Naukowcy z SGGW włączają się do walki z „wiecznymi chemikaliami”
Nazwą „wieczne chemikalia” określa się związki chemiczne wytworzone sztucznie dla celów przemysłowych oraz użytku codziennego, które, jak się okazało, nie ulegają biodegradacji. Ocenia się, że po ostatnich 30 latach ich stosowania do środowiska wprowadzono ponad 4 miliony ton tych substancji. Są one niezwykle szkodliwe także dla ludzi. Specjaliści kilku dziedzin nauki ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego podjęli prace badawcze, które mogą przyczynić się do opracowania metod ochrony środowiska naturalnego przed wiecznymi chemikaliami.
Skąd wzięły się „wieczne chemikalia”?
W latach 30. XX wieku dokonano chemicznej syntezy przez połączenie węgla i fluoru uzyskując związki o bardzo interesujących cechach, wykazujące wysoką wodoodporność, plamoodporności oraz wytrzymałość na wysokie temperatury. Tę, niewystępującą w przyrodzie, grupę związków określono jako substancje per- i polifluoroalkilowe (PFAS). To połączenie węgla z fluorem okazało się jednym z najsilniejszych w chemii organicznej. Podczas produkcji i użytkowania trafiają one do środowiska, w którym nie ulegają biodegradacji, stąd przyjęta nazwa „wieczne chemikalia”.
Oddziaływanie PFAS na człowieka
Ocenia się że po ostatnich 30 latach ich stosowania, do środowiska wprowadzono około 4,4 miliona ton PFAS. Największym zagrożeniem dla życia i zdrowia wielu organizmów jest ich zdolność do bioakumulacji. Obecnie w USA wykrywane są we krwi 92% obywateli kraju. Związki te uszkadzają wątrobę, która stara się je zdegradować oraz powoduje choroby tarczycy. Częstą konsekwencją jest także rozwój chorób nowotworowych. PFAS zaburzają gospodarkę hormonalną, podwyższają poziomem cholesterolu, sprzyjają otyłości oraz cukrzycy. Notuje się również zmniejszoną płodność u kobiet, niską masę urodzeniową noworodków i zaburzenia rozwoju dzieci. Zwiększenie zachorowalności na te choroby w otoczeniu zakładów przemysłowych wykorzystujących w produkcji PFAS było pierwszym sygnałem ich negatywnego oddziaływania. Udowodnienie ich związku ze zwiększonym występowaniem chorób trwało wiele lat, co zostało przekazane opinii publicznej dopiero w 2019 roku w dramacie filmowym „Mroczna woda”.
Źródła wiecznych chemikaliów
Uwalnianie PFAS do środowiska w większej ilości ma miejsce np. w otoczeniu zakładów prowadzących ich syntezę, wyciekach wody i powietrza ze składowisk odpadów komunalnych, w miejscach dużych akcji gaśniczych i byłych miejscach treningowych straży pożarnej (obecnie tych środków w pożarnictwie nie stosuje się), w otoczeniu zakładów petrochemicznych, lotnisk cywilnych oraz wojskowych.
Niskim, ale trwałym stężeniom PFAS jesteśmy nadal poddawani w naszym codziennym życiu. „Wieczne chemikalia” zawierają m.in. pokryte nimi od wewnątrz kartony do mleka i soków, wodoodporne kurtki, nie mnące się ubrania, nie przywierające i odporne na temperaturę sprzęty kuchenne, nie kurzące się dywany, farby, kosmetyki, a także wiele części używanych w elektronice.
Do naszych organizmów w największej ilości PFAS dociera wraz z wodą pitną. Substancje per- i polifluoroalkilowe są rozpuszczalne w wodzie i łatwo dostają się do zbiorników wodnych. Dlatego Unia Europejska przygotowuje zarządzenie, na podstawie którego od początku 2026 roku przedsiębiorstwa dostarczające wodę wodociągami będą zobowiązane do publikowania poziomu tych substancji w oferowanej wodzie.
Kolejną drogą docierania „wiecznych chemikaliów” do naszych organizmów jest żywność. Substancje te dostają się do roślin z wodą podczas całego okresu wzrostu. Rośliny wodę transpirują, a PFAS pozostaje, gromadząc się głownie w liściach. Podwyższone poziomy tych związków stwierdza się także w niektórych rodzajach mięsa i żyjących na wolności rybach.
Wprawdzie w mniejszych ilościach, ale PFAS docierają do nas również z powietrzem. Ich obecność odnotowuje się na całej kuli ziemskiej, nawet na Antarktydzie i Arktyce.
Nauka w walce z PFAS
PFAS okazały się olbrzymim wyzwaniem zarówno dla społeczeństwa, jak i nauki. Dla społeczeństwa głównie za sprawą ich wszechobecności w naszym otoczeniu. Dla nauki, za sprawą swoich właściwości i zachowaniu w środowisku.
Badania nad rozpoznaniem tego problemu i próbach ograniczenia oddziaływania PFAS zaawansowane są w ośrodkach naukowych USA i Australii. W ostatnim czasie włączyła się również Unia Europejska. Świat rozpoczął intensywne badania nad zachowaniem się tych związków w środowisku naturalnym. Mimo to stale zaskakiwani jesteśmy takimi wydarzeniami jak np. w Dani, Szwecji i USA, gdzie odkryto w wodzie deszczowej PFAS w ilościach przekraczających dopuszczalne normy dla wody pitnej. W Singapurze odnotowano problem z zajściem w ciążę u 40% kobiet, u których stwierdzono podwyższony poziom tych związków we krwi. Brak wiedzy o substancjach per- i polifluoroalkilowych był także przyczyną produkcji w niektórych krajach maseczek antycowidowych z materiałów zawierających PFAS.
Naukowcy ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego podjęli badania nad związkami PFAS, angażując specjalistów z zakresu chemii rolnej (prof. dr hab. Wiesław Szulc i prof. dr hab. Beata Rutkowska), hydrologii (dr hab. Agnieszka Karczmarczyk, prof. SGGW), roślin leczniczych (dr hab. Katarzyna Bączek i dr hab. Olga Kosakowska), a także z zakresu badań nad możliwością ich usunięcia z powietrza przy pomocy roślin (prof. dr hab. Stanisław Gawroński).
Opracowanie i konsultacja merytoryczna prof. dr hab. Stanisław Gawroński