يمكن أن يؤدي صنع المادة الكيميائية المستخدمة في العديد من أواني القلي غير اللاصقة والسجاد المقاوم للبقع ورغاوي مكافحة الحرائق إلى تلويث مياه الشرب. يمكن لهذه المادة الكيميائية ، المعروفة باسم PFOA ، أن تستمر دون تغيير في البيئة لسنوات - ربما لقرون أو أكثر. وقد يكون ذلك مقلقًا لأن الدراسات أشارت إلى أن حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) يمكن أن يضر بصحة البشر والحيوانات. لكن مادة كيميائية جديدة معملية يمكنها الآن إزالة حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) من الماء.
المواد الكيميائية موجودة بالفعل لتصفية حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA). ومع ذلك ، لا يوجد شيء يعمل بشكل جيد مثل الجديد. William Dichtel هو كيميائي في جامعة نورث وسترن في إيفانستون بولاية إلينوي. وقد وصف هو وزملاؤه "مغناطيس" حمض بيرفلورو الأوكتانويك الجديد في 14 حزيران (يونيو) في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية .
PFOA اختصار للحمض المشبع بالفلور أوكتانوي (Per-FLUOR-oh-OCK-teh-NO-ik). إنها واحدة من عائلة من المركبات المشبعة بالفلور (Per-FLUOR-ih-NAY-ted) ذات الصلة ، أو PFCs ، التي يقلق علماء السموم بشأنها. يحتوي كل PFC على عمود فقري من ذرات الكربون يرتبط به بشدة عدد كبير من ذرات الفلور. هذه الفلورين تجعل المواد الكيميائية مستقرة. إنها في الواقع مستقرة جدًا لدرجة أن بعض هذه المواد الكيميائية لا تريد أبدًا أن تتحلل.
نظرًا للمدة الزمنية التي يمكن أن يؤدي فيها حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) وبعض أنواع المواد الكيميائية الموجودة فيه إلى تلويث البيئة ، فقد قلصت العديد من الشركات من استخدامها. لكن هذا لم ينهي المشكلة. تم إطلاق PFCs منذ فترة طويلة ، في انتظار أن تلتقطها النباتات والحيوانات.
مستويات منخفضة بالفعل فينا جميعًا
يقول كريستوفر هيجينز:"من المحتمل جدًا أن تكون هذه المركبات من أكثر المواد الكيميائية العضوية ثباتًا التي صنعناها حتى الآن". إنه مهندس بيئي في مدرسة كولورادو للمناجم في جولدن. لم يكن هيغينز جزءًا من هذه الدراسة الجديدة. ومع ذلك ، فقد كان يدرس مشكلة تلوث PFC. في البيئة الطبيعية ، كما يقول ، تستغرق هذه المواد الكيميائية عمليا إلى الأبد حتى تختفي.
الشرح:ما هي العوامل المسببة لاضطرابات الغدد الصماء؟
وهذا مصدر قلق لأن استخدام هذه المواد الكيميائية منتشر على نطاق واسع. يمكن العثور عليها الآن في كل مكان تقريبًا. على سبيل المثال ، وجدت الدراسات آثارًا من حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) ومركبات الكربون المشبعة بالفلور ذات الصلة في 98 بالمائة من جميع الأمريكيين الذين خضعوا للاختبار.
في الجرذان والفئران ، يزيد التعرض لـ PFOA من خطر الإصابة بأورام معينة. لكن من غير الواضح ما إذا كان يزيد أيضًا من مخاطر الإصابة بالسرطان لدى الأشخاص. وقد ربطت الدراسات التي أجريت على البشر بين المادة الكيميائية وأمراض الغدة الدرقية وضعف جهاز المناعة ومشاكل نمو الأجنة. حتى أن هناك بيانات تربط حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) ومركبات الكربون المشبعة بالفلور ذات الصلة بضعف فعالية اللقاح لدى الأطفال.
الكيماويات "غير اللاصقة" قد تقلل من قيمة اللقاحات
سوف يتراكم حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) في جسم الشخص بمرور الوقت. لذلك تنصح وكالة حماية البيئة الأمريكية بإبقاء التعرض منخفضًا للغاية - إلى 0.07 جزء فقط من المليار في مياه الشرب. أظهرت الدراسات الحديثة أن المياه في العديد من البلدات والمدن الأمريكية بها مستويات أعلى بكثير.
ملاحظات Dichtel:"نكتشف آثارًا صحية سلبية من التعرض لـ [PFCs] حتى عندما تكون في تركيزات ضئيلة." على هذا النحو ، كما يقول ، "لقد أصبح من الواضح أننا بحاجة إلى إزالتها بالكامل تقريبًا."
تصميم "مغناطيس" أفضل لـ PFC
من الطرق الشائعة لإزالة حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) من الماء استخدام مرشح يحتوي على مادة تعمل كمغناطيس PFC. سوف تجمع جزيئات الملوث على سطح المادة. هذا يجعل من السهل إزالة الملوثات.
غالبًا ما يستخدم الكربون المنشط بهذه الطريقة. لكن جزيئات حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) تنجذب إلى حد ما فقط. يوضح ديشتيل أن هذا يسمح لبعض جزيئات حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) بالبقاء في الماء.
لذلك صممت مجموعته مادة لاستهداف البيرفلوروكربون بالفعل. هذه المادة هي نوع من البوليمر. تتكون هذه الجزيئات من سلاسل من وحدات كيميائية متكررة. يحتوي البوليمر الجديد على وحدات متكررة من جزيئين مختلفين. أحدهما جزيء عملاق حلقي الشكل مشتق من نشا الذرة. يطلق عليه بيتا سيكلودكسترين (BAY-tuh SY-klo-DEX-trin). والآخر عبارة عن جزيء غني بالفلور يسمى DFB. (هذا اختصار لـ decafluorobiphenyl.) يقول Dichtel إن الفلورينات تساعد البوليمر على التمسك بـ PFOA.
يلتقط الكربون المنشط أي ملوثات قريبة. بدلاً من ذلك ، يجذب البوليمر الجديد بشكل انتقائي تلك الملوثات الغنية بالفلور التي يصعب الحصول عليها ، كما تقول كارين وولي. إنها كيميائية في جامعة تكساس إيه آند إم في كوليدج ستيشن ولم تكن جزءًا من الدراسة.
في الاختبارات ، انتزع البوليمر الجديد 95 في المائة من حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) من الماء. يزيل الكربون المنشط أكثر من نصفه بقليل. علاوة على ذلك ، يمكن لبعض المواد الكيميائية الشائعة في الماء أن تجعل الكربون المنشط أقل فعالية. لكن البوليمر استمر في العمل حتى عندما كانت تلك المواد الكيميائية الأخرى موجودة.
وأفضل ما في الأمر أن البوليمر الجديد قابل لإعادة الاستخدام. غسله بالميثانول ، وهو نوع من الكحول ، يزيل حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA). ترك هذا البوليمر جاهزًا لسحب المزيد من التلوث.
يعمل Dichtel وزملاؤه الآن على تحويل هذا البوليمر وغيره إلى منتجات يمكن للناس شراؤها. قد تساعد هذه المواد يومًا ما أصحاب المنازل والشركات على تصفية مياههم.
يلاحظ هيغينز من كلية كولورادو للمناجم أن ملوثات PFC الأخرى تشكل أيضًا مخاطر. إنه جزء من مجموعة تضم باحثين صينيين يركزون على كيفية تنظيف إمدادات مياه الشرب الملوثة برغاوي مكافحة الحرائق القائمة على مركبات الكربون الكلورية فلورية. ووجدوا حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) وما يقرب من 30 مادة PFC أخرى في المياه المصابة. اكتشف العلماء مؤخرًا فقط ما يقرب من نصف مركبات الكربون المشبعة بالفلور التي اكتشفوها.
على عكس مجموعة Dichtel ، وجد فريق Higgins أن الكربون المنشط قام بعمل جيد في إزالة PFOA. لكن الكربون المنشط لم يعمل بشكل جيد مع تلك الجزيئات الأخرى الموجودة تحت الرادار. ومع ذلك ، فإنها قد تشكل مخاطر بيئية وصحية مماثلة.
أعلن فريقه عن نتائجه الجديدة في 6 حزيران (يونيو) في العلوم البيئية والتكنولوجيا .
يختتم هيغنز ، عندما يتعلق الأمر بإخراج حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) وأقاربه من مياه الشرب ، "نحتاج إلى كل المساعدة التي يمكننا الحصول عليها". ويمكن لمرشحات جديدة معالجة ذلك. هذا البحث ، كما يقول ، "هو محاولة للقيام بشيء جديد تمامًا."
