طور مهندسون كيميائيون في جامعة كولومبيا البريطانية، علاجًا جديدًا يحتجز ويعالج مواد PFAS، المعروفة على نطاق واسع باسم "المواد الكيميائية الدائمة"، في نظام واحد متكامل.

وتُستخدم مواد البيرفلورو ألكيل والبولي فلورو ألكيل (PFAS)، على نطاق واسع في تصنيع السلع الاستهلاكية مثل الملابس المقاومة للماء بسبب مقاومتها للحرارة والماء والبقع، وهي مواد من الملوثات، التي غالبًا ما تنتهي في المياه السطحية والجوفية في جميع أنحاء العالم، وتم ربطها بمسببات السرطان وتلف الكبد وأضرار صحية أخرى.

وأوضح الباحث الدكتور يوهان فوستر، الأستاذ المشارك في الهندسة الكيميائية والبيولوجية في كلية العلوم التطبيقية البريطانية، أن تحلل PFAS أمر صعب للغاية، سواء كانت في البيئة أو في جسم الإنسان، مشيرا إلى أن الابتكار الجديد سيجعل من الممكن إزالة وتدمير هذه المواد في إمدادات المياه قبل أن تضر بصحتنا.

ويجمع النظام الجديد بين مرشح الكربون النشط ومحفز خاص حاصل على براءة اختراع يحبس المواد الكيميائية الضارة ويحللها إلى مكونات غير ضارة على مادة المرشح. ويشير العلماء إلى هذا الحبس للمكونات الكيميائية باسم "الامتصاص".
وقال فوستر: "إن العملية برمتها سريعة إلى حد ما، اعتمادًا على كمية المياه التي تعالجها، إذ يمكننا وضع كميات هائلة من الماء من خلال هذا المحفز، وسوف يمتص PFAS ويدمره في عملية سريعة من خطوتين".

وأضاف: "يمكن للعديد من الحلول الحالية الامتصاص فقط بينما تم تصميم البعض الآخر لتدمير المواد الكيميائية، لكن يمكن لنظام المحفز الخاص بنا القيام بالأمرين، مما يجعله حلاً طويل الأمد لمشكلة PFAS بدلاً من مجرد تأجيل المشكلة إلى وقت لاحق."

ومثل غيرها من معالجات المياه، يتطلب نظام جامعة كولومبيا البريطانية ضوء الأشعة فوق البنفسجية للعمل، لكنه لا يحتاج إلى قدر كبير منها مثل الطرق الأخرى.

وأثناء الاختبار، أزال محفز نظام جامعة كولومبيا البريطانية، أكثر من 85 في المائة من حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA)، وهو نوع من المواد الكيميائية الدائمة، حتى في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة.

وقال الدكتور رافائيل موريرا، الأستاذ في جامعة بريمن الألمانية، والذي أجرى البحث أثناء عمله في جامعة كولومبيا البريطانية: "لا يقتصر محفزنا على الظروف المثالية، حيث تضمن فعاليته تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية المتفاوت الشدة إمكانية تطبيقه في بيئات متنوعة، بما في ذلك المناطق ذات التعرض المحدود لأشعة الشمس".

وأوضح الدكتور موريرا: "بينما ركزت التجارب الأولية على مركبات PFAS، فإن تعدد استخدامات المحفز يشير إلى إمكاناته في إزالة أنواع أخرى من الملوثات الثابتة، مما يوفر حلاً واعدًا للقضايا الملحة المتعلقة بتلوث المياه".

ويعتقد الفريق أن المحفز يمكن أن يكون حلاً فعالاً ومنخفض التكلفة لأنظمة المياه البلدية وكذلك المشاريع الصناعية المتخصصة مثل تنظيف مجرى النفايات.

وقال فوستر: "يمكن لمحفزنا القضاء على ما يصل إلى 90 في المائة من المواد الكيميائية الدائمة في الماء في أقل من ثلاث ساعات"، وهو وقت أسرع بكثير من البدائل المماثلة.

وأوضح أن النظام الجديد يمكن إنتاجه من نفايات الغابات أو المزارع، لذا فهو أكثر جدوى اقتصادية واستدامة مقارنة بالطرق الأكثر تعقيدًا وتكلفة المستخدمة حاليًا.