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Os “produtos químicos eternos” estão por toda parte – água, solo, plantações, animais, o sangue de 97% dos americanos – pesquisadores da Faculdade de Engenharia da Universidade de Drexel estão tentando descobrir como eles chegaram lá. Suas descobertas recentes sugerem que os micróbios que ajudam a decompor materiais biodegradáveis e outros resíduos provavelmente são cúmplices da liberação das notórias substâncias per e polifluoralquil (PFAS) no meio ambiente.
Em um artigo publicado na revista Royal Society of Chemistry Processos e impactos da ciência ambiental, o grupo mostrou como o PFAS – produtos químicos que foram amplamente utilizados em produtos resistentes à água, ao calor e a manchas e foram associados a sérios problemas de saúde – podem ser lixiviados de fertilizantes feitos de resíduos reciclados com a ajuda da decomposição microbiana. A descoberta pode ajudar a explicar como o PFAS se acumula no solo, plantações e águas subterrâneas em terras agrícolas em todo o país.
“Como atualmente não é possível eliminar o PFAS do meio ambiente, é importante entender tudo o que pudermos sobre como ele é capaz de persistir e se acumular tão amplamente no mundo natural”, disse o coautor Asa Lewis, PhD, que liderou o estudo pesquisa como estudante de doutorado na Drexel junto com engenheiros ambientais da Temple University. “Nosso trabalho mostra como o intemperismo microbiano se encaixa na via de disseminação do PFAS a partir de biossólidos”.
De acordo com a Agência de Proteção Ambiental, cerca de metade de todos os resíduos de esgoto nos EUA – cerca de 4,5 milhões de toneladas métricas – é tratada e convertida em lodo, chamado resíduo biossólido. Cerca de metade disso passa por tratamento adicional para remover contaminantes biológicos e químicos e é convertido em um produto fertilizante. Nos últimos 50 anos, este fertilizante tem sido usado em todo o país em terras agrícolas, jardins residenciais e paisagismo.
Mas pesquisas no ano passado levantaram preocupações sobre esse uso generalizado quando revelaram que o PFAS pode persistir em fertilizantes biossólidos, apesar do processo de tratamento.
“Sabemos que os micróbios existem no lodo biossólido mesmo após o processo de tratamento de estabilização e, dado o papel que desempenham na decomposição de compostos orgânicos, como gorduras, proteínas e resíduos de polissacarídeos nos biossólidos, queríamos examinar como o intemperismo microbiano desses compostos orgânicos podem afetar o potencial de lixiviação de PFAS de biossólidos ao longo do tempo, porque acredita-se que os compostos PFAS se ater a esses compostos”, disse Christopher Sales, PhD, professor associado da Faculdade de Engenharia e coautor do estudo.
Para isso, a equipe coletou amostras de biossólidos que passaram por um dos três tipos de tratamento – digestão aeróbica, digestão anaeróbica ou compostagem – em instalações de reciclagem e reúso de águas residuais. O conteúdo de cada amostra foi testado para determinar o nível inicial de matéria orgânica, proteínas e lipídios e a concentração de PFAS nesses diferentes tipos de biossólidos. Essas amostras foram então colocadas em uma câmara ambientalmente controlada por três meses para procurar indicadores de atividade microbiana, especialmente degradação de orgânicos, lipídios e proteínas, e procuraram ver como essa atividade microbiana afetava a quantidade de PFAS que partia dos biossólidos para a água.
Os pesquisadores descobriram que as amostras com o nível mais alto de atividade microbiana também demonstraram o nível mais alto de partição de PFAS – um indicador de que esse lodo biossólido seria mais suscetível à lixiviação de PFAS.
Os resultados demonstraram que esse aumento na partição de PFAS ao longo dos três meses, especialmente nos primeiros 10 dias do experimento, é provavelmente devido à quebra de proteínas e lipídios no biossólido pelos micróbios, o que permite que o PFAS se espalhe ou particione como água passa.
“Este trabalho fornece evidências de que os processos de intemperismo microbiano que levam à degradação da matéria orgânica e dos biopolímeros – conforme indicado pela atividade da lipase, atividade da protease e taxa de consumo de oxigênio, bem como alterações nos lipídios, proteínas e conteúdo orgânico – podem afetar Particionamento de PFAS e aumento do potencial de lixiviação em biossólidos”, escreveram os autores.
A equipe observou que os resultados provavelmente implicam micróbios no processo de lixiviação de PFAS de biossólidos depois de aplicados no solo, mas são necessárias mais pesquisas para confirmar como eles são transportados pelos solos para águas superficiais, como rios e lagos, águas subterrâneas e como eles se bioacumulam em plantações e animais que podem pastar onde os biossólidos são aplicados. Além disso, a taxa de intemperismo do biossólido na natureza pode ser muito diferente do estudo de laboratório, considerando o papel que a chuva, a irradiação solar e os distúrbios físicos afetam o intemperismo do solo ao ar livre.
A equipe afirma que, para que agências como a EPA forneçam orientações precisas sobre o risco de PFAS e níveis aceitáveis de contaminação, entender o caminho dos “produtos químicos eternos” é uma informação crítica.
“Esta pesquisa fornece evidências de que o PFAS pode lixiviar de biossólidos em diferentes métodos de estabilização no tratamento de águas residuais”, disse Lewis. “E fornece mais suporte para a necessidade de regulamentação ou tratamento avançado em estações de tratamento de águas residuais para reduzir os impactos ao meio ambiente.”
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