دانشمندان کانادایی روش جدیدی برای تجزیه مواد شیمیایی سمی برای همیشه ساخته اند | کانادا

محققان یکی از دانشگاه‌های کانادا به پیشرفتی دست یافته‌اند که امیدوارند طول عمر هزاران ماده شیمیایی سمی را که در لباس‌ها، وسایل خانه و محیط‌زیست وجود دارند، به‌طور چشمگیری کاهش دهد.

دانشمندان دانشگاه بریتیش کلمبیا روز چهارشنبه اعلام کردند که یک ماده جدید مبتنی بر سیلیکا با توانایی جذب طیف وسیع‌تری از مواد شیمیایی مضر و ابزارهای جدیدی برای تجزیه آنها ساخته‌اند.

این محقق گفت: “این بسیار هیجان انگیز است زیرا ما می توانیم این پیوندهای شیمیایی را که به سختی شکسته می شوند هدف قرار دهیم – و آنها را برای همیشه بشکنیم.” مجید محسنی، که بر کیفیت آب و تصفیه آب تمرکز دارد.

این مواد شیمیایی که به عنوان PFAS (مواد در برابر و پلی فلوروآلکیل) نیز شناخته می شوند برای سطوح نچسب یا مقاوم در برابر لکه، از جمله لباس، ظروف آشپزی، مواد دافع لکه و فوم آتش نشانی استفاده می شود. اما تجزیه طبیعی آنها نیز بسیار دشوار است و نام آنها را “مواد شیمیایی برای همیشه” گذاشته است.

در سال‌های اخیر، دانشمندان دریافته‌اند که این مواد شیمیایی که زمانی تصور می‌شد بی‌ضرر هستند، با افزایش کلسترول، اختلالات هورمونی، ناباروری، بیماری‌های قلبی عروقی و سرطان‌ها نیز مرتبط هستند.

آنها به پروتئین های موجود در خون ما می چسبند و می توانند در بدن ما، به ویژه در کبد و کلیه ها تجمع کنند. امیرا آکر، محقق فوق دکتری در دانشگاه تورنتو که در تحقیقات UBC شرکت نداشت، گفت: و هر چه سن شما بالاتر باشد، PFAS بیشتری در بدن خود دارید. و ما همچنین می‌توانیم مواد شیمیایی را به جنین در حال رشد منتقل کنیم و بنابراین حتی نوزادان تازه متولد شده از لحظه تولد PFAS در بدن خود دارند.

در حالی که کانادا در ممنوعیت ساخت این مواد شیمیایی به کشورهای دیگر پیوسته است، اما هنوز هم در لوازم خانگی و لوازم آرایشی یافت می شوند و وقتی دور ریخته می شوند، می توانند به محیط زیست نفوذ کنند.

آکر می‌گوید: «ما هنوز نمی‌دانیم که برخی از این ترکیبات PFAS چقدر طول می‌کشد تا تجزیه شوند، زیرا می‌خواهند آن را در دهه 1940 ایجاد کنند و هنوز در محیط وجود دارند.

فن‌آوری‌های کنونی اغلب از کربن فعال برای فیلتر کردن مواد شیمیایی استفاده می‌کنند، اما تا حد زیادی فقط می‌توانند آنچه را که محققان نسخه‌های زنجیره بلند PFAS می‌نامند – آنهایی که بیش از ۶ پیوند کربنی دارند، هدف قرار دهند. با این حال، پس از ممنوعیت‌های اخیر، صنعت به سمت ایجاد تکرارهای «زنجیره کوتاه» از این ماده شیمیایی روی آورده است.

این نسخه ها «به همان اندازه سمی هستند و بهتر در آب می مانند. و در نتیجه، فناوری‌های کنونی مانند کربن فعال واقعاً کارآمد نیستند.».

اکثر فیلترهای آب خانگی از کربن فعال استفاده می کنند – و در نتیجه طیف وسیعی از مواد شیمیایی احتمالاً مضر را از دست می دهند.

تیم او همچنین دریافت که فیلترهای فعلی مواد شیمیایی جذب شده را متمرکز می کنند و یک شکل “بسیار سمی” از زباله ایجاد می کنند که مصرف کنندگان آن را به زباله می اندازند.

چنین فیلترهایی به مشکل رسیدگی نمی کنند. ما فقط به طور موقت آن را تعمیر می کنیم و اجازه می دهیم آن مواد شیمیایی در محیط باقی بمانند.»

برای مقابله با کمبودهای موجود در مبارزه با PFAS، این تیم یک ماده جاذب سیلیکات جدید ایجاد کرده است که طیف وسیع تری از مواد شیمیایی را جذب می کند. مواد نازک را می توان بارها و بارها مورد استفاده مجدد قرار داد.

برای از بین بردن مواد شیمیایی، محسنی می‌گوید محققان از فرآیندهای الکتروشیمیایی یا فتوشیمیایی برای شکستن پیوند کربن و فلوئور استفاده می‌کنند. این تیم ابتدا یافته های خود را در مجله Chemosphere منتشر کرد.

محسنی تصور می کند که از این فناوری برای مبارزه با مواد شیمیایی، هم در آب آشامیدنی استفاده شود، زیرا سازمان های دولتی استانداردهای بالاتری را وارد می کنند و هم در سایت های صنعتی که غلظت بالایی از مواد شیمیایی در منابع آب منتشر می شود.

دو ماه پیش، محققان UBC اعلام کردند که کشف کرده‌اند که سطوح بالایی از ماده شیمیایی 4-nonylphenol یا 4NP را در نهنگ‌های قاتل ساکن جنوب پیدا کرده‌اند. 4NP اغلب در پردازش خمیر و کاغذ استفاده می شود، اما در صابون، مواد شوینده و فرآوری نساجی نیز یافت می شود.

با مطالعه کمی در مورد اثرات آن بر روی پستانداران دریایی، 4NP به عنوان یک “آلودگی نگرانی های نوظهور” شناخته می شود. از آنجایی که نهنگ‌های قاتل یا اورکاها در بالای زنجیره غذایی قرار دارند، اغلب ارگانیسم‌های کوچک‌تر آلوده به این ماده شیمیایی را می‌بلعند – پدیده‌ای که به عنوان بزرگنمایی زیستی شناخته می‌شود و اورکاها را در میان آلوده‌ترین گونه‌های سبوس‌دار در جهان قرار می‌دهد.

محققان همچنین انتقال آلاینده‌ها از مادر به جنین را در یک جفت نهنگ قاتل ساکن جنوب مطالعه کردند و دریافتند که بیشتر آلاینده‌ها در رحم منتقل می‌شوند و نزدیک به 95 درصد از 4NP از مادر به جنین منتقل می‌شود.

تیم موهنسی در حال حاضر در حال اجرای یک پروژه آزمایشی برای آزمایش اثربخشی فناوری خود در دنیای واقعی است و قصد دارد پروژه دیگری را در ماه آوریل در بریتیش کلمبیا با امکان سومین پروژه در کبک آغاز کند.

اما آکر هشدار داد که پذیرش گسترده دشوار خواهد بود.

«تکنولوژی های جدیدتر اغلب پرهزینه یا مقیاس پذیر هستند. حتی اگر اینطور نباشند، باز هم تلاش برای ترغیب شهرها به استفاده از این فناوری های جدید برای حذف این مواد شیمیایی در وهله اول، جهنمی است.

محسنی گفت و تا زمانی که دولت های بیشتری وارد عمل شوند، ماهیت گسترده مواد شیمیایی اجتناب از آنها را غیرممکن می کند.

او گفت: «یکی از راه‌های رفع این مشکل انجام کاری است که انجام داده‌ایم. راه دیگر برای رفع این مشکل، و این هیجان‌انگیز است، این است که صنعت دیگر از مواد شیمیایی استفاده نکند.»