Odstraňování per- a polyfluorovaných alkylových sloučenin (PFAS) z životního prostředí

Josef Otava

Bachelor's thesis

Removal of Per- and Polyfluoroalkyl substances (PFAS) from the environment

Anotácia:

Tato bakalářská práce se věnuje problematice per- a polyfluorovaných alkylových sloučenin, které jsou všudypřítomné a nebezpečné životnímu prostředí i lidskému zdraví. Na začátku teoretické části byly tyto chemikálie charakterizovány, a to jak svými chemickými vlastnostmi, tak svými negativními dopady nejen na lidskou společnost. Dále byl popsán právní rámec, který se v čase zpřísňuje a poukazuje tak na absenci dostatečně nízkých limitů v minulosti. Jak již bylo zmíněno, PFAS jsou po celém světě a lze je tak nalézt v půdě, vodě i ve vzduchu. Proto bylo popsáno, jak se tyto látky chovají v různých složkách životního prostředí a na které organismy to má dopad. Konec teoretické části se věnuje vhodným remediačním technologiím. Některé využívají složité technologické postupy (např. membránové procesy či elektrokoagulace), jiné jsou biologického rázu (např. fytoremediace nebo mykoremediace). Většina těchto technologií je stále v procesu testování, avšak výsledky jsou více než povzbudivé. Vychází zde však jistý problém, že především ty technologicky složité remediační řešení jsou vysoce finančně nákladné, či některé nelze přímo aplikovat v místě kontaminace a musí se tak kombinovat s jinými remediačním technologiemi. V praktické části byly zkoumány vybrané vzorky vody (20 ), které se po dobu 5 měsíců odebíraly ze 4 lokalit (studna, vodovodní řád, řeka Orlice – před ČOV a za ČOV) a následně byly v chemické laboratoři analyzovány na přítomnost 29 PFAS. Výsledky prokázaly výskyt 9 PFAS, a to jak s krátkým řetězcem, tak i dlouhým řetězcem. Alespoň jedna sloučenina PFAS byla nalezena v 90 % z testovaných vzorků. PFAS s krátkým řetězcem jsou obecně více detekovány, jsou rezistentnější a mobilnější ve vodních systémech. Limity PFAS pro pitnou vodu nesplnila ani jedna lokalita, avšak výsledky byly srovnány s nejnovější odbornou literaturou a hodnoty v našem experimentu byly nižší v porovnání s jinými studiemi. Hypotéza o vyšších koncentracích PFAS v řece za výpustí z ČOV, než před ČOV nebyla potvrzena. Je znepokojivé, že u všech zdrojů včetně pitné vody byly tyto kontaminanty nalezeny. V dané lokalitě nebyly navrženy postupy k odstranění těchto látek. Bylo však konstatováno, že je nutné celkově regulovat jejich produkci a způsob jakým se do prostředí dostávají.

Abstract:

This bachelor's thesis is devoted to the problem of per- and polyfluorinated alkyl compounds, which are ubiquitous and dangerous to the environment and human health. At the beginning of the theoretical part, these chemicals were characterized, both by their chemical properties and by their negative effects not only on human society. Furthermore, the legal framework was described, which is becoming stricter over time and thus points to the lack of low limits in the past. As already mentioned, PFAS are worldwide and can be found in soil, water and air. Therefore, it was described how these substances behave in different components of the environment and which organisms it has an impact on. The end of the theoretical part is devoted to important remedial technologies. Some complex technological procedures are used (e.g. membrane processes or electrocoagulation), others are of a biological nature (e.g. phytoremediation or mycoremediation). Most of these technologies are still in the process of testing, but the results are more than encouraging. However, there is a certain problem here, that above all the technologically complex remediation solutions are financially demanding, or they cannot be used directly at the site of contamination and can thus be combined with other remedial technologies. In the practical part, selected water samples (20) were examined, which were collected for 5 months from 4 locations (well, water system, Orlice river – before the WWTP and after the WWTP) and were subsequently analyzed in the chemical laboratory for the presence of 29 PFAS. The results showed the presence of 9 PFASs, both short-chain and long-chain. At least one PFAS compound was found in 90 % of the samples tested. Short-chain PFASs are generally more detectable, more resistant and more mobile in aquatic systems. Not a single site met PFAS limits for drinking water, but the results were compared to the latest literature and the values in our experiment were lower compared to other studies. The hypothesis of higher PFAS concentrations in the river after the WWTP discharge than before the WWTP was not confirmed. Alarmingly, these contaminants have been found in all sources, including drinking water. Procedures for the removal of these substances have not been proposed in the given location. However, it was stated that it is necessary to regulate their production and the way in which they enter the environment.

Kľúčové slová

PFOS, PFOA, remediace, biotechnologie, voda, půda

Keywords

PFOA, PFOS, remediation, biotechnology, water, soil

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 28. 4. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 5. 2024
• Vedúci: Ing. Filip Mercl, Ph.D.
• Oponent: Pavel Tlustoš, prof. Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Landscape Conservation and Use of Natural Resources