Un rezervor subteran din Danemarca este locul desfășurării unui experiment unic: testarea unei tehnologii care să ajute la eliminarea unei poluări toxice pe scară largă a mediului înconjurător.
Acviferul, situat în apropiere de orașul Korsør, conține niveluri ridicate de substanțe perfluoroalchilate și polifluoroalchilate (PFAS), care sunt substanțe chimice utilizate la nivel mondial încă din anii 1940 în sute de produse, inclusiv în spumele pentru stingerea incendiilor.
Aceste substanțe chimice au contaminat rezervorul din Korsør prin scurgerile provenite de la o școală de pompieri din apropiere, care utiliza astfel de spume în exercițiile de instruire.
Bătăi de cap uriașe
Substanțele perfluoroalchilate și polifluoroalchilate au îngrijorat oamenii de știință începând cel puțin din anii '90. Cunoscute ca „substanțe chimice permanente”, acestea nu se descompun în mod natural și nu pot fi îndepărtate din solul și din apa poluate prin nicio metodă existentă. De asemenea, cresc riscul de a dezvolta cancer, afecțiuni ale sistemului imunitar și alte probleme de sănătate la oameni.
„PFAS reprezintă o problemă enormă”, afirmă prof. Francesco Dondero, ecotoxicolog la Università degli Studi del Piemonte Orientale din Italia. „Nu doar că sunt foarte persistente în mediu, ci sunt și extrem de mobile”.
Dondero conduce un proiect de cercetare care a primit finanțare din partea UE pentru a îmbunătăți detectarea și eliminarea PFAS din Europa și nu numai.
Denumit SCENARIOS, proiectul se întinde pe patru ani, până în 2025, și a dezvoltat tehnologia care este testată în prezent în Korsør.
Râvnite de producători pentru proprietățile lor oleofuge și hidrofuge, PFAS sunt o componentă obișnuită a ambalajelor alimentare, a hainelor impermeabile și a țesăturilor rezistente la pete. Producția teflonului, popularul strat antiaderent pentru articole de bucătărie, eliberează PFAS în mediu.
Proprietățile unice ale PFAS sunt rezultatul structurii lor chimice, în centrul căreia se află lanțuri de atomi de carbon de diferite lungimi, înconjurați de atomi de fluor.
Legătura carbon-fluor este extrem de puternică și greu de rupt. Prin urmare, PFAS persistă în mediu sute, dacă nu chiar mii de ani.
Reacții în lanț
„Tipurile de PFAS cu lanțuri mai lungi de carbon pot fi eliminate parțial din sol și din apă, dar, în prezent, nu avem instrumente pentru a le elimina pe cele cu lanț scurt”, afirmă Dondero. „De asemenea, sursele de poluare cu PFAS sunt foarte dispersate și nu avem mijloacele necesare pentru a le monitoriza”.
PFAS sunt eliberate în întreaga lume odată cu apele uzate ale instalațiilor chimice, dar nu numai.
Acestea se scurg din gropile de gunoi, contaminând solul și apa de suprafață. Oamenii de știință au detectat aceste substanțe chimice nocive în calotele glaciare arctice, în laptele uman și în apa potabilă din multe orașe mari.
Deși unele dintre cele mai periculoase tipuri de PFAS au fost deja interzise, multe sunt încă folosite. Drept urmare, concentrațiile lor în mediu continuă să crească.
O perspectivă personală
Dondero a devenit interesat de PFAS după ce s-a mutat în Alessandria, un orășel din nord-vestul Italiei, în care funcționa o mare uzină chimică.
„M-am mutat cu familia aici în urmă cu 20 de ani, apoi am descoperit că sursele locale de apă erau contaminate cu PFAS”, spune Dondero. „S-a găsit PFAS chiar și în sângele localnicilor. De aceea, am inițiat acest proiect”.
SCENARIOS reunește universități, institute de cercetare, centre medicale și companii din 11 țări: Cipru, Danemarca, Finlanda, Germania, Grecia, Israel, Italia, Luxemburg, Regatul Unit, Spania și Suedia.
Testele din Korsør reprezintă un punct culminant al activităților proiectului.
Rezultate promițătoare
Cercetătorii și-au unit forțele cu o companie suedeză, Envytech Solutions, pentru a dezvolta o soluție de eliminare a PFAS cu lanț scurt, fără a crea poluare în cadrul procesului.
Tehnica, denumită fracționarea spumei active la suprafață (Surface Active Foam Fractionation – SAFF), se bazează pe bule minuscule de aer. Cercetătorii pompează și tratează apa contaminată din acvifer într-un rezervor și suflă aer prin partea de jos. Pe măsură ce bulele se ridică în rezervor, colectează moleculele de PFAS hidrofuge și le aduc la suprafață.
„Aceste bule de aer au o afinitate enormă cu PFAS și cresc concentrația lor la suprafață cu un factor de 100.000, permițând, în cele din urmă, concentrarea deșeurilor finale de PFAS la niveluri de peste un milion de ori”, spune Dondero.
Demonstrația a început în februarie 2024 și va dura până în septembrie.
Cercetătorii testează diverse substanțe care ar putea fi adăugate în apă pentru a îmbunătăți eficacitatea procesului de eliminare, în special în ceea ce privește problematicele PFAS cu lanț scurt.
Până acum, rezultatele sunt promițătoare. Potrivit lui Dondero, în unele cazuri, sistemul a putut elimina peste 99 % din contaminare.
Următorul pas pe care îl vor face cercetătorii va fi să examineze cum pot fi distruse în siguranță deșeurile concentrate de PFAS.
„Deocamdată, ar fi suficient dacă le-am putea depozita undeva până când va fi dezvoltată tehnologia de distrugere”, spune Dondero.
Căutarea unor substitute
SCENARIOS face parte dintr-un cluster de proiecte de cercetare în domeniul sănătății, care sprijină Pactul verde european și promovează Planul de acțiune privind reducerea la zero a poluării aerului, apei și solului din 2021.
Planul prevede ca, până în 2050, concentrațiile de poluanți periculoși din aer, sol și apă să scadă până la niveluri care să nu mai fie considerate nocive pentru sănătate și pentru ecosistemele naturale.
Ca parte acestei strategii, PFAS trebuie eliminate treptat, atât timp cât utilizarea lor nu este considerată esențială.
Dar crearea unui substitut netoxic, degradabil și la un preț accesibil nu este o sarcină ușoară.
„În natură, nu există altă alternativă care să ofere proprietățile pe care le au PFAS”, spune dr. Miika Nikinmaa, cercetător în domeniul biomaterialelor la Centrul de Cercetare Tehnică VTT din Finlanda. „Acestea sunt foarte competitive și din punctul de vedere al costurilor”.
Nikinmaa conduce un proiect finanțat de UE pentru dezvoltarea de alternative sigure și sustenabile la PFAS, pentru utilizarea în ambalajele alimentare și în tapițerie.
Denumit ZeroF, proiectul se întinde pe trei ani, până la sfârșitul lui 2025.
Pentru aplicațiile în domeniul ambalajelor, cercetătorii experimentează cu celuloză modificată cu acizi grași, precum și cu noi metode de acoperire și reacții chimice pentru a obține proprietățile dorite de rezistență la apă și ulei.
„Încercarea noastră de a crea funcția de barieră împotriva apei a fost încununată de succes”, spune Nikinmaa. „În ceea ce privește bariera împotriva uleiului, este mai dificil. Dar cel mai dificil este să le realizăm pe ambele simultan”.
Apelul la legislație
Pentru a înlocui PFAS în textile și tapițerie, cercetătorii testează un tip de polimer organic-anorganic denumit ORMOCER. Acesta a fost dezvoltat de Institutul Fraunhofer pentru cercetare în domeniul silicaților din Germania, care este partener al ZeroF.
Materialul poate fi combinat cu diverse învelișuri, pentru a fi cât mai similar posibil cu proprietățile PFAS.
Până la sfârșitul proiectului, cercetătorii speră să dezvolte și să testeze alternative sigure și sustenabile la PFAS și care să nu fie mai costisitoare cu mai mult de 20 %.
Cu toate acestea, Nikinmaa afirmă că depășirea contaminării cu PFAS va necesita ajutorul responsabililor cu elaborarea politicilor din Europa, prin noi reguli, inclusiv posibile interdicții mai ample.
„Nu mă aștept ca, în viitorul apropiat, să aibă loc un salt tehnologic major care să ne permită înlocuirea PFAS în toate aplicațiile și într-un mod competitiv în privința costurilor fără schimbări legislative majore”, spune acesta. „Pur și simplu, sunt prea rentabile și prea convenabile. Toate noile tehnologii sunt mai complexe și, astfel, mai scumpe”.
Dondero din cadrul proiectului SCENARIOS susține cu tărie că sunt necesare interdicții mai stricte în ceea ce privește PFAS.
„Trebuie să începem să introducem restricții pentru a obliga industria să le elimine”, spune acesta. „Nu le vom putea interzice simultan în toate industriile, dar trebuie să începem de undeva”.
Articol scris de Tereza Pultarova
Cercetările menționate în acest articol au fost finanțate prin programul Orizont al UE. Opiniile persoanelor intervievate nu reflectă neapărat opiniile Comisiei Europene.
Mai multe informații
- SCENARIOS
- ZeroF
- Cercetarea UE în domeniul mediului
- Planul de acțiune privind reducerea la zero a poluării aerului, apei și solului
Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista de cercetare și inovare a UE.