Materialul nou ar putea filtra contaminanții apei pe care alții îi lipsesc

Un nou material poate extrage o substanță chimică industrială toxică, greu de degradat din apa potabilă, mai eficient decât metodele actuale.

Acidul perfluorooctanoic, sau PFOA, rămâne în mediu de ani de zile și poate cauza probleme de sănătate oamenilor și animalelor. Un nou material polimeric captează moleculele PFOA, făcându-le ușor de filtrat din apă, raportează cercetătorii în 14 iunie. Jurnalul Societății Americane de Chimie.

PFOA este una dintre numeroasele molecule care conțin fluor care au fost analizate în ultimii ani. Cunoscuți sub numele de compuși perfluorurați, substanțele chimice au fost folosite pentru fabricarea de acoperiri antiaderente pe vase de gătit și sunt în spume de stingere a incendiilor utilizate de industria militară și aeriană.

Mulți producători elimină treptat PFOA și verii săi chimici, înlocuind molecule mai puțin dăunătoare, dar problema nu a dispărut. Odată ce sunt în apele subterane sau în râuri, substanțele pot persista ani de zile fără să se descompună, datorită legăturilor lor puternice fluor-carbon.

„Acești compuși sunt, foarte probabil, unele dintre cele mai persistente substanțe chimice organice pe care le-am produs până în prezent”, spune Christopher Higgins, inginer de mediu la Colorado School of Mines din Golden, care nu a făcut parte din studiu. „Ei nu se degradează în mediul natural la nicio perioadă de timp semnificativă.”

Expunerea la PFOA crește riscul apariției anumitor tumori la rozătoare, deși nu este clar dacă crește riscul de cancer la om. Studiile la oameni au legat substanța chimică de boala tiroidiană (SN Online: 1/22/10), deficiențe imune și probleme pentru dezvoltarea fetușilor. Deoarece PFOA se poate acumula în corpul uman în timp, limita de expunere recomandată de Agenția pentru Protecția Mediului este scăzută – doar 0,07 părți per miliard în apă potabilă. Dar multe sisteme municipale de apă din întreaga țară au niveluri mult mai mari decât acestea, au arătat studii recente.

O modalitate obișnuită de a îndepărta substanța din apă este utilizarea unui material care atrage PFOA într-un filtru. Moleculele de PFOA se acumulează pe suprafața materialului, ceea ce face o îndepărtare ușoară. Cărbunele activat este utilizat pe scară largă pentru a filtra apa în acest fel, dar moleculele de PFOA sunt doar moderat atrase de material. Deci, unele molecule de PFOA sunt lăsate în urmă, spune coautorul studiului William Dichtel, chimist la Universitatea Northwestern din Evanston, Ill.

„Descoperim efecte negative asupra sănătății în urma expunerii lor chiar și atunci când sunt în urme de concentrații”, spune Dichtel. „Devine clar că trebuie să le eliminăm aproape complet.”

Așa că Dichtel și echipa sa au conceput un material care pare să funcționeze mai bine. Este un polimer format din unități repetate din două molecule diferite legate între ele: o moleculă gigantică în formă de inel numită beta-ciclodextrină care este făcută din amidon de porumb și o moleculă bogată în fluor numită decafluorobifenil sau DFB. Fluorul din DFB face polimerul mai atractiv pentru moleculele de PFOA care conțin fluor, ajutându-le să se lipească mai bine, spune Dichtel.

Spre deosebire de cărbunele activat, care este un „toate apucați”, acest nou material este deosebit de atractiv pentru aceste molecule care conțin fluor greu de obținut, spune Karen Wooley, chimist la Universitatea Texas A&M din College Station, care nu a făcut parte din studiu.

În teste, polimerul a îndepărtat 95% din PFOA din apă; cărbunele activ a eliminat doar puțin peste 50 la sută. Polimerul a continuat să funcționeze chiar și alături de substanțele chimice obișnuite din apă, care deseori diminuează eficacitatea cărbunelui activ. Un alt beneficiu: polimerul este reutilizabil – spălarea cu metanol a îndepărtat PFOA, lăsând polimerul gata pentru o altă rundă de filtrare.

Dichtel și colegii lucrează pentru a comercializa acest polimer și altele asemenea, astfel încât astfel de materiale să poată fi folosite într-o zi pentru filtrarea apei la domiciliu sau industrial.

Alte molecule perfluorinate sunt, de asemenea, o preocupare, spune Higgins. Când el și colegii au examinat o sursă de apă potabilă contaminată cu reziduuri de spumă de stingere a incendiilor, au găsit PFOA – și alte aproape 30 de molecule perfluorurate, dintre care aproape jumătate au fost descoperite abia recent. Spre deosebire de noul studiu, echipa lui Higgins a descoperit că cărbunele activ a făcut o treabă decentă în eliminarea PFOA. Dar materialul a fost substanțial mai puțin eficient pentru aceste molecule sub radar, care ar putea avea efecte similare asupra mediului și asupra sănătății, relatează echipa în 6 iunie. Știința și Tehnologia Mediului.

Când vine vorba de a scoate PFOA și rudele sale din sursele de apă, „avem nevoie de tot ajutorul pe care îl putem obține”, spune el. „Acesta este un efort de a face ceva destul de nou.”