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과불화화합물 정의
다른 계면활성제와 마찬가지로 플루오로계면활성제는 상 계면에 집중하는 경향이 있다. 플루오로카본은 친유성이 없고 소수성이며, 기름과 물을 모두 밀어낸다. 이들의 친유성 부족은 탄화수소에 비해 런던 분산력이 상대적으로 부족하기 때문이며, 이는 플루오린의 큰 전기음성도와 짧은 결합 길이로 인해 계면활성제의 불소화된 분자 표면의 편극률이 감소하는 결과이다. 플루오로계면활성제는 탄소-플루오린 결합의 안정성 때문에 탄화수소 계면활성제보다 더 안정적이다. 과불화 계면활성제는 같은 이유로 환경에 잔류한다.
PFOS, PFOA, PFNA와 같은 플루오로계면활성제는 그 잔류성, 독성, 그리고 일반 인구 혈액에서의 광범위한 발생 때문에 규제 기관의 주목을 받아왔다.
PFAS는 불소수지를 생산하기 위한 유화 중합에 사용되며, 이는 얼룩 방지제, 광택제, 페인트 및 코팅에 사용된다.
과불화화합물 건강 및 환경 영향
PFAS는 원래 화학적 비활성으로 간주되었다. 초기 직업 연구에서는 노출된 산업 근로자의 혈액에서 PFOS 및 PFOA, C8을 포함한 불소화 화학 물질의 수치가 상승했지만, 건강상의 나쁜 영향은 언급되지 않았다. 이러한 결과는 3M 공장 근로자의 PFOS 및 PFOA 혈청 농도가 각각 0.04~10.06 ppm 및 0.01~12.70 ppm 범위로 측정되어 동물 연구에서 인용된 독성 및 발암 수준보다 훨씬 낮다는 것과 일치했다. 그러나 혈청 제거 반감기가 4~5년이고 환경 오염이 광범위하게 퍼져 있다는 점을 고려할 때, 분자가 인간에게 충분히 축적되어 건강에 해로운 결과를 초래할 수 있음이 밝혀졌다.
과불화화합물 건강 및 환경 영향
2022년 전 세계 빗물에서 적어도 4가지의 과불화알킬산(PFAA) 수치가 EPA의 평생 식수 건강 권고치와 덴마크, 네덜란드, 유럽 연합의 유사한 안전 기준을 크게 초과했으며, 이는 "이 4가지 PFAA의 대기 중 전 세계적 확산으로 인해 화학 오염에 대한 행성 경계가 초과되었다"는 결론을 이끌어냈다. 환경에서 가장 흔히 발견되는 PFAS는 트리플루오로아세트산(TFA)이다. 그 존재는 환경, 특히 수생 생태계에서 편재하며, 전 세계적으로 농도가 증가하면서 지속된다.
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PFAA는 결국 수십 년에 걸쳐 희석되어 바다로 흘러들어갈 것으로 생각되었지만, 2021년 스톡홀름 대학교 연구자들이 발표한 현장 연구에 따르면 파도가 육지에 도달할 때 물에서 공기로 종종 이동하며, 이는 대기 오염의 중요한 원인이 되고 결국 비로 이어진다. 연구자들은 오염이 넓은 지역에 영향을 미칠 수 있다고 결론 내렸다. 토양 오염도 발생하며, 이 화학 물질은 남극과 같은 외딴 지역에서도 발견되었다. 토양 오염은 백미, 커피, 오염된 땅에서 사육된 동물과 같은 식품에서 PFAS 수치를 높일 수 있다. 2024년, 전 세계 45,000개 지하수 샘플을 대상으로 한 연구에서 샘플의 31%에서 인체 건강에 해로운 수준의 PFAS가 검출되었으며, 이 샘플들은 명백한 오염원 근처가 아닌 지역에서 채취되었다.
과불화화합물 건강 및 환경 영향
2005년부터 2013년까지 C8 과학 패널로 알려진 세 명의 역학자가 오하이오강 계곡 지역사회 주민들이 듀폰의 웨스트버지니아 워싱턴 워크스 공장에서 PFAS가 함유된 물질을 매립하고 폐수를 배출한 것에 대한 집단 소송의 우발적 상황의 일환으로 미드-오하이오 계곡에서 건강 연구를 수행했다. 이 패널은 듀폰 워싱턴 워크스 공장 주변 69,000명의 개인의 PFOA (C8이라고도 함) 혈청 농도를 측정했으며, 표준 미국인 인구의 4ng/mL와 비교하여 평균 농도가 83ng/mL임을 발견했다. 이 패널은 PFOA 혈중 농도 상승과 고콜레스테롤혈증, 궤양성 대장염, 갑상샘 질환, 고환암, 신장암, 그리고 임신 유발 고혈압 및 자간전증 사이에 개연성 있는 연관성이 있다고 보고했다.
PFAS 관련 건강 영향의 심각성은 노출 기간, 노출 수준 및 건강 상태에 따라 달라질 수 있다.
PFAS 노출은 자간전증 및 고혈압을 포함한 임신 중 다양한 고혈압성 질환의 위험 요소이다. PFAS 노출이 임신 중 광범위한 심혈관 질환과 관련이 있는지는 명확하지 않다. 인간의 모유는 PFAS를 포함할 수 있으며, 이는 모유 수유를 통해 산모에서 영아로 전달될 수 있다.
과불화화합물 건강 및 환경 영향
임산부 및 수유 중인 산모가 손톱 관리 제품, 향수, 화장품, 염색약 및 헤어 스프레이와 같은 다양한 개인 위생용품을 사용하는 것은 산모의 혈액과 모유에서 상당히 높은 PFAS 수치와 관련이 있는 것으로 나타났다. 예를 들어, 임신 중 적어도 두 번 이상 염색한 여성의 PFOS 수치는 염색하지 않은 여성보다 1/3 이상 높았다. PFOS는 가장 흔하고 위험한 PFAS 화합물 중 하나이다.
내분비계 교란 물질, 특히 PFAS는 남성 불임 위기와 관련이 있다.
2023년 마운트 시나이 아이칸 의과대학의 보고서에 따르면 PFAS에 대한 고노출이 여성의 성공적인 임신 능력 40% 감소, 호르몬 교란 및 사춘기 지연과 관련이 있는 것으로 나타났다.
태아와 어린이는 PFAS 화학 물질의 유해성에 특히 취약하다. PFAS는 신생아의 비정상적으로 작은 출생 체중 증후군, 조산, 짧은 모유 수유 기간, 영양 성분이 감소된 모유, 하나 이상의 신경 발달 장애, 소아 백신에 대한 반응 감소 등 주요 건강 이상과 관련이 있는 것으로 나타났다.
과불화화합물 건강 및 환경 영향
PFAS와 간 손상에 대한 인간 임상 바이오마커s 간의 연관성에 대한 메타분석은 PFAS가 간 바이오마커에 미치는 영향과 설치류 실험 연구의 조직학적 데이터를 분석하여 PFOA, PFHxS, PFNA가 인간에게 간독성을 유발했다는 증거가 있음을 결론 내렸다.
PFOA는 국제 암 연구 기관 (IARC)에 의해 동물 암에 대한 "충분한" 증거와 노출된 인간의 "강력한" 기계적 증거를 기반으로 인간 발암성 물질 (그룹 1)로 분류되었다. IARC는 또한 PFOS를 "강력한" 기계적 증거를 기반으로 인간에게 잠재적으로 발암성 물질 (그룹 2b)로 분류했다. 많은 특정 PFAS 화학 물질과 특정 암 유형 간의 연관성에 대한 고품질 역학 데이터가 부족하며, 연구가 진행 중이다.
인간에게서 높은 PFOS 수치가 높은 총 콜레스테롤 및 LDL 콜레스테롤과 유의미하게 연관되어 있다는 반응이 관찰되었으며, 이는 PPAR 발현이 유의미하게 감소하고 설치류에 비해 인간의 지질 대사에서 PPAR 독립 경로가 우세하다는 것을 시사한다.
과불화화합물 건강 및 환경 영향
PFOA와 PFOS는 인간과 동물 종의 면역 및 염증 반응을 유의미하게 변화시키는 것으로 나타났다. 특히, IgA, IgE (여성에게만 해당) 및 C-반응성 단백질은 감소하는 반면, PFOA 혈청 농도가 증가함에 따라 항핵항체가 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 사이토카인 변화는 자가면역을 유발하는 면역 반응 이상을 시사한다. 제안된 메커니즘 중 하나는 장 상피 조직에서 항염증성 M2 대식세포 및 티헬퍼(TH2) 반응으로의 전환이며, 이는 황산염 환원 박테리아가 번성하게 한다. 그 결과 황화 수소 수치가 높아져 베타-산화 및 영양소 생산이 감소하고, 이는 결장 상피 장벽의 손상으로 이어진다.
과불화화합물 건강 및 환경 영향
갑상샘저하증은 PFAS 노출과 관련된 가장 흔한 갑상샘 이상이다. PFAS는 갑상샘 과산화효소를 감소시켜 생체 내에서 갑상샘 호르몬의 생산 및 활성화를 감소시키는 것으로 나타났다. 다른 제안된 메커니즘으로는 갑상샘 호르몬 신호 전달, 대사 및 배설, 그리고 핵 호르몬 수용체 기능의 변화가 포함된다. 또한, 상향 탈아이오딘화효소 (SPINA-GD) 활동과의 복잡한 비선형 연관성이 설명되었다. 이는 중추적 갑상샘 호르몬 민감도보다는 말초적 갑상샘 호르몬 민감도에 강한 영향을 미친다는 것을 시사한다.
먹이 사슬의 해양 종에서
과불화화합물 건강 및 환경 영향
생체 축적은 개별 유기체 내에서 PFAS를 포함한 오염 물질의 내부 농도를 제어한다. 생체 축적이 전체 먹이 사슬의 관점에서 볼 때, 이는 생물 농축이라고 불리며, 해수나 퇴적물과 같은 환경 매트릭스에서 오염 물질의 농도가 낮더라도 인간을 포함한 상위 영양 단계의 유기체에서 매우 빠르게 유해한 농도로 증가할 수 있기 때문에 추적하는 것이 중요하다. 특히 생물군계 내 농도는 PFOS 및 C10–C14 PFCA의 경우 물에 존재하는 농도의 5000배 이상이 될 수 있다. PFAS는 퇴적물 섭취, 물을 통한 흡수 또는 식이를 통해 직접 유기체에 유입될 수 있다. 주로 단백질 함량이 높은 혈액과 간에 축적되지만, 조직에서도 덜한 정도로 발견된다.
생물 농축은 먹이 사슬에서 종의 오염 수준과 영양 수준 간의 관계를 설명하는 영양 농축 계수(TMF)의 추정을 사용하여 설명할 수 있다. TMF는 PFAS의 로그 변환된 농도를 할당된 영양 수준에 대해 그래프로 그리고 회귀 기울기의 역로그(10기울기)를 취하여 결정한다.
프랑스 남서부 지롱드의 큰 조석이 있는 강어귀에 대한 연구에서 TMF는 연구에서 고려된 거의 모든 19가지 PFAS 화합물에 대해 1을 초과했으며, 특히 PFOA와 PFNA의 경우 높았다 (각각 6.0 및 3.1). TMF가 1보다 크다는 것은 유기체 내 화학 물질 농도가 연속적인 영양 단계에서 증가하여 생물 농축을 나타냄을 의미한다.
장쇄 술폰산인 PFOS는 바렌츠해와 캐나다 북극과 같은 북해의 어류와 조류에서 측정된 다른 PFAS에 비해 가장 높은 농도로 발견되었다.
2023년에 발표된 연구는 2013년부터 2015년까지 EPA 모니터링 프로그램에 따라 미국 전역에서 수집된 500개의 민물고기 필레 복합 샘플을 분석했으며, 민물고기가 유해한 PFAS를 광범위하게 함유하고 있으며, 1회 섭취로 일반적으로 혈중 PFOS 수치를 유의미하게 증가시킨다는 것을 보여주었다.
먹이 사슬을 통한 해양 종, 특히 자주 섭취되는 어류 및 조개류의 PFAS 생체 축적 및 생물 농축은 인간 개체군에 중요한 영향을 미칠 수 있다. PFAS는 인간이 일반적으로 섭취하는 어류 및 조개류 모두에서 자주 문서화되었으며, 이는 인간에게 건강 위험을 초래하고, 특정 종의 생체 축적 연구는 인간 섭취를 위한 일일 허용 한도를 결정하고 잠재적인 건강 위험을 초래할 수 있는 한도를 초과하는 곳을 파악하는 데 중요하다. 이는 야생 어류 및 조개류를 많이 섭취하는 인구에 특히 영향을 미친다. PFAS 오염은 어업 폐쇄 및 제한과 같은 식량 공급 중단도 초래했다.
탄소 사슬이 짧은 플루오로계면활성제는 포유류에 축적될 가능성이 적을 수 있지만, 인간과 환경 모두에 해로울 수 있다는 우려가 여전히 있다.
1970년대부터 듀폰과 3M은 PFAS가 "흡입 시 고독성, 섭취 시 중독성"이라는 것을 알고 있었다. 생산자들은 과학과 규제에 영향을 미치기 위해 여러 전략을 사용했는데, 가장 두드러진 것은 불리한 연구를 은폐하고 대중 담론을 왜곡하는 것이었다.
2018년 도널드 트럼프 대통령 재임 기간 중 백악관 직원과 EPA는 미국 독성 물질 및 질병 등록국이 PFAS가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 위험하다는 것을 보여주는 연구를 은폐하도록 압력을 가했다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
2024년 퀘벡주 맥길 대학교의 연구에 따르면, 철새들이 오염된 남쪽 바다에서 북극으로 PFAS를 가져오고 있는 것으로 나타났다. 비록 바람과 해양에 의한 유입량보다는 훨씬 적지만, 새들은 유독성 화학 물질을 전달하는 매개체가 된다. 로드아일랜드 대학교의 해양학자 라이너 로만(Rainer Lohmann)은 이것이 북극 포식자들에게 치명적인 지역적 영향을 미 미치며, 새들이 많은 종의 먹이가 되기 때문에 오염 물질이 직접 먹이 사슬에 유입되어 포식자들의 몸에 독소가 축적된다고 지적했다.
2017년 ABC의 시사 프로그램인 포 코너스는 호주 전역의 오스트레일리아 방위군 시설에서 과불화 계면활성제가 포함된 소방용 폼의 보관 및 사용으로 인해 인근 수자원이 오염되었다고 보도했다. 2019년에는 RAAF 베이스 틴달과 인접한 캐서린 마을에서 정화 노력이 진행 중이었다. 2022년 오스트레일리아 연방 예산에서 HMAS 앨버트로스 (해군 기지), RAAF 앰벌리 기지, RAAF 피어스 기지 및 RAAF 리치먼드 기지의 PFAS 오염 정화 기금을 포함하여 4억 2800만 달러가 할당되었다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
캐나다에서는 PFAS가 제조되지 않지만, 수입 상품 및 제품에 존재할 수 있다. 2008년 캐나다는 소방, 군사, 일부 잉크 및 사진 매체에 사용되는 제품을 제외하고 PFOS 및 PFOA를 포함한 제품을 금지했다.
캐나다 보건부는 캐나다인, 특히 어린이가 이 물질에 평생 노출되는 것을 보호하기 위해 PFOS 및 PFOA의 최대 허용 농도에 대한 식수 지침을 발표했다. 지침에 따른 PFOS의 최대 허용 농도는 리터당 0.0002mg이다. PFOA의 최대 허용 농도는 리터당 0.0006mg이다. 2024년 8월, 헬스 캐나다는 식수에서 검출된 25가지 PFAS 농도 합계에 대해 30ng/L 목표를 설정했다.
뉴질랜드 환경보호청은 2026년 12월 31일부터 화장품 제품에 PFAS 사용을 금지했다. 이는 사람과 환경을 보호하기 위해 PFAS에 대해 이러한 조치를 취하는 세계 최초의 국가 중 하나가 될 것이다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
PFAS의 환경적 결과, 특히 소방 활동으로 인한 결과는 1990년대 중반부터 인식되었으며, 2005년 12월 11일 번스필드 폭발 이후 두드러졌다. 환경청은 환경 내 PFAS의 규모와 특성을 파악하기 위해 일련의 프로젝트를 수행했다. 식수 감시국은 수돗물 회사에 47가지 PFAS의 농도를 보고하도록 요구한다.
많은 PFAS는 유럽 법규에 포함되지 않거나 EU REACH 화학 물질 규제에 따른 등록 의무에서 제외된다. 여러 PFAS가 식수, 도시 폐수, 및 매립지 침출수에서 전 세계적으로 검출되었다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
2019년 유럽 평의회는 유럽 연합 집행위원회에 PFAS 노출로 인한 부작용에 대한 증거가 증가하고 있으며, 물, 토양, 제품 및 폐기물에서 PFAS가 널리 발생한다는 증거와 식수에 미칠 수 있는 위협으로 인해 모든 비필수적인 PFAS 사용을 제거하기 위한 행동 계획을 개발하도록 요청했다. 독일, 네덜란드, 덴마크, 노르웨이, 스웨덴은 REACH 규정을 기반으로 유럽 내 PFAS 생산, 사용, 판매 및 수입 금지를 달성하기 위한 소위 제한 제안서를 제출했다. 이 제안서는 PFAS의 모든 사용에 대해 금지가 필요하다고 명시하고 있으며, 기능 및 대체 물질의 가용성에 따라 금지 발효 시점에 따라 다른 기간(규제 발효 즉시, 5년 후 또는 12년 후)을 제시한다. 이 제안서는 의약품, 식물 보호 제품 및 살생제에 대한 PFAS 사용을 평가하지 않았다. 이는 해당 물질에 특정 규정(살생제 제품 규정, 식물 보호 제품 규정, 의약품 규정)이 적용되며, 이는 건강 및 환경 위험에 중점을 둔 명시적인 승인 절차를 가지고 있기 때문이다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
이 제안서는 2023년 1월 13일에 제출되었고, 2월 7일에 유럽 화학물질청 (ECHA)에 의해 발표되었다. 3월 22일부터 9월 21일까지 시민, 기업 및 기타 기관들이 공개 협의를 통해 제안에 대한 의견을 제시했다. 제한 제안서와 협의에서 얻은 정보를 바탕으로 ECHA의 두 위원회는 제안된 제한의 위험 및 사회경제적 측면에 대한 의견을 제시한다. 발표 후 1년 이내에 의견은 유럽 집행위원회에 제출되며, 집행위원회는 EU 회원국과 논의하고 결정을 내릴 최종 제안을 한다. 제한 결정 발표 후 18개월이 지나면 (원래 제안과 다를 수 있음) 발효된다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
베네토주 지역의 127,000명의 주민들이 수돗물을 통해 오염에 노출된 것으로 추정되며, 이는 유럽에서 가장 큰 PFAS 관련 환경 재앙으로 여겨진다. 이탈리아 국립보건원(ISS, Istituto Superiore di Sanità)은 혈류 내 PFOA의 한계치를 리터당 8나노그램(ng/mL)으로 설정했지만, 일부 주민은 262ng/mL, 일부 산업 종사자는 91,900ng/mL에 도달했다. 2021년 그린피스와 지역 주민들은 베네토주 및 ISS에 대한 오랜 법적 공방 끝에 일부 데이터를 공개했다. 이들은 2017년부터 또는 그 이전부터 알려진 수치에도 불구하고 수년 동안 데이터 접근을 거부해 왔다. 베네토주는 추가 모니터링을 수행하거나 오염을 제거하고 최소한 비음용수의 오염을 점진적으로 줄이기 위한 해결책을 취하지 않았다. 2020년에 유럽 식품 안전청 (EFSA)이 식단을 통해 섭취할 수 있는 PFAS의 최대 허용 한도를 4배 이상 줄였음에도 불구하고, 이 지역은 새로운 평가를 수행하거나 인구와 농식품 및 축산 부문을 보호하기 위한 구체적인 조치를 이행하지 않았다. 오렌지 구역과 다른 오염 지역을 포함하지 않는 지리적 영역의 모니터링에 일부 제한이 추가되었으며, 관련 지역에 널리 퍼져 있는 중요한 생산물(계란 (최대 37,100ng/kg), 생선 (18,600ng/kg), 시금치 및 라디키오 (단 한 번의 샘플링), 키위, 멜론, 수박, 곡물 (단 한 번의 샘플 분석), 콩, 와인 및 사과)에 대한 분석이 불충분하다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
2022년 3월에 종료된 공공 수역 연구에 따르면 PFOS와 PFOA 농도의 합계가 1,133개 시험 장소 중 81개에서 50ng/L를 초과했으며, 일부 경우 혈액에서도 높은 수준으로 나타났다. 이는 규제 강화를 위한 압력으로 이어졌다.
스웨덴 환경 보호국에 따르면 스웨덴은 PFAS에 오염된 지역이 최대 9만 곳에 달하며, 이는 심각한 환경 문제이다.
스웨덴 여러 지역에서 고농도로 오염된 식수가 발견되었다. 이러한 지역으로는 아르비츠야우르, 룰나세트, 웁살라, 비스뷔 등이 있다. 2013년 스웨덴 남부 론네비 마을의 두 시립 물 처리 시설 중 한 곳에서 PFAS가 고농도로 검출되었다. PFHxS 및 PFOS 농도는 각각 1700ng/L 및 8000ng/L로 나타났다. 오염원은 1980년대 중반부터 PFAS 함유 소방용 폼이 사용된 군용 소방 훈련장으로 밝혀졌다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
또한, 저농도 오염된 식수는 스웨덴 청소년 (10~21세)의 PFOA, PFNA, PFHxS 및 PFOS에 대한 중요한 노출원으로 밝혀졌다. 시립 식수의 개별 PFAS 중앙값 농도가 1ng/L 미만이었음에도 불구하고, 청소년 혈청 PFAS 농도와 식수 내 PFAS 농도 사이에 양의 연관성이 발견되었다.
미국 내 약 26,000곳이 PFAS로 오염된 것으로 추정된다. 2022년 EPA가 설정한 1 ppt(조분의 1) 한도를 초과하는 PFOA 및 PFOS 수치를 포함한 수돗물 내 PFAS 수치가 있는 지역에 약 2억 명 이상의 미국인이 거주하는 것으로 추정된다.
2016년부터 2021년까지 716개 지역의 수돗물 연구를 바탕으로 미국 지질조사국 (USGS)은 도시 지역 샘플의 약 75%, 농촌 지역 샘플의 약 25%에서 PFAS 수치가 EPA 권고치를 초과한다는 사실을 발견했다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
특정 PFAS는 PFOA 관리 프로그램(2010~2015년)을 포함한 단계적 폐지 조치로 인해 더 이상 미국에서 제조되지 않으며, 이 프로그램에서는 8개의 주요 화학 제조업체가 PFOA 및 PFOA 관련 화학 물질의 제품 사용 및 시설 배출을 중단하기로 합의했다. 그러나 이들은 여전히 국제적으로 생산되어 소비자 제품 형태로 미국으로 수입된다. 일부 유형의 PFAS는 식품 포장에 자발적으로 포함되지 않는다.
2021년 수전 콜린스 메인주 상원의원과 리처드 블루먼솔 코네티컷주 상원의원은 미국 상원에 화장품 내 PFAS 금지법을 제안했다. 이 법안은 미시간주 하원의원 데비 딩겔에 의해 미국 하원에도 제출되었지만, 공화당이 미국 화학 산업의 지원을 받아 이 법안을 필리버스터했다.
2025년 2월, 미네소타주는 PFAS를 함유한 조리기구 판매를 금지하는 첫 번째 주가 되었다.
미국 국방부 연구에 따르면, 1970년대부터 소방용 폼 사용으로 인해 최소 126개의 미군 기지와 그 주변 수역이 고농도의 PFAS로 오염되었다. 이 중 90개 기지에서는 PFAS 오염이 기지 밖 식수 또는 지하수로 확산되었다고 보고했다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
2022년 펜타곤 보고서는 24개 미국 군사 시설에서 약 17만 5천 명의 미군 병력이 미국 EPA 한도를 초과하는 PFAS로 오염된 물을 마셨음을 인정했다. 그러나 환경 워킹 그룹에 따르면 펜타곤 보고서는 PFAS에 노출된 사람들의 수를 축소했으며, 이는 116개 군사 시설에서 64만 명 이상이었을 가능성이 높다고 지적했다. 환경 워킹 그룹은 펜타곤이 보고서에서 고환암, 신장 질환 및 태아 기형과 같이 PFAS 노출로 인해 발생할 수 있는 일부 질병 유형을 누락했다고 밝혔다.
EPA는 2020년에 처음으로 PFOA 및 PFOS에 대한 비강제적 식수 건강 권고치를 발표했다. 2021년 3월 EPA는 PFOA 및 PFOS에 대한 국가 식수 기준을 개발할 것이라고 발표했다. 공공 수도 시스템은 PFAS 수치를 모니터링해야 하며, 이를 위해 보조금을 받을 수 있다. 또한 제조 공정에서 PFAS를 사용하는 산업에 대한 폐수 (배출 유도 지침) 및 바이오솔리드 (비료로 사용되는 처리된 폐수 슬러지)에 대한 규제도 있다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
EPA는 2022년 6월 4가지 특정 PFAS에 대한 건강 권고치를 발표하여 식수에 대한 안전 역치 수준을 상당히 낮췄다. PFOA는 70 ppt에서 0.004 ppt로, PFOS는 70 ppt에서 0.02 ppt로 낮아졌다. GenX 화합물에 대한 안전 수준은 10 ppt로, PFBS에 대한 안전 수준은 2000 ppt로 설정되었다. 이러한 건강 권고치는 강제성은 없지만, 주에서 자체적인 식수 기준을 설정하는 데 참고하도록 의도되었다.
2022년 8월, EPA는 슈퍼펀드 법에 따라 PFOA와 PFOS를 유해 물질 목록에 추가할 것을 제안했다. EPA는 2024년 4월에 최종 규칙을 발표했으며, 이는 오염자들이 이러한 물질에 대한 조사 및 정화 비용을 지불하도록 요구한다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
2024년 4월, EPA는 PFOA, PFOS, GenX, PFBS, PFNA, PFHxS에 대한 최종 식수 규정을 발표했다. 3년 이내에 공공 수도 시스템은 이 6가지 PFAS를 거의 제로 수준으로 제거해야 한다. 주 정부는 이를 위한 초기 테스트 및 수처리 비용으로 최대 10억 달러의 보조금을 받을 수 있다. 2024년 규칙의 업데이트된 독성 평가는 PFOA 및 PFOS에 대한 2022년 건강 권고치를 대체한다.
2017년 2월, 듀폰과 Chemours (듀폰의 분사 기업)는 파커즈버그 공장에서 수천 명의 주민의 식수로 PFAS를 방출한 것과 관련된 3,550건의 개인 상해 청구를 해결하기 위해 6억 7,100만 달러를 지불하기로 합의했다. 이는 법원에서 설립된 독립 과학 패널인 C8 과학 패널이 C8 노출과 6가지 질병: 신장암 및 고환암, 궤양성 대장염, 갑상선 질환, 임신 유발 고혈압 및 고콜레스테롤 사이에 "개연성 있는 연관성"을 발견한 후였다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
2018년 10월, 오하이오 소방관이 PFAS 노출로 인해 건강에 해로운 영향을 받을 수 있는 모든 미국 주민을 대표하여 3M 및 듀폰을 포함한 여러 플루오로계면활성제 제조업체를 상대로 집단 소송을 제기했다. 이 이야기는 영화 다크 워터스에 담겨 있다.
2023년 6월, 3M은 PFAS와 관련된 수질 오염 문제 해결을 위해 여러 미국 공공 수도 공급업체와 103억 달러의 합의금에 합의했으며, Chemours, 듀폰, Corteva는 유사한 청구에 대해 11억 9천만 달러에 합의했다.
2023년 12월, 4년간의 법적 공방 끝에 EPA는 PFOA를 생성하는 공정으로 연간 약 2억 개의 용기를 생산하는 텍사스 휴스턴 기반 제조업체인 Inhance의 제조 공정 사용을 금지했다. 2024년 3월, 미국 제5항소법원은 이 금지 조치를 뒤집었다. 법원은 용기의 건강 위험을 부인하지는 않았지만, EPA가 "새로운" 화학 물질만 다루는 1976년 독성 물질 관리법에 따라 제조된 용기를 규제할 수 없다고 밝혔다.
2021년 메인주는 2030년까지 모든 제품에서 이 화합물을 금지하는 미국 최초의 주가 되었으며, "현재 피할 수 없는" 경우는 제외된다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
틀:2020년 10월 현재 캘리포니아, 코네티컷, 매사추세츠, 미시간, 미네소타, 뉴햄프셔, 뉴저지, 뉴욕, 버몬트, 위스콘신 주에서는 두 가지에서 여섯 가지 유형의 PFAS에 대해 강제적인 식수 기준을 시행하고 있다. 6가지 화학 물질 (매사추세츠 환경보호국이 PFAS6로 명명)은 표준에 따라 개별적으로 또는 그룹으로 합산되어 측정된다. 이들은 다음과 같다.
2021년 캘리포니아주는 식품 포장 및 영유아 제품에 PFAS 사용을 금지하고, 주 내 PFAS 조리기구에 경고 라벨을 부착하도록 요구했다.
메인주 환경보호국에서 허가하고 홍보한 프로그램은 농부들에게 무료 시립 폐수 슬러지 (바이오솔리드)를 비료로 제공하여 지역 식수 및 농작물에 PFAS 오염을 야기했다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
2017년에 미시간주 PFAS 액션 대응팀 (MPART)이 발족되었으며, 이는 미국 최초의 다기관 행동팀이다. 보건, 환경 및 기타 주 정부 부서를 대표하는 기관들이 함께 주 내 PFAS 오염원 및 위치를 조사하고, 주민들의 식수를 보호하기 위한 조치를 취하며, 대중에게 정보를 제공하고 있다. 주 전역의 여러 장소에서 지하수를 검사하여 안전, 규제 준수, 그리고 잠재적 문제의 사전 감지 및 해결을 보장한다. 2010년, 미시간주 환경 품질부 (MDEQ)는 옛 워츠미스 공군 기지의 지하수 모니터링 우물에서 PFAS 수치를 발견했다. 2024년, 오스코다 기지 근처에서 시민들이 주도한 검사 결과 휴런호 연안을 따라 거품에서 높은 PFAS 수치가 발견되었다. 다른 국가 테스트에서 추가 정보가 제공됨에 따라 미시간주는 PFAS 화합물이 잠재적으로 사용된 다른 위치에 대한 조사를 확대했다. 2018년, MDEQ의 정화 및 재개발 부서 (RRD)는 식수로 사용되는 지하수에 대한 PFOA 및 PFOS의 개별 또는 결합된 정화 기준을 70 ppt로 설정했다. RRD 직원은 환경 오염 현장을 정화하기 위한 지속적인 노력의 일환으로 이러한 기준을 구현할 책임이 있다. RRD 직원은 MPART 웹사이트의 대부분의 PFAS 현장에서 주요 조사관이며, 조사 중이거나 PFAS 문제가 알려진 현장에서 지역 보건 부서와 협력하여 생수 또는 필터 설치와 같은 중간 대응 활동도 수행한다. RRD가 주도하는 PFAS 현장의 대부분의 지하수 샘플링은 PFAS 샘플링 기술에 익숙한 계약자가 수행한다. RRD는 또한 지질 서비스 부서를 보유하고 있으며, 모니터링 우물을 설치하고 PFAS 샘플링 기술에도 능숙한 직원이 있다. MDEQ는 수십 년 동안 규제 오염 물질의 환경 정화를 수행해 왔다. 새로운 과학이 제공됨에 따라 PFAS 규제의 변화하는 특성으로 인해 RRD는 슈퍼펀드 현장에서 정기적인 PFAS 샘플링의 필요성을 평가하고 있으며, 기본 환경 평가 검토의 일환으로 PFAS 샘플링 필요성 평가를 포함하고 있다. 2018년 초 RRD는 MDEQ 환경 연구소에서 특정 PFAS 샘플을 분석할 수 있는 실험실 장비를 구입했다. (현재 대부분의 샘플은 PFAS 분석을 수행하는 미국 내 몇 안 되는 실험실 중 하나인 캘리포니아로 보내지지만, 미시간을 포함한 다른 지역의 민간 실험실에서도 이러한 서비스를 제공하기 시작하고 있다.) 2018년 8월 현재 RRD는 방법론 개발 및 PFAS 분석 작업을 수행할 추가 직원을 고용했다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
2020년 미시간주 법무장관 데이나 네셀은 3M, Chemours, 듀폰을 포함한 17개 회사를 상대로 주와 주민들에게 알려진 건강 및 환경 위험을 숨긴 혐의로 소송을 제기했다. 네셀의 고소장에는 37개 오염 현장이 명시되어 있다. 미시간주 환경, 그레이트 레이크스, 에너지부는 PFAS에 대한 미국에서 가장 엄격한 식수 기준 중 일부를 도입하여 PFOA 및 PFOS에 대한 최대 오염 수준 (MCL)을 각각 8 및 16 ppt로 설정하고 (이전 지하수 정화 기준인 70 ppt에서 하향 조정), 이전에 규제되지 않았던 5가지 다른 PFAS 화합물에 대한 MCL을 도입하여 PFNA를 6 ppt, PFHxA를 400,000 ppt, PFHxS를 51 ppt, PFBS를 420 ppt, HFPO-DA를 370 ppt로 제한했다. 이 변경으로 인해 주정부의 알려진 PFAS 오염 지역 목록에 38개 지역이 추가되어 총 알려진 지역 수는 137개가 되었다. 이 지역의 약 절반은 쓰레기 매립지이며 13곳은 옛 크롬 도금 시설이다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
2022년 미시간주 농장에서 생산된 소고기에서 PFOS가 발견되었다. 소들은 오염된 바이오솔리드로 비료를 준 작물을 먹었다. 주정부 기관들은 소비 경고를 발행했지만, 현재 소고기 내 PFOS 오염에 대한 정부 기준이 없기 때문에 리콜 명령은 내리지 않았다.
2024년 연구에서는 "대기 침착이 특히 오대호에 중요한 환경 경로가 될 수 있다"는 사실을 발견했다.
2018년 2월, 3M은 미네소타주의 오염된 식수와 관련된 소송을 8억 5천만 달러에 합의했다.
2024년 1월, 미네소타주는 식품 포장에 PFAS 사용을 금지했다.
2025년 1월, 미네소타주는 카펫 또는 러그, 청소 제품, 조리기구, 화장품, 치실, 직물 처리제, 유아용품, 생리용품, 직물 가구, 스키 왁스 및 실내 장식 가구를 포함하여 PFAS를 함유한 11가지 제품 범주를 금지하는 첫 번째 주가 되었다.
2018년 뉴저지 환경보호부 (NJDEP)는 PFNA에 대한 식수 기준을 발표했다. 뉴저지주의 공공 수도 시스템은 13 ppt의 MCL 기준을 충족해야 한다. 2020년 주 정부는 PFOA 기준을 14 ppt, PFOS 기준을 13 ppt로 설정했다.
과불화화합물 특정 국가 및 지역의 우려, 소송 및 규제
2019년 NJDEP는 PFAS를 제조했던 두 공장 소유주와 다른 화학 물질로 수질 오염이 발생한 두 공장을 상대로 소송을 제기했다. 지목된 회사들은 듀폰, Chemours, 3M이다. NJDEP는 또한 5개 회사를 주 전역의 화학 물질 정화에 재정적으로 책임이 있다고 선언했다. 고발된 회사 중에는 아케마와 Solvay가 있었는데, 이는 웨스트 데프트포드 시설과 관련하여 글로스터 카운티에서 아케마가 PFAS를 제조했지만, Solvay는 PFAS를 제조한 적이 없고 취급만 했다고 주장했다. 회사들은 책임을 부인하고 지시를 다투었다. 2020년 6월, EPA와 NJDEO는 Solvay가 사용하는 독특한 PFAS 계열인 클로로퍼플루오로폴리에테르 카복실레이트(ClPFPECAs)가 뉴저지주 Solvay 시설에서 150km 떨어진 곳까지 토양을 오염시키고 있다는 논문을 발표했다. 그리고 ClPFPECAs는 물에서도 발견되었다.
2020년 후반, 뉴저지주 법무장관은 Solvay를 상대로 PFAS가 주 환경을 오염시킨 것과 관련하여 뉴저지 고등법원에 소송을 제기했다. 2021년 5월, Solvay는 "미국에서 불소계면활성제 사용을 중단한다"는 보도 자료를 발표했다.
2025년 8월, 듀폰은 뉴저지 산업 단지의 PFAS 오염을 정화하기 위해 20억 달러의 합의금에 동의했다.
2016년 뉴욕주는 버몬트주 및 뉴햄프셔주와 함께 PFOA 오염을 인정하고 EPA에 수질 지침 조치를 발표하도록 요청했다. 뉴욕주 환경보존국은 후식폴스, 뉴버그, 피터스버그, 포스텐킬, 마호팩, 아몬크에서 오염을 관찰했다.
집단 소송 후 2021년 후식폴스 마을은 Saint-Gobain Performance Plastics, Honeywell, 3M, 듀폰으로부터 지역 물 처리 시설의 지하수에 PFAS 화학 물질을 폐기한 것에 대해 6,525만 달러의 합의금을 받았다.
EPA와 미국 상원 환경 및 공공 사업 위원회에 의해 워싱턴주 내 5개 군사 시설에서 PFAS 오염이 확인되었다. 환경 및 소비자 보호를 위해 워싱턴주 환경부는 2021년 11월 화학 작용 계획을 발표했으며, 2022년 6월 주지사는 워싱턴주 환경부에 PFAS를 함유한 제품의 제조 및 수입을 단계적으로 중단하도록 지시했다. 워싱턴주 보건부가 식수를 통한 대중 노출로부터 보호하기 위해 취한 초기 조치에는 2021년 11월에 시행된 5가지 PFAS (PFOA, PFOS, PFNA, PFHxS, PFBS)에 대한 주정부 조치 수준 설정이 포함되었다.
2009년 PFOS, 그 염, 과불화옥탄설포닐 플루오라이드, 그리고 PFOA 및 PFHxS (염 및 전구체 포함)는 그 유비쿼터스적이고, 지속적이고, 생체 축적적이며, 독성 특성으로 인해 잔류성 유기 오염 물질에 관한 스톡홀름 협약에 따라 잔류성 유기 오염 물질로 등재되었다. 이 협약은 186개 관할 구역에서 비준되었지만, 미국, 이스라엘, 말레이시아는 비준하지 않았다. 장쇄 (C9–C21) PFCA는 현재 등재 검토 중이다.
과불화화합물 직업적 노출
PFAS는 제품에 널리 사용되고 산업 공정 흐름의 요소로 사용되기 때문에 수많은 산업에서 직업적 노출이 발생한다. PFAS는 전자 및 장비 제조, 플라스틱 및 고무 생산, 식품 및 섬유 생산, 건축 및 건설과 같이 다양한 산업에서 200가지가 넘는 방식으로 사용된다. PFAS에 대한 직업적 노출은 이를 생산하는 불소화학 시설 및 크롬 도금 산업과 같이 산업 공정에 사용하는 다른 제조 시설에서 발생할 수 있다. PFAS 함유 제품을 취급하는 근로자도 작업 중에 노출될 수 있다. 예를 들어, PFAS 함유 카펫 및 PFAS 코팅 가죽 가구를 설치하는 사람, PFAS 기반 왁스를 사용하는 전문 스키 왁서, PFAS 함유 폼을 사용하고 PFAS로 만든 난연 보호 장비를 착용하는 소방관 등이 있다.
직업을 통해 PFAS에 노출된 사람들은 일반적으로 일반 인구보다 혈액 내 PFAS 수치가 더 높다. 일반 인구가 섭취된 음식과 물을 통해 PFAS에 노출되는 반면, 직업적 노출에는 PFAS가 휘발성으로 변하는 환경에서의 우발적 섭취, 흡입 노출 및 피부 접촉이 포함된다.
과불화화합물 직업적 노출
오염된 식수에 노출된 일반 대중과 비교할 때, 전문 스키 왁스 기술자들은 스키 바닥을 코팅하여 스키와 눈 사이의 마찰을 줄이는 데 사용되는 활주 왁스에서 PFAS (PFOA, PFNA, PFDA, PFHpA, PFDoDA)에 더 강하게 노출된다. 코팅 과정에서 왁스가 가열되면 연기와 공기 중 입자가 방출된다. 다른 모든 보고된 직업적 및 주거적 노출과 비교하여 스키 왁싱은 가장 높은 총 PFAS 공기 농도를 보였다.
불소화 화학 물질 생산 공장 및 산업 공정에서 PFAS를 사용하는 제조 산업에서 일하는 사람들은 직장에서 PFAS에 노출될 수 있다. PFAS 노출 및 건강 영향에 대해 우리가 아는 많은 부분은 불소화 화학 물질 생산 시설에서 PFAS에 노출된 근로자들의 의학적 감시 연구에서 시작되었다. 이 연구들은 1940년대에 시작되어 주로 미국 및 유럽 제조 현장에서 수행되었다. 1940년대부터 2000년대까지 수천 명의 PFAS 노출 근로자들이 노출 경로, 독성 동태학적 특성 및 노출과 관련된 건강에 해로운 영향에 대한 과학적 이해를 증진시킨 연구에 참여했다.
과불화화합물 직업적 노출
불소화학물질 근로자의 혈액에서 유기 플루오린 수치가 상승했음을 보고한 첫 번째 연구는 1980년에 발표되었다. 이 연구는 시설의 공기 샘플에서 측정 가능한 유기 플루오린 수치를 보고하여 흡입이 직업적 PFAS 노출의 잠재적 경로임을 입증했다. 불소화학물질 생산 시설 근로자들은 일반 인구보다 혈액 내 PFOA 및 PFOS 수치가 더 높다. 불소화학물질 근로자의 혈청 PFOA 수치는 일반적으로 20,000ng/mL 미만이지만, 최대 100,000ng/mL까지 보고되었으며, 같은 기간 동안 직업적으로 노출되지 않은 코호트의 평균 PFOA 농도는 4.9ng/mL였다. 불소화학물질 근로자 중 PFAS와 직접 접촉하는 사람들은 간헐적으로 접촉하거나 직접 접촉하지 않는 사람들보다 혈액 내 PFAS 농도가 더 높다. 혈중 PFAS 수치는 직접 접촉이 중단되면 감소하는 것으로 나타났다. 미국 및 유럽의 불소화학물질 근로자들의 PFOA 및 PFOS 수치는 시설 개선, 개인 보호 장비 사용 증가, 그리고 이러한 화학 물질의 생산 중단으로 인해 감소했다. 중국에서는 제조업에서 PFAS에 대한 직업적 노출에 대한 활발한 연구가 계속되고 있으며, 수많은 조사가 근로자 노출과 다양한 PFAS를 연결하고 있다.
과불화화합물 직업적 노출
PFAS는 소수성 및 친유성 특성뿐만 아니라 고온에 노출될 때의 화학 물질의 안정성 때문에 Class B 소방용 폼에 일반적으로 사용된다.
소방관의 직업적 노출에 대한 연구는 아직 초기 단계이지만, 표본 수가 부족한 연구 설계로 인해 자주 제한된다. 2011년 C8 건강 연구의 교차 분석에서는 지역 샘플 그룹에 비해 소방관의 PFHxS 수치가 더 높았으며, 다른 PFAS도 높은 수준이었지만 통계적 유의성에 도달하지는 않았다. 핀란드에서 2014년에 8명의 소방관을 대상으로 세 번의 훈련 세션 동안 수행된 연구에서는 각 훈련 이벤트 후 혈액 샘플에서 특정 PFAS (PFHxS 및 PFNA)가 증가하는 것이 관찰되었다. 이 작은 샘플 크기로 인해 유의성 검정은 수행되지 않았다. 2015년 호주에서 수행된 교차 연구에서는 PFOS 및 PFHxS 축적이 소방을 통한 직업적 AFFF 노출 기간과 양의 상관 관계가 있음을 발견했다.
과불화화합물 직업적 노출
훈련 및 테스트에 사용되기 때문에 연구에 따르면 군인과 소방관은 일반 인구에 비해 높은 수준의 PFAS 노출이 나타났으므로 직업적 위험이 있다. PFAS 노출은 긴급 상황에서의 사용뿐만 아니라 개인 보호 장비에도 사용되기 때문에 소방관들 사이에서 널리 퍼져 있다. 이러한 연구 결과를 뒷받침하기 위해 워싱턴주와 콜로라도주와 같은 주들은 소방관 훈련 및 테스트를 위한 Class B 소방 폼 사용을 제한하고 처벌하는 조치를 취했다.
9·11 테러와 그로 인한 화재는 얼룩 방지 코팅과 같은 물질에 사용된 유독성 화학 물질을 방출했다. 이 사건에 대응했던 최초 대응자들은 세계 무역 센터 붕괴 중 및 붕괴 후 방출된 먼지와 연기 흡입을 통해 PFOA, PFNA, PFHxS에 노출되었다.
과불화화합물 직업적 노출
그라운드 제로 또는 그 근처에서 근무했던 소방관들은 세계 무역 센터의 배출물에 노출되어 호흡기 및 기타 건강 영향을 평가받았다. 초기 임상 검사에서는 호흡기 건강 영향의 높은 유병률을 보였다. 초기 노출 증상으로는 지속적인 기침과 천명이 흔히 나타났다. PFOA 및 PFHxS 수치는 연기 및 먼지 노출 모두에서 존재했지만, 연기에 노출된 최초 대응자들은 먼지에 노출된 사람들보다 PFOA 및 PFHxS 농도가 더 높았다.
PFAS에 직업적으로 노출될 위험이 가장 높은 사람들을 보호하기 위한 여러 가지 전략이 제안되었다. 여기에는 노출 모니터링, 정기적인 혈액 검사, 불소 없는 소방용 폼 및 식물 기반 스키 왁스와 같은 PFAS가 없는 대체 물질 사용이 포함된다.
PFAS는 종이 빨대와 같은 많은 식물 기반 빨대에서 발견되었다. 2025년에는 맥주에서 PFAS 화합물이 검출되었고, 일부 경우 PFAS 수치가 EPA 최대 오염 한도를 초과했다. 테스트된 맥주에서 상승된 PFAS 수치는 양조장의 시립 상수도 공급에서 상승된 PFAS 수치와 상관 관계가 있는 것으로 나타났다.
과불화화합물 정화
액체 내 PFAS를 정화하기 위한 여러 기술이 현재 사용 가능하다. 이러한 기술은 식수 공급, 지하수, 산업 폐수, 표면수 및 매립지 침출수와 같은 다른 응용 분야에 적용될 수 있다. PFAS의 유입 농도는 특정 매체 또는 응용 분야에 따라 자릿수만큼 달라질 수 있다. 이러한 유입 값은 다른 일반적인 수질 매개변수 (예: pH)와 함께 처리 기술의 성능 및 운영 비용에 영향을 미칠 수 있다. 기술은 다음과 같다.
위 방법 중 하나 이상을 적용하는 민간 및 공공 부문 응용 프로그램이 미국 및 기타 국제 지역의 정화 현장에 적용되고 있다. 대부분의 솔루션은 현장 처리 시스템을 포함하는 반면, 다른 솔루션은 PFAS 화합물 풀을 처리하고 처분하기 위해 중앙 집중식 폐기물 처리 시설과 같은 오프사이트 인프라 및 시설을 활용한다.
미국 기반의 주간 기술 및 규제 협의회 (ITRC)는 PFAS가 영향을 미친 액체 매트릭스에 대한 현장 외 및 현장 내 처리 기술에 대한 광범위한 평가를 수행했다. 이 기술들은 현장 구현 기술, 제한적 적용 기술 및 개발 중인 기술로 나뉘며 일반적으로 다음 세 가지 기술 유형 중 하나에 해당한다.
과불화화합물 정화
선택되는 PFAS 정화 기술 유형은 PFAS 오염 수준과 PFAS 특성(즉, 존재하는 단쇄 및 장쇄 PFAS 물질의 조합)과 함께 현장별 수질 화학 및 액체 흐름에 존재하는 교차 오염 물질을 반영하는 경우가 많다. 매립지 침출수 및 WWTP 물과 같이 더 복잡한 물은 막힘에 덜 취약한 더 강력한 처리 솔루션을 필요로 한다.
거품 분별법은 상승하는 공기 방울의 공기/물 계면을 활용하여 PFAS 분자를 수집하고 수확한다. 많은 장쇄 기준 PFAS 화합물의 소수성 꼬리는 이 계면에 달라붙어 공기 방울과 함께 수면으로 상승하여 거품 형태로 수확되어 추가 농축된다. 거품 분별 기술은 수십 년 동안 산업에서 양친매성 오염 물질을 추출하는 데 사용되어 온 전통적인 흡수성 기포 분리 기술의 파생물이다. 고체 흡수성 표면이 없기 때문에 소모품 및 폐기물 부산물이 줄어들고, 다양한 PFAS 파괴 기술 중 하나로 공급될 수 있는 액체 초농축액을 생산한다. 다양한 실제 규모 시험 및 현장 적용에서 이 기술은 복잡한 PFAS 오염수에 대한 간단하고 낮은 운영 비용 대안을 제공한다.
과불화화합물 정화
2007년에는 하수 슬러지의 고온 연소가 과불화화합물 수치를 크게 감소시키는 것으로 나타났다.
2022년 환경공학회지에 발표된 연구에 따르면, 초임계수 산화(supercritical water oxidation)로 알려진 열 및 압력 기반 기술이 수질 샘플에 존재하는 PFAS의 99%를 파괴하는 것으로 나타났다. 이 과정에서 산화 물질이 PFAS 오염수에 첨가된 다음, 액체는 임계 온도인 374°C 이상으로, 220 바 이상의 압력으로 가열된다. 물은 초임계 상태가 되며, 이 상태에서 PFAS와 같은 소수성 물질은 훨씬 더 쉽게 용해된다.
PFAS 오염 폐수 처리를 위한 가능한 해결책이 미시간 주립 대학교-프라운호퍼 팀에 의해 개발되었다. 붕소 도핑 다이아몬드 전극이 전기화학적 산화 시스템에 사용되며, 이는 PFAS 분자 결합을 파괴하여 오염 물질을 본질적으로 제거하고 깨끗한 물을 남긴다.
과불화화합물 정화
아시디미크로비움 sp. strain A6은 PFAS 및 PFOS 정화제로 나타났다. 불포화 결합을 가진 PFAS는 분해하기 더 쉽다. 상업용 탈염소화 배양액 KB1 (Dehalococcoides 함유)은 이러한 물질을 분해할 수 있지만, 포화 PFAS는 분해할 수 없다. 대체로 더 쉽게 소화되는 기질이 존재할 때 미생물은 PFAS보다 이를 선호할 수 있다.
미주리 대학교 연구진은 소규모로 PFAS 화학 물질의 분해가 이전보다 훨씬 낮은 온도인 700°C 대신 300°C에서 쉽게 구할 수 있는 활성탄을 사용하여 가능하다는 것을 입증했다.
과불화화합물 정화
2022년 8월 사이언스에 발표된 연구에 따르면 과불화카복실산(PFCA)은 다이메틸 설폭사이드와 같은 비양성자성 극성 용매에서 가열하여 광물화될 수 있다. 다이메틸 설폭사이드와 물을 8대 1로 혼합한 용액을 80~120°C (176~248°F)로 가열하고 수산화 나트륨이 존재하면 탄소 사슬 끝의 카복실산 그룹이 제거되어 플루오린화 나트륨 및 트리플루오로아세트산 나트륨, 폼산염, 탄산염, 옥살산염, 글리콜산염과 같은 다른 염으로 광물화되는 과불화음이온이 생성된다. 이 과정은 PFOS와 같은 과불화술폰산에는 적용되지 않는다. 2022년 케미컬 사이언스에 발표된 또 다른 연구에서는 C-F 결합의 파괴와 YF3 또는 YF6 클러스터로의 광물화가 보고되었다. 미국 화학회지의 또 다른 연구에서는 금속-유기 골격 (MOFs)을 사용한 PFAS 분해에 대해 설명했다.
과불화화합물 정화
인공 습지 (CW)는 인간에게 이로운 자연 과정을 모방하도록 설계된 식물로 덮인 포화 지역으로, 가장 일반적으로 폐기물 또는 빗물 관리에 사용된다. 오염 물질 제거는 식물 흡수, 기질 흡착, 미생물 분해 및 UV 노출 과정을 통해 발생한다. PFAS 화학 물질에 대한 최근의 대중적 우려는 폐수, 빗물 및 매립지 침출수 처리를 위한 CW 연구 노력을 촉발했다. 활성탄은 기질로서 가장 높은 평균 제거율을 보였으며, 바이오 숯은 저렴하고 환경 친화적인 대안이다. 자철석과 석영 모래 혼합물은 특정 응용 분야에서 선호되는 것으로 나타났다. 습지의 전체 성능은 수리적 부하율과 체류 시간 사이의 균형이다. PFAS 흡수에 유익한 식물 종은 뿌리 표면적이 넓고 단백질 함량이 높으며 쉽게 수확할 수 있고 자연에서 천천히 분해되는 특징을 가지고 있다. 일부 종으로는 E. Crassipes, C. alternifolius, C. demersum이 있다. 최종 제거는 일반적으로 성숙한 식물을 수확하여 이루어진다.
생물 분해는 PFAS 분자를 특징 짓는 강한 C-F 결합에 국한된다. 실험에서 아시디미크로비움 박테리아 - A6는 물을 해독하는 능력을 보였다. Rhizobacer Burkolderia, Nirosomans Nitrospia, Opitutus는 철 광물 기반 습지에서 중심 탄소 사슬에서 플루오린 원자를 제거할 수 있다. 1:2 비율의 자갈 자철석 혼합물을 도입하면 CW의 PFAS 분해 생물학적 능력을 증가시킬 수 있다. 여러 곰팡이가 분리된 실험에서 PFAS를 효과적으로 분해했다. CW를 사용하여 PFAS를 관리하는 주요 관심사는 동물에게 노출되는 경로가 고농도로 존재한다는 것이다.
기계 학습 기반의 신경망은 화학 물질의 특정 특성에 대한 지식이 제한적일 때 새로운 오염 물질 제거를 모델링하는 데 우수한 효율성을 입증했다.
과불화화합물 분석 방법
PFAS 분석을 위한 분석 방법은 대상 분석 또는 비대상 분석의 두 가지 일반 범주로 나뉜다. 대상 분석은 특정 PFAS의 농도를 결정하기 위해 참조 표준을 사용하지만, 이는 관심 화합물 각각에 대해 고순도 표준이 필요하다. 가능한 대상의 수가 많기 때문에 이러한 방법으로는 특이한 PFAS가 보고되지 않을 수 있다. 비대상 분석은 총 유기 플루오린과 같은 다른 요인을 측정하며, 이는 샘플의 총 PFAS 농도를 추정하는 데 사용될 수 있지만, 개별 화합물의 농도를 제공할 수는 없다. 두 가지 유형의 분석은 종종 결합된다. 비대상 분석 결과에서 대상 분석 물질의 질량을 빼면 대상 분석에서 "놓친" PFAS의 비율을 추정할 수 있다.
과불화화합물 분석 방법
대상 분석은 일반적으로 액체 크로마토그래피-질량 분석 (LC-MS) 기기를 사용한다. 현재 EPA Method 537.1은 식수에 사용하도록 승인되었으며 18가지 PFAS를 포함한다. EPA Method 1633은 40가지 PFAS에 대한 폐수, 지표수, 지하수, 토양, 바이오솔리드, 퇴적물, 매립지 침출수 및 어류 조직에 사용하기 위해 검토 중이지만, 현재 미국 내 많은 실험실에서 사용하고 있다. 미국 EPA가 설정한 PFOA 및 PFOS에 대한 규제 한도 (4 ppt)는 낮은 농도를 감지하는 방법의 능력에 의해 제한된다.
비대상 분석에는 총 유기 플루오린(TOF, 흡착성 유기 플루오린(AOF), 추출성 유기 플루오린(EOF) 등 변형 포함), 총 산화성 전구체 분석, 그리고 개발 중인 기타 방법이 포함된다.
과불화화합물 소송 및 합의
PFAS는 전 세계적으로 여러 소송의 대상이 되어왔다. 미국에서는 PFAS 오염 주장으로 인한 합의금이 2024년까지 180억 달러에 달했다. 2023년 스웨덴 대법원은 PFAS 오염 식수를 공급받은 시민들에게 손해배상을 지급함으로써 법적 선례를 세웠다.
옥시염화 비스무트
옥시염화 비스무트(Bismuth oxychloride)는 비스무트, 산소, 염소 (원소)로 이루어진 화학식 BiOCl을 갖는 무기 화합물이다. 고대 이집트 시대부터 특히 주목할 만하게 사용되어 온 광택 있는 백색 고체이다. 판상 구조에서 발생하는 빛 파동 간섭으로 인해 진주층 (물질)과 유사한 진주빛 무지개색 광택을 나타낸다. 20세기 마지막 10년까지 옥시염화 비스무트는 비스무틸 염화물로 알려져 있었다. 또한 안료 진주 백색으로도 알려져 있다.