[미국] 노스캐롤라이나대, "지하수 내 PFAS 제거되는 데 40년 이상 걸릴 수 있어"

지하수 연대 측정기·대기 오염 데이터 등 결합해 지하수 PFAS 농도 추정 모델 개발

'PFAS 고배출 시기' 축적된 지하수 PFAS, 자연적으로 제거되는 데 수십년 걸릴 것으로 예측

 

노스캐롤라이나 주립대학교(North Carolina State University)의 새로운 연구에 따르면, PFAS(과불화화합물)는 노스캐롤라이나주 컴벌랜드 및 블레이든 카운티의 오염된 지하수에서 제거되는 데 40년 이상 걸릴 수 있다. [사진출처(Photo Source) = 픽사베이(Pixabay)]

 

노스캐롤라이나 주립대학교(North Carolina State University)의 새로운 연구에 따르면, PFAS(과불화화합물)는 노스캐롤라이나주 컴벌랜드 및 블레이든 카운티의 오염된 지하수에서 제거되는 데 40년 이상 걸릴 수 있다. 이 연구는 PFAS, 지하수 연대 측정기, 지하수 유량에 대한 새로운 데이터를 조합해 노스캐롤라이나주 케이프피어강의 지류로 유입되는 지하수의 PFAS 농도를 예측했다.

연구진은 블레이든 카운티의 페이엣빌 웍스(Fayetteville Works) 불소화학 공장에 인접한 두 개의 다른 유역에서 지하수를 샘플링했다.

데이비드 제네뢰(David Genreux) 노스캐롤라이나 주립대 해양 지구 및 대기 과학과 교수는 "PFAS로 오염된 지하수 범위가 넓고, 거주지와 농경지도 포함돼 있다"며 "이는 두 가지 방식으로 인근 지역 주민에게 영향을 미치고 있다"고 설명했다. 이어 "7천 개 이상의 개인 관정에서 물을 사용하는 사람들에게 직접적인 영향을 미칠 수 있으며, PFAS를 포함한 지하수가 피어강 지류로 유입돼 월밍턴과 인근 하류 하천의 물을 사용하는 사람들에게 영향을 미칠 수 있다"고 덧붙였다.

연구진은 PFAS 유형과 수준을 파악하기 위해 채취한 샘플을 테스트한 다음, 지하수 연대 측정기와 노스캐롤라이나 환경부의 대기 오염 데이터 및 지하수 유량 속도를 결합해 지류 하천으로 유입되는 지하수의 과거 및 미래 PFAS 농도를 모두 추정하는 모델을 만들었다.

연구진은 최대 43년 된 지하수에서 PFAS를 검출했으며, 가장 흔히 발견되는 PFAS인 헥사플루오로프로필렌 옥사이드-다이머산(HFPO−DA)과 퍼플루오로-2-메톡시프로판산(PMPA)의 농도가 각각 리터당 평균 229나노그램과 498나노그램으로 나타났다. 참고로, 미국 환경보호청(EPA)이 공공 음용수에서 HFPO-DA에 대해 발표한 최대 오염 물질 수준(MCL)은 10ng/L다.

제네뢰 교수는 "이 결과는 1980~2019년 사이의 '고배출 시기'에 축적된 지하수 내 PFAS가 자연 지하수 흐름에 의해 제거되는 데 수십 년이 걸릴 수 있음을 시사한다"며 "이는 과소평가된 수치일 수 있다. 지하수층 아래의 저투과성 구역(점토층 및 렌즈)에서 PFAS가 확산되고 있다면 시간은 더 길어질 수 있다"고 말했다.

연구진은 현재 PFAS 대기 배출량이 2019년 이전보다 크게 감소했지만 여전히 완전히 사라진 것은 아니므로, 대기 중에 있는 PFAS가 여전히 지하수로 유입될 가능성이 있다고 지적했다.

제네뢰 교수는 "더 이상의 대기 침이 없는 최상의 시나리오라 하더라도 지난 수십 년 동안 배출된 PFAS가 지표수로 약 40년 동안 더 천천히 흘러 갈 것"이라며 "지하수 PFAS 오염은 수십 년 동안 지속될 것으로 예상되며, 이번 연구는 이에 대한 구체적인 수치를 제시한다"고 말했다. 이어 "우리는 개별 식수 관정에서 미래의 PFAS를 모델링하고 독성학자와 협력해 관정의 과거 PFAS 수준을 관찰 가능한 건강 결과와 연계할 계획"이라고 밝혔다.

이번 연구는 『Environmental Science & Technology』에 게재됐으며, 노스캐롤라이나 컬래버레이터리(North Carolina Collaboratory)의 지원을 받았다. 이 연구의 제1저자는 크레이그 젠슨(Craig Jensen) 노스캐롤라이나대 박사후 연구원이며, 유타대학교(University of Utah)의 킵 솔로몬(Kip Solomon) , 네브래스카대학교(University of Nebraska)의 트로이 길모어(Troy Gilmore), 노스캐롤라이나대의 데틀프 슈나이더(Detlef Knappe)도 이 연구에 기여했다.

[원문보기]

It Could Take Over 40 Years for PFAS to Leave Groundwater

 

Per and polyfluoroalkyl chemicals, known commonly as PFAS, could take over 40 years to flush out of contaminated groundwater in North Carolina’s Cumberland and Bladen counties, according to a new study from North Carolina State University. The study used a novel combination of data on PFAS, groundwater age dating tracers, and groundwater flux to forecast PFAS concentrations in groundwater discharging to tributaries of the Cape Fear River in North Carolina.

 

The researchers sampled groundwater in two different watersheds adjacent to the Fayetteville Works fluorochemical plant in Bladen County. 

 

“First, there are over 7,000 private wells whose users are directly affected by the contamination. Second, groundwater carrying PFAS discharges into tributaries of the Cape Fear River, which affects downstream users of river water in and near Wilmington.”

The researchers tested the samples they took to determine PFAS types and levels, then used groundwater age dating tracers, coupled with atmospheric contamination data from the N.C. Department of Environmental Quality and the rate of groundwater flow, to create a model that estimated both past and future PFAS concentrations in the groundwater discharging to tributary streams.

 

They detected PFAS in groundwater up to 43 years old, and concentrations of the two most commonly found PFAS – hexafluoropropylene oxide-dimer acid (HFPO−DA) and perfluoro-2-methoxypropanoic acid (PMPA) – averaged 229 and 498 nanograms per liter (ng/L), respectively. For comparison, the maximum contaminant level (MCL) issued by the U.S. Environmental Protection Agency for HFPO-DA in public drinking water is 10 ng/L. MCLs are enforceable drinking water standards.

 

“These results suggest it could take decades for natural groundwater flow to flush out groundwater PFAS still present from the ‘high emission years,’ roughly the period between 1980 and 2019,” Genereux says. “And this could be an underestimate; the time scale could be longer if PFAS is diffusing into and out of low-permeability zones (clay layers and lenses) below the water table.”

The researchers point out that although air emissions of PFAS are substantially lower now than they were prior to 2019, they are not zero, so some atmospheric deposition of PFAS seems likely to continue to feed into the groundwater.

 

“Even a best-case scenario – without further atmospheric deposition – would mean that PFAS emitted in past decades will slowly flush from groundwater to surface water for about 40 more years,” Genereux says. “We expect groundwater PFAS contamination to be a multi-decade problem, and our work puts some specific numbers behind that. We plan to build on this work by modeling future PFAS at individual drinking water wells and working with toxicologists to relate past PFAS levels at wells to observable health outcomes.”

[출처 = 노스 캐롤리나 주립 대학교(NORTH CAROLINA STATE UNIVERSITY)(https://news.ncsu.edu/2024/10/it-could-take-over-40-years-for-pfas-to-leave-groundwater/) / 2024년 10월 10일]