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Em um estudo recente, Feng “Frank” Xiao e colegas da Universidade de Missouri demonstraram um método inovador usando aquecimento por indução térmica para quebrar rapidamente o PFAS deixado na superfície de dois materiais sólidos – carvão ativado granular e resinas de troca aniônica – após esses materiais foram usados para filtrar PFAS de sistemas municipais de água. O objetivo da equipe é limpar os materiais antes de serem descartados adequadamente.
PFAS é um grupo de produtos químicos sintéticos comumente encontrados em produtos domésticos e industriais, como espuma de combate a incêndio, embalagens de alimentos e panelas antiaderentes. O método é baseado no efeito de aquecimento Joule, que utiliza o processo de indução eletromagnética dentro de um reator metálico.
“Neste estudo, exploramos o uso de uma técnica de engenharia usada para derreter metais”, disse Xiao. “Este método produziu 98% de degradação de PFAS na superfície de absorventes como carvão ativado granular e resinas de troca aniônica após apenas 20 segundos, o que torna este processo altamente eficiente em termos de energia e muito mais rápido do que os métodos convencionais.”
Nos últimos anos, os especialistas levantaram preocupações sobre os riscos à saúde humana decorrentes da exposição ambiental aos PFAS, incluindo o desenvolvimento de câncer e outros problemas graves de saúde. Xiao, cujo cargo é no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, disse que embora o PFAS possa ser filtrado da água usando adsorventes, o descarte de adsorventes usados ou “gastos” também cria problemas de contaminação ambiental.
“Como o grupo de produtos químicos conhecidos como PFAS geralmente resiste à degradação, eles representam desafios consideráveis para os processos de tratamento estabelecidos, incluindo as práticas de descarte de resíduos para materiais usados como filtros, como carvão ativado granular e resinas de troca aniônica”, disse Xiao.
Xiao dedicou sua carreira à pesquisa de maneiras de remover PFAS do meio ambiente com segurança, inclusive demonstrando recentemente eficiência semelhante com o uso de aquecimento por indução para degradar rapidamente PFAS no solo. Ele disse que o estudo atual também se inspirou na recente proposta de regulamentação da Agência de Proteção Ambiental (EPA) que, se finalizada, exigiria que os sistemas públicos de água nos EUA monitorassem e reduzissem a contaminação de PFAS na água potável e nos adsorventes usados.
As desvantagens potenciais desse método incluem subprodutos criados durante esse processo – espécies orgânicas fluoradas e fluoreto de hidrogênio. Embora esses subprodutos sejam considerados tóxicos para consumo por meio da respiração ou ingestão, Xiao tem uma solução.
“Se os produtos fluorados orgânicos gasosos não forem degradados durante o aquecimento por indução, será necessário um tratamento de redução para removê-los ou degradá-los”, disse Xiao. “No entanto, com base em meus estudos anteriores, alguns desses produtos podem ser degradáveis por abordagens térmicas regulares. Simultaneamente, a geração de fluoreto de hidrogênio é aumentada, o que é desejável porque significa maior mineralização ou decomposição do PFAS. Descobrimos o fluoreto de hidrogênio pode ser removido simplesmente usando argila ou solo em temperaturas moderadas.”
“Transição de fase térmica e degradação rápida de produtos químicos permanentes (PFAS) em meios usados usando aquecimento por indução”, foi publicado em ACS ES&T Engenharia, um jornal da American Chemical Society. O estudo foi financiado pelo Programa CAREER da National Science Foundation dos EUA, pelo SERDP do Departamento de Defesa dos EUA e pelo Serviço Geológico dos EUA. O conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente a opinião oficial das agências financiadoras.
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