Vannak olyan kémiai anyagok, amelyek a tudósok szerint már örökké velünk maradnak, és most nem a műanyagokról van szó. Vajon van-e lehetőség arra, hogy megszabaduljunk ezektől a vegyszerektől? A PFAS (per-and polyfluoroalkyl substances), azaz az örök kémiai anyagok már mindenhol megtalálhatók, és a kutatók keresik a megoldást, hogyan lehetne ezeket a szennyezőket eltávolítani a környezetünkből. Azonban ez nagyon drága mulatság, és sajnos az ipar nem csak a legalapvetőbb termékekre korlátozza a PFAS-gyártást, ahogy ezt egy korábbi Greendex-szemlében írtuk.
Milyen anyagok a PFAS-ok?
Több mint 9 000 különböző szintetikus per- és polifluoralkil vegyületet (PFAS) használunk a tűzoltásra használt habtól kezdve egészen az edények teflonbevonatáig. Az örök kémiai anyagokként emlegetett PFAS-vegyületek tartósak, az ezekkel az anyagokkal kezelt termékek ellenállóbbak a vízzel, a hővel és a foltokkal szemben. Sajnos azonban széles körben megtalálhatók az esővízben, a talajban, az élővilágban és már az emberekben is! Eddig több Greendex-szemlében részleteztük, hogy a mérgező anyagok folyamatosan keringenek a víz, a levegő és a talaj között.
Kapcsolódó bejegyzések
Hagyd el a sampont, hagyd el a vegyszereket!
A no poo mozgalom a samponok mellőzését hirdeti azzal a céllal, hogy helyreállítsa hajunk természetes öntisztuló képességét.
Mi a baj ezekkel a vegyületekkel?
Egy friss vizsgálat szerint több mint 2100 olyan vegyületet azonosítottak, amelyekről úgy gondolják, hogy az egészségre veszélyes mennyiségű PFAS van bennük, ami literenként több mint 100 nanogrammot jelent. Vannak köztük karcinogén anyagok (amelyek rákkeltők), némelyikük képes megzavarni a hormonháztartásunkat is. Emellett felelőssé tehetők a májproblémák, vesebetegségek kialakulásáért, a csökkent immunitásért és születési rendellenességekért is. Egyes vegyületeket már be is tiltottak.
Kép: pexels
Számos PFAS található a környezetben, és a tisztítóműveletek nagyon sokba kerülnek. Egy friss jelentés szerint a ChemSec nevű svédországi nonprofit szervezet, amely a biztonságosabb vegyszerek alkalmazását támogatja, megállapította, hogy a PFAS-vegyületek globális társadalmi költségei – ideértve a helyreállítást – évente 16 billió eurót tesznek ki, ami egy elképzelhetetlenül hatalmas összeg.
– Szerintem ez a probléma megoldható, csak pénz kérdése – nyilatkozta Ian Cousins, a Stockholmi Egyetem környezetkémiával foglalkozó professzora. – Elméletileg nagyon szennyezett területeket is meg lehet tisztítani a PFAS-tól, mert léteznek nagyon drága technológiák, amelyek ezt lehetővé teszik. De vajon honnan lesz erre elegendő pénz? Olyan technológiákra van szükségünk, amelyek olcsóbbak, és kisebb az energiaigényük.
Kapcsolódó bejegyzések
Egyes vegyszerek az esővíztől az anyatejig mindenhol jelen vannak
Ezek a vegyi anyagok szén- és fluoratomokból álló láncokból állnak, ezért egyes anyagok több mint 1000 évig nem bomlanak le.
A víz tisztítása
Korábbi cikkünkben már írtunk arról, hogyan működnek a városi szennyvíztisztító üzemek, amelyek a csatorna szennyvizét ivóvíz-minőségűvé tudják varázsolni. De mi a helyzet a PFAS-kategóriába tartozó szennyezőkkel?
A kereskedelmi forgalomban kapható vízszűrők, amelyeket akár otthonra is beszerelhetünk, valamint a vízkezelő üzemek ipari méretű szűrői általában a nehézfémek (például a csövekből bekerülő ólom), a növényvédő szerek és az olyan szennyeződések eltávolítására képesek, mint a klór.
Kép: pexels
– A PFAS-vegyületek nagyon sokféle kémiai anyagot tartalmaznak, így hatalmas kihívás lenne olyan szűrőket készíteni, amelyek mindegyik anyagot képesek eltávolítani – mondja Andrew Knight, a Sandia National Laboratories vegyésze. A kutató egy csapat vegyésszel és anyagtudóssal azon dolgozik, hogy olyan szűrőrendszert tervezzenek, amely széles körűen képes a PFAS-vegyületeket eltávolítani a rendszerből.
Az ilyen vegyszerek toxikológiája még nem teljesen ismert. Csak azt tudjuk, hogy mindenhol ott vannak, károsak az egészségünkre, azonban valójában nem tudjuk, hogy melyik a legmérgezőbb.
Általában különböző szűrők különböző PFAS-vegyületek esetében hatékonyak, így Knight azt vizsgálja, hogy mely anyagok és pórusméretek biztosítják a legnagyobb adszorpciót a különböző PFAS-vegyületek eltávolítására.
De mi történik a szűrés után?
Ha sikeresen eltávolítják a mérgező vegyületeket a vízből, ott marad a hulladékanyag, amely magas koncentrációban tartalmaz PFAS-vegyületeket. A szűrőket el kell távolítani és meg kell semmisíteni. A hulladék sorsa tehát lerakóban vagy égetőben folytatódik, az utóbbi esetében magas hőmérsékleten igyekeznek ártalmatlanítani a káros anyagokat.
A teflon (PTFE) nagy hőstabilitású és hőállóságú, így tud serpenyők és tepsik bevonataként funkcionálni, ennek köszönhetően akár 260°C-ig is ellenáll. Ha az égetéskor nem figyelnek kellőképpen arra, hogy mi szabadul ki a levegőbe, akkor a hosszú szénláncú vegyületek a magas hőmérsékleten kisebb szénláncú vegyületekké tördelődnek. Ezek mozgékonyabbak, és könnyebben visszajutnak az ivóvízbe, hiszen bejutnak a talajba, onnan a felszín alatti vizekbe, majd a vízrendszerekbe.
Jelenleg még nem létezik energiahatékony megoldás a PFAS-vegyületek megsemmisítésére, noha már ki tudják őket szűrni a vízből.
UV-sugárzás lehet a megoldás?
Tehát a vízből már el lehet távolítani a PFAS-vegyületeket, de mit tehetünk a hulladékkal? Egyes kutatók olyan költséghatékony módszereket vizsgálnak, amelyek lehetővé teszik a mérgező anyagok lebontását magas hőmérséklet vagy nagy nyomás használata nélkül. (Hiszen mindkettőhöz nagy energiára van szükség, ami sokba kerül.)
Elektrokémiai és fotokémiai technikákkal kísérleteznek, és emellett rájöttek, hogy UV-fény segítségével (220 nm alatti hullámhosszúságon) a PFAS-vegyületek lebonthatók. Utóbbi tanulmány szerzője, Haizhou Liu elmagyarázza, hogy a felszín alatti vizekben megbúvó hosszú és rövid láncú PFAS-anyagok szétbomlanak. A bennük található erős szén–fluor-kötések UV-fénnyel felhasíthatók, így nem szükséges további vegyszereket vagy magas hőmérsékletet használni. Ezzel a zöld kémiai eljárással egyetlen melléktermékként fluorid keletkezik, ami elemi formában nem árt nekünk, ellenkezőleg, segíti a fogaink védelmét.
Liu jelenleg egy kísérleti rendszert épít, amely percenként több liter vizet képes kezelni. Bízik abban, hogy két év alatt olyan UV-reaktort fejleszthet ki, amely napi egymillió liter víz kezelésére is képes. És mivel az UV-fényt már széles körben alkalmazzák fertőtlenítésre, Liu kiemeli, hogy az UV könnyen beszerelhető az önkormányzati vízkezelő üzemek meglévő infrastruktúrájába alacsony energiájú LED UV-lámpákkal.
– A technológiának egyszerűnek kell lennie, hogy kereskedelmi forgalomba hozhassák – véli.
Kép: pexels
A talajvíz
A víz kezelése mellett a súlyosan szennyezett területeken a talajt is meg kell tisztítani. Az egyik eljárás keretében aktivált szenet alkalmaznak (amilyet orvosi széntablettaként is szedhettünk már), mert a porózus anyagnak nagy a fajlagos felülete, tehát kis mennyiség is nagy mennyiségű PFAS-t képes megkötni, így megakadályozható, hogy a felszín alatti vizekbe szivárogjon a káros anyag.
Ausztráliában már alkalmazták ezt a módszert, de még nincsenek tanulmányok és következtetések az aktív szén hatásáról. Másik lehetőség a szennyezett talajrész eltávolítása, amelyet különböző mosási módszerekkel tisztítanak, majd a maradék vizet még tisztítják szűrőkkel vagy UV-sugárzással. Ez utóbbi első hallásra is igen költséges eljárásnak tűnik.
Mikrobiológiai segítség
Néhány tudós az élő szervezeteket vette górcső alá. Remélik, hogy a mikrobák biológiai módon működő megoldást kínálhatnak a problémára. Szerencsére vannak kecsegtető eredmények. 2019-ben a Princetown Egyetem kutatói azt találták, hogy az Acidimicrobium bacterium, azaz az A6 nevű baktérium laboratóriumi üvegekben 100 napos megfigyelés során eltávolította a PFOS és a PFOA 60%-át. Azonban a lebomlás mechanizmusa még nem teljesen világos, így további kutatások szükségesek.
A PFAS-ban található szén–fluor-kötések felszakításához nagy energiára van szükség, ennek köszönhetően nehezen bonthatók le. Így Yujie Men, a Kaliforniai Egyetem mikrobiológusa szeretné tudni, hogy erre a feladatra mely enzimek képesek.
Kép: pexels
Mivel a komolyabb környezetszennyezés az első ipari forradalmat követően ütötte fel a fejét, a természetnek ez alatt a párszáz év alatt még nem volt ideje alkalmazkodni a változásokhoz, hiszen előtte évmilliókig szinte ugyanolyan volt minden. A változások az utóbbi évtizedekben gyorsultak fel igazán.
– A mikrobáknak még nem volt idejük kialakítani a PFAS biológiai lebontásának módját. A laboratóriumban ugyan képesek vagyunk a mikroorganizmusokat manipulálni, de a természetes evolúcióra évmilliókat kellene várnunk. Jelenleg az első lépésnél tartunk: fontos, hogy kiderítsük, mely baktériumok és mely enzimek végezhetik el a feladatot. Az a végső célunk, hogy ezt felhasználjuk egy biokatalizátor létrehozásához.
Bár a mikrobák egyedül nem fogják lebontani az összes PFAS-szennyezést, a rövidebb láncúak lebomlását felgyorsíthatják. Olyan PFAS-alternatívákra van szükségünk, amelyek környezetbarátabbak, kevésbé mérgezőek, de közben hasonlóan működnek – mondja Men.
Összefoglalás
Egyelőre nem létezik egyetlen univerzális megoldás. A különböző típusú PFAS-okhoz eltérő megoldások kellenek. A nagyon szennyezett területeken első lépésként meg kell tisztítani az ivóvizet. Az alternatívák csiszolása, a költséghatékonyabb megoldások keresése még a jövő feladata. De a mindent átfogó megoldás a PFAS gyártásának és használatának megszüntetése vagy legalábbis korlátozása lenne.
Bolygónk természeti értékeinek óvása és megőrzése kiemelt téma volt a Planet Budapest 2023 Fenntarthatósági Expón. A Your Planet elnevezésű kiállításon az érdeklődők megtudhatták, hogy miként tehetnek lépéseket egy fenntarthatóbb élet felé, hogy ilyen módon részt vegyenek a természet védelmében.
Kiemelt kép: canva
