طريقة مبتكرة للقضاء على الملوثات البيئية المستعصية

يشير باركر بوفي من مجموعة كلينتك، وهي شركة أبحاث واستشارات، إلى “هناك الكثير من التدمير الذي يجب القيام به”، ملخصًا التحدي المطروح.

وهو يشير إلى مواد PFAS (مركبات بيرفلورو ألكيل وبولي فلورو ألكيل)، والمعروفة باسم “المواد الكيميائية الأبدية”.

هذه المركبات الاصطناعية شائعة في المواد اليومية مثل الملابس المقاومة للماء وأدوات الطهي غير اللاصقة ومستحضرات التجميل وتغليف المواد الغذائية.

تكمن فائدتها في مقاومتها للدهون والماء، لكن مقاومتها للتحلل تثير المخاوف، حيث تم ربطها بنتائج صحية سلبية، بما في ذلك ارتفاع مخاطر الإصابة ببعض أنواع السرطان والمشاكل الإنجابية.

تسمح لها القوة الاستثنائية لروابط الكربون والفلور بالبقاء في البيئة لعقود، بل وحتى قرون.

في حين أن الكشف عن مواد PFAS وإزالتها من الماء والتربة أمر ممكن، مما يؤدي إلى نفايات عالية التركيز، يبقى السؤال: ما هي طريقة التخلص المثلى؟

تتضمن الممارسات الحالية إما التخزين المكلف على المدى الطويل، أو الحرق (غالبًا ما يكون غير مكتمل، مما يؤدي إلى انبعاثات سامة)، أو التخلص منها في مدافن النفايات الخطرة.

ومع ذلك، تقدم شركات التكنولوجيا النظيفة الآن تقنيات مبتكرة مصممة للقضاء بشكل فعال على هذه المواد الكيميائية المستمرة.

تخضع هذه التقنيات لاختبارات صارمة في مشاريع تجريبية صغيرة النطاق مع عملاء محتملين يشملون الشركات الصناعية المصنعة ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية وحتى الجيش الأمريكي.

يسلط السيد بوفي الضوء على الإمكانات السوقية “الكبيرة والمتنامية” للشركات المتخصصة في تدمير مواد PFAS.

ويضيف أنه في حين أن السوق يتركز حاليًا في الولايات المتحدة، إلا أن مناطق أخرى بدأت في استكشاف هذه الحلول.

في المملكة المتحدة، قدمت هيئة تنظيم المياه Ofwat تمويلًا لشركات المياه للتحقيق في طرق تدمير مواد PFAS، حيث تقود Severn Trent Water مشروعًا لتقييم التقنيات والموردين المحتملين.

المحرك الرئيسي لنمو السوق في الولايات المتحدة هو المخاطر القانونية. تم رفع العديد من الدعاوى القضائية التي تزعم التلوث والأضرار المتعلقة بمواد PFAS، حيث دفعت الشركات الكيميائية الكبرى، مثل 3M، بالفعل مليارات الدولارات في تسويات الدعاوى الجماعية.

تصبح الأطر التنظيمية أيضًا أكثر صرامة في جميع أنحاء العالم.

من المقرر أن تدخل الحدود القانونية لمادتين من مواد PFAS في مياه الشرب حيز التنفيذ في الولايات المتحدة في عام 2031.

يشير السيد بوفي إلى أن مواد PFAS لا تزال قضية مدعومة من الحزبين، مع توقعات بأن تتجاوز اللوائح الأمريكية المستقبلية مياه الشرب لتشمل التفريغ الصناعي والمصادر الأخرى.

يوجد لدى الاتحاد الأوروبي أيضًا حدود قانونية لمواد PFAS في مياه الشرب، والتي يجب على الدول الأعضاء البدء في تطبيقها اعتبارًا من العام المقبل.

تتوفر تقنيات مختلفة لتدمير مواد PFAS، ولكل منها مزاياها وقيودها.

وفقًا للسيد بوفي، فإن تقنية الأكسدة الكهروكيميائية (EO) تقترب من الجاهزية التجارية.

تتضمن هذه الطريقة وضع أقطاب كهربائية في المياه الملوثة بمواد PFAS وتطبيق تيار كهربائي، مما يؤدي إلى تكسير المواد الكيميائية.

على الرغم من استهلاكها العالي للطاقة، إلا أن EO لا تتطلب درجات حرارة أو ضغوط عالية وهي سهلة التشغيل نسبيًا والاندماج في أنظمة المعالجة الحالية لتركيز مواد PFAS، وفقًا لما ذكره مارك رالف، الرئيس التنفيذي لشركة Axine Water Technologies الكندية الناشئة.

بعد مشروع تجريبي ناجح العام الماضي، باعت شركة Axine Water Technologies أول وحدة تجارية واسعة النطاق لمنتج مكونات سيارات في ميشيغان. النظام قيد التشغيل الآن، ويخطط العميل للحصول على أنظمة إضافية لمواقع أخرى.

الأكسدة المائية فوق الحرجة (SCWO) هي تقنية واعدة أخرى.

تتضمن SCWO تسخين وضغط الماء إلى حالة فوق حرجة، مما يتسبب في تكسير روابط الكربون والفلور في تيار نفايات PFAS.

يسلط كريس غانون، الرئيس التنفيذي لشركة 374Water ومقرها نورث كارولينا، الضوء على أن SCWO يمكنها معالجة كل من نفايات PFAS الصلبة والسائلة.

ويذكر أن تقنيتهم يمكنها حتى تدمير مواد PFAS في البلاستيك إذا تم طحنها.

في حين أن أنظمة SCWO يمكن أن تكون باهظة الثمن للشراء والصيانة نظرًا لأن العملية المكثفة تتطلب مفاعلًا معقدًا وتنظيفًا منتظمًا، إلا أنها يمكن أن تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة إذا تم تركيز مواد PFAS قبل المعالجة.

تختبر مدينة أورلاندو في فلوريدا حاليًا تقنية 374Water في أكبر محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي.

يوضح آلان أيلر، مدير المشاريع الخاصة للأشغال العامة للمدينة، أنهم يعالجون القضية بشكل استباقي.

في حين أن مستويات PFAS في حمأة الصرف الصحي ليست منظمة حاليًا، إلا أنه يتوقع لوائح مستقبلية.

أفاد السيد أيلر عن رضاه عن قدرات التدمير التي لوحظت حتى الآن ولكنه ينتظر المزيد من البيانات حول موثوقية النظام.

النطاق الحالي لتقنية 374Water محدود، حيث يتعامل فقط مع جزء صغير من إنتاج الحمأة الرطبة اليومي للمرفق.

ومع ذلك، تقوم الشركة بتوسيع عملياتها، ويتوقع السيد أيلر أنه في غضون بضع سنوات، سيكون النظام قادرًا على التعامل مع جميع مواد المنشأة، “جاهزًا عندما تتطلب اللوائح ذلك”.

تشمل التقنيات الأخرى التي تقترب من الجاهزية التجارية المعالجة القلوية الحرارية المائية (HALT)، والتي تستخدم درجة حرارة عالية وضغطًا عاليًا ومادة كيميائية قلوية لتدمير مواد PFAS، وتقنية البلازما، التي تستخدم الغاز المتأين لتحليل جزيئات PFAS.

ومع ذلك، يثير جاي ميغودا، أستاذ الهندسة المدنية والبيئية في معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا، قلقًا محتملًا: توليد منتجات ثانوية ضارة لتحلل مواد PFAS.

على سبيل المثال، يمكن أن تنتج EO بخار فلوريد الهيدروجين شديد التآكل. ويؤكد على الحاجة إلى “دراسة كاملة” تأخذ في الاعتبار جميع مدخلات ومخرجات كل تقنية.

ذكرت الشركات أنها إما لا تنتج منتجات تحلل PFAS أو تعالجها بشكل كاف.

تعد وزارة الدفاع الأمريكية (DOD) شريكًا مهمًا للعديد من شركات تدمير PFAS، حيث توفر بيئات اختبار واقعية.

يعد تلوث PFAS في المواقع العسكرية الأمريكية قضية مهمة، تنبع في المقام الأول من استخدام تركيبات رغوة إطفاء الحرائق القديمة أثناء التدريبات وحالات الطوارئ، بالإضافة إلى طرق أخرى مثل تنظيف المعدات العسكرية.

يُعرف أو يشتبه في أن أكثر من 700 موقع ملوث، مما يشكل تهديدًا للمجتمعات المحيطة. سمح قرار قضائي حديث بتقديم دعاوى قضائية ضد الجيش بسبب تلوث PFAS والأضرار الناجمة عنه.

تمثل جهود التنظيف فرصة لشركات التدمير، مع مشاريع جارية أو مخطط لها في مواقع مختلفة لتقييم أداء وفعالية حلولها من حيث التكلفة.

أكملت Aquagga، وهي شركة ناشئة متخصصة في تكنولوجيا HALT، مؤخرًا مشروعًا تجريبيًا لوزارة الدفاع، حيث قامت بتدمير خليط رغوة إطفاء الحرائق وسوائل أخرى مركزة تحتوي على PFAS.

يتم حاليًا تخزين كميات هائلة من هذه الرغوة في مواقع مختلفة، ليس فقط في المواقع العسكرية.

مثل الآخرين، تتوقع Aquagga فرصة كبيرة في السنوات القادمة لتدمير الرغوة ومعالجة الأضرار البيئية المرتبطة باستخدامها.

بالإضافة إلى الجيش، يظهر تيار جديد من نفايات PFAS: توسع تصنيع رقائق الكمبيوتر المحلية في الولايات المتحدة، وهي عملية تستخدم مواد PFAS بكميات كبيرة. يقول السيد غانون من 374Water: “يمكننا تدمير ذلك”.

تجد بيانات جديدة أن أكبر بحيرة في إنجلترا تعاني من جودة مياه “سيئة” خلال أكثر شهورها ازدحامًا.

تنشر لوحة معلومات Swimfo معلومات حول جودة المياه في أماكن الاستحمام المخصصة.

تعد تقنية جديدة بدبلجة الأفلام والتلفزيون إلى لغات مختلفة دون فقدان جودة الأداء.

تقول شركة Southern Water إن مفيضًا جديدًا في Bewl سيسمح لها بتصريف المياه من الخزان بشكل أسرع.

تعمل شركة FTI Consulting على خطط طوارئ في حالة إفلاس Thames ولكن كيف انتهى بها الأمر إلى هذه الحالة؟