כיצד מושפעת התעשייה שלנו מהאיסור הרגולטורי על מוצרי ה-PFAS?

האיסור על חומרי PFAS תפס את כולם בהפתעה. ההשפעה היא לא רק על תעשיית הפלסטיק, אלא גם על תעשיות נוספות. הפתרון לא כל כך פשוט וחברות הכימיקלים נערכות לתגובת נגד

בזמן האחרון, עוד ועוד יצרני תוספים ותרכיזים מתחילים להוציא הודעות על כך שמוצריהם PFAS-Free (Per- and polyfluoroalkyl substances). החומר הכימי הזה, שעד לא מזמן ממש לא נהנה מאור הזרקורים, עומד תחת הגבלות קשות אשר תיכנסנה לתוקף ב-2025. אולם מהן תרכובות ה-PFAS אשר הביאו את הרגולציות באירופה ובארה"ב להטיל איסורים כה גורפים עליהן?

ההיסטוריה של החומרים מבוססי פלואור (פלואורו-פולימרים)

תעשיית החומרים מבוססי הפלואור החלה להתפתח עם גילוי הטפלון (PTFE) בשנת 1938. חברת DuPont הייתה הראשונה לגלות את החומר ולעמוד על יתרונותיו: אינרטיות כימית, עמידות בחום, תכונות דיאלקטריות ובעיקר מקדם חיכוך מאוד נמוך. היום הטפלון הוא מילה נרדפת לכל הציפויים ה-Non stick ותעשיית הפלואורו-פולימרים משגשגת כבר מעל 70 שנה.

הסכנה בתרכובות PFAS ודרישת הרגולציה

האיסור הרגולטורי על חומרים המכילים פלואור הנו גורף. מנגד, התעשייה מבקשת לעשות הבדלה בין התרכובות השונות, אשר חלקן אכן בעלות פוטנציאל מזיק לאדם, וחלקן אינרטיות לחלוטין. חומרים פעילי שטח (פלואורו סרפקטנטים בינהם PFOA ו-PFOS) הם יציבים, מכילים קשרי F-C ובעלי שרשראות יחסית קצרות שאינן מתפרקות. הם נמצאו במאגרים של מי שתייה והוכח כי הם מצטברים בגוף האדם. בהשוואה אליהן, הפלואורו-פולימרים הם חומרים אינרטיים בעלי שרשראות ארוכות מאד. הסיכוי כי יצטברו ביולוגית בגוף האדם הוא אפסי ואותם מבקשת התעשייה להוציא מהרגולציה. הם נחוצים מאוד במגוון יישומים וקשה מאוד למצוא להם תחליף טוב. בפברואר 2023 פרסמה ECHA הצעה על איסור חומרי PFAS ברשימה אשר מכילה יותר מ-10,000 מולקולות, אשר מונה גם פלואורו-פולימרים נפוצים. במידה והרגולציה האירופאית והאמריקאית אכן תיכנס לתוקף בעוד כשנתיים היא תשאיר את התעשייה בפני שוקת שבורה. גם במידה ותאומצנה החרגות, יהיה זה פתרון זמני בלבד והן תפוגנה תוך 12-7 שנים.

המצב בישראל

מחקר שבוצע בישראל בשנת 2022 מצא תרכובות PFAS (PFOA ו-PFOS) בדמם של תורמי דם ישראליים. בהמשך נמצא כי נוכחות של תרכובות PFAS שונות נמצאה בקידוחי ניטור מי תיהום, בקידוחים להפקת מי שתייה, בנחלים, ובשפכי תעשייה. עד כה משרד הבריאות סגר קידוח אחד של מי שתייה לאור ממצאים גבוהים של חלק מתרכובות אלה. בנוסף מתמקדות הפעולות המיידיות לצמצום החשיפה ל-PFAS בעדכון לתקנים הישראלים לקצפי כיבוי, בהתאמה לתקנים המתקדמים בעולם ובעדכון הדרישות הסביבתיות החלות על הגורמים המחזיקים בקצפי כיבוי, בכלים הקיימים בידי המשרד להגנת הסביבה.

יישומים נפוצים לפלואורו-פולימרים בתעשיות השונות

בתעשיית הפלסטיק, משמשות תרכובות ה-PFAS כמשפרי עיבוד בזכות האפיניות שלהם למתכות. החומרים האלו נצמדים לבורג ולדיזה ומאפשרים החלקה של ההיתך וייצור חלק ללא תופעות של שבירת היתך ופני שטח ירודים (Shark skin). שם עומלות היצרניות להחליף את משפרי העיבוד בחומרים חלופיים PFAS Free.

אולם קיימות תעשיות בהן יש סימן שאלה האם ניתן יהיה להסתדר בלי הפלואורו-פולימרים. לדוגמה, אנרגיה ירוקה ומגזרי הייטק. "פלואורו-פולימרים הם החומרים העיקריים בייצור הממברנה שמפצלת מים למימן וחמצן", אומר מייק פינלי מ-Solvay. יישומים קריטיים נוספים כוללים גם צינורות ואביזרי PFA שבהם משתמשים יצרני מוליכים-למחצה כדי לשאת נוזלים אגרסיביים ובעלי רמת ניקיון גבוהה כמו חומצה הידרופלואורית, וזאת בזכות האינרטיות הכימית שלהם.

בתעשיית הרכב התרכובות המופלרות נמצאות ביישומים רבים. רכיבי מנועים חשמליים, חבילות סוללות, אלקטרוניקה, בדים טכניים, משאבות חום ומערכות קירור, כולם מסתמכים במידה רבה על כימיה מופלרת, שנמצאת כעת בסכנה שתמצא את עצמה מחוץ לחוק באירופה. גם גזים מופלרים ליישומי מיזוג אוויר ניידים מהווים מרכיב חשוב בחלק הפנימי של מערכת הקירור של המכונית וכן לקירור סוללות EV בזמן הטעינה. הם משמשים גם במערכות משאבות חום, מה שמגדיל את טווח הנסיעה ברכב חשמלי תוך הפחתת משקל הסוללה ורכיבי מיזוג האוויר. הפלואורו-פולימרים משמשים גם כחומר מפריד בממברנות כדי להקל על זרימה קבועה ובטוחה של יוני ליתיום בתוך הסוללות. באמצעות הגברת ההידבקות של חומר האלקטרודה, הורדת הסיכוי לקצרים והעלאת היציבות התרמית והכימית של החומר המפריד, הם משפרים בסופו של דבר את הביצועים והבטיחות של סוללות EV. עובדות אלו מציבות בסימן שאלה את השאיפה של האיחוד האירופי לבצע מעבר לרכבים חשמליים מלאים.

תמונה 1: יצרניות ה-PFAS המובילות בעולם

ההתמודדות של החברות הגדולות בתעשיית הפלואורו-פולימרים עם דרישות הרגולציה

כתגובה לרגולציה, מותגי על וחברות נוספות הודיעו על סילוק ה-PFAS מאריזות המזון. חברות הכימיקלים חוששות מתביעות נזיקין פוטנציאליות וממהרות להודיע כי הן שומטות את העיסוק בייצור תרכובות PFAS ופלואורו-פולימרים עוד לפני שהרגולציה הופכת למחייבת. חברת 3M לדוגמה, כבר שילמה מאות מיליוני דולרים בארה"ב ובבלגיה כדי להימנע מהליכים משפטיים הקשורים בזיהום PFAS, וכתוצאה מכך, היא הודיעה כי תפסיק לייצר PTFE, PVDF ופלואורו-פולימרים אחרים כבר בתחילת 2025 ובכך מוותרת על מכירות שנתיות של כ-1.3 מיליארד דולר. 

חברות נוספות, כגון Chemours (לשעבר DuPont) מבקשות לבצע את ההבחנה בין חומרים פעילי שטח מופלרים ופלואורו-פולימרים, ומחפשות חלופות שאינן מבוססות פלואור, או שואפות להפחית את רמות הפליטה של ה-PFAS לסביבה. חברת Arkema מגלה אופטימיות ופועלת לפטור את הפלואורו-פולימרים אשר מיוצרים ללא חומרים פעילי שטח מופלרים מהרגולציות המוצעות. 

מספר יצרניות כבר הודיעו כי הצליחו להחליף את החומרים פעילי השטח המופלרים בתרכובות אחרות בזמן ייצור ה-PVDF, אולם ייצור ה-PTFE שמחייב פלואורינציה משמעותית, ומייצר תרכובות לוואי מופלרות רבות עדיין מהווה אתגר לתעשייה נוכח הרגולציה. החומרים פעילי השטח מייצבים את חלקיק האמולסיה הגדל במהלך הפילמור ומונעים קרישה. לאחר מכן הוא נשטף מהפולימר אך שאריות שלו עדיין נשארות בפולימר עצמו. יש לציין כי להן השפעה מינימלית ביותר על התכונות הסופיות של הפלואורו-פולימר. 

אתגרי התעשייה בהוצאת תרכובות ה-PFAS

החלפת חומרים פעילי שטח אלו אינה פשוטה לביצוע. כבר בשנות ה-2000 חברת Chemours פעלה להוצאת ה-PFOA משימוש. אולם, שימוש בחומר פעיל שטח לא מופלר יוצר פרופיל ביצועים שונה, היות ויש צורך להחליף גם את האיניציאטור ואת חומר ההעברה. כך מתקבל פרופיל שונה של חומרים בריאקטור אשר מוביל לפרופיל שונה בפולימר הסופי אשר יכול להוביל לבעיות משמעותיות בביצועיו. 

אמבר וולמן מ-Chemours מסבירה שהחומרים פעילי פני השטח החדשים הם בדרך כלל מבוססי פחמימנים. אולם קשר המימן-פחמן אינו חזק כמו קשר הפלואור-פחמן. "הנוכחות של המימן גורמת לתגובות לוואי לא רצויות בייצור פלואורו-פולימרים", היא אומרת . מייק פינלי מ-Solvay חשף כי החברה מתכננת להוציא את חומרי השטח המופלרים בצורה גורפת עד שנת 2026. כצעד התחלתי, הפסיקה החברה להשתמש בהם בייצור PVDF ופלואורו-אלסטומרים כבר ביוני 2021. חברת Arkema התחילה ביציאה מחומרים אלו בייצור PVDF עוד ב-2008 ותוציא בהדרגה את כולם עד סוף 2024.

עבור הטפלון (PTFE) מנסות החברות לצמצם את פליטת ה-PFAS לסביבה, אולם בכל מקרה חברות הכימיקלים מבינות כי מדובר בשוק בנסיגה משמעותית. "הלקוחות מביעים דרישה גורפת להימנע ככל הניתן משימוש בפלואור, הם מעדיפים לא לדאוג בכל הנוגע לשאלות בנושא שעלולות לצוץ בהמשך הדרך", אומר Bhushan Deshpande, סגן נשיא לטכנולוגיה בחברת Techmer PM, שמתמחה בייצור תרכובות מותאומות-לקוח לחומרים פלסטיים הנדסיים. 

דרישות תעשיית הפלואורו-פולימרים נוכח הרגולציה

ה-VDMA, ארגון יצרני המכונות והציוד בגרמניה ובאירופה, מרכז 3,600 חברות המייצגת את האינטרסים הכלכליים, הטכניים והמדעיים המשותפים של תעשיית הפלואורו-פולימרים. ד"ר שרה ברוקנר, ראש תחום סביבה וקיימות ב-VDMA, מציגה על בעייתיות הרגולציה: "האיסור המתוכנן יגרום לכך שהיצרנים האירופיים יצטרכו להסתדר ללא PFAS, בעוד שמתחרים ממדינות לא-אירופאיות ימשיכו להשתמש בחומרים ובכך יזכו ביתרונות תחרותיים משמעותיים", מסבירה ד"ר ברוקנר. 

לפיכך ה-VDMA דורש: רגולציה מובחנת של חומרי PFAS, המבוססת על בסיס מדעי, פטור כללי מהאיסור לשימוש בפולימרים המוגדרים שהוכחו כלא מזיקים, כולל החרגה לאיסור על מוצרי PFAS שאינם באים במגע עם הסביבה. כמו כן מבקש האירגון תקופת מעבר ארוכה יותר עד כניסת האיסור לתוקף. 

ניסיון להילחם ברגולציה ולהראות את נחיצות הפלואורו-פולימרים

יש תקווה באופק. מחלקת המוצרים הפלואורו-פולימרים ב-VDMA, ערכה ניתוח של ההשפעה החברתית-כלכלית של תעשיית הפלואורו-פולימרים האירופית. מטרתו, לספק נתונים רלוונטיים על המגוון הרחב של השימושים בפלואורו-פולימרים ומשמעותם עבור החברה והכלכלה של האיחוד האירופי. מצוייד בתוצאות העבודה, יצא ה-VDMA בקריאה לרגולטורים של האיחוד האירופי לעשות שימוש בנתונים שנאספו כדי לפתח סביבה רגולטורית מאוזנת עבור פלואורו-פולימרים. סביבה המבוססת על מדע חזק, ולא על פחד גורף. כזו שתבטיח שהתעשייה והאנושות תוכל להמשיך להניע חדשנות ותחרותיות באיחוד האירופי בכל מגזרי הכלכלה.

למידע נוסף: סורפול: עפר שורק, [email protected]

בתמונה: עפר שורק, סורפול.