Exposure-Integrated Risk Prioritization of Legacy and Emerging PFAS: A Case Study of a Major River Basin in South Korea via High-Resolution Mass Spectrometry

पानी हमारे आधुनिक विश्व का एक मौन वाहक है, जो न केवल नदियों और पाइपों के माध्यम से, बल्कि हमारे दैनिक जीवन के रसायन विज्ञान के माध्यम से भी प्रवाहित होता है। दशकों से, 'पर- और पॉलीफ्लोरोअल्काइल पदार्थ' या PFAS के रूप में ज्ञात सिंथेटिक रसायनों के एक समूह का उपयोग नॉन-स्टिक कुकवेयर से लेकर जल-प्रतिरोधी कपड़ों तक, सब कुछ बनाने के लिए किया जाता रहा है। ये अणु अपनी स्थायित्व के लिए प्रसिद्ध हैं; वे गर्मी, तेल और पानी का इतनी प्रभावी ढंग से प्रतिरोध करते हैं कि उन्हें अक्सर "फॉरएवर केमिकल्स" (हमेशा रहने वाले रसायन) कहा जाता है क्योंकि वे पर्यावरण में आसानी से टूटते नहीं हैं। जैसे-जैसे वैश्विक नियमों ने इन रसायनों के पुराने, सबसे अधिक विषाक्त संस्करणों को प्रतिबंधित करना शुरू कर दिया है, निर्माताओं ने नए, वैकल्पिक यौगिकों की ओर रुख किया है। उम्मीद यह थी कि ये विकल्प सुरक्षित होंगे और प्रकृति के लिए संभालना आसान होगा। हालांकि, एक महत्वपूर्ण प्रश्न बना हुआ है: क्या ये नए विकल्प वास्तव में कम हानिकारक हैं, या हमने केवल जोखिमों के एक सेट को दूसरे से बदल दिया है? इसका उत्तर देने के लिए, वैज्ञानिकों को केवल यह पहचानने से आगे देखना होगा कि कौन से रसायन मौजूद हैं; उन्हें यह समझना होगा कि उनमें से कितना मौजूद है, वे कहाँ से आते हैं, और उनकी उपस्थिति उनकी अंतर्निहित विषाक्तता के साथ कैसे मिलकर वास्तविक दुनिया का खतरा पैदा करती है।

दक्षिण कोरिया में गे उम (Geum) नदी बेसिन पर केंद्रित एक हालिया अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने इस जटिल रासायनिक परिदृश्य का मानचित्रण करने का प्रयास किया। उन्होंने इस विशिष्ट नदी प्रणाली को इसलिए चुना क्योंकि यह कृषि भूमि, घनी आबादी वाले शहरों और भारी उद्योगों के मिश्रण से होकर बहती है, जो इस बात का एक आदर्श दर्पण है कि मनुष्य विविध तरीकों से पर्यावरण के साथ कैसे अंतःक्रिया करते हैं। टीम ने इन अदृश्य प्रदूषकों को खोजने के लिए किसी एक पद्धति पर भरोसा नहीं किया। इसके बजाय, उन्होंने तीस-नौ ज्ञात PFAS यौगिकों के लिए एक लक्षित खोज को एक व्यापक, अधिक खुले दृष्टिकोण वाली स्क्रीनिंग तकनीक के साथ जोड़ा, जो अपरिचित रासायनिक संरचनाओं को पहचानने में सक्षम है। इस दोहरे दृष्टिकोण ने उन्हें ज्ञात खिलाड़ियों और उभरते हुए नए लोगों, दोनों को देखने की अनुमति दी। उन्होंने मुख्य नदी चैनल से लेकर उसकी छोटी सहायक नदियों तक, बारह अलग-अलग स्थानों से पानी के नमूने एकत्र किए, जिससे यह सुनिश्चित हुआ कि वे इस जलसंभर (watershed) में इन रसायनों की गति की एक पूर्ण तस्वीर पकड़ सकें।

परिणामों ने इन सिंथेटिक पदार्थों से भरी एक नदी प्रणाली का खुलासा किया। पानी में PFAS की कुल सांद्रता काफी भिन्न थी, जो 7.20 से 86.2 नैनोग्राम प्रति लीटर के बीच रही, जिसका मध्य स्तर 31.5 नैनोग्राम प्रति लीटर था। ये संख्याएँ भले ही छोटी लगें, लेकिन पीने के पानी के संदर्भ में ये महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि यह नदी राष्ट्र के जल संसाधनों का एक बड़ा हिस्सा प्रदान करती है। अध्ययन में पाया गया कि मुख्य नदी की तुलना में मुख्य नदी में मिलने वाली छोटी सहायक नदियाँ काफी अधिक प्रदूषित थीं, जो लगभग 1.6 गुना उच्च सांद्रता लेकर आ रही थीं। इस पैटर्न ने सीधे तौर पर स्थानीय स्रोतों की ओर संकेत किया, जैसे कि नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र और औद्योगिक परिसर, जो इन रसायनों के प्राथमिक प्रवेश बिंदु के रूप में कार्य कर रहे हैं। पता लगाया गया सबसे प्रचुर यौगिक पुराने, कड़ाई से विनियमित "लिगेसी" (विरासत) रसायनों में से एक नहीं था, बल्कि एक छोटा-श्रृंखला वाला विकल्प था जिसे 'परफ्लुओरोब्यूटेन सल्फोनेट' या PFBS कहा जाता है। इस एकल पदार्थ ने नदी में कुल PFAS भार का लगभग पांचवां हिस्सा बनाया, जो इस बात का स्पष्ट संकेत है कि उद्योगों द्वारा नए विकल्पों को अपनाने के साथ पर्यावरण की रासायनिक संरचना में बदलाव आ रहा है।

शायद सबसे दिलचस्प खोज अज्ञात पदार्थों की व्यापक स्क्रीनिंग से हुई। शोधकर्ताओं ने PFBS के एक संशोधित संस्करण की पहचान अस्थायी रूप से की, जहाँ अणु में एक फ्लोरीन परमाणु को हाइड्रोजन परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। इस विशिष्ट वेरिएंट, जिसे H-PFBS के रूप में जाना जाता है, एक प्रमुख शहर से होकर बहने वाली एक सहायक नदी में उच्च स्तर पर पाया गया, लेकिन भारी उद्योग के पास स्थित एक अन्य सहायक नदी में यह पूरी तरह से अनुपस्थित था। यह अंतर प्रदूषण के स्रोत के बारे में एक महत्वपूर्ण सुराग प्रदान करता है। शहरी क्षेत्र में H-PFBS की उपस्थिति यह सुझाव देती है कि रसायन अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों के भीतर बैक्टीरिया द्वारा रूपांतरित किया जा रहा है, एक ऐसी प्रक्रिया जो जटिल अग्रदूतों (precursors) को इस नए रूप में तोड़ देती है। इसके विपरीत, औद्योगिक स्थल सीधे पानी में ताजे, अपरिवर्तित रसायनों को छोड़ रहा था, जो उन जैविक प्रक्रियाओं को दरकिनार कर देता है जो इन रूपांतरण उत्पादों को बनाते हैं। यह निष्कर्ष निकालता है कि नदी केवल प्रदूषण का निष्क्रिय प्राप्तकर्ता नहीं है, बल्कि एक सक्रिय रासायनिक रिएक्टर है जहाँ मानव अपशिष्ट और औद्योगिक अपवाह लगातार परिवर्तित हो रहे हैं।

जब टीम ने जोखिमों का मूल्यांकन किया, तो उन्होंने सैद्धांतिक रूप से खतरनाक और व्यवहार में खतरनाक के बीच एक आश्चर्यजनक विसंगति को उजागर किया। प्रत्येक रसायन की अंतर्निहित विषाक्तता की भविष्यवाणी करने के लिए कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करते हुए, उन्होंने पाया कि लंबी-श्रृंखला वाले, लिगेसी PFAS यौगिक—जैसे कि परफ्लुओरोडेकानोइक एसिड और परफ्लुओरोऑक्टानोइक एसिड—सबसे अधिक खतरनाक थे। ये अणु पर्यावरण में लंबे समय तक बने रहने, जीवित जीवों में जमा होने और महत्वपूर्ण नुकसान पहुँचाने के लिए अनुमानित हैं। यदि मूल्यांकन वहीं रुक जाता, तो ये पुराने रसायन सफाई के लिए शीर्ष प्राथमिकता होते। हालाँकि, शोधकर्ताओं ने फिर वास्तविक दुनिया के डेटा को एकीकृत किया कि नदी में वास्तव में प्रत्येक रसायन की कितनी मात्रा मौजूद है। इस एक्सपोजर-आधारित गणना ने प्राथमिकताओं को पूरी तरह से बदल दिया। क्योंकि लघु-श्रृंखला वाला विकल्प PFBS हर जगह और इतनी उच्च मात्रा में पाया गया, इसलिए यह अधिक विषैले लिगेसी रसायनों से भी ऊपर निकलकर उच्चतम प्रबंधन प्राथमिकता के रूप में उभरा। अध्ययन ने निष्कर्ष निकाला कि जबकि पुराने रसायन स्वाभाविक रूप से अधिक खतरनाक हैं, वर्तमान में नए विकल्पों की विशाल मात्रा पारिस्थितिकी तंत्र के लिए बड़ा तात्कालिक खतरा पैदा करती है।

यह शोध पर्यावरण प्रबंधन के लिए एक महत्वपूर्ण सबक रेखांकित करता है: किसी रसायन के खतरे का निर्णय केवल उसकी संरचना से नहीं लगाया जा सकता। एक पदार्थ जो सैद्धांतिक रूप से कम विषैला हो सकता है, वह सबसे बड़ी समस्या बन सकता है यदि उसे भारी मात्रा में छोड़ा जाता है और व्यापक रूप से फैलाया जाता है। गे उम नदी का अध्ययन दर्शाता है कि जैसे-जैसे दुनिया लिगेसी PFAS से दूर जा रही है, नए विकल्प केवल पड़ाव मात्र नहीं हैं, बल्कि जलीय पारिस्थितिक तंत्र में प्रमुख शक्तियाँ बनते जा रहे हैं। H-PFBS जैसे रूपांतरण उत्पादों की उपस्थिति चित्र को और अधिक जटिल बनाती है, जो यह सुझाव देती है कि हमारे वर्तमान अपशिष्ट जल तंत्र ऐसे नए रासायनिक निकायों का निर्माण कर रहे हैं जिन्हें हम अभी समझना शुरू ही कर रहे हैं। लेखक इस बात पर जोर देते हैं कि जबकि दशकों की तुलना में सबसे अधिक विषैले लिगेसी रसायनों का स्तर काफी कम हो गया है, इन सर्वव्यापी लघु-श्रृंखला विकल्पों का उदय निरंतर निगरानी और जोखिम प्रबंधन के प्रति एक सतर्क दृष्टिकोण की मांग करता है। नदी रासायनिक विकास की कहानी कह रही है, और अगला अध्याय इस बात पर निर्भर करेगा कि हम इन अदृश्य, निरंतर बदलते प्रदूषकों को कितनी अच्छी तरह ट्रैक और प्रबंधित कर सकते हैं।