Η πρόληψη της ρύπανσης από PFAS αποτελεί την ιδανική λύση

Άρθρο στο  theconversation.com με τίτλο Οι νέες τεχνολογίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην καταστροφή των επίμονων «για πάντα χημικών ουσιών» ή PFAS,  σημειώνει ότι αποτελούν μια σημαντική απειλή για το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία.

 
Αυτές οι χημικές ουσίες, που χρησιμοποιούνται ευρέως σε προϊόντα όπως ο αφρός πυροσβεστικής, οι συσκευασίες τροφίμων και τα αντικολλητικά σκεύη μαγειρέματος, είναι ιδιαίτερα επίμονες και δυσκολεύουν την απομάκρυνση από το περιβάλλον. Το άρθρο εξετάζει τις υπάρχουσες τεχνικές απομάκρυνσης PFAS και προβάλλει νέες, ελπιδοφόρες λύσεις για την καταστροφή τους, όπως η υπερηχητική διάσπαση, η υδροδυναμική κοιλότητα και η χρήση πλάσματος. Στόχος είναι η εύρεση αποτελεσματικών και βιώσιμων τρόπων αντιμετώπισης του προβλήματος των PFAS, εστιάζοντας στην πρόληψη μελλοντικών ρυπάνσεων και στην ασφαλή απομάκρυνση των ήδη υπαρχουσών.

 
Κύριες μέθοδοι απομάκρυνσης PFAS από το νερό

Οι κύριες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση των PFAS από το νερό μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο βασικά στάδια:

Στάδιο 1: Διαχωρισμός/Συγκέντρωση

• Ενεργός Άνθρακας: Ο ενεργός άνθρακας, ένα πορώδες υλικό, χρησιμοποιείται ευρέως για την αφαίρεση PFAS από το νερό. Τα PFAS προσκολλώνται στα σωματίδια άνθρακα, τα οποία στη συνέχεια θερμαίνονται σε υψηλές θερμοκρασίες (900°C-950˚C) για την απομάκρυνση των προσροφημένων PFAS.
• Υλικά 3D Εκτύπωσης: Νεότερες τεχνολογίες χρησιμοποιούν υλικά 3D εκτύπωσης, μερικές φορές εμπλουτισμένα με καταλύτες, για την ταυτόχρονη συλλογή και αποικοδόμηση των PFAS.
• Διήθηση: Η διήθηση χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό των PFAS από το νερό, δημιουργώντας ένα συμπύκνωμα PFAS.
• Αφρισμός: Στον αφρισμό, ο αέρας διοχετεύεται μέσω του μολυσμένου νερού, δημιουργώντας φυσαλίδες. Τα PFAS, λόγω της σαπωνοειδούς φύσης τους, προσκολλώνται στις φυσαλίδες, οι οποίες ανεβαίνουν στην επιφάνεια και αφαιρούνται.

Στάδιο 2: Καταστροφή

• Υψηλή Θερμοκρασία: Η πλήρης καταστροφή των PFAS απαιτεί θερμοκρασίες άνω των 1.400˚C. Δυστυχώς, υπάρχουν περιορισμένες εγκαταστάσεις υψηλής θερμοκρασίας.
• Υπερηχητική Αποικοδόμηση (Sonolysis): Η χρήση υπερήχων δημιουργεί φυσαλίδες που καταρρέουν βίαια, παράγοντας στιγμιαίες θερμοκρασίες υψηλότερες από τον ήλιο, αποικοδομώντας τα PFAS σε θερμοκρασία δωματίου.
• Υδροδυναμική Σπηλαίωση: Παρόμοια με την υπερηχητική αποικοδόμηση, χρησιμοποιεί ταχέως κινούμενο νερό για τη δημιουργία φυσαλίδων που αποικοδομούν τα PFAS.
• Ηλεκτρόλυση: Χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα που διέρχεται από εξειδικευμένα ηλεκτρόδια για την καταστροφή των PFAS.
• Φωτόλυση: Χρησιμοποιεί καταλύτες ενεργοποιημένους από το φως του ήλιου ή άλλες πηγές φωτός για την αποικοδόμηση των PFAS, αλλά απαιτεί καθαρό νερό.
• Πλάσματα: Η χρήση πλάσματος, ενός μείγματος φορτισμένων σωματιδίων, οδηγεί στην καταστροφή των PFAS, αλλά η τεχνολογία αυτή βρίσκεται κυρίως σε ερευνητικό στάδιο.
• Μικροβιακή Αποικοδόμηση: Βακτήρια τρέφονται με PFAS και τα αποικοδομούν, αλλά αυτή η μέθοδος μπορεί να παράγει διαφορετικά είδη PFAS.

Σημαντικό είναι να τονιστεί ότι η πρόληψη της ρύπανσης από PFAS αποτελεί την ιδανική λύση.

 
Νέες τεχνολογίες για την καταστροφή των PFAS

Πολλές νέες τεχνολογίες υπόσχονται την αποτελεσματική καταστροφή των PFAS σε θερμοκρασία δωματίου, χωρίς την ανάγκη υψηλών ενεργειακών εισροών και πιέσεων. Ακολουθούν μερικές από αυτές, μαζί με τα πλεονεκτήματά τους:

• Μικροβιακή Αποικοδόμηση: Τα βακτήρια τρέφονται με τους ρύπους PFAS και τους αποικοδομούν. Η ενεργειακή είσοδος είναι χαμηλή, αλλά οι μικροβιακές διεργασίες τείνουν να παράγουν διαφορετικούς τύπους PFAS.
• Υπερηχητική Αποικοδόμηση (Sonolysis): Υψηλής συχνότητας ηχητικά κύματα χρησιμοποιούνται για την πλήρη αποικοδόμηση των PFAS σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτή η μέθοδος μπορεί να διασπάσει μια σειρά μολυσμένων υλικών, όπως αφρό πυρόσβεσης και υγρό απόβλητο από χώρους υγειονομικής ταφής.
  • Η διαδικασία βασίζεται στη δημιουργία φυσαλίδων αερίου που συμπιέζονται και διαστέλλονται ταχύτατα, δημιουργώντας ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις που καταστρέφουν τα PFAS.
• Υδροδυναμική Σπηλαίωση: Η ταχεία κίνηση του νερού δημιουργεί κοιλότητες φυσαλίδων που λειτουργούν παρόμοια με την υπερηχητική αποικοδόμηση.
• Ηλεκτρόλυση: Χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα που διοχετεύεται μέσω ειδικών ηλεκτροδίων για την καταστροφή των PFAS.
• Φωτόλυση: Χρησιμοποιεί έναν καταλύτη που ενεργοποιείται από το ηλιακό φως ή άλλες πηγές φωτός. Απαιτεί διαυγές υγρό για την αποτελεσματική ενεργοποίηση του καταλύτη.
• Πλάσματα: Ουσιαστικά είναι “σούπες” φορτισμένων σωματιδίων που καθοδηγούν δύσκολες αντιδράσεις, όπως η καταστροφή των PFAS. Δημιουργούνται στην επιφάνεια ή ακριβώς κάτω από την επιφάνεια μολυσμένου νερού χρησιμοποιώντας ηλεκτρική ενέργεια υψηλής τάσης ή ηλεκτρομαγνητική ενέργεια. Η τεχνολογία αυτή περιορίζεται κυρίως στην εργαστηριακή έρευνα.

Σημαντικό: Η αποτελεσματικότητα κάθε τεχνολογίας πρέπει να αξιολογείται για όλους τους τύπους PFAS, καθώς η ιδανική λύση θα ήταν η πρόληψη της ρύπανσης εξαρχής.

 
Εμπόδια στην καταστροφή PFAS και πιθανές λύσεις

Τα PFAS, γνωστά και ως “forever chemicals”, είναι μια ομάδα χημικών ουσιών που επιμένουν στο περιβάλλον και στον οργανισμό μας. Η καταστροφή τους αποτελεί πρόκληση λόγω της ισχυρής χημικής δομής τους.

Εμπόδια:

• Ισχυροί δεσμοί άνθρακα-φθορίου: Η παρουσία ισχυρών δεσμών άνθρακα-φθορίου στα PFAS τα καθιστά ανθεκτικά στις περισσότερες συμβατικές μεθόδους αποδόμησης.
• Υψηλές θερμοκρασίες απαιτούνται για πλήρη καταστροφή: Η πλήρης καταστροφή PFAS απαιτεί θερμοκρασίες άνω των 1.400°C. Ωστόσο, η διαθεσιμότητα εγκαταστάσεων υψηλής θερμοκρασίας είναι περιορισμένη.
• Δημιουργία μικρότερων PFAS: Κατά την αποδόμηση, συχνά δημιουργούνται μικρότερα μόρια PFAS, τα οποία είναι ακόμα πιο δύσκολο να καταστραφούν.
• Υψηλό κόστος: Η αποκατάσταση μολυσμένων περιοχών με PFAS είναι εξαιρετικά δαπανηρή.
• Μεγάλη ποικιλία PFAS: Υπάρχουν πάνω από 14.000 διαφορετικά PFAS, γεγονός που καθιστά δύσκολη την ανάπτυξη μιας ενιαίας μεθόδου καταστροφής.

Πιθανές λύσεις:

• Υπερηχητική αποδόμηση: Η χρήση υπερήχων υψηλής συχνότητας μπορεί να διασπάσει τα PFAS σε θερμοκρασία δωματίου.
• Υδροδυναμική σπηλαίωση: Η δημιουργία φυσαλίδων κενού μέσω της ταχείας κίνησης του νερού μπορεί επίσης να οδηγήσει στην αποδόμηση PFAS.
• Ηλεκτρόλυση, φωτόλυση και πλάσματα: Αυτές οι μέθοδοι μπορούν να καταστρέψουν τα PFAS χωρίς ακραία θερμότητα ή πίεση.
• Μικροβιακή αποδόμηση: Ορισμένα βακτήρια μπορούν να διασπάσουν τα PFAS, αν και η διαδικασία αυτή μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία διαφορετικών PFAS.
• Πρόληψη: Η πρόληψη της μόλυνσης από PFAS εξαρχής είναι η ιδανικότερη λύση, αν και η κληρονομιά από την παραγωγή και απελευθέρωση PFAS για πάνω από 70 χρόνια αποτελεί μια διαρκή πρόκληση.

Σημαντικό: Η αποτελεσματικότητα των διαφόρων μεθόδων καταστροφής PFAS εξαρτάται από τον τύπο των PFAS και τις ειδικές συνθήκες. Η έρευνα για την ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών, οικονομικά αποδοτικών και βιώσιμων τεχνολογιών συνεχίζεται.

 
Έλεγχος πραγματικότητας

Το άρθρο παρέχει μια περιεκτική επισκόπηση των μεθόδων απομάκρυνσης PFAS και προσφέρει πολύτιμα στοιχεία που μπορούν να εμπλουτίσουν την κατανόηση μας.

Εδώ είναι μερικά σχετικά σημεία:

• Κόστος Αδράνειας: Το άρθρο τονίζει το υψηλό οικονομικό κόστος που συνδέεται με την αδράνεια απέναντι στη ρύπανση από PFAS. Στην Ευρώπη, το κόστος αυτό εκτιμάται σε €84 δισεκατομμύρια ετησίως.
• Δυσκολίες Καταστροφής: Το άρθρο εξηγεί γιατί η καταστροφή των PFAS είναι τόσο δύσκολη, επισημαίνοντας τους ισχυρούς δεσμούς άνθρακα-φθορίου που απαιτούν υψηλές θερμοκρασίες για διάσπαση.
• Περιορισμοί Υφιστάμενης Τεχνολογίας: Το άρθρο αναδεικνύει τους περιορισμούς των υφιστάμενων τεχνολογιών, όπως η χρήση ενεργού άνθρακα, που απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες για την απομάκρυνση των PFAS.
• Εναλλακτικές Λύσεις: Το άρθρο εστιάζει σε νέες τεχνολογίες που αναπτύσσονται για την καταστροφή PFAS σε θερμοκρασία δωματίου, όπως η υπερηχητική αποικοδόμηση (sonolysis) και η υδροδυναμική σπηλαίωση.