Oamenii de știință de la Colegiul de Inginerie al Universității Temple cercetează dacă utilizarea bulelor de aer poate elimina substanțele chimice toxice din apa de suprafață înainte de a ajunge la robinetele oamenilor.
Scopul este de a elimina substanțele chimice dăunătoare și microplasticele PFAS în același timp și având în vedere durabilitatea. Pilonul actual pentru eliminarea PFAS este eficient, dar și consumator de energie.
Furnizorii de apă trebuie să trateze așa-numitele „substanțe chimice pentru totdeauna” în următorii cinci ani. Cu toate acestea, nu există reglementări federale pentru microplastice, care pot absorbi și transporta PFAS în mediu.
„Trebuie să ne concentrăm și pe microplastic, deoarece PFAS se adsorbe pe suprafața microplasticului”, a spus Saiful Islam, doctorand în programul de inginerie de mediu al lui Temple. „Majoritatea acestor contaminanți emergenti coexistă în mediul nostru, precum și în sistemul acvatic și toți acești contaminanți interacționează între ei.”
PFAS, o substanță chimică utilizată pe scară largă în produsele de larg consum, cum ar fi vasele antiaderențe și îmbrăcămintea impermeabilă, precum și în spuma de stingere a incendiilor, au fost legate de probleme grave de sănătate, inclusiv unele tipuri de cancer.
Riscurile pentru sănătate asociate cu PFAS, care pot rămâne în sângele uman ani de zile, au declanșat numeroase procese împotriva producătorilor de produse chimice, precum DuPont și 3M.
Furnizorilor de apă li se cere de către Agenția pentru Protecția Mediului din SUA să reducă „substanțele chimice pentru totdeauna” la aproape zero până în 2031.
Islam a spus că tehnologia pe bază de spumă ar putea ajuta furnizorii de apă să respecte noile reglementări.
Cercetările sale, aflate în stadiu incipient, implică utilizarea bulelor de aer pentru a crea o spumă care urmărește să capteze PFAS și microplasticele din apa de suprafață. Scopul este de a filtra contaminanții înainte ca aceștia să intre în stația de epurare.
PFAS au cozi hidrofobe, ceea ce înseamnă că sunt respinse de apă. Când bulele de aer sunt introduse în apă, coada hidrofobă este atrasă de bule și rămâne prinsă pe suprafața sa. Pe măsură ce bulele cresc, ele transportă contaminanții, care pot fi apoi separați și distruși.
Tehnologia pe bază de spumă poate evita utilizarea substanțelor chimice toxice și este mai eficientă din punct de vedere energetic decât metodele actuale de îndepărtare a PFAS, a spus Islam.
Majoritatea furnizorilor de apă folosesc cărbune activ granular, care este în prezent cel mai accesibil și eficient mod de a elimina „substanțele chimice pentru totdeauna”. Cu toate acestea, tehnologia poate avea un impact asupra mediului.
Pentru a produce cărbune activ, care este fabricat din cărbune, acesta trebuie supus la temperaturi semnificativ ridicate. Acest proces poate elibera dioxid de carbon în atmosferă.
Odată ce cărbunele activ este folosit pentru a elimina PFAS, materialele trebuie eliminate – uneori prin incinerare sau prin trimiterea la o groapă de gunoi.
Cărbunele activ poate fi reciclat pentru reutilizare, dar și asta necesită multă energie.
Gangadhar Andaluri, profesor asistent de inginerie civilă și de mediu la Temple, a spus că tehnologia pe bază de spumă ar putea ajuta la reducerea energiei și a deșeurilor. Scopul este de a trata contaminanții direct din apa de suprafață înainte ca aceasta să intre în stația de epurare.
„Dacă putem folosi aceste bule de aer și împinge PFAS înainte de a intra chiar în faza inițială de tratament, ar putea fi mai util”, a spus Andaluri, care este consilierul facultății Islamului.
Deși furnizorii de apă trebuie să elimine „substanțe chimice pentru totdeauna” din apa potabilă, majoritatea nu testează sau tratează microplasticele.
Micro- și nanoplasticele sunt particule minuscule derivate din deșeurile de plastic care se descompun în bucăți mici, contaminând solul, aerul, alimentele și apa. Odată ingerate, se pot bioacumula în organism.
„Cercetările arată că nanoplastic este detectat în inima noastră umană și țesutul pulmonar. Deci, de aceea toată lumea este îngrijorată pentru acest contaminant”, a spus Islam.
Detectarea microplasticelor este însă dificilă, iar cercetările privind opțiunile de tratament au arătat rezultate inconsistente.
„Nanoplasticul este o particulă foarte mică, mai mică de un nanometru. Deci, există provocări semnificative pentru a le detecta și extrage”, a spus Islam.
Cu toate acestea, cercetătorii de la Temple au spus că este crucial să se determine dacă opțiunile de tratament pot elimina mai mulți contaminanți emergenti. Andaluri a spus că, deși echipa nu a analizat co-contaminanții microplasticelor, dovezile sugerează că acestea pot interacționa.
„Când contaminanții curg în râu, au mult timp. Sunt expuși la tot felul de condiții de mediu și ar putea exista unele interacțiuni”, a spus el. „Există o șansă ca acestea să se poată atașa și, dacă reușim să eliminăm una dintre ele, s-ar putea să eliminăm de fapt mai multe.”
Saiful și Andaluri au testat mostre din râul Schuylkill, iar tehnologia pe bază de spumă a fost eficientă în îndepărtarea unor tipuri de PFAS și microplastice la aproape zero. Următorii pași ai echipei sunt să colaboreze cu utilitățile locale de apă uzată pentru a efectua mai multe cercetări.
