Novo método combate PFAS dos biossólidos em solos agrícolas

Todos os anos, milhões de toneladas métricas secas de biossólidos - o material rico em nutrientes que sobra do tratamento municipal de águas residuais, também conhecido como lamas - são aplicadas aos solos dos Estados Unidos.

É uma notável forma de reciclar nutrientes e, sem dúvida, uma excelente maneira de obter fertilizante. Durante muitos anos, estes biossólidos foram promovidos junto dos agricultores como uma alternativa natural aos fertilizantes petroquímicos.

Contudo, estão também a criar um problema enorme, pois grande parte destas lamas está contaminada com PFAS.

Felizmente, os cientistas estão a trabalhar numa solução.

"Este problema - a contaminação de terras agrícolas com PFAS - prejudica de forma desproporcionada os pequenos agricultores e os agricultores biológicos, que usaram fertilizantes com PFAS antes de se conhecer toda a dimensão do problema", explica Jake Thompson, cientista ambiental da Universidade de Yale.

Thompson e os seus colegas acabam de propor um método de remediação detalhado, publicado na revista PNAS, que promete reduzir as cargas de PFAS por uma fração do custo das técnicas existentes.

PFAS em biossólidos e solos agrícolas

Um Inquérito Nacional às Lamas de Esgoto, realizado em 2001 pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA), calculou que o total anual de biossólidos produzido nos Estados Unidos contém entre 2.749 e 3.450 quilogramas de PFAS - amplamente conhecidos como «químicos eternos». Cerca de metade desses biossólidos é aplicada em solos agrícolas.

Mas, como o próprio nome indica, os químicos eternos não se degradam facilmente: a cadeia carbono-flúor no centro destas moléculas é tão resistente que se espera que os PFAS permaneçam durante milhares de anos.

Quando são aplicados ao solo, os PFAS limitam-se a permanecer ali, acumulando-se à medida que mais biossólidos são espalhados e chegando aos cursos de água que atravessam essas áreas. Em alternativa, podem ser absorvidos pelas plantas cultivadas no solo e continuar a circular pela cadeia alimentar.

Isto é preocupante, pois há cada vez mais indícios de que a exposição aos PFAS pode ser nociva para os seres vivos.

Estudos laboratoriais e em animais apontaram para um possível papel dos PFAS no cancro e em problemas de gravidez e reprodução.

Estudos realizados em populações humanas identificaram associações entre os PFAS e a ocorrência de certos cancros, o risco cardiovascular, a esclerose múltipla e problemas de fertilidade.

Muitos destes estudos são preliminares, o que significa que estas ligações continuam a ser investigadas.

Ainda assim, em termos gerais, tudo indica que os PFAS não são algo que queiramos ver acumular-se nos solos onde cultivamos alimentos.

"Embora este estudo esteja centrado nos EUA, com base nos dados disponíveis, os PFAS são um desafio à escala mundial", afirma Thompson.

Um método de remediação de PFAS mais económico

Limpar este problema não será uma tarefa simples: remover PFAS das terras agrícolas norte-americanas com as técnicas atuais custa cerca de 800.000 a 1,6 milhões de dólares por hectare, num total estimado de 8 biliões de dólares americanos.

Em comparação, o novo método proposto custa cerca de 29.000 dólares por hectare, caso o processo seja repetido durante até 20 anos para garantir a remediação.

Segundo os investigadores, melhora também a saúde do solo, enquanto os métodos atuais - que implicam escavar e «queimar» o solo - removem a camada superficial e libertam grandes quantidades de dióxido de carbono.

Como funciona, então, este novo método?

O primeiro passo consiste em aplicar rocha alcalina triturada nos campos contaminados. Nos seus modelos, Thompson e a equipa utilizaram basalto, mas o calcário poderá ser outra possibilidade.

"A aplicação de corretivos de rocha alcalina no solo (ou meteorização melhorada) eleva o pH do solo para um pH-alvo de 7, levando a um aumento da mobilidade e da biodisponibilidade de PFAS importantes, como o sulfonato de perfluorooctano (PFOS) e o ácido perfluorooctanoico (PFOA)", explicam os autores no artigo publicado.

Cultivam-se no solo contaminado plantas, como o cânhamo e gramíneas perenes, conhecidas pela capacidade de acumular rapidamente PFOS. Em seguida, são colhidas e submetidas a pirólise - um tipo de tratamento térmico sem oxigénio - para criar biocarvão.

"A biomassa colhida, convertida em biocarvão e reaplicada no campo pode também servir para imobilizar os PFAS residuais, reduzindo assim a sua transferência para culturas forrageiras", acrescenta a equipa.

Pirólise, biocarvão e balanço de carbono

Continuam a existir muitas incógnitas quanto ao destino dos PFAS durante a pirólise. Um estudo recente indica que poderá ser necessária uma temperatura mínima de 800 °C (1.472 °F) para reduzir suficientemente os níveis de PFAS.

Uma parte importante da equação económica reside no balanço de carbono.

As altas temperaturas necessárias para a pirólise e o transporte de produtos de biocarvão para outros locais contribuem ambos para emissões de gases com efeito de estufa na atmosfera, ao passo que o processo de meteorização melhorada retira emissões da atmosfera. Por isso, na contabilização de Thompson e da sua equipa, as duas componentes do método são equilibradas entre si.

No entanto, desde que as suas instruções sejam seguidas à risca, os investigadores estimam que a adoção do processo à escala nacional nos Estados Unidos poderia retirar 10,5 milhões de toneladas métricas de dióxido de carbono da atmosfera todos os anos.

"Esta é uma via real para dar efetivamente aos agricultores nesta situação alguma capacidade de decisão sobre as suas terras e deixar o solo em melhores condições do que antes", afirma Thompson.

A investigação foi publicada na PNAS.

Este artigo foi verificado por Clare Watson e editado por Peter Dockrill. Embora nos orgulhemos do nosso processo, somos apenas humanos. Se detetar um erro, informe-nos.