vm/Getty Images

Europa vrea să combată toxinele periculoase cu tehnologii inovatoare15 min read

De Tereza Pultarova 06.06.2024

Cercetătorii testează moduri de a elimina din mediu „substanțele chimice permanente” și de a le înlocui în unele bunuri comerciale.

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 1990. Cunoscute ca „substanțe chimice permanente”, acestea nu se descompun în mod natural și nu pot fi îndepărtate din solul și 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 se și răspândesc extrem de ușor..”

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,// „Strategies for health protection, pollution Control and Elimination of Next generAtion RefractIve Organic chemicals from the Soil, vadose zone and water”, cordis.europa.eu  // 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// Proprietate a unui material de a respinge uleiurile // și hidrofuge,// Care nu permite pătrunderea apei, a umidității // 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 pentru PFAS și măresc concentrația acestora la suprafață de 100 000 de ori, permițând în cele din urmă ca deșeurile finale de PFAS să fie concentrate 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// „Environment, climate and health”, research-and-innovation.ec.europa.eu // 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.// „Zero Pollution Action Plan”, environment.ec.europa.eu // 

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 a 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,// „Development of verified safe and sustainable PFAS-free coatings for food packaging and upholstery textile applications”, cordis.europa.eu // 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 fi dezvoltat și testat alternative sigure și durabile la PFAS, care să fie cu cel mult 20% mai costisitoare. 

Cu toate acestea, Nikinmaa afirmă că pentru a depăși contaminarea cu PFAS va fi nevoie de 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, care lucrează la proiectul 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.”


Cercetările menționate în acest articol au fost finanțate prin programul Orizont al UE. Opiniile persoanelor intervievate nu reflectă neapărat opiniile Comisiei Europene. Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista de cercetare și inovare a UE.



Text de

Tereza Pultarova

Jurnalistă specializată în știință și tehnologie, cu sediul la Londra. Originară din Praga, a lucrat ca reporter, scenarist și prezentator pentru diverse programe TV ale Televiziunii Publice Cehe. Are un masterat în știință la Universitatea Internațională a Spațiului din Franța, A scris pentru publicații precum Engineering and Technology, Live Science, Space.com, Professional Engineering, Via Satellite și Space News.

TEHNOLOGIE|SOLUȚII

Eco-inovații electronice: senzori și plăci de circuite din lemn și hârtie pentru un viitor sustenabil

De
Cercetătorii din UE dezvoltă senzori, plăci de circuite și alte dispozitive electronice mai ecologice pentru a reduce cantitățile extrem de ridicate de deșeuri electronice.
MEDIU|FYI

Iunie doboară recordurile globale de temperatură pentru a 13-a lună consecutiv. Anul 2024 ar putea depăși recordurile anterioare

De
Iunie stabilește recorduri globale de temperatură pentru a 13-a lună la rând. Anul 2024 va depăși, cel mai probabil, recordurile din 2023, în ciuda faptului că fenomenul El Niño, care contribuie la menținerea temperaturilor ridicate, s-a încheiat.
MEDIU|JURNAL DE NATURALIST

Lipitorile: aproape dispărute din cauza medicinii din trecut, folosite și azi în terapii

De
Nu toate lipitorile sug sânge. Unele specii se hrănesc cu materii organice moarte sau cu mici nevertebrate. În plus, lipitorile medicinale sunt benefice în diverse tratamente, cum ar fi pentru îmbunătățirea circulației sângelui și prevenirea formării cheagurilor după anumite intervenții chirurgicale.
MEDIU|FYI

Bureții din melamină eliberează trilioane de fibre microplastice lunar 

De
Bureții din melamină, cunoscuți și ca „bureți magici”, eliberează trilioane de fibre microplastice în fiecare lună, punând în pericol mediul, arată un nou studiu. Soluțiile recomandate includ fabricarea unor bureți mai denși și utilizarea metodelor alternative de curățare.