علماء يتوصلون إلى طريقة لتفتيت المواد الكيميائية الضارة في الأدوات المنزلية

كشف بحث جديد أن علماء الكيمياء قد ابتكروا، لأول مرة، طريقة لتدمير “المواد الكيميائية إلى الأبد”، بطريقة منخفضة التكلفة.

وربط العلماء بين التعرض لمستويات معينة من المواد المعروفة باسم “الفاعلات بالسطح الفلورية”، وهي من مركبات الفلور، بمخاطر صحية منها السرطان والتشوهات الخلقية.

وقال البحث إن مقاومة هذه المواد للماء والزيت والبقع تجعلها مفيدة للغاية. ذلك تستخدم في مئات من الأشياء اليومية، بدءاً من أواني القلي وصولاً إلى مستحضرات التجميل.

لكن تلك الخصائص هي التي تجعل من الصعب تدميرها.

وتعرف هذه المواد اختصاراً باسم PFAS، ويوجد منها حوالي 4,500 من هذه المركبات المؤلفة من ذرات الفلور. وتوجد تقريباً في كل منزل في جميع أنحاء العالم داخل منتجات تشمل تغليف المواد الغذائية، وأدوات الطهي غير اللاصقة، ومعدات الوقاية من المطر، والمواد اللاصقة، والورق، والدهانات.

وتوجد هذه المواد بمستويات منخفضة في مياه الأمطار على مستوى العالم، لكن إذا تسربت إلى الماء أو التربة بمستوى عالٍ، يمكن أن تصبح مصدر قلق خطير.

ولا تزال الأبحاث جارية لتحديد كيف يمكن أن تؤدي مستويات التعرض لتلك المواد، إلى تأثيرات صحية مختلفة.

تقول إلسي سندرلاند، أستاذة الكيمياء البيئية في جامعة هارفارد، لبي بي سي: “هناك ارتباط بين التعرض (لذرات الفلور) والنتائج السلبية في كل عضو حيوي رئيسي من جسم الإنسان”.

ولم تكن الطرق المعروفة لتدمير “الفاعلات بالسطح الفلورية”، مثل الحرق، ناجحة للغاية – إذ أنها تتطلب درجات حرارة عالية للغاية ومكلفة.

ويقول بحث جديد، أجراه علماء في جامعة نورث وسترن الأمريكية، إن تمكن من تحقيق “ما كان يبدو مستحيلا” ودمر تلك المواد باستخدام درجة حرارة منخفضة ومواد رخيصة التكلفة.

وقد يكون هذا مفيداً للغاية في مساعدة المجتمعات التي تعاني من تلوث عالي المستوى، وفقاً لسندرلاند، وهي ليست عضوة في فريق البحث.

ويعود السبب الرئيسي في صعوبة تدمير “الفاعلات بالسطح الفلورية” إلى أنها تحتوي على العديد من روابط الكربون والفلور – أقوى الروابط في الكيمياء العضوية.

لكن هذه الروابط هي التي تجعلها تقاوم السوائل، وتجعلها مفيدة جداً للصناعات الدوائية والغذائية.

وحدد فريق البحث، بقيادة بريتاني ترانغ، آلية جديدة لتحطيم “الفاعلات بالسطح الفلورية” باستخدام مادة كيميائية شائعة تسمى هيدروكسيد الصوديوم – والتي تُستخدم في صنع المنتجات المنزلية مثل الصابون أو مسكنات الألم.

واستهدف فريق البحث مجموعة من ذرات الأكسجين ضعيفة الشحنة الموجودة في نهاية الذيل الطويل لروابط الكربون والفلور.

ونجحت العملية بشكل فعال في “قطع رأس المجموعة من الذيل” وبدأت “الفاعلات بالسطح الفلورية” في الانهيار، ولم يتبق سوى المنتجات غير الضارة.

تقول ترانغ إن النتائج “مثيرة بسبب بساطة الحل الذي نقدمه – لكنه غير معترف به”.

وقالت كاميلا ألكسندر وايت، رائدة سياسة المواد الكيميائية وزميلة في الجمعية الملكية للكيمياء، لبي بي سي: “يمكن أن يكون هذا إنجازاً إذا كان بتكلفة منخفضة”.ً

ويأمل فريق العلماء أنه من خلال إجراء مزيد من البحث، يمكن تصفية “الفاعلات بالسطح الفلورية” من مياه الشرب، وتطبيق هذه الطريقة الجديدة لتدمير الملوثات.

ومع ذلك، فإن معالجة التركيزات العالية من “الفاعلات بالسطح الفلورية” تعد جزءاً واحداً فقط من الحل.

ومع بقاء “الفاعلات بالسطح الفلورية” في الإنتاج، يمكنها أن تستمر في التراكم بمستويات منخفضة في الأسماك والحياة البرية الأخرى، لأنه لا يمكن تفتيتها بشكل طبيعي بسهولة شديدة.

تقول ألكسندر وايت إن “الفاعلات بالسطح الفلورية” يجب أن تُستخدم فقط في المنتجات والعمليات الحيوية التي لا بديل لها.

وطُبقت هذه الطريقة الجديدة على أبرز 10 أنواع من “الفاعلات بالسطح الفلورية”، لكن وكالة حماية البيئة الأمريكية حددت أكثر من 12 ألف نوع.

ولا يزال ويليام ديشتيل، أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة وأستاذ الكيمياء في جامعة نورث وسترن، متفائلا،ً ويقول: “هناك أنواع أخرى لا تحتوي على نفس نقطة الضعف، لكن لكل منها نقاط ضعفها الخاصة”.

ونُشر البحث في دورية “ساينس” العلمية.