Akumulatory litowo-jonowe do wielokrotnego ładowania stosowane w codziennych gadżetach, pojazdach elektrycznych i do magazynowania energii odnawialnej mogą być coraz większym źródłem „wiecznych substancji chemicznych” zanieczyszczających glebę i drogi wodne, co jest nowością badania wskazuje.
„Forever chemicals” obejmuje tysiące różnych rodzajów substancji perfluoroalkilowych i polifluoroalkilowych (PFAS). Przez dziesięciolecia były one używane do zwiększania odporności produktów na wodę, plamy i ciepło. Niedawno pewna podklasa PFAS zwana bis-perfluoroalkilosulfonimidami (bis-FASI) była używana jako elektrolity i spoiwa w bateriach litowo-jonowych.
Według badań opublikowanych wczoraj w czasopiśmie te bis-FASI pojawiają się w tej chwili w glebie, osadach, wodzie i śniegu otaczającym zakłady produkcyjne Komunikacja przyrodniczaAutorzy badania znaleźli również bis-FASI w płynach wypłukiwanych ze składowisk odpadów.
To problem, który może się nasilić, gdy coraz więcej elementów naszego życia będzie w pełni elektrycznych — od samochodów po domy i budynki
Łącznie wskazuje to na baterie litowo-jonowe jako potencjalny wektor wiecznego zanieczyszczenia chemicznego od kołyski do grobu. Bez podjęcia działań jest to problem, który może się nasilać, gdy coraz więcej elementów naszego życia staje się całkowicie elektrycznych — od samochodów po domy i budynki.
„Zdecydowanie nie ma to na celu sprzeciwiania się czystej lub zrównoważonej energii… Tak naprawdę ma to na celu podkreślenie: »Hej, uwzględnijmy ocenę ryzyka środowiskowego dla rzeczy, których używamy w tej infrastrukturze«” — mówi główna autorka Jennifer Guelfo, adiunkt inżynierii środowiskowej na Texas Tech University.
„To w zasadzie punkt wyjścia. I mam nadzieję, iż doprowadzi to do większej uwagi poświęconej tym związkom i innym podobnym im w zastosowaniach, które pojawiają się zarówno w czystej energii, jak i w elektronice użytkowej” — dodaje P. Lee Ferguson, inny autor badania i adiunkt inżynierii lądowej i środowiskowej na Duke University.
Naukowcy pobrali próbki wody, osadów i gleby z 87 różnych lokalizacji w Minnesocie, Kentucky, Belgii i Francji w okresie od stycznia do października 2022 r. — celując w obszary w pobliżu wiecznych producentów chemikaliów, w tym 3M i Arkema, między innymi. Znaleźli stężenia bis-FASI w częściach na miliard (ppb) powszechne w pobliżu zakładów produkcyjnych. „Nie znajduje się tego po prostu tam jako typowego stężenia tła” — mówi Guelfo. „Części na miliard to zwykle coś, co jest związane z jakąś formą uderzenia”.
Dla porównania, to mniejsze zanieczyszczenie PFAS niż to, co można znaleźć w środowisku w wyniku uwolnienia piany gaśniczej, według Guelfo. Poziomy PFAS mogą być w częściach na milion w tym scenariuszu, około tysiąc razy wyższe niż stężenia bis-FASI, które Guelfo i jej współpracownicy zwykle znajdowali w pobliżu producentów. Jednak skażenie, które udokumentowali, jest przez cały czas o rzędy wielkości wyższe niż limity ustalone w tym roku przez Agencję Ochrony Środowiska dla innych rodzajów PFAS w wodzie pitnej. Agencja limit wynosi cztery części na bilion dla dwóch najpowszechniejszych typów wiecznych substancji chemicznych.
Nie ma jeszcze żadnych federalnych przepisów dotyczących bis-FASI, które nie były używane tak powszechnie jak inne rodzaje PFAS przez tak długi czas. Ponieważ PFAS był używany we wszystkim, od patelnie nieprzywierające Do opakowania żywności, ochraniacz na tkaninyI nić dentystyczna — pewne rodzaje PFAS prawdopodobnie już weszły większość amerykańskich krwinek.
Naukowcy wciąż próbują zrozumieć, jak narażenie na PFAS wpływa na ludzi, a jeszcze mniej wiadomo o bis-FASI. Jednak badania nad bardziej powszechnymi typami PFAS połączony wysokie narażenie na wyższe ryzyko wystąpienia niektórych rodzajów nowotworów, uszkodzenia wątroby, wysokiego poziomu cholesterolu i problemów ze zdrowiem reprodukcyjnym, w tym niższej masy urodzeniowej niemowląt. Bis-FASI prawdopodobnie będą utrzymywać się przez długi czas w środowisku, sugerują nowe badania, ale potencjalnie można je oczyścić, stosując podobne metody oczyszczania innych rodzajów wiecznych chemikaliów w wodzie pitnej.
Ponieważ istnieje tak wiele różnych rodzajów PFAS i rosną obawy dotyczące ryzyka, jakie stwarzają jako klasa chemikaliów, naukowcy twierdzą, iż być może nie będziemy chcieli czekać na znalezienie problemów w przyszłości, jeżeli podejmiemy już teraz środki w celu ochrony zdrowia i środowiska. Firma 3M, która mierzy się z szeregiem pozwy sądowe do produkcji PFAS na przestrzeni lat, zobowiązaliśmy się do całkowitego wycofania chemikaliów do końca przyszłego roku i kontynuowanie oczyszczania zanieczyszczeń w pobliżu swoich obiektów. Obejmuje to zaprzestanie produkcji bis-FASI, informuje firma Skraj w wiadomości e-mail. Arkema nie odpowiedziała natychmiast na prośbę o komentarz od Skraj.
„Powiedziałbym, iż powinniśmy zająć proaktywne stanowisko w kwestii ograniczania emisji PFAS do środowiska, zamiast czekać, aż przeprowadzimy dziesiątki lat badań toksykologicznych, by powiedzieć: »Hej, może powinniśmy ograniczyć to w wodzie pitnej«” – mówi Guelfo.
Co więcej, baterie litowo-jonowe stają się jeszcze bardziej bardziej pożądane dla pojazdów elektrycznych oraz energii słonecznej i wiatrowej. Autorzy badania przetestowali 17 różnych baterii używanych w laptopach, telefonach, tabletach, pojazdach elektrycznych i innych i wykryli bis-FASI w 11 z nich. A ponieważ szacuje się, iż tylko około 5 procent baterii litowo-jonowych jest poddawanych recyklingowi, postanowili poszukać bis-FASI również w pobliżu wysypisk śmieci. Przeanalizowali istniejące próbki laboratoryjne odcieków zebranych ze składowisk odpadów w Karolinie Północnej i stwierdzili stężenia zbliżone do zakresu części na miliard.
„To bardzo interesujące badanie przeprowadzone przez grupę wysoce wykwalifikowanych badaczy” – powiedział w wiadomości e-mail do A. Daniel Jones, zastępca dyrektora Centrum Badań nad PFAS na Uniwersytecie Stanowym Michigan, który nie był zaangażowany w badania. Skraj„Ta praca zwraca uwagę na często pomijany związek chemiczny PFAS i sugeruje, iż jest on łatwo transportowany w środowisku. Ważne jest również, aby to badanie zwróciło uwagę na potrzebę większej świadomości implikacji pełnych cykli życia baterii litowych”.
