Επιστήμονες βρήκαν τρόπο να διαλύουν τα «παντοτινά χημικά» στο νερό

Μια ομάδα ερευνητών παρουσίασε μια πρωτοποριακή μέθοδο για την εξουδετέρωση των λεγόμενων «παντοτινών χημικών ουσιών» (forever chemicals) που συσσωρεύονται στο περιβάλλον και στον ανθρώπινο οργανισμό. Οι ουσίες αυτές, γνωστές ως PFAS, διασπώνται εξαιρετικά δύσκολα και μπορεί να παραμείνουν για χιλιάδες χρόνια, γι’ αυτό και πήραν το συγκεκριμένο παρατσούκλι.

Η έρευνα δείχνει ότι με τη χρήση ενός ηλιακά ενεργοποιούμενου υλικού οι PFAS μπορούν να «σπάσουν» σε απλούστερα συστατικά, όπως το φθορίδιο, το οποίο σε μικρές ποσότητες θεωρείται ακίνδυνο. Σύμφωνα με τον επικεφαλής της μελέτης, Cameron Shearer από το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδας στην Αυστραλία, η ανακάλυψη αυτή είναι ένα σημαντικό βήμα για πιο ασφαλείς κοινότητες και καθαρότερα οικοσυστήματα.

Οι PFAS στη ζωή μας

Οι PFAS χρησιμοποιούνται από τη δεκαετία του 1940 και εντοπίζονται σε πληθώρα προϊόντων: από αντικολλητικά σκεύη και καλλυντικά, μέχρι οδοντικό νήμα και αδιάβροχα ρούχα. Στην αρχή εκτιμήθηκαν για τις ιδιότητες που τους προσδίδουν ανθεκτικότητα και αδιαβροχοποίηση. Ωστόσο, η μακροχρόνια χρήση τους συνδέθηκε με σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία, όπως αυξημένο κίνδυνο για αυτοάνοσα νοσήματα, διαταραχές στην ανάπτυξη, μειωμένη γονιμότητα και ορισμένες μορφές καρκίνου.

Παρά τις απαγορεύσεις σε ορισμένες μορφές PFAS, το πρόβλημα παραμένει τεράστιο. Μέχρι σήμερα έχουν παραχθεί σχεδόν 15.000 διαφορετικοί τύποι και υπολογίζεται ότι το 98% του δυτικού πληθυσμού φέρει ίχνη τους στο αίμα. Η ανθεκτικότητά τους οφείλεται στις εξαιρετικά ισχυρές χημικές ενώσεις άνθρακα-φθορίου που δεν «σπάνε» εύκολα με τις παραδοσιακές μεθόδους.

Γιατί είναι τόσο δύσκολο να καταστραφούν

Οι περισσότερες χημικές ουσίες στο νερό μπορούν να αποδομηθούν με την προσθήκη αντιδραστηρίων που δεσμεύονται με τον άνθρακα. Στην περίπτωση των PFAS όμως, τα άτομα άνθρακα προστατεύονται από το φθόριο με τέτοιο τρόπο που κάνει τη διάσπασή τους σχεδόν αδύνατη.

Εδώ και λίγα χρόνια οι επιστήμονες πειραματίζονται με φωτοκαταλύτες, υλικά που απορροφούν φως και επιταχύνουν χημικές αντιδράσεις. Η νέα μελέτη επικεντρώθηκε σε έναν τέτοιο καταλύτη, το θειούχο κάδμιο-ίνδιο, που όταν εκτεθεί στο φως απελευθερώνει ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, εξαιρετικά δραστικά σωματίδια που μπορούν να επιτεθούν στους ισχυρούς δεσμούς άνθρακα-φθορίου.

Η επιτυχία στο εργαστήριο

Οι ερευνητές ανακάτεψαν το υλικό με μια κοινή μορφή PFAS, το υπερφθοροοκτανοσουλφονικό οξύ (PFOS). Όταν ο φωτοκαταλύτης εκτέθηκε στο φως, παρήγαγε ρίζες οξυγόνου που άρχισαν να αποσπούν τα άτομα φθορίου από το μόριο. Υπό ιδανικές συνθήκες, περίπου το 99% των μορίων PFOS διασπάστηκαν πλήρως.

Τα υποπροϊόντα αυτής της διάσπασης αποδείχθηκε ότι μπορούν να αξιοποιηθούν, για παράδειγμα, ως συστατικά σε οδοντόκρεμες ή ως πρόσθετα λιπασμάτων. Έτσι, όχι μόνο εξουδετερώνονται οι βλαβερές ουσίες, αλλά παράγονται και χρήσιμα παραπροϊόντα.

Ένα κρίσιμο βήμα, αλλά όχι η τελική λύση

Παρά την επιτυχία, η μέθοδος δεν είναι ακόμη έτοιμη για μαζική εφαρμογή. Ο Cameron Shearer τονίζει ότι τα υλικά που ανέπτυξε η ομάδα του μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τμήμα μιας μεγαλύτερης αλυσίδας καθαρισμού. Αρχικά, τα PFAS θα πρέπει να συλλέγονται και να συγκεντρώνονται από το νερό, και στη συνέχεια να εκτίθενται στα φωτοενεργά υλικά για να διασπαστούν.

Η σταθερότητα και η αποδοτικότητα των καταλυτών θα πρέπει να βελτιωθούν πριν η μέθοδος μπορέσει να εφαρμοστεί σε μεγάλης κλίμακας εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού. Ωστόσο, οι ερευνητές εκτιμούν ότι η τεχνολογία αυτή αποτελεί θεμέλιο για πιο καθαρές λύσεις στο μέλλον.

[via]