「フォーエバー・ケミカルズ "は、水処理における技術革新の絶好の機会である

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シニア・アナリスト

2024年4月10日、米国環境保護庁(EPA)は、発がんリスクを高め、その他の健康問題を引き起こすことが知られている6種類の過フルオロアルキル物質(PFASs)およびポリフルオロアルキル物質(PFASs)に対する最終的な全国飲料水基準(NDWS)を発表した。NDWSは、水道事業者に化学物質の検査と飲料水中の濃度を下げる技術の導入を義務付ける初の連邦規制である。NDWSの新規制遵守期限は2029年4月である。遵守しなかった場合、1日あたり最高25,000米ドルの罰金と刑事罰の可能性がある。

何十年にもわたり化学物質が広範囲に使用され、廃棄物管理が不十分だったため、PFASは土壌、水域、地下水、さらには大気中にも含まれている。その結果、米国地質調査所の推定では、全米の水道水の約45%に少なくとも1種類のPFAS化学物質が含まれている。(NDWSは、全米の水道システムのほぼ半数で検出された32種類のPFAS化学物質のうち、6種類のみを対象としている)。これらの化学物質は、時間の経過とともに人体に生物濃縮される。"永遠の化学物質 "というタグは、化学物質が分解されにくいことに由来する。 

PFASsの検査、処理、修復・破壊にかかる費用は、水道事業者に限定されるものではない。更新された資源保全再生法の下では、有害廃棄物を処理、貯蔵、処分する1,700以上の施設が、PFASs汚染の浄化を求められる可能性がある。これにより、廃水処理施設、埋立地運営者、バイオソリッド企業、およびこれらの化学物質を生産する産業施設は、コンプライアンスを維持するための技術への投資を余儀なくされる。 

PFAS化学物質最大濃度限界(ng/Lまたはppt)
PFOA4.0
PFOS4.0
PFNA10
PFHxS10
ジェネックス10
表1.この表は、EPAの新しい飲料水基準におけるPFASsの最高濃度限度を示している。この規則は、ペルフルオロオクタン酸(PFOA)、ペルフルオロオクタン硫酸(PFOS)、ペルフルオロノナン酸(PFNA)、ペルフルオロヘキサンスルホン酸(PFHxS)、短鎖PFAS(GenX)、およびこれらのPFAS化学物質の2つ以上の混合物を対象としている。 

化学薬品会社は、PFAS汚染に起因する巨額の和解金と罰金を支払ってきた。その中には、3Mが125億米ドル(13年間)、デュポンが11億米ドル(分社化したケムーズとコルテバを含む)を、全米の水道事業者に支払ったものも含まれる。新しい規制と並行して、米国政府は、影響を受けた地域の水道事業者がPFASを検査・処理できるよう、10億米ドルの資金を提供する予定だ。しかし、ある調査によるとたった1つの州(3Mの本社があるミネソタ州)からPFASsを除去・破壊するだけで、年間14億ドルもの費用がかかるという

PFAS試験:今後5年間でこれらの新しい要件が施行されるため、水、土壌、その他の媒体中のPFASをpptレベルで迅速に測定できる低コストのツールが必要となる。液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法は現在、飲料水中のPFASsを検査する唯一のEPA認可法であり、同位体希釈法は地下水や廃水などの水源に適用されている。これらの検査は低いpptレベルまで高感度で検出できるが、結果が出るまでに日数がかかり、高価(100米ドル/サンプル以上)であり、結果を分析するには訓練を受けた専門家が必要である。FREDSenseやAlloniaのような企業が現在開発中の光学センサーや電気化学センサーによるオンサイト検査は、PFAS管理において、より迅速でより近い時間での管理を提供する可能性がある。 

PFASの除去:EPAは、PFASの除去または処理に最も効果的な商業的に利用可能な技術として、活性炭、 イオン交換、および膜システムを特定した。しかし、現行の除去および濃縮技術は、主に従来のPFAS化学物質を処理しており、処理障壁を突破する短鎖変種に対してはあまり効果がない。その結果、既存のソリューションは、頻繁な交換を必要とし、より多くの試薬を使用し、より多くのブラインを生成するため、コストが高くなる。したがって、既存の技術は、新しい排出規制を満たすには不経済である。除去・濃縮技術の革新が必要である。 

一つの新しいアプローチは、最近マサチューセッツ州環境保護局からこれらの難分解性汚染物質を除去する認可を受けたCycloPure社のdexsorbのような、より優れた吸着剤である。表面活性化発泡分別のような新しい低エネルギー・アプローチは、現在商業的に展開されており、長鎖および短鎖のPFASを扱うことができる。 

PFASの破壊:「除去」プロセス、すなわち環境中に変化した化合物を再導入することは、現在のところコスト的に困難であるが、革新的で低コストの解決策が必要な分野である。PFASを濃縮した汚泥やかん水は、しばしばバイオソリッド会社や埋立地に売却されるか、焼却処分される。PFASの輸送と破壊にかかるコストは、1トンあたり約1,000米ドル~2,000米ドルと、途方もなく高い。初期段階の企業は、この高価な問題に対する独創的な解決策を開発し、超臨界水酸化、ガス化、水熱アルカリ処理、電気化学的酸化プロセスなど、他産業の困難な廃棄物を処理できるシステムをテストしている。しかし、ほとんどの解決策は、初期段階のパイロット段階にとどまっている。Battelle社、374Water社、Aquagga社、Aclarity社など複数の企業が、さまざまな廃棄物の流れについて、スケーラビリティ、PFAS破壊効果、処理コストを実証しているため、勝者と敗者を見極めるには、今後12~18カ月が重要になる。

PFASの検出と浄化にかかるコストは、水道事業体や影響を受ける製造業者にとって大きな痛手となるだろうが、新規制は、革新的な技術や材料を供給できる産業企業や化学メーカーにとっては大当たりとなるはずだ。産業界は、2029年までに商業的に実行可能な解決策を開発するために、今日から新技術の発掘と投資を始める必要がある。

詳細については、ラックスが最近発行した報告書「PFASの規制、予想される混乱、新たなイノベーション」で、PFASの代替品および/または修復の必要性を促している、製造、製品、公衆衛生、環境という4つのレベルのPFAS排除について論じている。

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