Χημικές ουσίες για πάντα...
Εικονογράφηση πατατών υπόγεια περιτριγυρισμένες από PFAS.
Πώς τα φυτά θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να ανιχνεύσουμε, ακόμη και να καταστρέψουμε, επικίνδυνες «χημικές ουσίες για πάντα»
Τα εργαλεία για την αντιμετώπιση της ρύπανσης από PFAS είναι περιορισμένα. Δείτε τι μαθαίνουν οι ερευνητές σχετικά με το πώς αυτές οι χημικές ουσίες ταξιδεύουν στο περιβάλλον - και τι μπορούν να κάνουν οι αγρότες και οι γαιοκτήμονες γι' αυτό.
Αυτό το άρθρο προέρχεται από το Looking Forward, το ενημερωτικό δελτίο για τις κλιματικές λύσεις της Grist.
«Νομίζω ότι πολλοί άνθρωποι πλέον γνωρίζουν τα PFAS ή ανησυχούν γι' αυτά ή θέλουν να μάθουν αν υπάρχουν στο νερό τους, στην τροφή τους. Ολόκληρος ο σκοπός αυτού που προσπαθούμε να κάνουμε είναι να αναπτύξουμε κάτι απλό και οικονομικό για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα για αυτούς». Μπράιαν Μπέργκερ, καθηγητής χημικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια
Το περασμένο φθινόπωρο, γράψαμε ένα άρθρο για το πώς μια ομάδα ερευνητών, μαζί με το Mi’kmaq Nation στο Μέιν, εργάζονται για την αντιμετώπιση της μόλυνσης από PFAS - υπερ- και πολυφθοροαλκυλικές ουσίες, μια ομάδα επιβλαβών, ανθρωπογενών χημικών ενώσεων που μερικές φορές είναι γνωστές ως «χημικές ουσίες για πάντα». Οι ουσίες, οι οποίες έχουν συνδεθεί ολοένα και περισσότερο με προβλήματα υγείας , αποτελούν ένα κοινό πρόβλημα για τους αγρότες και άλλους γαιοκτήμονες στην πολιτεία του Μέιν.
Η ομάδα είχε δει κάποια πρώιμη επιτυχία χρησιμοποιώντας φυτά κάνναβης για την εξαγωγή PFAS από το έδαφος, σε ένα οικόπεδο που η φυλή είχε αποκτήσει σε μια πρώην βάση της Πολεμικής Αεροπορίας. Αλλά πολλά ερωτήματα παρέμεναν - για αυτούς και για άλλους που εργάζονται σε αυτό το θέμα - σχετικά με το πώς οι χημικές ουσίες ταξιδεύουν και συσσωρεύονται, ποιες θα μπορούσαν να είναι οι ασφαλείς χρήσεις για τη μολυσμένη γη και πώς να διασπαστούν πραγματικά αυτές οι χημικές ουσίες για πάντα.
«Νομίζω ότι όλοι παλεύουν με αυτό το ερώτημα, προσπαθώντας να καταλάβουν τι σημαίνει η λέξη «για πάντα»; Πόσο καιρό θα παραμείνει στο έδαφος; Πώς θα μεταφέρεται στο περιβάλλον;» μου είπε τότε ο Μπράιαν Μπέργκερ, ένας από τους ερευνητές. Εκτός από την εργασία στο πείραμα κάνναβης του Mi’kmaq Nation, το εργαστήριό του εξετάζει μια σειρά από τρόπους με τους οποίους το φυτικό βασίλειο θα μπορούσε να μας βοηθήσει να παρακολουθήσουμε και ίσως ακόμη και να εξαλείψουμε τη μόλυνση από PFAS.
Ανυπομονούσα να επικοινωνήσω με τον Berger, έναν χημικό μηχανικό στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια, σχετικά με όσα έχουν μάθει μέχρι στιγμής αυτός και οι συνεργάτες του στην προσπάθειά τους να απαντήσουν σε αυτά τα ερωτήματα. Εκείνη την εποχή, η ομάδα είχε μόλις λάβει μια τετραετή επιχορήγηση από την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος για να συνεχίσει να μελετά τις δυνατότητες αποκατάστασης των φυτών κάνναβης, καθώς και άλλες επιδιώξεις, όπως το πώς να δώσει στους αγρότες καλύτερα εργαλεία δοκιμών για να γνωρίζουν πότε η γη τους είναι μολυσμένη. Αλλά τους τελευταίους δύο μήνες, όπως και με τόσα πολλά ερευνητικά έργα, η ομάδα αντιμετώπισε πισωγυρίσματα. Η επιχορήγησή τους (που έχει ήδη εγκριθεί από το Κογκρέσο) τερματίστηκε απροσδόκητα τον Μάιο , μαζί με μια σειρά από άλλες επιχορηγήσεις που επικεντρώνονταν στην έρευνα για τα PFAS - που προηγουμένως θεωρούνταν ένα αρκετά αμερόληπτο ζήτημα.
Η ομάδα άσκησε έφεση και η EPA επανέφερε την επιχορήγησή της στα τέλη Ιουνίου , χωρίς περαιτέρω εξηγήσεις.
«Λόγω όλης αυτής της κατάστασης, δεν αισθάνομαι τόσο απόλυτα σίγουρη για [τη χρηματοδότηση] όσο όταν λάβαμε για πρώτη φορά την επιχορήγηση», δήλωσε στην εφημερίδα Maine Morning Star η Chelli Stanley, συνιδρύτρια μιας περιβαλλοντικής οργάνωσης που ονομάζεται Upland Grassroots και μία από τους βασικούς συνεργάτες στο έργο του Μέιν . «Αλλά φυσικά, απλώς θα προχωρήσουμε και θα κάνουμε όλη μας τη δουλειά, είμαι σίγουρη ότι ίσως με επιταχυνόμενο ρυθμό από κάποιες απόψεις, απλώς για να κάνουμε όσο το δυνατόν περισσότερες δοκιμές».
Όπως μου μοιράστηκε ο Μπέργκερ, αυτή η εργασία βρίσκεται ακόμη στα αρχικά της στάδια, αλλά έχει αποφέρει μερικά συναρπαστικά αποτελέσματα για την ομάδα.
Ένα από τα πρώτα ερωτήματα στη μάχη για τον περιορισμό των PFAS είναι το εάν οι χημικές ουσίες υπάρχουν σε μια δεδομένη περιοχή - ας πούμε, σε ένα αγρόκτημα ή σε ένα χωράφι - και, εάν ναι, από πού μπορεί να προέρχονται. Τα αυξανόμενα στοιχεία ότι τα PFAS μπορεί να είναι επικίνδυνα για την ανθρώπινη υγεία έχουν οδηγήσει στην απαγόρευση των χημικών ουσιών σε πολλά μέρη. «Η προσδοκία ήταν ότι θα έπρεπε να δείτε μείωση των επιπέδων PFAS που συσσωρεύονται στο έδαφος και τις καλλιέργειες», είπε ο Μπέργκερ, «αλλά αυτό δεν έχει συμβεί». Υπάρχουν ακόμη μη ρυθμιζόμενες πηγές που προκαλούν την εξάπλωση των ουσιών.
Η παροχή καλύτερων εργαλείων δοκιμών στους διαχειριστές γης και υδάτων για την παρακολούθηση των PFAS είναι κάτι στο οποίο το εργαστήριό του εργαζόταν εδώ και πολύ καιρό. Οι δοκιμές για τα PFAS πραγματοποιούνται επί του παρόντος με φασματόμετρο μάζας, ένα εξελιγμένο κομμάτι εργαστηριακού εξοπλισμού. Αυτό αποδίδει δεδομένα υψηλής ποιότητας, αλλά είναι πολύ ακριβό και χρονοβόρο, είπε ο Μπέργκερ - κοστίζει περίπου 400 δολάρια ανά δείγμα, με χρόνο παράδοσης μία έως δύο εβδομάδες. «Υπάρχει απλώς τεράστια έλλειψη υποδομών για να γίνουν δοκιμές στην απαραίτητη κλίμακα», είπε. Οι διαχειριστές γης χρειάζονται μια απλή δοκιμή παρόμοια με μια ταινία pH που μπορεί να μετρήσει τα PFAS - και ο Μπέργκερ και η ομάδα του ανέπτυξαν κάτι παρόμοιο: έναν βιοαισθητήρα , με τη μορφή ενός φθορίζοντος μικροβίου που λάμπει όταν εκτίθεται σε PFAS.
Μέσω της συνεργασίας με το Mi’kmaq Nation, ο Berger και οι συνεργάτες του δοκίμασαν τους βιοαισθητήρες σε δείγματα νερού που ελήφθησαν κοντά στη γη της φυλής στην πρώην βάση της Πολεμικής Αεροπορίας - και σε μια έκθεση που δημοσιεύθηκε τον Οκτώβριο, διαπίστωσαν ότι οι αισθητήρες μπορούσαν να ανιχνεύσουν αποτελεσματικά τα υψηλά επίπεδα των χημικών ουσιών, ακόμη και σε δείγματα που περιείχαν άλλους ρύπους.
«Έτσι, έχουμε μια μέθοδο άμεσης δοκιμής που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί, που είναι ένα είδος φθηνού και γρήγορου σημείου ανίχνευσης», είπε ο Μπέργκερ. Δεν θα αντικαταστήσει τις πιο εξελιγμένες εργαστηριακές δοκιμές, αλλά προσφέρει μια επιλογή για τους αγρότες που θέλουν να κάνουν δοκιμές, ας πούμε, σε εκατοντάδες στρέμματα.
Για να βασιστεί σε αυτό το έργο, ο Berger ελπίζει να αναπτύξει έναν τρόπο ενσωμάτωσης της ίδιας τεχνολογίας σε ένα φυτό - κάτι που αποκαλεί «μια νέα εκδοχή μιας παλιάς ιδέας». Η παλιά ιδέα αναφέρεται στην έννοια των φυτών-φρουρών: παραδοσιακά, ένα φυτό ευάλωτο σε ορισμένες ασθένειες ή παράσιτα που οι αγρότες θα παρακολουθούσαν για να δουν πότε ήταν παρόντα αυτά τα παράσιτα και στη συνέχεια θα προσάρμοζαν τα μέτρα ελέγχου ανάλογα. «Τι θα γινόταν αν στη συνέχεια προχωρήσουμε ένα βήμα παραπέρα και σχεδιάσουμε το φυτό ώστε να υποδεικνύει ένα σήμα που θα σας ενημερώνει ότι υπάρχει PFAS - ξέρετε, ίσως εφαρμόσετε ένα φυτοφάρμακο και μετά ενεργοποιείται», είπε ο Berger. Όπως και με τα μικρόβια που εξέτασε η ομάδα του, αυτό το σήμα θα μπορούσε να είναι φθορισμός - που σημαίνει ότι τα φυτά θα λάμπουν κυριολεκτικά όταν υπάρχουν PFAS. Ένα προειδοποιητικό σημάδι όπως αυτό θα σήμαινε ότι οι αγρότες δεν θα χρειαζόταν να κάνουν ένα επιπλέον βήμα τακτικών δοκιμών, ακόμη και με απλά κιτ μικροβίων. Θα μπορούσαν απλώς να κοιτάξουν το φυτό-φρουρό για να δουν πότε εμφανίζονται τα PFAS. «Τότε λαμβάνετε δεδομένα σε πραγματικό χρόνο», είπε ο Berger.
Ένα άλλο πράγμα στο οποίο εργάζονται αυτός και η ομάδα του στο Μέιν είναι η κατανόηση του κατά πόσον τα τρόφιμα που καλλιεργούνται σε έδαφος μολυσμένο με PFAS ή τρέφονται με νερό μολυσμένο με PFAS μολύνονται επίσης και επομένως δεν είναι ασφαλή για κατανάλωση. Η προφανής απάντηση φαίνεται να είναι ναι - αλλά εξαρτάται από το πώς ταξιδεύουν οι ουσίες, πού συσσωρεύονται και αν ορισμένα φυτά μπορεί να είναι ανθεκτικά στην πρόσληψή τους.
«Εάν υπάρχουν ποικιλίες που είναι ανθεκτικές στα PFAS, αυτό θα μπορούσε να είναι ένα ακόμη εργαλείο στο οπλοστάσιο για τους καλλιεργητές», δήλωσε ο Μπέργκερ. Ομοίως, εάν οι αγρότες κατανοούσαν ότι τα PFAS συγκεντρώνονταν μόνο σε ένα μέρος του φυτού που δεν ήταν βρώσιμο, μπορεί να εξακολουθούν να είναι σε θέση να καλλιεργούν με ασφάλεια ορισμένες καλλιέργειες, ενώ ταυτόχρονα εργάζονται για την αποκατάσταση. Μόλις πρόσφατα, η ομάδα είχε ένα πρωτοποριακό εύρημα σε αυτό το μέτωπο.
«Κάναμε μια μελέτη όπου εξετάσαμε τη συσσώρευση PFAS στις πατάτες , οι οποίες αποτελούν ένα σημαντικό μέρος της γεωργικής κληρονομιάς του Μέιν», δήλωσε ο Μπέργκερ. «Είναι πολύ περήφανοι για τις πατάτες τους στο Μέιν». Αυτή η μελέτη, που δημοσιεύθηκε από την Κεντρική Περιφέρεια Διατήρησης Εδάφους και Υδάτων Aroostook στο Μέιν, έναν από τους εταίρους της επιχορήγησης, διαπίστωσε ότι τα PFAS δεν συσσωρεύονταν στην βρώσιμη ρίζα της πατάτας - οι χημικές ουσίες αποθηκεύονταν μόνο στα πράσινα φυλλώδη τμήματα.
«Έτσι, θα μπορούσατε να καλλιεργήσετε πατάτες ακόμη και αν υπήρχαν PFAS στο νερό άρδευσης, κάτι που βρήκαν», δήλωσε ο Μπέργκερ. Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει να δοκιμάζει άλλες κοινές καλλιέργειες όπως το μπρόκολο, τα λαχανάκια Βρυξελλών και το λάχανο, καθώς και φυτά πολιτισμικής σημασίας για το Mi’kmaq Nation, όπως οι φλαμουριές και οι στριφτές κορφές.
Ενώ αυτά είναι ενθαρρυντικά ευρήματα από τους πρώτους μόνο μήνες της επιχορήγησης, ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα που παραμένει για όποιον εργάζεται στα PFAS είναι τι, αν μη τι άλλο, μπορεί να γίνει για να απαλλαγούμε πραγματικά από τις χημικές ουσίες. Σύμφωνα με τον Berger και τους συνεργάτες του, προς το παρόν δεν υπάρχει κλιμακωτός, οικονομικά αποδοτικός τρόπος για την καταστροφή των PFAS. «Είναι το ερώτημα του ενός εκατομμυρίου δολαρίων», είπε ο Berger.
Αλλά το εργαστήριό του δοκιμάζει μια πιθανή προσέγγιση, ουσιαστικά μιμούμενη τη φωτοσύνθεση σε ένα ειδικά κατασκευασμένο μικρόβιο και χρησιμοποιώντας την ενέργεια από αυτή τη διαδικασία για να διασπάσει τα PFAS που είχε απορροφήσει το μικρόβιο. «Έτσι, κατά κάποιο τρόπο, κάνουμε τα φυτά ή άλλους μικροοργανισμούς να εκτρέπουν μέρος αυτής της ενέργειας ή των ηλεκτρονίων στην καταστροφή των PFAS», είπε ο Μπέργκερ. Οι αρχικές δοκιμές σε πρώιμο στάδιο έχουν δείξει πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, αν και υπάρχει ακόμη περισσότερη έρευνα που πρέπει να γίνει πριν η προσέγγιση μπορέσει να επιχειρηθεί σε μια πραγματική εφαρμογή. «Δεν είναι μια τέλεια λύση έτοιμη προς χρήση ή κάτι τέτοιο, αλλά αυτά είναι πολλά υποσχόμενα πράγματα που κάνουμε που είναι διαφορετικά από αυτά που υπάρχουν αυτήν τη στιγμή», είπε ο Μπέργκερ. Η διάσπαση των PFAS μέσα σε ένα μολυσμένο φυτό ή μικρόβιο θα σήμαινε ότι οι ουσίες δεν θα εξαπλώνονταν περαιτέρω - σε αντίθεση με άλλες μεθόδους απόρριψης, όπως η αποτέφρωση, η οποία μπορεί να απελευθερώσει τις χημικές ουσίες στον αέρα.
«Αν λειτουργήσει, είναι ο πιο φιλικός προς το περιβάλλον τρόπος που θα μπορούσαμε να κάνουμε πράγματα, επειδή είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου βιολογικό», είπε ο Μπέργκερ.
Κλερ Ελίζ Τόμπσον
https://grist.org/looking-forward/how-plants-could-help-us-detect-and-even-destroy-dangerous-forever-chemicals/