Os “produtos químicos para sempre” usados em itens diários, como panelas antiaderentes, há muito estão associados a sérios problemas de saúde – resultado de sua toxicidade e extrema resistência a serem decompostos como resíduos.
Químicos nos Estados Unidos e na China disseram na quinta-feira que finalmente encontraram um método inovador para degradar esses compostos poluentes, conhecidos como PFAS, usando temperaturas relativamente baixas e reagentes comuns.
Seus resultados foram publicados na revista Science, potencialmente oferecendo uma solução para uma antiga fonte de danos ao meio ambiente, ao gado e aos seres humanos.
“É realmente por isso que faço ciência – para que eu possa ter um impacto positivo no mundo”, disse o autor sênior William Dichtel, da Northwestern University, a repórteres durante uma entrevista coletiva.
PFAS, ou substâncias per e polifluoroalquil, foram desenvolvidos pela primeira vez na década de 1940 e agora são encontrados em uma variedade de produtos, incluindo panelas antiaderentes, tecidos resistentes à água e espumas de supressão de incêndio.
Ao longo do tempo, os poluentes foram se acumulando no meio ambiente, entrando no ar, solo, lençóis freáticos e lagos e rios em decorrência de processos industriais e da lixiviação por meio de aterros sanitários.
Um estudo publicado na semana passada por cientistas da Universidade de Estocolmo descobriu que a água da chuva em todo o planeta não é segura para beber por causa da contaminação por PFAS.
A exposição crônica a níveis ainda mais baixos tem sido associada a danos no fígado, colesterol alto, respostas imunes reduzidas, baixo peso ao nascer e vários tipos de câncer.
Embora os produtos químicos PFAS possam ser filtrados da água, existem poucas boas soluções para descartá-los depois de removidos.
10 para baixo, milhares para ir
Os métodos atuais para destruir PFAS requerem tratamentos severos, como incineração em temperaturas extremamente altas ou irradiação com ondas ultrassônicas.
E a incineração nem sempre é infalível, com uma fábrica de Nova York que ainda libera alguns dos compostos no ar através da fumaça.
A indestrutibilidade do PFAS vem de suas ligações carbono-fluoreto, um dos tipos de ligações mais fortes da química orgânica.
O flúor é o elemento mais eletronegativo e deseja ganhar elétrons, enquanto o carbono deseja compartilhá-los.
As moléculas de PFAS contêm longas cadeias dessas ligações, mas a equipe de pesquisa conseguiu identificar uma fraqueza gritante comum a uma certa classe de PFAS.
Em uma extremidade da molécula, há um grupo de átomos de oxigênio carregados que podem ser direcionados usando um solvente e reagente comum a temperaturas amenas de 80 a 120 graus Celsius, decapitando o grupo da cabeça e deixando para trás uma cauda reativa.
“Uma vez que isso acontece, isso fornece acesso a caminhos anteriormente não reconhecidos que fazem com que toda a molécula se desfaça em uma cascata de reações complexas”, disse Dichtel, produzindo produtos finais benignos.
Uma segunda parte do estudo envolveu o uso de métodos computacionais poderosos para mapear a mecânica quântica por trás das reações químicas que a equipe realizou para destruir as moléculas.
O novo conhecimento pode eventualmente orientar novas melhorias no método.
O estudo atual se concentrou em 10 produtos químicos PFAS, incluindo um grande poluente chamado GenX, que, por exemplo, contaminou o rio Cape Fear, na Carolina do Norte, uma fonte de água para 350.000 pessoas.
Mas representa apenas a ponta do iceberg, já que a Agência de Proteção Ambiental dos EUA identificou mais de 12.000 produtos químicos PFAS.
“Existem outras classes que não têm o mesmo calcanhar de Aquiles, mas cada uma terá sua própria fraqueza”, disse Dichtel em comunicado.
“Se pudermos identificá-lo, saberemos como ativá-lo para destruí-lo.”
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Os “produtos químicos para sempre” usados em itens diários, como panelas antiaderentes, há muito estão associados a sérios problemas de saúde – resultado de sua toxicidade e extrema resistência a serem decompostos como resíduos.
Químicos nos Estados Unidos e na China disseram na quinta-feira que finalmente encontraram um método inovador para degradar esses compostos poluentes, conhecidos como PFAS, usando temperaturas relativamente baixas e reagentes comuns.
Seus resultados foram publicados na revista Science, potencialmente oferecendo uma solução para uma antiga fonte de danos ao meio ambiente, ao gado e aos seres humanos.
“É realmente por isso que faço ciência – para que eu possa ter um impacto positivo no mundo”, disse o autor sênior William Dichtel, da Northwestern University, a repórteres durante uma entrevista coletiva.
PFAS, ou substâncias per e polifluoroalquil, foram desenvolvidos pela primeira vez na década de 1940 e agora são encontrados em uma variedade de produtos, incluindo panelas antiaderentes, tecidos resistentes à água e espumas de supressão de incêndio.
Ao longo do tempo, os poluentes foram se acumulando no meio ambiente, entrando no ar, solo, lençóis freáticos e lagos e rios em decorrência de processos industriais e da lixiviação por meio de aterros sanitários.
Um estudo publicado na semana passada por cientistas da Universidade de Estocolmo descobriu que a água da chuva em todo o planeta não é segura para beber por causa da contaminação por PFAS.
A exposição crônica a níveis ainda mais baixos tem sido associada a danos no fígado, colesterol alto, respostas imunes reduzidas, baixo peso ao nascer e vários tipos de câncer.
Embora os produtos químicos PFAS possam ser filtrados da água, existem poucas boas soluções para descartá-los depois de removidos.
10 para baixo, milhares para ir
Os métodos atuais para destruir PFAS requerem tratamentos severos, como incineração em temperaturas extremamente altas ou irradiação com ondas ultrassônicas.
E a incineração nem sempre é infalível, com uma fábrica de Nova York que ainda libera alguns dos compostos no ar através da fumaça.
A indestrutibilidade do PFAS vem de suas ligações carbono-fluoreto, um dos tipos de ligações mais fortes da química orgânica.
O flúor é o elemento mais eletronegativo e deseja ganhar elétrons, enquanto o carbono deseja compartilhá-los.
As moléculas de PFAS contêm longas cadeias dessas ligações, mas a equipe de pesquisa conseguiu identificar uma fraqueza gritante comum a uma certa classe de PFAS.
Em uma extremidade da molécula, há um grupo de átomos de oxigênio carregados que podem ser direcionados usando um solvente e reagente comum a temperaturas amenas de 80 a 120 graus Celsius, decapitando o grupo da cabeça e deixando para trás uma cauda reativa.
“Uma vez que isso acontece, isso fornece acesso a caminhos anteriormente não reconhecidos que fazem com que toda a molécula se desfaça em uma cascata de reações complexas”, disse Dichtel, produzindo produtos finais benignos.
Uma segunda parte do estudo envolveu o uso de métodos computacionais poderosos para mapear a mecânica quântica por trás das reações químicas que a equipe realizou para destruir as moléculas.
O novo conhecimento pode eventualmente orientar novas melhorias no método.
O estudo atual se concentrou em 10 produtos químicos PFAS, incluindo um grande poluente chamado GenX, que, por exemplo, contaminou o rio Cape Fear, na Carolina do Norte, uma fonte de água para 350.000 pessoas.
Mas representa apenas a ponta do iceberg, já que a Agência de Proteção Ambiental dos EUA identificou mais de 12.000 produtos químicos PFAS.
“Existem outras classes que não têm o mesmo calcanhar de Aquiles, mas cada uma terá sua própria fraqueza”, disse Dichtel em comunicado.
“Se pudermos identificá-lo, saberemos como ativá-lo para destruí-lo.”
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