Биоотходы. Звучит не слишком аппетитно, и, по правде говоря, так и должно быть. Это остатки ила от муниципальных очистных сооружений. Ежегодно миллионы метрических тонн этой питательной жижи разносят по фермерским угодьям США. Десятилетиями ее продавали как натуральную альтернативу удобрениям. Чудо переработки, несомненно. Пока мы не обнаружили подвох.
Этот ил насыщен ПФАС.
Так называемые «вечные химикаты». Они не разлагаются. Связь углерода с фтором в этих молекулах чрезвычайно прочна. Она не боится ни тепла, ни воды, ни химических реакций. Попадая в почву, ПФАС не исчезает. Они остаются там, накапливаясь год за годом. А затем? Они попадают в водоемы. Или, что еще хуже, впитываются культурами, поднимаясь по пищевой цепочке.
Это не просто экологическая особенность. Это кризис здоровья, который вот-вот произойдет.
Скрытая стоимость загрязненной почвы
Мелкие фермеры. Органические производители. Они пострадали сильнее всего. Они использовали удобрения, содержащие ПФАС, задолго до того, как кто-либо осознал полный масштаб проблемы. Теперь им предстоит оплатить счет за очистку. И счет этот астрономический.
Текущие методы ремедиации стоят от $800 000 до $1,6 млн за гектар. Если прикинуть, то национальные затраты на очистку составят около $8 триллионов. Кто за это заплатит? Никто. Это невозможно. Поэтому мы продолжаем вести сельское хозяйство на отравленной земле, надеясь на лучшее.
Именно поэтому исследователи из Йельского университета под руководством ученого-эколога Джека Томпсона предложили иной путь. Их метод, опубликованный в Труд Национальной академии наук (PNAS), снижает стоимость примерно до $29 000.
Чего, $29 000?
Да. Доля от предыдущей цены. И это не только дешевле, но и улучшает состояние почвы, а не истощает ее.
Почему ПФАС так трудно устранить
Чтобы понять решение, нужно посмотреть на суть проблемы. Согласно опросу Агентства по охране окружающей среды (EPA) 2001 года, в США ежегодно производится от 2740 до 3450 метрических тонн ПФАС в биоотходах. Половина из них попадает в сельскохозяйственные почвы.
ПФАС стойки. Они накапливаются. Исследования на людях связывают воздействие этих химикатов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, рассеянным склерозом, проблемами с фертильностью и различными видами рака. Лабораторные и животные исследования подтверждают это, показывая репродуктивный вред. Связи все еще изучаются, конечно. Но тенденция очевидна: ПФАС в почве, где мы выращиваем пищу, — это плохие новости.
«Хотя это исследование сосредоточено на США, ПФАС являются проблемой во всем мире», — отмечает Томпсон.
Старый способ очистки? Выкопать. Сжечь. Извлечь загрязненный верхний слой почвы и сжечь его. Эффективно? Возможно. Устойчиво? Абсолютно нет. Вы теряете верхний слой почвы. Вы выбрасываете в атмосферу огромные количества углекислого газа. Это краткосрочное решение с долгосрочным ущербом.
Решение с помощью камней и растений
Новый метод начинается с измельченных щелочных горных пород. Базальта. Известняк тоже подойдет. Вы распределяете эту породу по загрязненным полям. Этот процесс называется «усиленное выветривание» и повышает pH почвы примерно до 7.
Почему важен pH? Потому что это увеличивает подвижность и биодоступность определенных ПФАС, таких как ПФОС и ПФКА.
Когда химикаты становятся более активными в почве, вы вводите гипераккумуляторы. Растения, такие как конопля или многолетние травы. Эти виды известны своей способностью быстро впитывать ПФАС. Они забирают яд из земли.
Затем начинается самая хитрая часть. Вы собираете эти растения. Вы подвергаете их пиролизу. Это термическая обработка без доступа кислорода. Результат? Биочар (биотан).
Этот биочар можно повторно нанести на поле. Он действует как губка. Он иммобилизует любые остаточные ПФАС, оставшиеся в почве, предотвращая их переход в кормовые культуры для скота или людей.
Но есть вопросы. Что происходит с ПФАС во время пиролиза? Недавние исследования показывают, что температура должна достигать как минимум 800°C (1472°F), чтобы достаточно разрушить эти химикаты. Если вы не обеспечите нужную температуру, вы просто переместите проблему с места на место.
Углеродный баланс
Здесь есть экономическое уравнение, выходящее за рамки долларов. Речь идет об угле Роде.
Для пиролиза требуется высокий нагрев. Транспортировка требует топлива. Оба процесса выделяют парниковые газы. Но процесс усиленного выветривания — разрушение породы — извлекает углерод из атмосферы. Томпсон и его команда провели расчеты. Эти два процесса компенсируют друг друга.
Более того, если бы США внедрили этот процесс в промышленных масштабах, они оценивают, что он мог бы извлекать 10,5 метрических тонн CO2 каждый год.
Оказывается, восстановление почвы может помочь охладить планету.
Путь вперед для фермеров
Наука все еще развивается. Судьба ПФАС на различных стадиях этой очистки до конца не изучена. Но потенциал неоценим.
«Это реальный путь, чтобы дать фермерам возможность реально управлять своей землей», — говорит Томпсон. «И оставить почву в лучшем состоянии, чем она была до этого».
Годы фермерам говорили, что нужно продолжать применять биоотходы. Теперь им дают способ устранить ущерб без банкротства. Это не идеально. Есть еще неизвестные факторы, касающиеся температурных порогов и долгосрочной динамики почвы. Но это дешевле. Это менее разрушительно. И это, возможно, единственный способ справиться с «вечными химикатами», которые мы уже оставили позади.
Здоровье почвы улучшается. Затраты снижаются. Химикаты захватываются, а не просто перемещаются. Достаточно ли этого? Возможно. Но сейчас это лучше, чем просто оставить их там сидеть.
