Tijdens het zoeken naar bronnen van bromide in het stroomgebied van de Cape Fear River, bijna vijf jaar geleden, NC State milieu-ingenieur Detlef Knappe en zijn team van onderzoekers vonden meer dan ze zochten:hoge concentraties van een aantal onverwachte industriële chemicaliën in drinkwater, waaronder één - GenX - die de populaire volkstaal in North Carolina is binnengekomen.

die bevindingen, en het daaropvolgende en lopende onderzoek naar de reden waarom hoge niveaus van industriële chemicaliën werden gevonden in het drinkwater van meer dan 200, 000 mensen in het zuidoosten van Noord-Carolina, hebben Knappe en zijn team in de voorhoede geplaatst van een kritisch gezondheidsdilemma voor mens en milieu dat elke week in intriges en complexiteit lijkt te groeien.

De studie van juni-december 2013 die zich richtte op bromide, onderzocht water op drie locaties:drinkwaterinnames voor Pittsboro, Fayetteville en Wilmington - langs de Haw en Cape Fear Rivers. Het stroomgebied van de Cape Fear River is de grootste in de staat en levert drinkwater aan 1,5 miljoen mensen.

"We wisten dat bromide - een voorloper van giftige desinfectiebijproducten - aanwezig was omdat desinfectieprocessen in de bestudeerde waterzuiveringsinstallaties voornamelijk gebromeerde bijproducten produceerden, en drinkwaterleveranciers hadden moeite om aan de normen voor veilig water te voldoen, " zei Knappe. Bromide komt van nature voor op lage niveaus, maar lozingen van industrieel afvalwater kunnen het bromidegehalte drastisch verhogen. Bromide is relatief niet giftig, maar het wordt een probleem in combinatie met chloor, een chemische stof die wordt gebruikt om water te desinfecteren.

"Het is een uitdaging om water binnen de normen voor veilig drinken te houden wanneer de bromideniveaus hoog zijn, Knappe zei. "Bromide is ook moeilijk uit water te verwijderen. Upgrades zijn over het algemeen nodig bij drinkwaterzuiveringsinstallaties om de normen voor veilig water te handhaven wanneer de bromideniveaus hoog zijn."

Onverwachte bevindingen

Tijdens het zoeken naar bromide, Knappe was ontmoedigd om andere chemicaliën te vinden, zoals 1, 4-dioxaan, een waarschijnlijk carcinogeen voor de mens dat wordt gebruikt als verwerkingshulpmiddel bij de verwerking van textiel en houtpulp en wordt gevormd als een bijproduct van productieprocessen die worden gebruikt om bepaalde kunststoffen en oppervlakteactieve stoffen te maken. Knappe en zijn team vonden ook chemicaliën die bekend staan ​​als per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS), waaronder perfluoroctaanzuur (PFOA), perfluoroctaansulfonzuur (PFOS), en GenX.

PFAS met lange keten, zoals PFOA en PFOS, zijn volhardend, bioaccumulerend en giftig. Ze zijn gebruikt bij de productie van polymeren, water- en vlekafstotende middelen, brandwerend schuim, en coatings voor voedselverpakkingen. Velen van hen zijn of worden uitgefaseerd en vervangen door andere gefluoreerde chemicaliën, zoals GenX.

In Pittsboro, de studie vond vrij hoge niveaus van de legacy PFAS. In feite, op 57 van de 127 bemonsteringsdagen in 2013 de gecombineerde PFOA- en PFOS-niveaus overschreden het levenslange gezondheidsadviesniveau van 70 delen per biljoen van het Amerikaanse Environmental Protection Agency, die in mei 2016 werd ingevoerd.

"Industriële locaties, luchthavens, afvalwaterzuiveringsinstallaties en brandoefengebieden stroomopwaarts van de waterzuiveringsinstallatie kunnen allemaal bijdragen aan hogere PFAS-niveaus, Knappe zei. "We zagen lagere PFAS-niveaus in Fayetteville, waarschijnlijk omdat er geen inhoudelijke PFAS-bronnen zijn tussen Pittsboro en Fayetteville, en omdat de PFAS-niveaus worden verdund als schonere zijrivieren zich bij de Cape Fear-rivier voegen."

De PFOS- en PFOA-niveaus waren ook relatief laag in Wilmington.

GenX en andere 'opkomende' chemicaliën vinden

Wat niet laag was in Wilmington, echter, waren niveaus van GenX en andere "opkomende" PFAS-chemicaliën. GenX en verwante verbindingen zijn afkomstig van een fluorchemische fabriek stroomopwaarts van Wilmington, eigendom van The Chemours Company.

GenX, de handelsnaam voor de ammoniumvorm van perfluor-2-propoxypropaanzuur (PFPrOPrA), wordt gebruikt om polymeren te maken, zoals de antiaanbaklaag Teflon, coatings voor voedselverpakkingen en andere producten. Er is weinig bekend over de toxiciteit van GenX; de eerste twee artikelen over het voorkomen ervan in het milieu werden in 2015 gepubliceerd. er was niets bekend over wat er met GenX en verwante verbindingen gebeurt tijdens de waterbehandeling.

GenX is een vervanging voor PFOA en wordt sinds ongeveer 2009 gebruikt. Terwijl PFOA en PFOS bij mensen een halfwaardetijd van vier tot vijf jaar hebben, dat wil zeggen het duurt vier tot vijf jaar om de helft van de verbindingen uit het lichaam te verwijderen - de halfwaardetijd van GenX bij mensen is nog niet vastgesteld.

In november 2016, Knappe's onderzoeksgroep en medewerkers van het U.S. Environmental Protection Agency publiceerden hun bevindingen over het voorkomen van GenX en verwante verbindingen in het stroomgebied van de Cape Fear River. Het artikel, die werd gepubliceerd in Milieuwetenschap en -technologie Brieven, toonde aan dat GenX-concentraties in de drinkwaterbron van Wilmington gemiddeld 631 delen per biljoen waren.

Omdat GenX zo slecht werd bestudeerd, er bestond geen drinkwaternorm. Knappe en zijn team waren van mening dat 631 delen per biljoen een hoge concentratie was in vergelijking met EPA's 70 delen per biljoen gezondheidsadviesniveau voor PFOS en PFOA.

"Het artikel laat ook zien dat zowel legacy PFAS als GenX onaangeroerd door de waterzuiveringsinstallatie van Wilmington naar het afgewerkte drinkwater gingen, "Zei Knappe. Deze bevinding was vooral verontrustend omdat de Wilmington-waterzuiveringsinstallatie verschillende geavanceerde waterbehandelingsprocessen omvat, wat suggereert dat het voor drinkwaterleveranciers erg moeilijk is om GenX en verwante verbindingen te verwijderen.

"Het lijkt moeilijker om GenX te verwijderen dan zijn oudere voorgangerschemicaliën, "Zei Knappe. "Bovendien, stoffen die vergelijkbaar zijn met GenX – fluorethers met een korte keten – kwamen voor in veel hogere concentraties dan zowel legacy chemicaliën als GenX, en de waterzuiveringsinstallatie kon ze ook niet verwijderen. Iedereen leek echt gefocust op GenX - en met een goede reden - maar de resultaten voor de andere verbindingen waren misschien nog zorgwekkender.

"Ongeveer 200, 000 mensen werden blootgesteld aan hoge concentraties GenX en verwante verbindingen. Als we kijken naar andere industriële verontreinigingen, zoals 1, 4-dioxaan, bromide en legacy PFAS, ongeveer 1 miljoen van de 1,5 miljoen Noord-Caroliniërs die water halen uit het stroomgebied van de Cape Fear River, worden beïnvloed door afvalwater en hoge niveaus van verontreinigingen."

Luistert er iemand?

Toen het papier in november 2016 werd aanvaard, Knappe stuurde e-mails naar tal van staats- en lokale regeringsfunctionarissen die de resultaten van de krant en zijn eigen zorgen over het drinkwater in het lagere stroomgebied van de Cape Fear River deelden. Na geen reactie te hebben ontvangen, Knappe stuurde in maart 2017 ook waarschuwingen, dezelfde maand dat de paper de Environmental Science &Technology Letters' Best Paper award won. Die waarschuwingen, te, bleef onbeantwoord.

"Het was frustrerend in die tijd, Knappe zei. "Niet gehoord worden is geen goed gevoel. Totdat de kennis er is, het is moeilijk om verandering te creëren. Mijn doel was en is om de toevoer van GenX en andere chemicaliën in de wateren van North Carolina drastisch te verminderen en ze uit het drinkwater te houden."

Eindelijk, Wilmington Star-News-correspondent Vaughn Hagerty publiceerde op 8 juni een verhaal over Knappe's bevindingen. Het verhaal leidde tot onmiddellijke verontwaardiging onder inwoners van Wilmington en ambtenaren. Na een bijeenkomst medio juni met ambtenaren, de fluorchemische fabrikant stemde ermee in om te stoppen met het vrijgeven van procesafvalwater dat GenX bevat in de Cape Fear River.

Het ministerie van Volksgezondheid en Human Services van de staat stelde snel een voorlopig doel om de GenX-concentratieniveaus onder 140 delen per biljoen te houden, ruim onder de 631 delen per biljoen die Knappe's studie had berekend.

"DHHS gebruikte informatie uit GenX-toxiciteitsonderzoeken die waren samengevat door het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu om zijn beslissing te rechtvaardigen, "Zei Knappe. "Het gebeurde vrij snel op basis van beperkte informatie, maar het was een stap in de goede richting."

Nadat de media de hoge fluorchemische concentraties begonnen te publiceren, acties van de fabrikant van fluorchemicaliën en het North Carolina Department of Environmental Quality hebben geleid tot dramatisch lagere niveaus van deze chemicaliën in het drinkwater in het Wilmington-gebied, zegt Knappe.

andere frustraties

Ook frustrerend was het gebrek aan openbaarmaking van de chemische fabriek, die momenteel eigendom is van The Chemours Company en voorheen van DuPont. Onder druk van het publiek, Chemours onthuld, in juni 2017, dat GenX een bijproduct is van het vinyletherproces van de plant, die al tientallen jaren actief was.

"Deze 'opkomende verontreinigende stof' GenX bevindt zich sinds 1980 in het water, "Zei Knappe. "Het is raadselachtig waarom Chemours, en daarvoor DuPont, was niet voorzichtiger bij het opvangen van chemicaliën in afvalstromen. Voor Fortune 500-bedrijven, de kosten van een goede afvalwaterbehandeling en beheersing van luchtverontreiniging zouden geen grote last zijn."

Op zoek naar oplossingen

Knappe is betrokken bij een actueel onderzoek naar de blootstelling aan GenX bij inwoners van New Hanover County. Onder leiding van Jane Hoppin van NC State, een universitair hoofddocent biologische wetenschappen, de dwarsdoorsnede, gemeenschapsonderzoek van inwoners van het lagere Cape Fear River-gebied die worden bediend door water van openbaar nut, rekruteerde 400 vrijwilligers om bloed te geven, urine- en drinkwatermonsters en om een ​​vragenlijst in te vullen over hun geschiedenis van watergebruik. De monsters zullen worden geanalyseerd op GenX en aanverwante chemicaliën. Bloed- en urinemonsters zullen ook worden gebruikt voor klinische tests (lipidenprofiel, schildklierfunctie, leverfunctie en urineonderzoek).

Alle resultaten van het New Hanover County-onderzoek zullen worden gedeeld met zowel de gemeenschap als geheel als met elke individuele deelnemer. De voorlopige resultaten worden dit voorjaar verwacht.

Knappe's lab ontwikkelt en evalueert ook filtratiematerialen die schadelijke chemicaliën uit drinkwater kunnen verwijderen, zowel bij de zuiveringsinstallatie als bij u thuis. Hij zegt dat in de handel verkrijgbare omgekeerde-osmose-eenheden die onder de gootsteen worden gemonteerd, effectief zijn voor het verwijderen van fluorchemicaliën en 1, 4-dioxaan. Maar hij raadt geen filters voor het hele huis aan voor bewoners in het Wilmington-gebied.

Er zijn nieuwe benaderingen voor monitoring en vergunningen nodig om het drinkwater te beschermen, Knappe concludeert. Maar eerst, Voor beide partijen zijn gesprekken tussen industrie en regelgevers nodig om tot afgesproken monitoring- en vergunningskaders te komen.

"Uiteindelijk, het beheer van PFAS en andere industriële verontreinigingen vereist het beheersen van stroomopwaartse bronnen, "Zei Knappe. "We moeten er beter aan doen om chemicaliën uit drinkwaterbronnen te houden."