Uma equipa internacional de cientistas identificou uma forma recorde de remover da água contaminada uma classe de poluentes conhecidos como “químicos eternos”.
Segundo o autor principal do estudo, o engenheiro Youngkun Chung, da Rice University (EUA), a técnica de filtração desenvolvida consegue reter grandes quantidades de substâncias per- e polifluoroalquiladas (PFAS) cerca de "100 times faster than commercial carbon filters".
PFAS: os “químicos eternos” e os riscos associados
Os PFAS são compostos sintéticos aplicados para proteger superfícies contra água, fogo e gordura. Produzidos desde a década de 1940, aparecem em impermeáveis, estofos, frigideiras antiaderentes, embalagens alimentares, espumas de combate a incêndios, entre muitos outros produtos.
A sua durabilidade é, precisamente, o problema: a ligação carbono–flúor no centro destas moléculas é tão resistente que se estima que os PFAS possam demorar milhares de anos a degradar-se.
Entretanto, estes contaminantes já se disseminaram pela água, pelo solo, pelo ar e até pelos nossos organismos. Isso é preocupante porque, pelo menos, dois destes “químicos eternos” - PFOA e PFOS - estão associados a cancro, doenças cardiovasculares, problemas de fertilidade e malformações congénitas.
E o desafio não termina aí: existem atualmente mais de 12.000 outras variantes no mercado, com efeitos na saúde ainda largamente desconhecidos.
Governos e indústria têm tentado responder a esta contaminação, mas as soluções disponíveis tendem a ser lentas e, nalguns casos, geram resíduos secundários.
Filtração de PFAS com LDH (hidróxido duplo em camadas)
A nova abordagem baseia-se num material do tipo hidróxido duplo em camadas (LDH), formulado com cobre e alumínio, em conjunto com nitrato.
Chung descreve um salto de desempenho muito expressivo: "This LDH compound captured PFAS more than 1,000 times better than other materials," afirma. "It also worked incredibly fast, removing large amounts of PFAS within minutes, about 100 times faster than commercial carbon filters."
O comportamento do material está ligado à sua arquitetura: as camadas de cobre e alumínio apresentam um ligeiro desequilíbrio de carga, o que ajuda a atrair moléculas de PFOA. Uma vez capturadas, estas moléculas ligam-se firmemente ao filtro.
Regeneração do material e destruição do PFOA
Depois de o material adsorvente ficar saturado com PFOA, a equipa aqueceu o LDH e adicionou carbonato de cálcio. Este passo permitiu “limpar” o LDH para que possa ser reutilizado e, ao mesmo tempo, retirar ao PFOA a sua estrutura de flúor, destruindo-o de forma eficaz.
O engenheiro da Rice University Michael Wong explicou ao The Guardian que o material remanescente, composto por flúor e cálcio, pode ser encaminhado para aterro em segurança.
Wong sublinha ainda: "We are excited by the potential of this one-of-a-kind LDH-based technology to transform how PFAS-contaminated water sources are treated in the near future."
Resultados em laboratório e aplicações futuras
Apesar de a tecnologia ainda estar numa fase inicial, os resultados laboratoriais já indicam um potencial muito elevado, em particular para o PFOA. O filtro mostrou-se eficaz em testes realizados com água contaminada por PFAS proveniente de rios, da rede (torneira) e de estações de tratamento de águas residuais.
Os investigadores esperam que, no futuro, esta solução possa ser integrada de forma simples em sistemas de tratamento de água para consumo e em infraestruturas de tratamento de águas residuais.
O estudo foi publicado na Advanced Materials.
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