Per la prima volta, PFOA e PFOS sono stati inclusi negli standard sugli scarichi di sostanze inquinanti nell’acqua per le industrie della raffinazione del petrolio e delle resine sintetiche.
Recentemente, il Ministero dell'Ecologia e dell'Ambiente ha pubblicato un "Avviso sulla sollecitazione pubblica di opinioni su due standard nazionali sullo scarico di sostanze inquinanti nell'acqua, compreso il
01 Sfondo
Nella produzione di fluoropolimeri, l'uso di emulsionanti e altre materie prime contenenti acido perfluoroottanoico (PFOA) provoca acque reflue contenenti inquinanti organici persistenti come PFOA e acido perfluoroottanosolfonico (PFOS). PFOA e PFOS sono difficili da degradare, possono migrare su lunghe distanze e sono soggetti al bioaccumulo. Una volta rilasciati nell’ambiente acquatico, si accumulano nei corpi idrici e nella catena alimentare, costituendo una potenziale minaccia per gli ecosistemi.
Queste due sostanze possono essere ingerite attraverso varie vie, tra cui inalazione, digestione, contatto con la pelle e bioaccumulo negli alimenti, causando danni a molteplici sistemi umani; hanno effetti tossicologici sul fegato, sul sistema immunitario, sulla crescita e sullo sviluppo.
Nel 2023, l’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) ha classificato il PFOA come cancerogeno del gruppo 1 e il PFOS come cancerogeno del gruppo 2B. Nel 2017, il mio paese ha incluso il PFOS nell'"Elenco delle sostanze chimiche controllate prioritarie (primo lotto)"; nel 2020, il PFOA è stato incluso nell'"Elenco dei prodotti chimici controllati prioritari (secondo lotto)".
Nel 2023, PFOA e PFOS sono stati inclusi nell'"Elenco dei nuovi inquinanti controllati principali (edizione 2023)". Il PFOA è esente dalla produzione, lavorazione e utilizzo nelle seguenti aree: produzione di politetrafluoroetilene (PTFE) e polivinilidene fluoruro (PVDF) per la produzione di membrane per filtri del gas resistenti alla corrosione- ad alte prestazioni, membrane per filtri dell'acqua e membrane in tessuto medicale; apparecchiature per scambiatori di calore per rifiuti industriali; e sigillanti industriali che impediscono la fuoriuscita di composti organici volatili e particelle PM2,5; e la produzione di perfluoropropilene (FEP) per la produzione di cavi per la trasmissione di energia ad alta-tensione.
Secondo la ricerca, la maggior parte dei produttori di fluoropolimeri non utilizza più materie prime contenenti PFOA. Tuttavia, a causa dei residui negli impianti di produzione come reattori e tubazioni, è possibile rilevare ancora elevate concentrazioni di PFOA nelle acque reflue.
Per soddisfare i requisiti nazionali per il controllo e la gestione dell’inquinamento da PFOA e PFOS nei corpi idrici, è necessario rafforzare il controllo degli scarichi di acque reflue dei produttori di fluoropolimeri e aumentare i requisiti di controllo delle emissioni per PFOA e PFOS.
L’aumento dei limiti di emissione corrispondenti per le acque reflue dell’industria della raffinazione del petrolio è di grande importanza per rafforzare il monitoraggio e la gestione degli inquinanti organici persistenti, proteggere l’ambiente e salvaguardare la salute pubblica.
02 Emissioni di PFOA e PFOS dalle acque reflue dell'industria delle resine sintetiche
Il gruppo di redazione ha condotto un sondaggio tra i produttori di fluoropolimeri. La maggior parte delle aziende produttrici di politetrafluoroetilene (PTFE), polivinilidene fluoruro (PVDF) e perfluoroetilene propilene (FEP) hanno sostituito le materie prime contenenti PFOA-. Tuttavia, a causa dei residui di PFOA nelle apparecchiature di produzione e della sua natura persistente, non può essere completamente rimosso a breve termine. Il PFOA è stato rilevato nelle acque reflue scaricate da queste società.
Prima della pulizia delle apparecchiature di produzione, la concentrazione delle emissioni di PFOA era di circa 500 ug/L (500.000 ng/L). Dopo la pulizia, la concentrazione delle emissioni era di circa 10-50 ug/L (10.000-50.000 ng/L). Dopo il pretrattamento delle acque reflue mediante l'installazione di dispositivi di adsorbimento all'uscita di scarico delle acque reflue, la concentrazione delle emissioni di PFOA ha raggiunto 1-4 ug/L (1000-4000 ng/L) e il PFOS non era rilevabile.
03 Emissioni di PFOA e PFOS nelle acque reflue dell'industria della raffinazione del petrolio
Il team di compilazione ha raccolto dati di monitoraggio su PFOA e PFOS nelle acque reflue di alcune tipiche imprese di raffinazione del petrolio.
Secondo i risultati del monitoraggio, PFOA e PFOS non erano rilevabili nelle acque reflue aziendali.
Le principali tecnologie di trattamento per PFOA e PFOS nelle acque reflue comprendono l'adsorbimento e la separazione tramite membrana.
L'adsorbimento presenta i vantaggi di basso costo e consumo energetico, alta efficienza e funzionamento semplice. Lo svantaggio è che il materiale di adsorbimento utilizzato deve essere trattato come rifiuto pericoloso, con conseguenti costi di trattamento elevati. Gli adsorbenti comunemente utilizzati sono resine a scambio ionico, colloidi attivati e carbone attivo, con efficienze di adsorbimento che raggiungono oltre l'80%. I metodi di separazione a membrana includono principalmente la nanofiltrazione e l'osmosi inversa. Questi metodi offrono apparecchiature semplici, buoni risultati di trattamento e facile automazione, con un’efficienza di trattamento che si avvicina al 100%. Tuttavia, i moduli a membrana hanno una durata di vita breve, costi elevati e sono soggetti a incrostazioni.
04. Standard nazionali e internazionali relativi a PFOA e PFOS
Il mio paese, gli Stati Uniti, l’Unione Europea, il Giappone, l’Australia e altri paesi e organizzazioni hanno emanato standard di qualità dell’acqua relativi a PFOA e PFOS.
Per quanto riguarda gli standard sullo scarico delle acque reflue, la direttiva UE sulle acque reflue municipali rivista del 2024 impone agli impianti di trattamento delle acque reflue di monitorare le sostanze PFAS negli scarichi delle acque reflue. Gli Stati Uniti stanno attualmente ricercando e sviluppando limiti di emissione PFAS per le acque reflue provenienti dalle industrie chimiche organiche, dal trattamento delle superfici metalliche e dalle discariche.
Nel mio paese, solo la provincia del Sichuan ha emesso lo "Standard sullo scarico degli inquinanti acquatici del Parco industriale chimico provinciale del Sichuan" (DB513202-2024) nel 2024, che stabilisce PFOA e PFOS come elementi di controllo opzionali con limiti relativamente indulgenti.
05. Requisiti di controllo delle emissioni di PFOA e PFOS per le acque reflue provenienti dall'industria delle resine sintetiche
Sulla base delle indagini e della raccolta di dati di alcune imprese di fluoropolimeri condotte dal team di redazione, per le imprese che utilizzano il PFOA da circa 15 anni e hanno implementato misure di sostituzione del PFOA e pulito impianti di produzione e condutture, la concentrazione delle emissioni di PFOA è di circa 10-50 ug/L (10.000-50.000 ng/L). Per le imprese che utilizzano il PFOA da meno di 10 anni, o quelle che lo hanno sostituito da più di 10 anni, la concentrazione delle emissioni di acque reflue sarà inferiore ai livelli sopra indicati.
Inoltre, dopo la costruzione di impianti di pretrattamento per l'adsorbimento delle acque reflue all'uscita dello scarico delle acque reflue, l'attuale concentrazione di emissioni di PFOA può raggiungere 1-4 ug/L (1000-4000 ng/L). Inoltre, alcuni progetti di trattamento di emergenza e studi su scala pilota mostrano che se per il trattamento vengono utilizzati l’osmosi inversa, la filtrazione su membrana e altri metodi, la concentrazione delle emissioni di PFOA può essere controllata al di sotto di 1000 ng/L.
Alla luce dell’attuale stato di scarico delle acque reflue delle imprese, questa revisione determina gradualmente i limiti di emissione di PFOA per le unità di scarico delle acque reflue esistenti.
Il limite di emissione della prima-fase è di 4.000 ng/l, basato sulla pulizia degli impianti di produzione e delle condutture da parte delle imprese interessate e sull'implementazione di misure di pretrattamento per l'adsorbimento delle acque reflue. Il limite di emissione della seconda-fase è 800 ng/L, basato sulla riduzione continua dei residui di PFOA e su ulteriori misure di trattamento delle acque reflue, a sostegno della protezione della salute umana e del miglioramento della qualità dell'ambiente ecologico acquatico.
Per le unità di scarico delle acque reflue di nuova costituzione, sulla base della premessa che non producono né utilizzano più PFOA, questa revisione propone un limite di emissione di 100 ng/L.
Sulla base della situazione attuale in cui PFOS non viene rilevato nelle acque reflue delle imprese che producono fluoropolimeri, questa revisione fissa il limite di emissione di PFOS a "non rilevabile".
06. Requisiti di controllo delle emissioni di PFOA e PFOS nelle acque reflue dell'industria della raffinazione del petrolio
Il team di redazione ha condotto un sondaggio sulle principali imprese di raffinazione del petrolio di proprietà statale-e sulle tipiche imprese private in Cina. Le loro materie prime e prodotti non contengono sostanze PFOA e PFOS; secondo i dati di misurazione attuali, nelle acque reflue non sono stati rilevati PFOA e PFOS.
Questa revisione fissa i limiti di emissione sia per PFOA che per PFOS su "non rilevabile".
07 Requisiti di monitoraggio del PFOA e del PFOS
《Determinazione dell'acido perfluoroottilsolfonico e dell'acido perfluoroottanoico e dei loro sali in acqua - Diluizione isotopica/cromatografia liquida-Spettrometria di massa triplo quadrupolo》(HJ1333). PFOA e PFOS dovrebbero essere auto-monitorati almeno ogni sei mesi.