaarheid, een laag geboortegewicht, schildklierproblemen en een verminderde immuunrespons op vaccins bij kinderen.
Alternatieven voor PFOS en PFOA
Alternatieve gefluoreerde schuimen: de korte-keten-route ... of de lange-keten-route:
Om het probleem van de afbraak tot "terminale PFA's" te verhelpen, zijn fabrikanten begonnen met de ontwikkeling van substituten voor PFAS's met een korte keten van 4 en 6 koolstofatomen, of PFAS's met een lange keten (9 tot 20 koolstofatomen) die niet mogen afbreken tot PFAAS's met een lange keten (8 atomen), en dus niet meer op de lijst van "precursoren" staan.
Momenteel genereren deze alternatieven bij hun afbraak nog stoffen die door het ECHA vaak als zeer zorgwekkende stoffen (SVHC) worden ingedeeld.
Schuimen op basis van alkylfluoriden, bijvoorbeeld alcoholische alkylfluoriden (AFFF) zonder C6, lijken het meest veelbelovend.
Fluorvrij schuim:
Niet-gefluoreerde schuimen, zoals schuimen op basis van eiwitten, schuim op basis van fluorvrije oppervlakteactieve stoffen, quaternaire ammoniumzouten (QAS) zijn enkele voorbeelden van mogelijke alternatieven voor PFOS- en PFOA-houdende schuimen. Deze schuimen hebben een iets lager blusvermogen dan gefluoreerde schuimen, maar kunnen in vele toepassingen worden gebruikt.
Deze alternatieven worden in sommige gevallen al gebruikt en worden geëvalueerd op hun doeltreffendheid in grote koolwaterstofbranden.
Europese richtlijnen en PFAS
In Europa werden PFOS in 2008 verboden krachtens de REACH-verordening (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals). PFOA's werden ook toegevoegd aan de lijst van zeer zorgwekkende stoffen (SVHC) in 2013 en zijn onderworpen aan strenge beperkingen onder REACH.
In 2020 verbood de Europese Unie de vervaardiging, het op de markt brengen en het gebruik van PFOA's, sommige derivaten daarvan en bepaalde producten die deze stoffen bevatten. Er werden echter enkele vrijstellingen gemaakt voor bepaalde toepassingen, zoals blusschuim voor luchthavens. Deze vrijstellingen worden geleidelijk afgeschaft.
Het is belangrijk op te merken dat de EU-lidstaten strengere maatregelen kunnen nemen dan die welke in de EU-verordening zijn vastgesteld, en sommige landen hebben reeds strengere voorschriften ingevoerd om het gebruik van PFOS en PFOA te beperken of te verbieden. België voldoet momenteel aan de EU-uitfaseringsregeling.
Geldende Europese richtlijnen:
- VERORDENING (EG) Nr. 850/2004 VAN HET EUROPEES PARLEMENT EN DE RAAD van 29 april 2004 betreffende persistente organische verontreinigende stoffen en tot wijziging van Richtlijn 79/117/EEG;
- VERORDENING (EU) 2019/1021 VAN HET EUROPEES PARLEMENT EN DE RAAD van 20 juni 2019 betreffende persistente organische verontreinigende stoffen (herschikking);
- VERORDENING (EU) 2020/784 VAN DE COMMISSIE van 8 april 2020 tot wijziging van bijlage I bij Verordening (EU) 2019/1021 van het Europees Parlement en de Raad teneinde perfluoroctaanzuur (PFOA), de zouten daarvan en de met PFOA verwante verbindingen op te nemen;
- VERORDENING (EU) 2021/1297 VAN DE COMMISSIE van 4 augustus 2021 tot wijziging van bijlage XVII bij Verordening (EG) nr. 1907/2006 van het Europees Parlement en de Raad wat betreft perfluorcarbonzuren met een ketenlengte van 9 tot 14 koolstofatomen (C9-C14 PFCA's), de zouten daarvan en C9-C14 PFCA-verwante stoffen.
Conclusie:
De behoefte aan alternatieve oplossingen voor PFAS voor blusschuim staat nu wel vast. Er is geen enkel vooruitzicht op een even doeltreffende oplossing. In de toekomst moet er rekening mee worden gehouden dat elk type schuim voor- en nadelen heeft in termen van kosten, efficiëntie en milieuveiligheid, en dat de keuze van een schuim zal afhangen van de specifieke vereisten van elke situatie.
ANPI asbl, de Association Nationale pour la Protection contre les Incendie, staat tot uw beschikking om elke aanvraag te bestuderen en de meest relevante tests uit te voeren in haar laboratoria in het hart van Europa, afhankelijk van de te beschermen risico's.
Wil je meer weten over de uitbreiding van ons laboratorium voor de analyse van blusmiddelen? Klik hier voor meer informatie!
