Cientistas acham um jeito de “quebrar” os chamados químicos eternos
Compostos PFAS possuem ligações carbono-flúor, uma das mais resistentes da química
As substâncias perfluoroalquil e polifluoroalquil, conhecidas como PFAS, ganharam o apelido de “químicos eternos” devido à sua impressionante capacidade de permanecer no meio ambiente por longos períodos após o descarte.
Esses compostos sintéticos são amplamente utilizados em produtos do dia a dia e têm diversas aplicações industriais, principalmente por serem resistentes à água e à gordura. No entanto, eles agora podem ser encontrados em praticamente qualquer lugar no meio ambiente.
Diferente de outros produtos químicos, que se degradam relativamente rápido, os PFAS podem persistir por até mil anos. Essa durabilidade é vantajosa em itens como espumas de combate a incêndio, panelas antiaderentes, roupas impermeáveis e até embalagens de alimentos.
Porém, essa mesma resistência permite que eles se acumulem no solo, na água e nos organismos vivos, representando um risco potencial para a saúde humana e os ecossistemas. Pesquisas preliminares sugerem que a exposição aos PFAS pode estar ligada a problemas como câncer, alterações hormonais e enfraquecimento do sistema imunológico.
Esses riscos levaram cientistas a buscar soluções eficazes para eliminar esses compostos persistentes.
Recentemente, nossa equipe desenvolveu um sistema inovador que utiliza luz para quebrar as fortes ligações químicas entre átomos de carbono e flúor – as principais responsáveis pela resistência dos PFAS à degradação.
POR QUE OS PFAS SÃO TÃO DIFÍCEIS DE ELIMINAR?
Essas substâncias têm ligações carbono-flúor, conhecidas como algumas das mais fortes. Essa estabilidade excepcional torna esses compostos altamente resistentes a processos naturais de degradação, como reações químicas e biodegradação.
Os métodos tradicionais de tratamento de água conseguem remover os PFAS, mas apenas os concentram em resíduos sólidos, que acabam sendo descartados em aterros sanitários. Esses resíduos podem se infiltrar novamente no meio ambiente, voltando a contaminar o solo e a água.
As técnicas atuais para quebrar as ligações carbono-flúor dependem de altas temperaturas e do uso de metais como a platina, o que torna o processo caro, complexo e difícil de implementar em grande escala.
COMO FUNCIONA O SISTEMA
Nosso método utiliza um fotocatalisador orgânico, uma substância que acelera reações químicas com o uso de luz, sem se desgastar no processo. O sistema funciona com LEDs azuis de baixo custo para iniciar uma série de reações químicas.
Quando exposto à luz, o fotocatalisador transfere elétrons para as moléculas contendo flúor, quebrando as ligações. Esse processo degrada a estrutura molecular dos PFAS e permite a mineralização completa dos compostos.
Isso os transforma em subprodutos inofensivos, como hidrocarbonetos e íons de flúor, que se decompõem facilmente no meio ambiente e podem ser reabsorvidos com segurança pelas plantas.
POSSÍVEIS APLICAÇÕES E BENEFÍCIOS
Uma das maiores vantagens desse sistema é sua simplicidade. Ele consiste em um pequeno frasco iluminado por dois LEDs e equipado com ventiladores para manter a temperatura baixa durante o processo.
O sistema utiliza luz para quebrar as fortes ligações químicas entre átomos de carbono e flúor.
O método opera em condições moderadas, sem o uso de metais pesados, que podem ser perigosos e difíceis de manusear.
Além disso, o uso de luz – uma fonte de energia barata e renovável – torna o sistema economicamente viável e sustentável. Com mais desenvolvimento, acreditamos que ele funcione com baixo consumo de energia, limitado apenas ao necessário para alimentar as luzes.
DESAFIOS E PRÓXIMOS PASSOS
Atualmente, nosso sistema é capaz de degradar PFAS apenas em pequena escala. Apesar dos resultados promissores, será necessária muita pesquisa para expandir o método e aplicá-lo em larga escala.
Outro desafio é lidar com compostos maiores, como o Teflon, que tem centenas de ligações carbono-flúor. Esses materiais não se dissolvem no nosso processo, mesmo em altas temperaturas, o que impede sua degradação completa.
Além disso, os fotocatalisadores orgânicos que utilizamos perdem eficiência com o tempo, especialmente quando expostos à luz LED de forma contínua.
Nosso foco agora é melhorar a durabilidade desses catalisadores e desenvolver formas de regenerá-los ou reciclá-los sem perda de desempenho. Isso será essencial para tornar o sistema viável em larga escala.
Nosso objetivo final é criar uma solução capaz de remover PFAS da água potável em estações de tratamento. No longo prazo, esperamos que a tecnologia também possa ser usada para descontaminar solos, tornando-os seguros novamente para o cultivo e para o meio ambiente.
Este artigo foi republicado do “The Conversation” sob licença Creative Commons. Leia o artigo original.
