“C’è molta distruzione da fare”, osserva Parker Bovée di Cleantech Group, una società di ricerca e consulenza, riassumendo la sfida in questione.
Si riferisce ai PFAS (Sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche), comunemente note come “sostanze chimiche eterne”.
Questi composti sintetici sono prevalenti in oggetti di uso quotidiano come abbigliamento impermeabile, pentole antiaderenti, cosmetici e imballaggi alimentari.
La loro utilità risiede nella loro repellenza al grasso e all’acqua, ma la loro resistenza alla degradazione solleva preoccupazioni, poiché sono state collegate a esiti negativi per la salute, inclusi rischi elevati di alcuni tumori e problemi riproduttivi.
L’eccezionale forza dei loro legami carbonio-fluoro consente loro di persistere nell’ambiente per decenni, persino secoli.
Mentre il rilevamento e la rimozione dei PFAS dall’acqua e dal suolo sono realizzabili, con conseguente produzione di rifiuti concentrati ad alta resistenza, resta la domanda: qual è il metodo di smaltimento ottimale?
Le pratiche attuali prevedono lo stoccaggio a lungo termine costoso, l’incenerimento (spesso incompleto, che porta a emissioni tossiche) o lo smaltimento in discariche di rifiuti pericolosi.
Tuttavia, le aziende di tecnologie pulite stanno ora introducendo tecniche innovative progettate per eliminare efficacemente queste sostanze chimiche persistenti.
Queste tecnologie sono sottoposte a test rigorosi in progetti pilota su piccola scala con potenziali clienti che includono produttori industriali, impianti municipali di trattamento delle acque reflue e persino l’esercito statunitense.
Mr. Bovée evidenzia il potenziale di mercato “ampio e in crescita” per le aziende specializzate nella distruzione dei PFAS.
Sebbene il mercato sia attualmente concentrato negli Stati Uniti, altre regioni stanno iniziando a esplorare queste soluzioni, aggiunge.
Nel Regno Unito, l’autorità di regolamentazione idrica Ofwat ha fornito finanziamenti alle società idriche per studiare i metodi di distruzione dei PFAS, con Severn Trent Water alla guida di un progetto per valutare potenziali tecnologie e fornitori.
Un fattore chiave della crescita del mercato negli Stati Uniti è il rischio legale. Sono state intentate numerose cause legali che denunciano la contaminazione e i danni correlati ai PFAS, con i principali produttori chimici, come 3M, che hanno già pagato miliardi di dollari in accordi di class action.
Anche i quadri normativi stanno diventando sempre più severi in tutto il mondo.
I limiti legali per due PFAS nell’acqua potabile entreranno in vigore negli Stati Uniti nel 2031.
Mr. Bovée osserva che i PFAS rimangono una questione bipartisan, con l’aspettativa che le future normative statunitensi si estenderanno oltre l’acqua potabile per includere gli scarichi industriali e altre fonti.
Anche l’UE ha limiti legali per i PFAS nell’acqua potabile, che gli Stati membri devono iniziare a far rispettare dal prossimo anno.
Sono disponibili varie tecnologie per la distruzione dei PFAS, ognuna con i propri vantaggi e limiti.
Secondo Mr. Bovée, la tecnologia di ossidazione elettrochimica (EO) si sta avvicinando alla preparazione commerciale.
Questo metodo prevede l’inserimento di elettrodi in acqua contaminata da PFAS e l’applicazione di una corrente elettrica, che scompone le sostanze chimiche.
Sebbene ad alta intensità energetica, l’EO non richiede temperature o pressioni elevate ed è relativamente facile da utilizzare e integrare nei sistemi di trattamento esistenti per la concentrazione dei PFAS, secondo Mark Ralph, CEO della start-up canadese Axine Water Technologies.
A seguito di un progetto pilota di successo lo scorso anno, Axine Water Technologies ha venduto la sua prima unità su scala commerciale a un produttore di componenti automobilistici nel Michigan. Il sistema è ora operativo e il cliente prevede di acquisire sistemi aggiuntivi per altri siti.
L’ossidazione in acqua supercritica (SCWO) è un’altra tecnologia promettente.
La SCWO prevede il riscaldamento e la pressurizzazione dell’acqua a uno stato supercritico, causando la rottura dei legami carbonio-fluoro nel flusso di rifiuti di PFAS.
Chris Gannon, CEO di 374Water con sede in North Carolina, sottolinea che la SCWO può trattare sia rifiuti solidi che liquidi di PFAS.
Afferma che la loro tecnologia può persino distruggere i PFAS nelle plastiche se vengono macinate.
Sebbene i sistemi SCWO possano essere costosi da acquistare e mantenere a causa dell’intenso processo che richiede un reattore complesso e una pulizia regolare, può essere più conveniente se i PFAS vengono concentrati prima del trattamento.
La città di Orlando in Florida sta attualmente testando la tecnologia di 374Water nel suo più grande impianto di trattamento delle acque reflue.
Alan Oyler, responsabile dei progetti speciali per i lavori pubblici della città, spiega che stanno affrontando la questione in modo proattivo.
Sebbene i livelli di PFAS nei fanghi di depurazione non siano attualmente regolamentati, prevede future normative.
Mr. Oyler riferisce di essere soddisfatto delle capacità di distruzione osservate finora, ma è in attesa di ulteriori dati sull’affidabilità del sistema.
L’attuale scala della tecnologia di 374Water è limitata, gestendo solo una frazione della produzione giornaliera di fanghi umidi dell’impianto.
Tuttavia, l’azienda sta ampliando le sue operazioni e Mr. Oyler prevede che entro pochi anni il sistema sarà in grado di gestire tutto il materiale dell’impianto, “pronto per quando le normative lo richiederanno”.
Altre tecnologie che si avvicinano alla preparazione commerciale includono il trattamento alcalino idrotermale (HALT), che utilizza alta temperatura, alta pressione e una sostanza chimica alcalina per distruggere i PFAS, e la tecnologia basata sul plasma, che impiega gas ionizzato per degradare le molecole di PFAS.
Tuttavia, Jay Meegoda, professore di ingegneria civile e ambientale presso il New Jersey Institute of Technology, solleva una potenziale preoccupazione: la generazione di sottoprodotti di degradazione dei PFAS dannosi.
Ad esempio, l’EO può produrre vapore di fluoruro di idrogeno altamente corrosivo. Sottolinea la necessità di uno “studio completo” che tenga conto di tutti gli input e output di ciascuna tecnologia.
Le aziende hanno affermato di non produrre sottoprodotti di degradazione dei PFAS o di affrontarli adeguatamente.
Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti (DOD) è stato un partner importante per molte aziende di distruzione dei PFAS, fornendo ambienti di test nel mondo reale.
La contaminazione da PFAS nei siti militari statunitensi è un problema significativo, derivante principalmente dall’uso di formulazioni di schiuma antincendio più vecchie durante esercitazioni di addestramento ed emergenze, nonché da altre vie come la pulizia di attrezzature militari.
Più di 700 siti sono noti o sospettati di essere contaminati, ponendo una minaccia alle comunità circostanti. Una recente decisione del tribunale ha aperto la strada a cause legali per contaminazione e danni da PFAS contro l’esercito.
Gli sforzi di bonifica rappresentano un’opportunità per le aziende di distruzione, con progetti in corso o pianificati in vari siti per valutare le prestazioni e la redditività delle loro soluzioni.
Aquagga, una start-up specializzata nella tecnologia HALT, ha recentemente completato un progetto dimostrativo per il DOD, distruggendo una miscela di schiuma antincendio e altri liquidi concentrati contenenti PFAS.
Immensi volumi di questa schiuma sono attualmente stoccati in vari luoghi, non solo nei siti militari.
Come altri, Aquagga prevede un’opportunità significativa nei prossimi anni per distruggere la schiuma e rimediare al danno ambientale associato al suo utilizzo.
Oltre all’esercito, sta emergendo un nuovo flusso di rifiuti di PFAS: l’espansione della produzione nazionale di chip per computer negli Stati Uniti, un processo che utilizza PFAS in grandi quantità. “Possiamo distruggerlo”, afferma Mr. Gannon di 374Water.
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