Foto: Jack Van Hel op Unsplash
[S]everal long carbon chain PFAS chemicals are considered potentially carcinogenicas identified by the International Agency for Research on Cancer, who have classified perfluoro-octane acid (PFOA) as a group 2B (possible) carcinogen for kidney and testicular cancers. (Gasiorowski ea 2022)
1. Inleiding
Joseph Braun (2023), verbonde aan die Departement Epidemiologie, Brown-universiteit, Rhode-eiland, beklemtoon in ‘n meningsartikel in ‘n onlangse uitgawe van die toonaangewende vaktydskrif The New England Journal of Medicine dat perfluroalkiel- en polifluroalkielsubstante (PFAS), wat sinteties bereide chemikalieë is, uiters toksies is en gevolglik ernstige gevare vir menslike gesondheid inhou.
Daar bestaan geen universeel aanvaarbare definisie van PFAS nie. Oor die algemeen word PFAS gekenmerk deur koolstofatome wat aan mekaar gekoppel is en by die meeste van of al die beskikbare koolstofbindingsplekke aan fluooratome gebind is. Dit vorm een van die sterkste chemiese bindings wat in organiese chemie te vinde is.
PFSA vorm ‘n familiegroep chemikalieë waarvan beide perfluro-oktaansuur (PFOA) en perfluro-oktaansulfonsuur (PFOS) die belangrikste en bekendste lede van dié familiegroep is.
Laasgenoemde twee verbindings word onder andere gebruik in die produksie van kleefvrye kookgerei, vlekbestande tekstiel, vogbestande kledingstukke (wat weerstand toon teen water, hitte en olie), brandbestrydingskuim, tapyte, papierprodukte, voedselverpakking, persoonlikesorgprodukte, asook mediese toerusting (soos kateters en bloedhouers/-sakke) omdat dié chemikalieë weerstandig is teen bloed en liggaamsvloeistowwe).
Hierdie chemikalieë het veral weens hul lang leeftydperke en onvernietigbaarheid in die natuurlike omgewing die belangstelling van navorsers geprikkel. Die besonder sterk aard van die koolstoffluoorbinding maak die stowwe bestand teen afbreking. Dit skep verder potensiële gesondheidsrisiko’s weens hul vermoë om in lewende organismes te bioakkumuleer. Die gebruik van PFOA en PFOS is in baie lande verbied weens die nadelige gevolge daarvan, maar die wydverspreide historiese gebruik sedert die 1940’s het aanleiding gegee tot die huidige teenwoordigheid van PFAS in die fisiese omgewing en die diere- en plantlewe.
2. Gesondheidsgevare
Braun (2023) wys verder daarop dat hierdie toksiese substante geassosieer word met addisionele jaarlikse gesondheidsorguitgawes van minstens $5,5 miljard in die VSA alleen.
.....
Weens die wydverspreide voorkoms van hierdie chemikalieë in die omgewing, hul betreklik maklike beweging in water en grondstowwe, asook hul onbepaalde leeftyd, beteken dit dat die gevaar van PFAS-blootstelling tot in toekomstige generasies sal bly voortbestaan.
.....
Benewens die voorkoms van PFAS in die natuurlike omgewing leef hierdie chemikalieë voort in menslike bloed vir jare nadat die persoon aanvanklik besmet is. Bykans alle Amerikaners het identifiseerbare vlakke van PFAS in hul bloedmonsters. Blootstelling vind plaas deur voedselinname, drinkwater en binnenshuise stof en lug. Die resultate van epidemiologiese en toksikologiese studies dui op ‘n verwantskap tussen blootstelling aan PFAS en die ontwikkeling van sekere kankersoorte, verhoogde cholesterol, verlaagde entstofrespons, skildklierdisfunksie, lewersiekte, verlaagde geboortegewig en vroegtydige sterftes. Van besondere belang is die gesondheidsdefekte as gevolg van blootstelling wat gedurende swangerskap plaasvind, en heelwat later as verlaagde immuunrespons met betrekking tot entstowwe, laer beenmassa en kardiometaboliese siektes manifesteer.
PFAS word tans deur meer as 57 000 Amerikaanse fasiliteite gebruik, insluitende lughawes, militêre basisse, nywerheidsaanlegte en watersuiweringsaanlegte. Omgewingsopnames toon dat ongeveer 80% van die VSA se oppervlakwaterbronne deur PFAS besoedel word, terwyl na raming 200 miljoen Amerikaners aan PFAS-besmette drinkwater blootgestel word.
Weens die wydverspreide voorkoms van hierdie chemikalieë in die omgewing, hul betreklik maklike beweging in water en grondstowwe, asook hul onbepaalde leeftyd, beteken dit dat die gevaar van PFAS-blootstelling tot in toekomstige generasies sal bly voortbestaan.
3. Enkele voorbeelde van navorsingstudies
Ter illustrasie word enkele voorbeelde van goed gekontroleerde navorsingstudies vervolgens bespreek met die doel om die aard en omvang van PFAS-besoedeling kortliks te beklemtoon.
- ’n Groep Suid-Afrikaanse navorsers (Abafe ea 2021) gaan van die standpunt uit dat die verbruik van seekos ’n moontlike roete is waarlangs verbruikers aan PFAS-besmetting blootgestel word. Betroubare navorsingsdata oor die presiese aard en omvang van die konsentrasies chemikalieë in mariene skulpdiere ontbreek op hierdie stadium. In Suid-Afrika word PFAS-ontledings tans met drinkwater, sedimente, melk en vis onderneem, maar die omvang van betroubare inligting in verband met skulpvis bly steeds uiters beperk.
Abafe en sy medewerkers ontleed die voorkoms van 15 verskillende PFAS-verbindings in vier gekweekte marieneskulpdierspesies (naamlik perlemoen, mossel, oester, en kreef) deur middel van gevalideerde ultrahoëdruk- vloeibare chromatografie.
Oor die algemeen was die waargenome gevaarkwosiënte vir verkreë verbindings laag, wat daarop dui dat die besoedelingsvlakke van hierdie skulpdiere (op daardie stadium) nie 'n noemenswaardige gesondheidsrisiko vir verbruikers inhou nie.
- Batayi, Okonkwo en Daso (2021), verbonde aan die Departement van Omgewings-, Water- en Aardwetenskappe, Tshwane Universiteit van Tegnologie ondersoek die voorkoms van PFAS-verbindings in die Hartbeespoort- en Roodeplaatdam in Suid-Afrika. Die aanwesigheid van PFAS in watermonsters wat uit die twee damme onttrek is, was onderskeidelik 1,38–346,32 nanogram per liter en 2,31–262,29 nanogram per liter. Van die twintigtal PFAS-tipes wat ondersoek is, het nege in beide damme voorgekom. Sommige verbindings was egter meer dominant as ander.
Hoë PFAS-konsentrasies is waargeneem in oppervlakwater wat deur digbevolkte, nywerheids- en landbougebiede vloei. Die areas wat die sterkste invloei tot die damme lewer, het ook die hoogste vlakke van PFAS-besoedeling getoon. Die konsentrasievlakke van PFAS was hoër gedurende die somermaande en het gedurende die wintermaande afgeneem. Dit dui daarop dat reënval en temperatuurverandering tussen seisoene die vlakke van PFAS beïnvloed het.
Die PFAS- konsentrasies wat in die hierdie studie in watermonsters waargeneem is, is beduidend hoër as die vlakke wat in ander ontwikkelende lande soos Uganda, Singapoer en Viëtnam gerapporteer is, maar laer as die vlakke wat in ontwikkelde lande soos Duitsland, Japan en China voorkom.
Die waargenome PFAS-konsentrasies oorskry ook die kritieke waardes wat deur die Amerikaanse Omgewingsbeskermingsagentskap (EPA) uitgereik is. Dit verhoog die vermoede dat gemeenskappe wat water uit die damme verbruik, blootgestel word aan die verbindings wat nadelige gesondheidseffekte kan hê. Aangesien PFAS nie in Suid-Afrika vervaardig word nie, is die moontlike primêre bron van hierdie verbindings waarskynlik die gebruik van produkte wat PFAS bevat. Aangesien PFAS volhoubare verbindings is, is die konsentrasies wat in die huidige studie verkry is, kommerwekkend. Daarom behoort daar pogings aangewend om (i) bewusmaking te verskerp oor die moontlike gevolge van blootstelling aan produkte wat PFAS bevat, en (ii) die gebruik van produkte wat PFAS bevat, amptelik te beperk.
- Die aanwesigheid van PFAS word internasionaal sedert die vroeë 2000’s wydverspreid in globale oppervlakwater waargeneem (Muir en Miaz 2021). Dié Sweedse navorsers, verbonde aan die Universiteit van Stockholm, het ʼn literatuursoektog uitgevoer in verband met die temporale en georuimtelike verspreiding van PFAS-besoedeling in die oppervlakwater van sekere seekusgebiede, die diepsee en die Groot Mere-gebied.
85% van die resultate in die datastel, soos uit die literatuursoektog verkry, was van toepassing op die kusstroke van Wes-Europa, China, Korea en Japan, terwyl die getal studies beperk was vir die kus van Noord-Amerika, en data heeltemal ontbreek het vir Suid-Amerika en Afrika. Die hoogste mediaankonsentrasies van PFAS is gerapporteer in die Bohai- en Geelseegebiede van China, sowel as in die Noordsee en Baltiese See in Europa. Beduidende afnames in mediaanvoorkoms van PFAS is waargeneem vir die tydperk 2012–2018 in hierdie streke, asook vir 2004–2017 in die Groot Mere-gebied.
Tot op hede is die wêreldwye besoedelingspatroon van PFAS in die mariene ekologie selde nagevors. Seevoëls is ideale biomoniteringshulpmiddels om omgewingsbesoedeling en die effekte daarvan te bestudeer. Die Chinese navorsingsgroep Sun, Xing en Chu (2021) verbonde aan die Oseaan Universiteit van China, stel ʼn nuttige sintese saam uit gepubliseerde navorsing oor die voorkoms van PFAS-konsentrasies in verskeie seevoëlspesies
Die doel is om tydruimtelike patrone en blootstellingsrisiko's van PFAS in die oseane te beklemtoon. Dit blyk dat perfluoro-oktaansulfonsuur (PFOS) die mees bestudeerde PFAS in seevoëls was, met die hoogste voorkomssyfer in eiers van gewone malgasse van die Baltiese See, gevolg deur grootkuifkormorante van die Noordsee en dubbelkuifkormorante van San Francisco-baai. Die laagste besoedelingsvlakke word aangedui vir Antarktiese seevoëls. Die temporale patroon het oor die algemeen hoër besoedelingsvlakke van PFAS gedurende die laat 1990's en vroeë 2000's getoon, wat ooreenstem met nywerhede se uitfasering van sommige van die produkte wat PFAS-verbindings bevat.
.....
Die waargenome PFOS-konsentrasies in die lewers van verskeie voëlspesies, soos kormorante en stormvoëls van Europa en Noord-Amerika, het die geskatte kritieke toksisiteitswaardes oorskry. Sistematiese evaluasies van verskillende seevoëlspesies is beslis ook noodsaaklik om besoedelingspatrone in Suid-Amerika, Afrika en Asië ten volle te verstaan.
.....
Die waargenome PFOS-konsentrasies in die lewers van verskeie voëlspesies, soos kormorante en stormvoëls van Europa en Noord-Amerika, het die geskatte kritieke toksisiteitswaardes oorskry. Sistematiese evaluasies van verskillende seevoëlspesies is beslis ook noodsaaklik om besoedelingspatrone in Suid-Amerika, Afrika en Asië ten volle te verstaan. Hierdie inligting ontbreek tans ongelukkig in die toepaslike literatuur.
Daarbenewens is slegs beperkte navorsing gedoen oor die identifikasie en toksiese effekte van nuwe substitute soos fluorotelomeer- en eterverbindings (byvoorbeeld F-53B) in seevoëls. Verdere navorsing, insluitend multiomiksanalise (multi-omics analysis), is nodig om die blootstellings- en toksikologieprofiele van PFAS in seevoëls en ander wildspesies volledig te beskryf
- Volgens McAdam en Bell (2023), beide verbonde aan die Universiteit van Albany, New York, is spesifieke nadelige gesondheidsuitkomste reeds waargeneem wat geassosieer word met verwagtende moeders en hul babas se blootstelling aan PFAS tydens swangerskap. Die gevare sluit onder andere pre-eklampsie en lae geboortegewig in. PFAS word oorgedra van die moeder na die fetus deur die plasenta en gevolglik ook blootstelling in die uterus.
Die doel van hierdie studie was om die determinante van PFAS-blootstelling van swanger vroue te ontleed. Deur middel van die PubMed-databasis is 35 studies geïdentifiseer wat aan die volgende kriteria voldoen het: Die navorsingsuitkomste moes objektief gemeet word; die deelnemers moes aan minstens een PFAS blootgestel gewees het; die aanwesigheid van PFAS moes deur middel van serumbloedtoetse gemeet word; minstens een determinant van PFAS-blootstelling moes ondersoek word; en die navorsingsresultate moes ten minste betaskattings of betakoëffisiënte bevat het.
Die getal kere wat die moeders geboorte geskenk het, hul borsvoedinggeskiedenis, ras, land van herkoms, en huishoudelike inkomste het as die beduidende determinante van PFAS-konsentrasies by die moeders na vore gekom.
PFAS-konsentrasies by die moeders het afgeneem soos wat die getal swangerskappe per moeder toegeneem het. ʼn Geskiedenis van borsvoeding was ook ʼn beduidende voorspeller van die aanwesigheid van laer PFAS-konsentrasies by die moeders.
Die ontleding van PFAS-konsentrasies van die babas waaraan hierdie vroue (wat borsvoed) geboorte geskenk het, is ongelukkig nie in die geselekteerde studies gekontroleer nie. Dit is belangrik om te bepaal of laer PFAS-konsentrasies by borsvoedende moeders oorgedra word na hul babas, en of die konsentrasies nie moontlik eerder hoër by die babas is nie.
Aan die ander kant was ras, herkoms en inkomste betekenisvolle voorspellers van hoër PFAS-konsentrasies by die moeders.
Faktore soos rookgewoontes, alkoholverbruik, liggaamsmassa-indeks en die voorkoms van vis in die diëte van die moeders is nie as beduidende determinante van PFAS-konsentrasies aangedui nie.
4. Moontlike oplossings
Die reeds genoemde EPA het op 14 Maart 2023, in reaksie op die toenemende bekommernis oor die impak van PFAS, besluit om spoedig nasionale standaarde saam te stel met die doel om die konsentrasie van PFAS wat in openbare drinkwater voorkom, te beperk.
Volgens Braun (2023) is die EPA-inisiatief deel van die Biden-administrasie se strategie om ‘n multiagentskapbenadering van stapel te stuur wat vir die beheer en kontrolering van PFAS-chemikalieë verantwoordelik is. Dit sluit (bo en behalwe die EPA) ook die FDA, die Departement van Landbou, die Departement Verdediging en die Departement Gesondheid in.
Braun stel voor dat ten einde die publiek voldoende teen die gesondheidsgevare van PFAS te beskerm, federale agentskappe PFAS eerder as ‘n selfstandige klas (of breë groepering) chemiese verbindings behoort te reguleer, in teenstelling met die regulering van individuele verbindings soos tans die geval is.
Doeltreffende beheer van PFAS verg dringende gekoördineerde globale aksie. Gegewe hierdie chemikalieë se vermoë om geografiese grense met gemak te oorskry, hulle lang halveringstye in die omgewing en hul negatiewe gesondheidsimpakte, is dringende optrede nodig.
5. Gevolgtrekking
Uiteenlopende en hoëkwaliteitnavorsing is tot dusver oor die gevolge en determinante van PFAS gedoen, maar daar bestaan steeds belangrike fasette rakende PFAS wat wetenskaplik nog nie ten volle verstaan word nie.
Meer navorsing moet gedoen word oor die langtermyn-gesondheidseffekte van PFAS, insluitend die moontlikheid van ‘n kumulatiewe effek in organismes. Aandag behoort ook gegee te word aan die verskille in vatbaarheid vir PFAS-verbindings tussen verskillende bevolkingsgroepe. Aansluitend hierby is die bestudering van die nuut geïdentifiseerde en alternatiewe PFAS-verbindings ook dringend noodsaaklik.
Ten slotte is dit duidelik dat wetenskaplike kennis in verband met PFAS voortdurend stadig maar seker aan die uitbrei is. Dit is gerusstellend om te weet dat deskundiges wêreldwyd konstant besig is om aan hierdie dringende kwessie aandag te gee.
Bibliografie
Abafe, OA, LR Macheka, OT Abafe en TB Chokwe. 2021. Concentrations and human exposure assessment of per- and polyfluoroalkyl substances in farmed marine shellfish in South Africa. Chemosphere, 281:130985. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130985
Batayi, B, OJ Okonkwo en AP Daso. 2021. Poly- and perfluorinated substances in environmental water from the Hartbeespoort and Roodeplaat dams, South Africa. Water SA, 47(1):54–66. https://doi.org/10.17159/wsa/2021.v47.i1.9445.
Braun, JM. 2023. Enhancing regulations to reduce exposure to PFAS. Federal action on “Forever Chemicals”. New England Journal of Medicine, 388(21):1924–6.
Gasiorowski, R, MK Forbes en G Silver. 2022. Effect of plasma and blood donations on levels of perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances in firefighters in Australia: a randomized clinical trial. JAMA Network Open, 5(4):e226257. doi:10.1001/jamanetworkopen.2022.6257.
McAdam, J en EM Bell. 2023. Determinants of maternal and neonatal PFAS concentrations: a review. Environmental Health, 22(41):1–33.
Muir, D en LT Miaz. 2021. Spatial and temporal trends of perfluoroalkyl substances in global ocean and coastal waters. Environmetal Science and Technology, 55:9527−37.
Sun, J, L Xing en J Chu. 2021. Global ocean contamination of per- and polyfluoroalkyl substances: a review of seabird exposure. Chemosphere, 330: 138721
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138721.
Lees ook:
Kommentaar
Uitstekende artikel wat help om groter bewustheid te skep oor besoedelingsvlakke van relatief onbekende chemikalieë in ons omgewing wat beslis groot gesondheidsgevare inhou. Veral toekomstige generasies sal die spit afbyt.