Novos materiais podem ajudar a remover ‘produtos químicos eternos’ da água
Pesquisadores usaram lignina e glicose como fontes de carbono para desenvolver novos materiais para remover ‘produtos químicos eternos’ da água

aleksandarlittlewolf via Freepik

19 de fevereiro de 2025, 12:31

Fonte

Instituto de Ciência de Tóquio

Publicação Original

Instituto de Ciência de Tóquio

Áreas

Cidades, Ciência Ambiental, Engenharia Ambiental, Gestão de Resíduos, Monitoramento Ambiental, Qualidade da Água, Química Verde, Recursos Hídricos, Saneamento, Saúde Ambiental, Sustentabilidade

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Resumo

Um novo estudo apresentou materiais inovadores e sustentáveis ​​à base de carbono que podem impulsionar o desenvolvimento de futuras tecnologias de purificação sustentáveis para resolver problemas ambientais críticos e persistentes.

Cientistas usaram os novos materiais com sucesso para remover com sucesso substâncias perfluoroalquil e polifluoroalquil (PFAS) – os chamados produtos químicos eternos – da água.

A nova substância adsorvente pode reter as substâncias químicas sintéticas em sua superfície, trabalhando em conjunto com um novo método de destilação por membrana para purificar água contaminada com PFAS.

A família de milhares de substâncias químicas sintéticas constituída pelas substâncias perfluoroalquil e polifluoroalquil (PFAS) está presente em vários produtos usados no dia a dia, e tem ganhado destaque pela alta resistência ao calor, óleo, graxa e água, devido às fortes ligações químicas entre os átomos.

No entanto, a principal desvantagem de sua resistência excepcional é que os PFAS são altamente persistentes no ambiente, ganhando o apelido de ‘substâncias químicas eternos’ devido à sua estabilidade e dificuldade extrema de degradação.

O uso de PFAS foi proibido por convenções internacionais devido aos seus efeitos nocivos à saúde humana e ao meio ambiente. Embora publicações científicas recentes indiquem que solos e rios estejam contaminados com PFAS, há uma falta de tecnologias eficazes e sustentáveis ​​para remover essas substâncias da água.

Mas em um novo estudo publicado recentemente no 23º Simpósio Internacional sobre Processamento e Design de Ecomateriais, realizado em Tóquio, uma  equipe de pesquisadores do Instituto de Ciência de Tóquio (Science Tóquio), no Japão, decidiu usar materiais à base de carbono para remover PFAS da água.

A equipe de pesquisa foi liderada pelo Dr. Toshihiro Isobe, professor de Ciência dos Materiais, e pelo Dr. Manabu Fujii,  professor de Engenharia Civil e Ambiental, ambos do Instituto de Ciência de Tóquio.

Os pesquisadores sintetizaram uma nova substância adsorvente que pode reter produtos químicos em sua superfície e desenvolveu um método de destilação por membrana para purificar água contaminada com PFAS.

Ao utilizar lignina e glicose como fontes de carbono, nosso grupo de pesquisa empregou materiais sustentáveis ​​para o desenvolvimento de tecnologias de remoção de PFAS. Além disso, o método MD usado em nosso estudo, combinando destilação e separação por membrana, oferece uma estratégia inovadora para remover PFAS da água

Dr. Toshihiro Isobe, professor de Ciência dos Materiais do Instituto de Ciência de Tóquio

A ideia usada pelos cientistas foi aproveitar a diferença nos pontos de ebulição entre água e PFAS para purificar água contaminada com PFAS usando um método novo de destilação por membrana. A membrana de separação hidrofóbica (sem afinidade pela água) e porosa à base de carbono rejeitou efetivamente o PFAS, permitindo a passagem apenas do vapor d’água.

A análise experimental mostrou que a água contaminada simulada, contendo ácido perfluorooctanossulfônico (PFOS) em uma concentração de cerca de 500 ng/L, ficou com uma concentração de cerca de 3 ng/L após o tratamento com o método de destilação por membrana, valor aceitável para padrões ambientais globais.

“Atualmente, a evaporação da água contaminada com PFAS simulada é obtida usando aquecedores e depende de bombas de vácuo para aumentar o fluxo de vapor d’água. No entanto, no futuro, pretendemos mudar para um método de aquecimento solar para desenvolver um sistema sem eletricidade que não dependa de aquecedores”, explicou o professor Toshihiro Isobe.

Além de desenvolver o novo método de destilação por membrana para purificar água contaminada com PFAS, a equipe de pesquisa conduziu uma série de experimentos envolvendo adsorventes derivados de lignina. Eles descobriram que quantidades mínimas de carvão ativado (tratado com cloreto de zinco na proporção de 1:3) poderiam remover até 99% do PFAS em 10 minutos.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Toshihiro Isobe

Professor de Ciência dos Materiais do Instituto de Ciência de Tóquio

Dr. Manabu Fujii

Professor de Engenharia Civil e Ambiental do Instituto de Ciência de Tóquio

Instituições Citadas

Instituto de Ciência de Tóquio

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página do Instituto de Ciência de Tóquio (em inglês).

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