تقنية مبتكرة تحارب "المواد الكيميائية الأبدية" بسرعة فائقة

طوّر علماء تقنية ترشيح حديثة قادرة على امتصاص "المواد الكيميائية الأبدية" بسرعة فائقة، في خطوة قد تساهم بشكل كبير في الحد من التلوث البيئي.

وأوضح العلماء أن هذه التقنية الجديدة تعتمد على مادة "هيدروكسيد الطبقات المزدوجة" (LDH) المصنوعة من النحاس والألومنيوم، والتي تتميز بقدرتها على امتصاص مركبات PFAS طويلة السلسلة بكفاءة عالية، وبسرعة تصل إلى مئة ضعف سرعة أنظمة الترشيح التقليدية.

وتُستخدم مركبات PFAS، المعروفة بالمواد الكيميائية الأبدية لعدم تحللها، منذ خمسينيات القرن الماضي في العديد من التطبيقات الاستهلاكية والتجارية، نظرا لقدرتها على طرد الماء والزيت، ومقاومة الحرارة، والعمل كعوامل خافضة للتوتر السطحي. إلا أن هذه الخصائص نفسها جعلتها من أكثر الملوثات البيئية ثباتا وخطورة.

ويبلغ عدد أنواع مركبات PFAS نحو 15 ألف نوع، تتشابه جميعها في احتوائها على روابط قوية بين الكربون والفلور، وهو ما يجعلها مقاومة للتحلل، وقابلة للتراكم في أجسام الإنسان والبيئة لعقود طويلة، الأمر الذي ربطها باضطرابات صحية عدة، منها أمراض الكبد والغدة الدرقية وأنواع مختلفة من السرطان.

وفي الوقت الحالي، تعتمد أنظمة تنقية المياه على تقنيات مثل الكربون المنشط الحبيبي والتبادل الأيوني لإزالة هذه المركبات، غير أن هذه الطرق تتطلب معالجة معقدة للنفايات الناتجة، وقد تؤدي إلى إنتاج مواد ثانوية سامة.

وتعتمد التقنية الجديدة على امتصاص مركبات PFAS وتركيزها بكميات كبيرة، ما يسمح بتدميرها لاحقا دون الحاجة إلى درجات حرارة مرتفعة، وفقا لمايكل وونغ، مدير معهد المياه بجامعة رايس، الذي شارك في تطوير هذه التقنية.

وأوضح وونغ أن المادة الجديدة جرى تعديلها عبر استبدال بعض ذرات الألومنيوم بذرات النحاس، ما منحها شحنة موجبة تساعدها على جذب المركبات السالبة وامتصاصها بسرعة عالية.

وقال: "إن هذه المادة تمتص مركبات PFAS بسرعة تفوق المواد المتاحة حاليا بنحو مئة مرة".

وأشار فريق البحث إلى أن تسخين المادة بعد الاستخدام إلى درجات حرارة تتراوح بين 400 و500 درجة مئوية يؤدي إلى تفكيك الروابط الكيميائية القوية، وينتج عنه مركب آمن يمكن التخلص منه.

وعلى الرغم من أن تقنيات إزالة مركبات PFAS لا تزال تواجه تحديات في التوسع الصناعي، يؤكد العلماء أن مادة LDH قابلة لإعادة الاستخدام، ويمكن دمجها مع البنية التحتية الحالية، ما يقلل من التكاليف ويدعم فرص تطبيقها على نطاق واسع.

المصدر: إندبندنت