Bindning av perfluoralkylerade ämnen (PFAS) i mark - mekanismer och modeller
Översikt
Medverkande
Mer relaterad forskning
Kort om projektet
Det huvudsakliga syftet med detta projekt var att förbättra kunskapen om interaktioner på molekylär nivå mellan perfluoralkylsubstanser (PFAS) och jordkomponenter.
Syftet var också att använda denna kunskap för att utveckla en generell geokemisk modell med förmåga att förutsäga PFAS’ fördelning och speciering i jordar med varierande egenskaper.
Projektet syftade till att pröva följande fem hypoteser:
- PFAS binds till jord främst genom hydrofoba interaktioner med organiskt material, även om elektrostatiska interaktioner och ytkomplexbildning, som även involverar Fe- och Al-(hydr)oxider, är viktiga i mineraljordar vid lågt pH.
- Bindningen av PFAS till organiskt material kan förutsägas utifrån det organiska materialets nettoladdning (dvs. ju lägre nettoladdning, desto starkare PFAS-bindning).
- Interaktionen mellan PFAS och metall-(hydr)oxiders ytor består huvudsakligen av elektrostatiska bidrag och kan förutsägas med hjälp av ytkomplexmodeller baserat på pH och interaktioner med huvudsakliga oorganiska joner.
- Sorptionen av PFAS är proportionell mot kedjelängden inom respektive PFAS-klass.
- Den utvecklade geokemiska modellen kan förutsäga sorptionen av PFAS i jordar genom att kombinera beskrivningar av elektrostatiska interaktioner/ytkomplexbildning och hydrofoba interaktioner inom ett och samma modellramverk.
Projektet utgjorde kärnan i en doktorsavhandling (Campos de Pereira, disputerad 2021).
Resultaten finns redovisade i följande publikationer:
Campos Pereira, H., Ullberg, M., Kleja, D.B., Gustafsson, J.P., Ahrens, L. (2018). Sorption of perfluoroalkyl substances (PFASs) to an organic soil horizon - Effect of cation composition and pH. Chemosphere, 207, 183-191.
Campos Pereira, H., Kleja, D.B., Sjöstedt, C., Ahrens, L., Klysubun, W., Gustafsson, J.P. 2020. The adsorption of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) onto ferrihydrite is governed by surface charge. Environmental Science & Technology 54, 15722-15730.
Campos-Pereira, H., Makselon, J., Kleja, D.B., Prater, I., Kögel-Knabner, I., Ahrens, L., Gustafsson, J.P. 2022. Binding of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) by organic soil materials with different structural composition - charge- and concentration-dependent sorption behavior. Chemosphere 297, 134167.
Campos-Pereira, H., Kleja, D.B., Ahrens, L., Enell, A., Kikuchi, J., Pettersson, M., Gustafsson, J.P. 2023. Effect of pH, surface charge and soil properties on the solid–solution partitioning of perfluoroalkyl substances (PFASs) in a wide range of temperate soils. Chemosphere 321, 138133.
Campos-Pereira, H. 2021. Binding of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) in soil : effects of solution chemistry, soil properties, and PFAS structure. PhD thesis. Acta Universitatis Agriculturae Sueciae 2021:75, Swedish University of Agricultural Sciences.