Nova kiselina je u našoj kiši - treba li da brinemo?

Кад год киша или снијег падају са неба, хемикалија коју је произвео човјек - трифлуоросирћетна киселина (ТФА) - пада с њима. Широм свијета, ова хемикалија се појавила у језерима и ријекама, флашираној води и пиву, житарицама и животињским јетрама, па чак и у крви и урину човјека. И кад год истраживачи мјере промјене нивоа ТФА, концентрације расту.

Током прошле четири деценије, нивои ТФА порасли су пет до десет пута у листовима и иглицама дрвећа у Њемачкој. Истраживачи су такође документовали растуће нивое ТФА у језгру канадског арктичког леда и у подземној води у Данској.

ТФА се акумулира дјелимично због тога што природни процеси не могу да раскину њене јаке везе између угљеника и флуора. По неким дефиницијама, ТФА је најмањи примјер пер и поли флуороалкилних супстанци (ПФАС), које опстају толико дуго да су их научници назвали вјечне хемикалије.

Неке ПФАС су већ повезане са повећаним ризиком од оштећења здравља и забрањене су међународно. Многе земље ограничавају нивое извјесних ПФАС у води за пиће и предузимају скупе операције пречишћавања, преноси Телеграф.

Међутим, здравствени утицаји ТФА су мање јасни. Неколико студија на животињама сугеришу да су садашњи нивои хиљадама пута нижи него они који показују биолошке ефекте. Програм Уједињених нација за животну средину (УНЕП), који процјењује ризике од 1998., сматра да ТФА представља минималан ризик засад, и барем до 2100. - мада су државе чланице УН прошле године затражиле да се процјена преиспита.

Ипак, неке државе су већ почеле да уводе строге мјере. У јуну 2024, двије њемачке федералне агенције затражиле су од Европске агенције за хемикалије (ЕЦХА) да означи ТФА као репродуктивни токсин и веома постојану и веома мобилну супстанцу. У октобру 2024., забринути европски научници саопштили су да растући нивои ТФА могу изазвати непоправљиву штету, називајући хемикалију пријетњом по "планетарне границе". Они подржавају широку забрану свих ПФАС.

Међутим, други научници кажу да ТФА не треба укључивати у ПФАС, дијелом због тога што се не акумулира у људима и животињама као друге ПФАС. Америчка Агенција за заштиту животне средине, на примјер, тренутно не укључује ТФА у ПФАС.

Улози су велики, пошто би регулисање ТФА могло имати далекосежан утицај на моћне индустрије, попут хлађења, агрохемије и фармацеутике. Овдје описујемо борбу око малог, али контроверзног молекула.

Једноставан молекул, сложено поријекло

ТФА улази у животну средину на више начина. Користи се у академском истраживању, нпр. за припрему пептида за биолошке студије. Шире гледано, пак, индустрије користе ТФА као састојак за прављење већих молекула са флуором и може да побјегне из индустријских објеката.

У Њемачкој је, на примјер, интересовање за ТФА услиједило пошто су истраживачи 2016. године пронашли високе нивое у ријеци и повезали их са хемијском фабриком. Индустријски испусти су само један извор загађења том киселином. Друге хемикалије се такође могу разградити тако да произведу ТФА док се задржавају у животној средини. Међу њима су пестициди, ПФАС из бачених производа и излучени медикаменти који пролазе кроз постројења за обраду отпадних вода.

Све ово додаје ТФА у терестријалну воду, али не кишу. Кад вода испари, ТФА остаје, попут соли. ТФА у киши потиче из различитих извора, углавном неких флуорисаних гасова, укључујући оне који се користе као расхладни агенси и у изолацији зграда. Ови гасови излазе из клима-уређаја и изолационе пјене, углавном кад су производи у употреби или се баце.

Научни интерес за ТФА почиње након што је Монтреалски протокол ступио на снагу 1989., кад се свијет сложио да ограничи гасове који укључују хлорофлуороугљенике (ЦФЦ), коришћене као расхладна средства и аеросоли, пошто су уништавали Земљин заштитни озонски омотач. Индустријски корисници покренули су велику процјену еколошког утицаја флуорисаних гасова који су предложени као замјене. У случају неких од њих - укључујући нашироко коришћени ХФЦ-134а - убрзо је откривено да се разграђују у ТФА у најнижем слоју атмосфере.

Забринути да ће та замјена донијети страну супстанцу на планету, истраживачи су почели да изучавају ТФА интензивно. Неочекивано, открили су да је ТФА већ присутна у киши, потоцима и ријекама у значајним количинама, што је указивало да постоје други извори. Заиста, каснија анализа језгра леда са Арктика показује да је ТФА тамо наталожена са снијегом још 1969.

То је покренуло потрагу у 1990-им за другим прекурзорима ТФА. Изненађујуће, међу њима су били анестетички гасови коришћени од 1950-их и који су издисани или испуштани у атмосферу.

До обрта је дошло 2002., кад су измјерени значајни нивои ТФА у Атлантском и Јужном океану. Године 2005., истраживачи су открили сличне нивое ТФА на 22 локације у Атлантику, на Арктику и у Пацифику. 

Процијенили су да океани садрже огромне количине ТФА - око 60 до 200 милиона тона.

То је било превише ТФА да би се објаснило познатим изворима које производи човјек. Стога су истраживачи претпоставили да би ТФА могла бити природно присутна со у океанима.

Неке индустријске фирме користе ову теорију у циљу аргумента да би било која антропогена ТФА отишла у океане и незнатно повећала огромне количине природне ТФА која се тамо налази. Овај аргумент се више пута користио у закључивању УНЕП-а да ТФА представља минималне ризике с обзиром на постојеће нивое у животној средини.

Међутим, многи научници се не слажу да необјашњене велике количине ТФА у океанима значе да је то природна појава. Мјерења са неколико локација не би требало проширити на читаве океане, кажу они.

Такође, нико није представио увјерљив механизам природног формирања ТФА. Остаје питање да ли би се ТФА могла јављати природно. Неколико микроорганизама производи флуорисане молекуле, који садрже само један атом флуора, а не три, па није сигурно да би микробни процеси производили ТФА. Научници још нису идентификовали могуће геолошке механизме.

Нови подаци подржавају налазе старе више деценија да би океани могли садржати велике количине ТФА. Прошле године је њемачка агенција објавила мјерења нивоа ТФА са 31 локације у Атлантском океану који су виши него они из 2005. Међутим, превише је рано да се каже да ли ниво ТФА у океану расте.

На крају, није важно да ли природна ТФА постоји у океанима. Значајан је оштар раст нивоа ТФА на копну - ова повећања морају да буду посљедица људских активности, кажу научници.

Чак и ако се испостави да је дио ТФА природна појава, то је не чини безбједном и није прихватљиво додавати још. Истраживачи кажу да су емисије ТФА из других извора поред флуорисаних гасова потцијењене. Испитује се колико се много и брзо прекурзори као пестициди и фармацеутици разграђују у ТФА. Ако треба да донесемо одлуке о ограничавању емисија, морамо знати одакле долазе.

Да ли је ТФА штетна?

У 1990-им, неки истраживачи су закључили да ТФА заправо није токсична, имајући у виду раније студије које су уносиле ТФА у мишеве и пацове. 

Огромне количине су биле потребне да се те животиње убију и у том смислу је закључено да је ТФА „токсична отприлике као кухињска со“. Молекуларна структура ТФА разликује се од структуре познатих ПФАС загађивача. Типична структура молекула повезаних са оштећењима здравља има хидрофилну главу и дугачак хидрофобан реп окружен атомима флуора. ТФА има само патрљак репа са једним атомом угљеника који носи флуор.

Због тога неки научници мисле да ТФА не треба рачунати као ПФАС. Пошто је тако мали, ТФА је веома растворљив у води и дозвољава тијелима сисара да га лако избаце. Године 1976., да би провјерили да ли је ТФА штетни метаболит анестетика халотана, истраживачи су убризгали ТФА у два добровољца и пронашли сву количину у урину у року од три дана. Многи научници сматрају да се ТФА не акумулира у органима и ткивима, већ да се понаша као со.

Међутим, нивои ТФА ипак могу да расту у људима пошто се молекул константно уноси путем хране и воде, а нивои у тим изворима расту. 

Након мјерења ТФА у узорцима људског урина, закључено је да је дијететска изложеност већа него што многи научници мисле. Такође, ТФА је пронађена у десетинама прехрамбених производа.

Све је више доказа да ТФА може имати биолошке ефекте. У марту је објављено случајно откриће да је ТФА биоактивна компонента која смањује нивое липида и холестерола код мишева. Године 1999., истраживачи су осмотрили да је ТФА, као лабораторијски контаминант, спречавала пролиферацију извјесних коштаних ћелија. Иако нема података о односу ТФА и људи, не би је требало сматрати безопасном.

Најзначајнији су подаци о животињама на које се ослањају њемачке агенције захтијевајући да ЕЦХА означи ТФА као репродуктивни токсин. У необјављеним студијама је откривено да животиње које су конзумирале више ТФА имају фетусе са мањом тежином и више деформитета, нарочито у очима.

Међутим, животињама су дате дозе ТФА стотинама или хиљадама пута веће него што је измјерено у води за пиће. Премда ове посљедице можда неће бити виђене код људи, студије показују да би високи нивои ТФА могли угрозити људско здравље. Научници планирају студије у којима би мишеви били изложени ТФА путем коже, у циљу откривања ефеката на имунолошки систем.

Неки истраживачи су забринутији због ефеката ТФА на биљке и екосистем. Биљке преузимају ТФА са водом путем коријена, али ТФА не напушта биљку заједно са воденом паром - не може да испари и остаје заробљена.

Истраживачи из АФЕАС-а, студије о еколошком утицају алтернативних флуорисаних гасова, узгајали су у 1990-им усјеве у тлу и води контаминираним са ТФА. Осим спутавања раста при високим нивоима (преко 1 мг по литри), углавном није откривено ништа.

Проучавани су и ефекти ТФА на језерске екосистеме. Концентрације до 10 мг по литри током једне године изгледа нису имале утицај на организме у тим екосистемима.

Међутим, то не значи да ТФА неће нанијети штету другим врстама биљака и животиња. Одређене пустињске биљке не могу избацити ТФА путем губитка биомасе, као што су листови. У необјављеним експериментима, иста изложеност ТФА убила је десет пута више клица кад је трајала 36 седмица, наспрам само једне или двије седмице.

За дугорочну, хроничну изложеност ТФА, стандардне студије екотоксицитета које просто провјеравају преживљавање организама вјероватно нису адекватне. Нове студије екотоксицитета су потребне ради испитивања процеса осјетљивих на поремећаје, као што је генска експресија.

Једна студија је открила да високи нивои ТФА могу да смање пХ вриједност земљишта и успоре распад отпалог лишћа, процес који допуњава нутријенте у шумском тлу.

Сазнања су засад непотпуна. Истраживачи истичу да су ЦФЦ гасови сматрани безопасним док није откривено да уништавају озонски омотач.

Шта да радимо?

Потребно је сакупити више токсиколошких података о дугорочним, хроничним изложеностима ТФА и идентификовати и квантификовати све изворе ТФА.

Такве студије, ипак, захтијевају вријеме, а нови и велики извор ТФА у атмосфери већ цури из возила на нашим путевима. Након протокола за искључивање расхладних средстава која су снажни гасови са ефектом стаклене баште, индустрија је почела прелазак на нову класу флуорисаних гасова званих хидрофлуороолефини (ХФО).

Моделирање показује да ће један такав гас, ХФО-1234yф, имати највећи допринос у предстојећим годинама, пошто се сав може разградити и формирати ТФА у року од неколико дана. Научници заговарају брзо одустајање од ХФО-1234yф у клима-уређајима у возилима, за које постоје други агенси.

Тренутно, правила за флуорисане гасове, попут Монтреалског протокола, не узимају у обзир формирање ТФА или других постојаних производа као критеријум за избјегавање одређених гасова. Ради попуњавања те празнине, европска регулаторна тијела из пет земаља укључују и ТФА и њене атмосферске прекурзоре у предложену свеобухватну забрану ПФАС. Регулатори траже елиминацију употребе ХФЦ и ХФО у што већој мјери.

Неколико мјеста предузима акцију у погледу пестицида. Данске власти су у јулу најавиле забране пестицида који стварају ТФА, док ће Минесота, почев од 2032., захтијевати од корисника пестицида који производе ТФА да докажу да се њихова употреба не може избјећи.

Холандија и Њемачка су објавиле смјернице за концентрације ТФА у води за пиће, од 2,2 микрограма по литри, односно 60 микрограма по литри. Засад су измјерени нивои ТФА у води за пиће обично много нижи. Међутим, посебна директива Европске уније захтијева да укупне концентрације ПФАС у води за пиће не премашују 0,5 микрограма по литри. Ако се ТФА рачуна као ПФАС по овим правилима, што још није одлучено, та граница ће бити премашена на многим мјестима.

Поред толико неизвјесности у погледу ефеката ТФА на здравље и животну средину, неки истраживачи сматрају да су широке забране преурањене. Такође, фокус на ТФА скреће пажњу са проблематичнијих молекула у ПФАС групи, нарочито оних који могу да створе штетна реактивна једињења у људском тијелу.

Док истраживачи и регулатори расправљају шта да се ради, ТФА и њени прекурзори настављају да улазе у ријеке, језера и атмосферу. Пошто не постоји ништа за уклањање, нивои ТФА - и потенцијалних проблема које та хемикалија може изазвати - једноставно ће расти.