Bioodpady. Nie brzmi to zbyt apetycznie i szczerze mówiąc, nie powinno. Są to pozostałości osadów z komunalnych oczyszczalni ścieków. Każdego roku miliony ton tej bogatej w składniki odżywcze gnojowicy rozrzucane są na polach uprawnych w USA. Od kilkudziesięciu lat sprzedawany jest jako naturalna alternatywa dla nawozów. Bez wątpienia cud recyklingu. Dopóki nie odkryliśmy haczyka.
Szlam ten jest nasycony PFAS.
Tak zwane „wieczne chemikalia”. Nie rozkładają się. Wiązanie węgiel-fluor w tych cząsteczkach jest niezwykle silne. Nie boi się ciepła, wody i reakcji chemicznych. Gdy PFAS dostanie się do gleby, nie znika. Pozostają tam, gromadząc się rok po roku. A potem? Trafiają do zbiorników wodnych. Lub, co gorsza, są wchłaniane przez rośliny uprawne i przemieszczają się w górę łańcucha pokarmowego.
To nie tylko cecha ekologiczna. To kryzys zdrowotny, który może się wydarzyć.
Ukryty koszt skażonej gleby
Mali rolnicy. Producenci ekologiczni. Oni cierpieli najbardziej. Używali nawozów zawierających PFAS na długo, zanim ktokolwiek zdał sobie sprawę z pełnej skali problemu. Teraz muszą zapłacić rachunek za sprzątanie. A ten wynik jest astronomiczny.
Obecne metody rekultywacji kosztują od 800 000 do 1,6 miliona dolarów na hektar. Jeśli szacujesz, krajowy koszt sprzątania wyniesie około 8 bilionów dolarów. Kto za to zapłaci? Nikt. To niemożliwe. Dlatego kontynuujemy uprawę na zatrutej glebie, mając nadzieję na najlepsze.
Dlatego badacze z Uniwersytetu Yale, kierowani przez badacza środowiska Jacka Thompsona, zaproponowali inną ścieżkę. Ich metoda, opublikowana w Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), obniża koszt do około 29 000 dolarów.
Ile, 29 000 dolarów?
Tak. Udział poprzedniej ceny. I nie tylko jest tańsze, ale także poprawia jakość gleby, zamiast ją zubożać.
Dlaczego PFAS jest tak trudny do wyeliminowania
Aby zrozumieć rozwiązanie, należy przyjrzeć się sednu problemu. Według badania Agencji Ochrony Środowiska (EPA) z 2001 r. Stany Zjednoczone produkują rocznie od 2740 do 3450 ton metrycznych PFAS w bioodpadach. Połowa z nich trafia na gleby rolne.
PFAS jest trwały. Gromadzą się. Badania na ludziach powiązały narażenie na te chemikalia z chorobami układu krążenia, stwardnieniem rozsianym, problemami z płodnością i różnymi rodzajami nowotworów. Badania laboratoryjne i badania na zwierzętach potwierdzają to, wykazując szkodliwy wpływ na reprodukcję. Oczywiście powiązania są nadal badane. Jednak tendencja jest jasna: PFAS w glebie, w której uprawiamy żywność, to zła wiadomość.
„Chociaż to badanie koncentruje się na Stanach Zjednoczonych, PFAS stanowią problem na całym świecie” – zauważa Thompson.
Stary sposób czyszczenia? Wykop to. Oparzenie. Usuń zanieczyszczoną wierzchnią warstwę gleby i spal ją. Skuteczny? Może. Zrównoważony? Absolutnie nie. Tracisz wierzchnią warstwę gleby. Wypuszczasz do atmosfery ogromne ilości dwutlenku węgla. Jest to rozwiązanie krótkoterminowe, powodujące długotrwałe szkody.
Rozwiązanie z kamieniami i roślinami
Nowa metoda rozpoczyna się od pokruszonych skał alkalicznych. Bazalt. Wapień również się sprawdzi. Rozrzucasz tę skałę na skażonych polach. Proces ten nazywany jest „wzmocnionym wietrzeniem” i podnosi pH gleby do około 7.
Dlaczego pH jest ważne? Ponieważ zwiększa mobilność i biodostępność niektórych PFAS, takich jak PFOS i PFCA.
Kiedy substancje chemiczne stają się bardziej aktywne w glebie, wprowadzasz hiperakumulatory. Rośliny takie jak konopie lub zioła wieloletnie. Gatunki te są znane ze swojej zdolności do szybkiego wchłaniania PFAS. Pobierają truciznę z ziemi.
Potem przychodzi trudna część. Zbierasz te rośliny. You pyrolyze them. Jest to obróbka cieplna bez dostępu tlenu. Wynik? Biochar (biotane).
Biowęgiel ten można ponownie zastosować na polu. It acts like a sponge. Unieruchamia wszelkie pozostałości PFAS pozostałe w glebie, zapobiegając przedostawaniu się ich do roślin paszowych dla zwierząt gospodarskich i ludzi.
Ale są pytania. Co dzieje się z PFAS podczas pirolizy? Ostatnie badania sugerują, że aby dostatecznie rozłożyć te chemikalia, temperatura musi osiągnąć co najmniej 800°C (1472°F). Jeśli nie zapewnisz odpowiedniej temperatury, po prostu przeniesiesz problem z miejsca na miejsce.
Carbon balance
Istnieje tu równanie ekonomiczne wykraczające poza dolary. Mówimy o węglu Rode.
Piroliza wymaga wysokiej temperatury. Transport wymaga paliwa. Obydwa procesy emitują gazy cieplarniane. Jednak proces wzmożonego wietrzenia – niszczenia skał – usuwa węgiel z atmosfery. Thompson i jego zespół dokonali obliczeń. Te dwa procesy wzajemnie się kompensują.
Co więcej, gdyby Stany Zjednoczone wdrożyły ten proces na skalę przemysłową, szacują, że mogłyby wydobyć 10,5 ton CO2 rocznie.
Okazuje się, że regeneracja gleby może pomóc w ochłodzeniu planety.
Droga naprzód dla rolników
Nauka wciąż się rozwija. Los PFAS na różnych etapach oczyszczania nie jest w pełni poznany. Ale potencjał jest nieoceniony.
„To prawdziwy sposób na zapewnienie rolnikom możliwości prawdziwego zarządzania swoją ziemią” – mówi Thompson. „I zostaw glebę w lepszym stanie niż wcześniej.”
Od lat mówi się rolnikom, aby nadal wykorzystywali bioodpady. Teraz mają możliwość naprawienia szkód bez bankructwa. To nie jest idealne. Nadal nie są znane czynniki dotyczące progów temperatur i długoterminowej dynamiki gleby. But it’s cheaper. It’s less destructive. I może to być jedyny sposób, aby poradzić sobie z „wiecznymi chemikaliami”, które już pozostawiliśmy.
Soil health improves. Koszty są zmniejszone. Substancje chemiczne są wychwytywane, a nie po prostu przesyłane. Czy to wystarczy? Może. Ale na razie jest to lepsze niż pozostawienie ich tam samych.
