Nauka bierze się za trwałe i mobilne zanieczyszczenia organiczne, tzw. „wieczne chemikalia”
Europejski plan działania dotyczący gospodarki o obiegu zamkniętym jest jedną z podstaw Europejskiego Zielonego Ładu, ale trwałe, mobilne i potencjalnie toksyczne substancje (PM(T)) — w szczególności substancje per- i polifluoroalkilowe (PFAS) — stanowią trudną przeszkodę na drodze do osiągnięcia tego celu. PFAS, zwane „wiecznymi chemikaliami”, znajdują się w produktach przemysłowych i konsumenckich, takich jak farby, opakowania żywności, pianki gaśnicze i patelnie nieprzywierające. Nie ulegają degradacji i łatwo rozprzestrzeniają się w systemach glebowych, wodnych i osadach. Finansowany ze środków UE projekt PROMISCES(odnośnik otworzy się w nowym oknie) koncentrował się na zrozumieniu, w jaki sposób te zanieczyszczenia uniemożliwiają wdrożenie gospodarki o obiegu zamkniętym, oraz na opracowaniu strategii przezwyciężenia wąskich gardeł. Przystępny przegląd ustaleń projektu jest dostępny w raporcie napisanym niefachowym językiem(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Gdy PFAS dostaną się do środowiska, mogą pozostawać w nim przez dziesięciolecia, a nawet stulecia, gromadząc się na przestrzeni lat” — wyjaśnia Julie Lions, koordynatorka projektu PROMISCES. „Niektóre z tych substancji są wysoce mobilne w systemach wodnych, co oznacza, że mogą rozprzestrzeniać się daleko od źródła, zanieczyszczając duże zbiorniki wodne”.
Postępy w wykrywaniu PFAS
Zespół projektu PROMISCES opracował techniki analityczne, które mają ulepszyć pomiary tych zanieczyszczeń w różnych rodzajach próbek środowiskowych. Naukowcy wdrożyli 14 ilościowych metod wykrywania, obejmujących 62 substancje PFAS i 84 inne przemysłowe substancje PM(T). Udoskonalenia obejmowały nowe metody pomiaru całkowitego fluoru organicznego w glebie i osadach ściekowych, co pomaga oszacować poziom zanieczyszczeń PFAS. Zespół wykorzystał zaawansowane technologie do identyfikacji nieznanych zanieczyszczeń, a także urządzenia (pasywne próbniki), które zbierają zanieczyszczenia z wody w czasie. Na podstawie wyników można stwierdzić, że wykrywanie zmian czułości zależy od rodzaju próbki. Chociaż test o nazwie „TOP assay” pomógł scharakteryzować ukryte PFAS i ich prekursory, nie ma jednej wiarygodnej metody zdolnej do pomiaru wszystkich PFAS. „Analiza PFAS stoi przed poważnymi wyzwaniami. Projekt PROMISCES częściowo odpowiedział zatem na potrzebę opracowywania coraz skuteczniejszych metod, aby sprostać rosnącym wymaganiom monitorowania środowiska” — wyjaśnia Julie Lions. Projekt przyczynił się do ustanowienia europejskich norm dotyczących PFAS, opracowania zalecenia dotyczącego wdrażania dyrektyw UE(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i współpracy z grupami ekspertów związanymi z dyrektywą w sprawie wody pitnej(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Zrozumienie zagrożeń dla zdrowia
Oprócz tradycyjnej analizy chemicznej, w projekcie wykorzystano testy bez udziału zwierząt do oceny 15 skutków zdrowotnych PFAS i przemysłowych substancji PM(T). „Najbardziej widocznym zaobserwowanym wpływem były efekty wiązania receptorów w układzie hormonów tarczycy” — podkreśla badaczka. „Było to nieco nieoczekiwane, ponieważ istniejące badania PFAS koncentrowały się głównie na toksyczności dla wątroby, wpływie na reprodukcję i immunotoksyczności”. W ramach projektu PROMISCES opracowano modele obliczeniowe do przewidywania toksyczności i zachowania w środowisku 71 PFAS. Narzędzia te mogą być dostępne dla szerszej społeczności badawczej za pośrednictwem aplikacji internetowej.
Technologie na rzecz czystszej przyszłości
W ramach projektu opracowano wiele technologii usuwania PFAS i przemysłowych substancji PM(T), przetestowanych w rzeczywistych warunkach w siedmiu europejskich studiach przypadków(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Innowacje dotyczą zanieczyszczeń w różnych środowiskach, od wody pitnej w Niemczech po zanieczyszczone osady we Włoszech. Jednym z obiecujących osiągnięć jest technologia kawitacji ultradźwiękowej, wykorzystująca fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości do generowania mikroskopijnych pęcherzyków, które zapadają się i rozbijają wiązania węgiel-fluor w cząsteczkach PFAS. „Wykazaliśmy skuteczność w niszczeniu PFAS w zanieczyszczonych wodach wynoszącą nawet 95%. Zaletą tej technologii jest brak konieczności stosowania dodatków chemicznych” — zauważa Julie Lions. Piroliza (ogrzewanie wysokotemperaturowe) w temperaturze 600ºC skutecznie usuwa PFAS z gleb i osadów. Inne obiecujące metody obejmują płukanie gleby in situ przy użyciu płynów nienewtonowskich, które mogą wypłukiwać PFAS z gleby z wydajnością do 80%, oraz stosowanie plazmy, co pozwala na usuwanie od 40% do ponad 90% długołańcuchowych PFAS. W przypadku krótkołańcuchowych PFAS, stabilne usuwanie z wód gruntowych o wysokiej zawartości materii organicznej zostało osiągnięte dzięki połączeniu filtracji na węglu aktywnym i wymiany jonowej. Ponadto zespół projektu PROMISCES przedstawił zalecenia dotyczące polityki, podkreślając potrzebę zharmonizowanych przepisów, lepszego monitorowania i oceny ryzyka opartej na nauce. Kolejnym rezultatem są ramy wsparcia w podejmowaniu decyzji(odnośnik otworzy się w nowym oknie), które pomagają zainteresowanym stronom zarządzać substancjami PM(T) w kontekście gospodarki o obiegu zamkniętym poprzez dostęp do zaawansowanych danych o substancjach i interoperacyjność.
