Pascal Bastien para “Le Monde”
Mehdi Harmi e Kassiopée Toscas
09 de dezembro de 2024
[NOTA DO WEBSITE: Nesta matéria se pode constatar como está sendo difícil eliminar-se esse poluente considerado ‘eterno’. E se observa a competição para se ver quem chega em ‘primeiro’ para logo patentear a ‘descoberta’ para que tudo fique como está. E a ciência, paga pela população, tentando resolver um caso que deveria ser da própria empresa que criou esse ‘monstro’. Também publicamos agora outra matéria que mostra o quanto de recursos da humanidade que se investirá para que a corporação, já identificada e que sabe dos efeitos deletérios desde a década de 70, continue impune e agora ‘faceira’ com as soluções que deveria ter desenvolvido desde que lançou a molécula no mundo!].
Os PFAS, moléculas cancerígenas presentes em muitos produtos e que se acumulam na água e no solo, são apelidadas de “químicos eternos/forever chemicals” porque dependem da ligação carbono-flúor, que é muito difícil de quebrar. Cientistas de todo o mundo procuram métodos viáveis para fragmentá-los e depois destruí-los. A artilharia prevista é muito diversificada: ultrassonografia, ultravioleta, plasma, bactérias… e até clara de ovo.
Os PFAS, conhecidos como “químicos eternos”, ganharam destaque nas notícias desde que a extensão da contaminação foi revelada em fevereiro de 2023 por uma investigação do Le Monde . Estas “moléculas milagrosas” amplamente utilizadas após a Segunda Guerra Mundial são encontradas, entre outras coisas, em embalagens de alimentos, cosméticos, espumas de combate a incêndios e até mesmo em certos dispositivos médicos. Além da sua toxicidade comprovada – interferem nomeadamente nos sistemas endócrino e imunitário, e alguns já são classificados como cancerígenos pela Agência Internacional de Investigação do Cancro (IARC) – estes compostos sintéticos têm em comum o fato de serem persistentes no ambiente .
E por uma boa razão, eles são constituídos principalmente por átomos de carbono e flúor, cuja ligação química é quase indestrutível. “A ligação carbono-flúor é a ligação simples mais estável da química orgânica”, lembra Marie-Pierre Krafft, físico-química e diretora de pesquisa do CNRS no Instituto Charles-Sadron (Universidade de Estrasburgo). Isto se deve às propriedades eletrônicas únicas do flúor, que é o elemento mais eletronegativo.»(nt.: para entender melhor o quanto o flúor e outros halogênios -cloro e bromo – interferem na formação do sistema nervoso central, ou seja, o cérebro dos embriões, ver o link)
A limpeza de solos, águas ou resíduos industriais contaminados com estas PFAS (substâncias per e polifluoroalquílicas) tornou-se, em apenas alguns anos, um grande desafio que investigadores de uma ampla variedade de disciplinas científicas estão enfrentando. Antes mesmo de colocar a questão do financiamento da despoluição, o desafio é encontrar uma forma, ou melhor, formas, de resolver este enigma químico. Para quebrar este vínculo, “devemos recorrer a técnicas muito mais intensivas do que para outros poluentes, em condições muito mais extremas – a temperaturas muito elevadas ou com concentrações significativas de aditivos – e realizar ciclos sucessivos”, resume Stéfan Colombano, engenheiro de investigação da o Gabinete de Pesquisa Geológica e Mineira (BRGM).
Os PFAS capturados em locais industriais, aterros sanitários ou locais de controle de incêndios pelos bombeiros são geralmente enterrados ou queimados em incineradores de resíduos perigosos. Esta última solução não requer instalação especial, mas consome muita energia – temperaturas que chegam a 1.800 graus – e é poluente, porque as cinzas e os gases emitidos para o meio ambiente são tóxicos. Outros métodos de destruição de PFAS estão amadurecendo, como a oxidação eletroquímica, que envolve a produção de uma corrente elétrica em um líquido condutor para criar agentes oxidantes capazes de quebrar certas ligações carbono-flúor. Mas também aqui o consumo de energia é elevado e formam-se subprodutos tóxicos.
Subprodutos perigosos
“A persistência do PFAS apresenta-nos dois obstáculos: somos obrigados a recorrer a processos de destruição ainda mais intensivos, com um custo unitário de tratamento muito elevado; e muitas vezes não conseguimos destruí-los completamente, lamenta Stéfan Colombano. Ao degradar o PFAS, criamos produtos secundários: moléculas menores e, portanto, mais móveis, que estão longe de serem inofensivas. No entanto, somos simplesmente incapazes de identificarmos todos estes subprodutos de degradação, estamos falando de dezenas de milhares de moléculas de PFAS, a esmagadora maioria das quais ainda nos são desconhecidas.»
O banco de dados americano sobre moléculas químicas PubChem chega a estimar o número dessas moléculas em milhões. Eles também podem formar coquetéis complexos. Por exemplo, os PFAS tensoativos tendem a se agrupar, alerta Marie-Pierre Krafft: “[Eles] têm instinto de rebanho e formam sistemas automontados muito estáveis, muito complexos e organizados, com uma estrutura quase cristalina.»
Cultura de bactérias de solo contaminado por PFAS, no Instituto Charles-Sadron (Universidade de Estrasburgo), 19 de setembro de 2024. PASCAL BASTIEN PARA “LE MONDE”
A nossa falta de conhecimento destes compostos sintetizados de forma inconsistente pelos fabricantes representa um grande desafio para os cientistas. Como as disciplinas são frequentemente compartimentadas, o conhecimento sobre a variedade de comportamento destas moléculas fluoradas é pouco partilhado. “Por exemplo, tentamos, como físico-químicos, sensibilizar a comunidade científica que trabalha com PFAS sobre a sua propensão para formar grandes agregados, porque isso pode ter impacto na sua disseminação no ambiente e na sua remediação, porque nem sempre são solúvel em solventes convencionais ”, aponta Marie-Pierre Krafft. Esta tendência aumentada para autoagregação pode ter efeitos diretos nos resultados experimentais e, portanto, corre o risco de distorcer as análises do PFAS.
Em relação aos custos dos processos intensivos utilizados para degradar os PFAS, os investigadores tentam compensá-los reduzindo os volumes de água ou solo a serem tratados. “O cerne da questão é concentrar o máximo possível os PFAS antes de tratá-los, para que os métodos de destruição sejam técnica e economicamente viáveis”, enfatiza Stéfan Colombano. Mas também aqui o que funciona com outros poluentes funciona menos bem com os PFAS. É o caso principalmente da técnica de adsorção (ato de fixar um átomo ou molécula em uma superfície, como um ímã) com carvão ativado, uma das mais utilizadas para o tratamento de água potável, comprovada para outros poluentes orgânicos persistentes. “Muitas equipes estão, portanto, tentando readaptar as técnicas existentes ao PFAS. Alguns conseguiram dopar os carvões ativados para que adsorvessem os PFAS que lhes escaparam, principalmente os menores”, continua o engenheiro do BRGM.
Outras tecnologias de adsorção também estão em desenvolvimento. No Instituto Europeu de Membranas, a química Mona Semsarilar (CNRS), por exemplo, lançou a solução Cleaneau, uma membrana reutilizável feita de uma resina para capturar PFAS. Este é impresso em 3D na forma de um giroide cilíndrico, um volume cuja geometria oferece numerosos poros e uma grande superfície de contato, supostamente aumentando em dez vezes sua capacidade de adsorção.
Outro método é o fracionamento de espuma, que envolve PFAS flutuante suspenso em água por meio de uma espuma formada por injeção de gás. Uma técnica de flotação desenvolvida notavelmente pelo BRGM. E pela start-up Spuma, afiliada à empresa francesa de controle da poluição Valgo, que afirma ter desenvolvido um processo amigo do ambiente à base de ar e clara de ovo. “Ao fazer a água poluída borbulhar e, portanto, separar as fases líquida e gasosa, as técnicas de flotação influenciam a propriedade surfactante do PFAS”, explica Stéfan Colombano. Ou a sua capacidade de se posicionarem em interfaces entre diferentes ambientes, pelo fato de possuírem uma parte hidrofílica e uma parte hidrofóbica. É também esta propriedade físico-química que popularizou o PFAS, que encontramos hoje nos revestimentos antiaderentes de panelas ou no Gore-Tex hidrorrepelente de certas roupas.
Concorrência no mercado de despoluição
Uma vez concentrados os PFAS, chega a fase de destruição. Muitos processos estão sendo estudados, em vários níveis de maturidade, para alcançar bons rendimentos e baixos impactos ambientais. O BRGM está, por exemplo, trabalhando em duas técnicas de degradação através do projeto Promisces, financiado no âmbito do Acordo Verde Europeu, cujo objetivo é eliminar poluentes do solo e das águas subterrâneas. “Terei que ser vago porque trabalhamos com industriais que querem patentear”, alerta Stéfan Colombano, integrante do projeto. Este é o caso da maioria das pesquisas sobre a remediação de PFAS, tornadas opacas pelo financiamento privado de fabricantes que desejam garantir uma fatia do mercado para a destruição de ‘químicos eternos’ na preparação para regulamentações iminentes.
“O tema da destruição do PFAS é extremamente delicado. É quem patenteia e publica mais rápido, explica Stéfan Colombano. A competição é muito forte. » Tudo o que ele pode dizer é que suas técnicas permitem extrair a grande maioria dos átomos de flúor do PFAS, mas sob condições controladas de laboratório e ainda com bastante consumo de energia. Estes vêm sendo testados em maior escala desde novembro na plataforma experimental BRGM Prime, em Orléans, em um tanque modular de 120 metros cúbicos, simulando solo natural e lençol freático para estudar a circulação, evolução e remediação de poluentes em condições, assegura o BRGM, “muito próximo do in situ mas muito melhor controlado” .
Som e luz
Uma dessas duas técnicas de degradação utiliza a sonoquímica. Esse ramo da química, que explora a energia acústica do ultrassom, já é utilizado para desinfecção de equipamentos médicos. Durante a conferência “PFAS: questões e alternativas”, realizada nos dias 27 e 28 de março na sede do CNRS em Paris, o químico Sergey Nikitenko (CNRS), do Instituto Marcoule de Química Separativa, explicou como funciona: “Projetamos alta- ultrassom de frequência através de água poluída, e esses ultrassons criam um fenômeno de cavitação: formam pequenas bolhas que oscilam até implodir. Isso faz com que condições extremas se formem dentro de cada bolha, que podem ser consideradas pequenos reatores. (…) No momento da implosão, observamos no seu centro a formação de um plasma com vida útil muito curta e temperatura de até 6.000 °C. A degradação do PFAS ocorre então na interface líquido-gás. (…) Após três horas de tratamentos sucessivos, conseguimos eliminar entre 98% e 99% dos PFAS, com a formação de produtos intermédios cuja natureza ainda não foi determinada.» O investigador, que trabalha na degradação sonoquímica do PFAS em colaboração com Valgo, também reconheceu durante esta conferência que a eficácia deste método nos chamados PFAS de “cadeia curta” foi muito menos estudada.
Enquanto alguns usam som, outros usam luz. Mais particularmente ao ultravioleta (UV), um tipo de fóton muito energético conhecido por danificar o nosso DNA ao quebrar as ligações entre os átomos. Madjid Mohseni, professor de engenharia química, biológica e ambiental da Universidade da Colúmbia Britânica, em Vancouver (Canadá), explica como aproveita essas propriedades: “Projetamos UV de comprimento de onda curto – menos de 200 nanômetros – em tanques com pré-concentração de água. Nestes comprimentos de onda, o UV tem a energia necessária para quebrar as ligações das moléculas de água e formar espécies químicas extremamente poderosas, chamadas “radicais livres”, capazes de quebrar a ligação carbono-flúor.» Com a irradiação prolongada, os produtos intermediários tóxicos são eventualmente degradados e a desfluoração é completa.
Cada tecnologia tem suas vantagens e limitações. “Os processos baseados em fótons funcionam em condições ambientais de temperatura e pressão, e a tecnologia já está bem estabelecida, mas não funciona em águas residuais coloridas”, admite Madjid Mohseni, os pigmentos podem absorver fótons. Um fotorreator em escala piloto está atualmente em construção em Vancouver e deverá estar operacional na primavera de 2025. Outras tecnologias de fotodegradação estão sendo estudadas, como a fotocatálise, que depende do uso de nanomateriais como catalisadores. Esta abordagem foi também objeto de uma publicação na Nature no dia 20 de Novembro , reportando resultados de investigação numa fase ainda muito inicial.
Outros métodos promissores passaram da fase piloto nos Estados Unidos. Em particular aqueles que se baseiam no quarto estado da matéria, o plasma, um gás constituído por partículas carregadas (íons), cujos átomos foram dissociados sob o efeito da temperatura. A engenheira química Selma Mededovic Thagard, da Universidade Clarkson em Potsdam, Nova York, desenvolveu uma técnica baseada em plasma de baixa temperatura, gerado pela difusão de uma corrente elétrica de dezenas de milhares de volts através de um tanque de água poluída. “Um plasma então se espalha como fogo pela superfície da água, sem penetrá-la”, descreve a pesquisadora. É portanto necessário levar o PFAS disseminado na água até ao plasma.» Para fazer isso, ela e sua equipe borbulham argônio, um gás raro, do fundo do tanque, e os PFAS acumulados na interface entre o argônio e a água são transportados para a superfície, onde são destruídos pelo plasma. “Não sabemos exatamente o que destrói o PFAS neste processo”, reconhece Selma Mededovic Thagard. Mas se tratarmos a água durante tempo suficiente, a degradação é completa e apenas permanecem íons de flúor, numa concentração que não é tóxica.» Segundo a pesquisadora, a energia necessária seria equivalente à de um grande eletrodoméstico. Ela também fundou uma start-up, DMAX Plasma, para fornecer esse tipo de reator de plasma a fabricantes e agências governamentais.
Bactérias e fungos
Finalmente, algumas equipes de investigação estão voltando-se para os seres vivos e, em particular, para o mundo microbiano. “No final da década de 1970, as pesquisas em microbiologia ambiental começaram a identificar microrganismos, principalmente bactérias, capazes de degradar diversos tipos de poluentes”, relata Stéphane Vuilleumier, professor de microbiologia e biologia do meio ambiente na Universidade de Estrasburgo. Os organismos microbianos podem evoluir rapidamente, as bactérias que vivem em ambientes poluídos com PFAS poderiam de fato ter-se adaptado para resistir à sua toxicidade, degradando-os ou mesmo metabolizando-os.» Se até à data ninguém conseguiu demonstrar biologicamente a degradação do PFAS, várias equipes estão à procura do microrganismo salvador, utilizando diferentes métodos. Stéphane Vuilleumier e seu colega Michaël Ryckelynck, professor de bioquímica na Universidade de Estrasburgo, embarcaram numa abordagem exploratória ousada. Eles procuram a agulha no palheiro, nomeadamente as bactérias apropriadas numa variedade de amostras poluídas.
Microbiologista da BRGM, Marc Crampon utiliza o banco de cepas microbianas do estabelecimento público e em breve o da Universidade de Belgrado, como parte do projeto europeu PFAStwin. “Entre essas cepas e consórcios microbianos [a associação de duas ou mais populações microbianas] do solo ou da água exposta a diversos poluentes, incluindo o PFAS, estamos tentando identificar quais seriam capazes de quebrarem a ligação carbono-flúor. Olhamos tanto para as bactérias quanto para os fungos, temos que colocar todas as chances do nosso lado!, afirma o pesquisador. Para isso, colocamos os microrganismos num ambiente onde há tudo para sobreviver, exceto carbono, sendo a única fonte de carbono disponível o PFAS.» Também aqui a investigação está na seus primórdios, mas certas estirpes parecem sobressair.
Produção e análise de gotículas encapsulando bactérias, via técnica microfluídica a laser, no laboratório CNRS, IBMC em Estrasburgo, 19 de setembro de 2024. PASCAL BASTIEN PARA “LE MONDE”
Os cientistas são unânimes: o objetivo a longo prazo é combinar vários métodos para maximizar a eficiência dos processos de degradação. Na BRGM, na plataforma de Orléans, a ideia seria começar pela extração e concentração por meio de espumas, depois métodos bastante intensivos – notadamente o tratamento por ultrassom – para quebrar as moléculas inicialmente, a fim de “obter PFAS menores, e depois seguir em frente”, aos métodos biológicos “para terminar o trabalho”. “Na verdade, na química orgânica, dentro da mesma família de compostos, quanto maior a molécula, mais difícil será a degradação pelas bactérias”, lembra Marc Crampon. E para concluir: “Quanto mais complexa for a degradação dos compostos, mais tecnologias diferentes deverão ser combinadas.» E será necessária mais colaboração entre as equipes de pesquisa.
Tradução livre, parcial, de Luiz Jacques Saldanha, dezembro de 2024
