연구원들은 이전에 감지되지 않았던 공기 중 PFAS를 측정하는 새로운 기술을 개발했습니다.
수십 년 동안 과학자들은 대기 중에 감지되지 않고 설명되지 않은 퍼플루오로알킬 및 폴리플루오로알킬 물질(PFAS)이 엄청나게 많다는 것을 알고 있었습니다. 이를 종종 PFAS 암흑 물질이라고 하지만, 아무도 얼마나 많은 양이 없어졌는지 또는 어떻게 측정해야 하는지 알지 못했습니다. 이제 요크 대학교 대기 화학 연구팀은 이 강력한 온실 가스의 가장 흔한 원소 중 하나를 테스트하는 방법을 고안했습니다.
과학자들은 가장 흔하고 간과되는 오염 물질 중 하나인 기체 불소를 측정함으로써 이전에 설명되지 않았던 수천 개의 유기 불소 화합물로 구성된 PFAS의 범위를 더 잘 이해할 수 있습니다. 식품, 페인트, 종이 포장 및 치실에서 화장품 및 농약에 이르기까지 광범위한 제품에 사용되는 이러한 화합물은 불소를 가스화할 수 있습니다.
연구원들은 불소계면활성제 액체와 같은 화학물질을 사용하여 실험실 안팎에서 얼마나 많은 불소가 공기 중으로 방출되는지 측정한 결과, 실험실 내부 공기 중 불소의 65~99%는 일반적으로 측정되지 않았지만, 실험실 외부에서는 그 양이 약 50%인 것으로 나타났습니다.
"불소가 없을 줄은 알았지만, 그렇게 많을 줄은 몰랐어요. 이 새로운 기술은 대기 중의 모든 불소화 물질을 측정할 수 있는데, 이는 전에 한 번도 시도된 적이 없으며, 대부분은 우리의 일반적인 측정으로는 설명할 수 없다는 것을 보여줍니다." 연구의 수석 저자인 요크 과학부의 대기 화학자이자 가이 워릭 로저스 의장인 코라 영 교수가 말했습니다.
"실제로 현재 측정한 것과 비교했을 때, 누락된 기체 불소가 공기 중 PFAS의 상당 부분을 차지하기 때문에 중요합니다. 즉, 많은 PFAS가 감지되지 않는다는 의미입니다."
대부분의 PFAS는 영원한 화학 물질로 알려져 있으며 탄소와 결합된 불소를 포함하는데, 이 결합은 환경에서 자연적으로 분해되지 않습니다. 불소를 테스트하는 것은 4,700개 정도의 PFAS 오염 물질을 개별적으로 측정하는 것보다 공기 중에 존재하는 PFAS의 양을 평가하는 더 쉬운 방법입니다.
이전에 알려지지 않았던 PFAS의 높은 양은 측정뿐만 아니라 출처와 환경에 미치는 영향을 이해하는 데도 격차가 있음을 나타냅니다. 기체 불소는 식품, 페인트, 종이 포장 및 치실에서 화장품 및 농약에 이르기까지 광범위한 제품에 사용되는 화학 물질의 부산물입니다.
"우리가 이것에 집중하지 못한 이유는 주로 제대로 볼 기술이 없었기 때문입니다. 사람들이 이것이 중요할 수 있다고 생각하지 않은 것이 아니라, 우리가 그것을 하는 방법을 몰랐기 때문입니다. 하지만 지금은 알게 되었습니다." Young 연구실의 박사 과정 학생이자 주저자인 RenXi Ye가 말했습니다.
토양과 물에서 총 불소를 측정하는 기술은 있지만 대기에서 기체 상태로 포집하는 기술은 없었습니다. 연구자들은 이전에 개발한 방법을 사용하여 총 기체 염소를 테스트하고 기체 불소를 측정하는 데 적용했습니다.
"PFAS에 대한 연구의 초점은 대부분 토양 속 물에서 일어나는 일에 맞춰져 있고, 불소 화합물은 화학적 특성상, 그리고 많은 상업용 제품에 들어 있기 때문에 공기 중으로 배출될 가능성이 더 높다는 사실에도 불구하고 공기 중에서 일어나는 일은 그다지 중요하지 않습니다."라고 영은 말합니다.
작년에 토론토 할로겐, 배출물, 오염 물질 및 무기물 실험(THE CIX)을 진행하던 요크 연구원들의 관심을 사로잡은 것은 얼마나 많은 기체 불소가 설명되지 않고 있는가 하는 문제였습니다.
걱정해야 할까요?
대부분의 사람들은 PFAS 노출에 대해 큰 우려를 하고 있지만, 영 박사는 불소가 환경으로 방출되는 것이 인간이나 환경에 어떤 영향을 미치는지 알기에는 너무 이르다고 말합니다.
"모든 불소화 가스는 강력한 온실 가스이지만, 그 영향은 대기 중에 얼마나 오래 지속되는지에 따라 달라집니다. 하지만 이것을 흡입하면 어떤 영향이 있을까요? 실외 공기와 인체 노출에 관해서는 우리가 얼마나 많이 흡입하는지 잘 모릅니다." 그녀는 아무도 당황하지 말아야 한다고 생각하지만, 더 많은 연구가 필요하고 확실히 중요한 영향을 미칠 수 있는 분야라고 덧붙였습니다.
환경 과학 및 기술 저널 에 게재된 연구인 '총 기체 불소 측정 방법' 에 따르면, 대기 중으로 방출되는 알려지지 않은 불소화 화학 물질이 전 세계로 PFAS를 운반하는 데 기여할 뿐만 아니라 기후 변화에 영향을 미칠 수도 있다고 합니다.
50년 된 얼음 코어에서 때때로 놀라운 양의 PFAS가 북극에서 발견됨
PFAS는 대기 중에서 북극과 같은 깨끗한 환경으로 유입되고 있습니다. 최근 York 박사과정 학생 Daniel Persaud가 Young과 함께 이끈 연구에서 팀은 1967년부터 2016년까지 누나부트주 엘즈미어 섬의 북극 얼음 코어에서 퍼플루오로알킬산(PFAA)을 살펴보았습니다.
"측정은 가장 긴 기간을 포괄하므로 매우 오랜 시간 동안 축적되어 왔다는 것을 알 수 있습니다." 영이 말했습니다. 놀라운 부분은? "얼음 코어의 초기 부분에는 제가 생각했던 것보다 더 많았습니다. 1990년대, 어쩌면 1980년대부터 축적될 것으로 예상했지만 코어의 초기 부분에는 덜 축적될 것이라고 생각했습니다."
북극에서 퍼플루오로알킬카르복실산(PFCA)에 대한 가장 긴 퇴적 기록이자, 전 세계에서 퍼플루오로알킬설폰산(PFSA)에 대한 가장 긴 기록으로서, 이전에는 불가능했던 관찰이 가능해졌습니다.
1990년대 이전에는 얼음 코어가 축적의 가변적인 펄스를 보였고, 연구자들은 처음에는 확신하지 못했지만, 지금은 그것이 당시 북극의 군사 활동과 관련이 있을 수 있다고 생각합니다. 그러나 1990년대부터 얼음 코어는 현재까지 화학 물질의 꾸준한 축적을 보여줍니다.
이 연구는 대부분의 PFAA가 엘즈미어 섬의 옥스퍼드 산 빙원의 얼음에 존재하며 50년 이상 PFCA 침전물이 꾸준히 증가했음을 보여주었지만, 얼음 코어가 PFAS가 장거리로 이동하는 방식을 이해하는 데 도움이 된다는 점도 강조했습니다.
"우리는 얼음 코어에서 발견한 PFCAs가 주로 장거리 대기 이동과 대기 중의 휘발성 전구체의 산화를 통해 형성된다는 것을 확인할 수 있었습니다."라고 페르소드는 말합니다.
영에 따르면, 지금의 문제는 영구동토층이 녹으면서 이 자원이 사라지고 있으며, 이로 인해 PFAA의 시간적 추세와 가능한 출처를 더욱 밝히기 위해 더 많은 얼음 코어를 수집해야 할 시급한 필요성이 발생한다는 것입니다.
출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241009145000.htm
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