Κάθε χρόνο, εκατομμύρια ξηροί μετρικοί τόνοι biosolids —το πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά υλικό που απομένει από την επεξεργασία αστικών λυμάτων, δηλαδή η λάσπη— εφαρμόζονται στα εδάφη των ΗΠΑ.
Πρόκειται για ένα εντυπωσιακό παράδειγμα ανακύκλωσης θρεπτικών συστατικών και, σίγουρα, για μια καλή πηγή λιπάσματος. Για πολλά χρόνια, αυτά τα biosolids προωθούνταν στους αγρότες ως φυσική εναλλακτική στα πετροχημικά λιπάσματα.
Όμως, την ίδια στιγμή, δημιουργούν ένα πολύ μεγάλο πρόβλημα, καθώς μεγάλο μέρος αυτής της λάσπης είναι μολυσμένο με PFAS.
Ευτυχώς, οι επιστήμονες εργάζονται ήδη πάνω στο ζήτημα.
«Αυτό το πρόβλημα —η ρύπανση της γεωργικής γης με PFAS— πλήττει δυσανάλογα τους μικρούς και τους βιοκαλλιεργητές, που χρησιμοποίησαν λιπάσματα με PFAS πριν γίνει πλήρως γνωστή η έκταση του προβλήματος», εξηγεί ο περιβαλλοντολόγος Jake Thompson από το Yale University.
Ο ίδιος και οι συνεργάτες του πρότειναν πρόσφατα μια αναλυτική μέθοδο αποκατάστασης, η οποία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό PNAS και υπόσχεται να μειώσει τα PFAS με κόστος πολύ μικρότερο από τις υπάρχουσες μεθόδους.
Έρευνα του 2001 της US Environmental Protection Agency (EPA) για τη λάσπη λυμάτων εκτίμησε ότι 2.749 έως 3.450 κιλά PFAS —γνωστά ευρέως ως «παντοτινά χημικά»— περιλαμβάνονται στο ετήσιο σύνολο των biosolids που παράγονται στις Ηνωμένες Πολιτείες, από τα οποία περίπου τα μισά εφαρμόζονται σε γεωργικά εδάφη.
Όπως δείχνει και το όνομά τους, τα «παντοτινά χημικά» δεν διασπώνται εύκολα. Η αλυσίδα άνθρακα-φθορίου στο κέντρο αυτών των μορίων είναι τόσο ισχυρή, ώστε τα PFAS εκτιμάται ότι θα παραμείνουν για χιλιάδες χρόνια.
Όταν εφαρμόζονται στο έδαφος, τα PFAS απλώς παραμένουν εκεί, συσσωρεύονται με τα χρόνια καθώς προστίθενται συνεχώς νέα biosolids και περνούν στα νερά που διασχίζουν την περιοχή. Μπορεί επίσης να απορροφηθούν από τα φυτά που αναπτύσσονται στο έδαφος και στη συνέχεια να επανεισαχθούν στην τροφική αλυσίδα.
Αυτό προκαλεί ανησυχία, καθώς όλο και περισσότερα στοιχεία δείχνουν ότι η έκθεση στα PFAS μπορεί να είναι επιβλαβής για τους ζωντανούς οργανισμούς.
Εργαστηριακές και ζωικές μελέτες έχουν δείξει πιθανό ρόλο των PFAS στην εμφάνιση καρκίνου και προβλημάτων στην εγκυμοσύνη και την αναπαραγωγή.
Μελέτες σε ανθρώπινους πληθυσμούς έχουν καταγράψει συσχετίσεις μεταξύ PFAS και ορισμένων μορφών καρκίνου, καρδιαγγειακού κινδύνου, πολλαπλής σκλήρυνσης, αλλά και ζητημάτων γονιμότητας.
Πολλές από αυτές τις μελέτες είναι προκαταρκτικές, κάτι που σημαίνει ότι οι συσχετίσεις εξακολουθούν να διερευνώνται.
Σε γενικές γραμμές, πάντως, φαίνεται πως τα PFAS δεν είναι κάτι που θα θέλαμε να συσσωρεύεται στα εδάφη όπου καλλιεργείται η τροφή μας.
«Αν και η μελέτη αυτή εστιάζει στις ΗΠΑ, με βάση τα διαθέσιμα δεδομένα τα PFAS αποτελούν παγκόσμια πρόκληση», λέει ο Thompson.
Ο καθαρισμός αυτού του προβλήματος δεν είναι εύκολη υπόθεση. Το κόστος απομάκρυνσης των PFAS από τις αμερικανικές αγροτικές εκτάσεις με τις σημερινές τεχνικές κυμαίνεται από 800.000 έως 1,6 εκατομμύρια δολάρια ανά εκτάριο, με το συνολικό εκτιμώμενο κόστος να φτάνει τα 8 τρισεκατομμύρια δολάρια.
Η νέα μέθοδος που προτείνεται, αντίθετα, κοστίζει περίπου 29.000 δολάρια ανά εκτάριο, εφόσον η διαδικασία επαναληφθεί για έως και 20 χρόνια ώστε να διασφαλιστεί η αποκατάσταση.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, βελτιώνει επίσης την υγεία του εδάφους, ενώ οι υπάρχουσες μέθοδοι, που περιλαμβάνουν εκσκαφή και «κάψιμο» του εδάφους, αφαιρούν το επιφανειακό στρώμα και απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα.
Πώς λειτουργεί, λοιπόν, η νέα μέθοδος;
Το πρώτο βήμα είναι η εφαρμογή θρυμματισμένου αλκαλικού πετρώματος στα μολυσμένα χωράφια. Στα μοντέλα τους, ο Thompson και η ομάδα του χρησιμοποίησαν βασάλτη, ενώ ο ασβεστόλιθος θα μπορούσε να είναι μια ακόμη επιλογή.
«Η εφαρμογή αλκαλικών πετρωμάτων στο έδαφος (ή η ενισχυμένη αποσάθρωση) ανεβάζει το pH του εδάφους σε τιμή στόχο 7, οδηγώντας σε αύξηση της κινητικότητας και της βιοδιαθεσιμότητας βασικών PFAS, όπως το perfluorooctane sulfonate (PFOS) και το perfluorooctanoic acid (PFOA)», εξηγούν οι συγγραφείς στη δημοσιευμένη εργασία τους.
Στη μολυσμένη γη καλλιεργούνται φυτά όπως η κάνναβη και τα πολυετή αγρωστώδη, που είναι γνωστά για την ικανότητά τους να συσσωρεύουν γρήγορα PFOS. Στη συνέχεια συγκομίζονται και πυρολύονται, δηλαδή υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία χωρίς οξυγόνο, με αποτέλεσμα να δημιουργείται biochar.
«Η βιομάζα που συγκομίζεται, μετατρέπεται σε biochar και επανατοποθετείται στο χωράφι, μπορεί επίσης να συμβάλει στην ακινητοποίηση των υπολειμματικών PFAS, μειώνοντας έτσι τη μεταφορά τους σε κτηνοτροφικές καλλιέργειες», προσθέτει η ομάδα.
Παραμένουν πάντως αρκετά άγνωστα στοιχεία για την τύχη των PFAS κατά την πυρόλυση. Πρόσφατη μελέτη δείχνει ότι ίσως απαιτείται θερμοκρασία τουλάχιστον 800 °C (1.472 °F) ώστε τα επίπεδα PFAS να μειωθούν επαρκώς.
Ένα μεγάλο μέρος της οικονομικής εξίσωσης αφορά το ισοζύγιο άνθρακα.
Οι υψηλές θερμοκρασίες που απαιτούνται για την πυρόλυση και η μεταφορά των προϊόντων biochar σε άλλες τοποθεσίες συμβάλλουν στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, ενώ η διαδικασία της ενισχυμένης αποσάθρωσης αφαιρεί εκπομπές από την ατμόσφαιρα. Έτσι, και τα δύο στοιχεία της μεθόδου σταθμίζονται μεταξύ τους στο οικονομικό μοντέλο του Thompson και της ομάδας του.
Ωστόσο, εφόσον ακολουθηθούν κατά γράμμα οι οδηγίες τους, οι ερευνητές εκτιμούν ότι η εφαρμογή της μεθόδου σε εθνική κλίμακα στις Ηνωμένες Πολιτείες θα μπορούσε να απομακρύνει 10,5 εκατομμύρια μετρικούς τόνους διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα κάθε χρόνο.
Σχετικό: Κοινή έκθεση σε φυτοφάρμακο συνδέεται με 2,7 φορές μεγαλύτερο κίνδυνο για νόσο Πάρκινσον
«Πρόκειται για έναν πραγματικό δρόμο ώστε οι αγρότες που βρίσκονται σε αυτή τη θέση να αποκτήσουν ουσιαστικό έλεγχο πάνω στη γη τους και να αφήσουν το έδαφος σε καλύτερη κατάσταση από ό,τι ήταν πριν», λέει ο Thompson.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο PNAS.
Το άρθρο ελέγχθηκε ως προς τα στοιχεία από τη Clare Watson και επιμελήθηκε ο Peter Dockrill. Παρότι δίνουμε μεγάλη σημασία στη διαδικασία μας, παραμένουμε άνθρωποι. Αν εντοπίσετε κάποιο λάθος, ενημερώστε μας.
