Eliminar resíduos e águas residuais de 'produtos químicos permanentes' difíceis de degradar, como o PFAS, evita a exposição potencial a eles no futuro, seja através de água potável, recreação em lagos e rios ou de culturas irrigadas. Crédito:Sam Craft, Texas A&M AgriLife Os cientistas da Texas A&M AgriLife Research estão procurando uma maneira melhor de remover ou degradar poluentes teimosos, também chamados de produtos químicos eternos, dos resíduos antes que afetem a saúde humana e animal.
Eunsung Kan, Ph.D., professor associado e engenheiro biológico da AgriLife Research no Departamento de Engenharia Biológica e Agrícola do Texas A&M, publicou um estudo com foco na compreensão fundamental para o tratamento biológico de resíduos contendo substâncias per e polifluoroalquil, ou PFAS, que são difíceis de degradar por meios biológicos.
Os PFAS são encontrados em uma variedade de produtos químicos sintéticos usados em diversas indústrias que produzem inúmeros produtos, incluindo eletrodomésticos, espumas, têxteis e embalagens de alimentos.
“Acreditamos que este estudo ajuda a resolver questões básicas sobre poluentes que são difíceis de remover ou degradar”, disse Kan. "Os PFAS apresentam um desafio que pode impactar a sustentabilidade e a saúde a longo prazo. Isso torna este tipo de pesquisa incrivelmente importante e impactante."
Lidando com PFAS difíceis
O estudo de Kan, "Efeitos do ácido perfluorooctanóico e do ácido perfluorooctano sulfônico na estrutura da comunidade microbiana durante a digestão anaeróbica", aparece em Tecnologia Bioresource . Os principais experimentos foram conduzidos pelo pesquisador de pós-doutorado de Kan, Gyucheol Choi, Ph.D., no laboratório de Kan.
Kan trabalha no Texas A&M AgriLife Center em Stephenville. A sua investigação centra-se na conversão de resíduos agrícolas, incluindo estrume leiteiro e resíduos de culturas, em biocombustíveis, bioprodutos e biocarvão para a sustentabilidade agrícola, ambiental e energética.
Como os PFAS são difíceis de degradar, há grandes preocupações de que o acúmulo de compostos tóxicos de PFAS possa impactar a qualidade do solo e da água e, subsequentemente, a saúde humana, vegetal e animal. As técnicas físicas e químicas atuais utilizadas para o tratamento de PFAS em águas residuais e resíduos sólidos requerem altos níveis de energia e produtos químicos. Estes métodos de tratamento são caros e não degradam completamente o PFAS.
Kan disse que esta falta de degradação do PFAS é um problema sério para os sistemas existentes, que produzem um lodo contendo compostos de PFAS. O lodo é então levado para aterros, mas existe a preocupação de que esses poluentes possam entrar no ambiente circundante ou na bacia hidrográfica por meio de um evento de chuva.
A maior parte dos resíduos sólidos e lodo de águas residuais é tratada por meios biológicos chamados digestão anaeróbica, ou AD. Comunidades microbianas complexas em sistemas de AD se decompõem e transformam resíduos sólidos em biogás, enquanto o lodo não digerido é descartado ou aplicado na terra.
O estudo mostrou como dois compostos PFAS comumente conhecidos e difíceis de degradar – ácido perfluorooctanóico, PFOA, e ácido perfluorooctano sulfônico, PFOS – são degradados por sistemas AD. Os pesquisadores também procuraram compreender os efeitos dos produtos químicos nas comunidades microbianas.
Kan acredita que o estudo ajudará a orientar projetos de sistemas AD que usam várias tecnologias para lidar de forma holística com PFAS teimosos.
“Degradar o PFAS usando diferentes meios, incluindo altas temperaturas, alta pressão e altas doses de produtos químicos não é realmente prático”, disse ele. "A motivação era encontrar uma maneira econômica de degradar esses 'produtos químicos eternos' para evitar que se acumulassem no solo e na água. É importante, com base nas descobertas, criarmos um sistema de tratamento mais completo."
Estudo focado em dois produtos químicos PFAS comuns e difíceis
Os experimentos de Choi descobriram que a digestão anaeróbica foi grandemente inibida e as comunidades microbianas foram impactadas negativamente pela presença do PFOA, especialmente à medida que as concentrações de PFOA aumentavam.
Embora todos os compostos PFAS sejam difíceis de degradar, os resultados deste estudo destacam os vários graus de dificuldade e toxicidade entre produtos químicos individuais. Comparado ao PFOA, o PFOS teve muito pouco impacto na eficiência da AD e nas comunidades microbianas, com apenas uma redução de até 7% em altas concentrações. O processo AD foi capaz de degradar o PFOS em 30% a 80%, dependendo das concentrações de poluentes, enquanto não houve degradação do PFOA.
Esses dados coletados durante o estudo são informações fundamentais que os cientistas podem utilizar em pesquisas adicionais e para informar o projeto de tecnologias de resíduos, águas residuais e tratamento de água necessárias para degradar completamente os PFAS antes de serem introduzidos no meio ambiente.
“Este estudo mostrou que precisamos repensar a forma como tratamos esses compostos PFAS específicos”, disse Kan. "Por exemplo, pode haver combinações de outras tecnologias - calor, luz solar, produtos químicos - para ajudar esses sistemas AD a degradar os poluentes de maneiras mais eficientes e reduzir o potencial de entrada no meio ambiente."
