Jennifer Gelfo, de la Universidad Tecnológica de Texas, formó parte de un equipo de investigación que utilizó una novedosa subclase de perfluoroalquilo (PFAS) en baterías de iones de litio, una fuente creciente de contaminación del agua.
Estos hallazgos fueron publicados en un estudio revisado por pares. Comunicaciones de la naturaleza.
Las pruebas del equipo de investigación encontraron además que estos PFAS, conocidos como bis-perfluoroalquilsulfonimidas (bis-FASI), exhiben una mayor persistencia ambiental y ecotoxicidad que compuestos más antiguos y notorios como el ácido perfluorooctanoico (PFOA).
Las baterías de iones de litio son una parte clave de la creciente infraestructura de energía limpia, utilizada en automóviles eléctricos y productos electrónicos, y se espera que la demanda crezca rápidamente durante la próxima década.
“Nuestros hallazgos revelan un dilema asociado con la fabricación, eliminación y reciclaje de infraestructura de energía limpia”, dijo Gelfo, profesor asociado de ingeniería ambiental en la Facultad de Ingeniería Edward E. Whittaker Jr. “Reducir las emisiones de dióxido de carbono con innovaciones como los coches eléctricos es vital, pero esto no debería tener los efectos secundarios de una mayor contaminación con PFAS. Necesitamos facilitar tecnologías, controles de fabricación y soluciones de reciclaje que puedan luchar contra la crisis climática sin liberar los productos más neutros. contaminantes.”
Los investigadores tomaron muestras de aire, agua, nieve, suelo y sedimentos cerca de plantas de fabricación en Minnesota, Kentucky, Bélgica y Francia. Las concentraciones de bis-FASI en estas muestras estaban generalmente en niveles muy altos. Los datos también sugirieron que las emisiones atmosféricas de bis-FASI pueden facilitar el transporte a larga distancia, lo que significa que las áreas alejadas de los sitios de fabricación también pueden verse afectadas. Un análisis de varios vertederos municipales en el sureste de Estados Unidos sugiere que estos compuestos también pueden ingresar al medio ambiente a través de la eliminación de productos, incluidas las baterías de iones de litio.
Las pruebas de toxicidad mostraron concentraciones de bis-FASI encontradas en los sitios de muestreo que pueden alterar el comportamiento y los procesos metabólicos de energía primaria de los organismos acuáticos. La toxicidad del bis-FASI aún no se ha estudiado en humanos, aunque otros PFAS mejor estudiados se han relacionado con el cáncer, la infertilidad y otros daños graves a la salud.
Las pruebas de tratabilidad mostraron que los bis-FASI no se descomponían durante la oxidación, lo que también se ha observado con otros PFAS. Sin embargo, los datos muestran que las concentraciones de bis-FASI en el agua se pueden reducir utilizando carbón activado granular e intercambio iónico, métodos ya utilizados para eliminar las PFAS del agua potable.
“Estos resultados ilustran que los métodos de tratamiento diseñados para PFOA y PFOS (ácido perfluorooctanosulfónico) también pueden eliminar los bis-FASI”, afirmó el autor del estudio Lee Ferguson, profesor asociado de ingeniería ambiental en la Universidad de Duke. “Es probable que el uso de estos métodos aumente a medida que las instalaciones de tratamiento se mejoren para cumplir con los niveles máximos de contaminantes para PFAS recientemente implementados por la EPA”.
Gelfo y Ferguson enfatizan que este es un momento importante para adoptar tecnologías de energía limpia que puedan reducir las emisiones de dióxido de carbono.
“Debemos aprovechar la experiencia de equipos multidisciplinarios de científicos, ingenieros, sociólogos y formuladores de políticas para promover el desarrollo y el uso de infraestructuras de energía limpia minimizando al mismo tiempo los impactos ambientales”, dijo Ferguson.
“Debemos aprovechar el impulso detrás de las iniciativas energéticas existentes para garantizar que las nuevas tecnologías energéticas sean verdaderamente limpias”, añadió Galfo.
Jennifer Gelfo, de la Universidad Tecnológica de Texas, formó parte de un equipo de investigación que utilizó una novedosa subclase de perfluoroalquilo (PFAS) en baterías de iones de litio, una fuente creciente de contaminación del agua.
Los hallazgos fueron publicados en un estudio revisado por pares en Nature Communications.
Las pruebas del equipo de investigación encontraron además que estos PFAS, conocidos como bis-perfluoroalquilsulfonimidas (bis-FASI), exhiben una mayor persistencia ambiental y ecotoxicidad que compuestos más antiguos y notorios como el ácido perfluorooctanoico (PFOA).
Las baterías de iones de litio son una parte clave de la creciente infraestructura de energía limpia, utilizada en automóviles eléctricos y productos electrónicos, y se espera que la demanda crezca rápidamente durante la próxima década.
“Nuestros hallazgos revelan un dilema asociado con la fabricación, eliminación y reciclaje de infraestructura de energía limpia”, dijo Gelfo, profesor asociado de ingeniería ambiental en la Facultad de Ingeniería Edward E. Whittaker Jr. “Reducir las emisiones de dióxido de carbono con innovaciones como los coches eléctricos es vital, pero esto no debería tener los efectos secundarios de una mayor contaminación con PFAS. Necesitamos facilitar tecnologías, controles de fabricación y soluciones de reciclaje que puedan combatir la crisis climática sin liberar los productos más neutros. contaminantes.”
Los investigadores tomaron muestras de aire, agua, nieve, suelo y sedimentos cerca de plantas de fabricación en Minnesota, Kentucky, Bélgica y Francia. Las concentraciones de bis-FASI en estas muestras estaban generalmente en niveles muy altos. Los datos también sugirieron que las emisiones atmosféricas de bis-FASI pueden facilitar el transporte a larga distancia, lo que significa que las áreas alejadas de los sitios de fabricación también pueden verse afectadas. Un análisis de varios vertederos municipales en el sureste de Estados Unidos sugiere que estos compuestos también pueden ingresar al medio ambiente a través de la eliminación de productos, incluidas las baterías de iones de litio.
Las pruebas de toxicidad mostraron concentraciones de bis-FASI encontradas en los sitios de muestreo que pueden alterar el comportamiento y los procesos metabólicos de energía primaria de los organismos acuáticos. La toxicidad del bis-FASI aún no se ha estudiado en humanos, aunque otros PFAS mejor estudiados se han relacionado con el cáncer, la infertilidad y otros daños graves a la salud.
Las pruebas de tratabilidad mostraron que los bis-FASI no se descomponían durante la oxidación, lo que también se ha observado con otros PFAS. Sin embargo, los datos muestran que las concentraciones de bis-FASI en el agua se pueden reducir utilizando carbón activado granular e intercambio iónico, métodos ya utilizados para eliminar las PFAS del agua potable.
“Estos resultados ilustran que los métodos de tratamiento diseñados para PFOA y PFOS (ácido perfluorooctanosulfónico) también pueden eliminar los bis-FASI”, afirmó el autor del estudio Lee Ferguson, profesor asociado de ingeniería ambiental en la Universidad de Duke. “Es probable que el uso de estos métodos aumente a medida que las instalaciones de tratamiento se mejoren para cumplir con los niveles máximos de contaminantes para PFAS recientemente implementados por la EPA”.
Gelfo y Ferguson enfatizan que este es un momento importante para adoptar tecnologías de energía limpia que puedan reducir las emisiones de dióxido de carbono.
“Debemos aprovechar la experiencia de equipos multidisciplinarios de científicos, ingenieros, sociólogos y formuladores de políticas para promover el desarrollo y el uso de infraestructuras de energía limpia minimizando al mismo tiempo los impactos ambientales”, dijo Ferguson.
“Debemos aprovechar el impulso detrás de las iniciativas energéticas existentes para garantizar que las nuevas tecnologías energéticas sean verdaderamente limpias”, añadió Galfo.
