دراسة من جامعة تورونتو متروبوليتان: ارتفاع تركيزات PFAS في محطات معالجة مياه الصرف الصحي، والفحص القياسي لا يلتقط سوى 10%

أخبار ar.wedoany.com، وجد فريق بحثي بقيادة الدكتورة روكسانا زورينغ، الأستاذ المشارك في قسم الكيمياء والأحياء بجامعة تورونتو متروبوليتان (TMU) في كندا، أن تركيزات المواد المشبعة بالفلور والألكيل المتعددة الفلور (PFAS) في مياه الصرف الصحي المعالجة الخارجة من محطات المعالجة البلدية غالباً ما تكون أعلى بكثير من تركيزاتها في المياه الداخلة، وذلك لأن مرافق المعالجة القياسية تؤدي دوراً غير مقصود كمحولات كيميائية. وخلال ندوة PFAS التي نظمتها TMU، عرضت الدكتورة زورينغ بيانات تحليلية من مختبر الملوثات الناشئة (Emerging Contaminants Lab) التابع لها، كاشفة عن الآلية الكيميائية الكامنة وراء هذه الظاهرة.

أشارت الدكتورة زورينغ إلى أن محطات معالجة مياه الصرف الصحي هي مستقبلات لـ PFAS وليست تقنيات تدمير لها. وأوضحت أن خطوات المعالجة البيولوجية والكيميائية القياسية تكشف في الواقع عن مركبات سلائف مخفية، مما يخلق فجوة تحليلية كبيرة. وأضافت شارحة أن الجاني الحقيقي هو فئة من المواد تُعرف بسلائف PFAS، وهي عادةً جزيئات فلورية معقدة محمية ببراءات اختراع، وتستخدم على نطاق واسع في المنتجات الاستهلاكية والأدوية والمبيدات الزراعية. ونظراً لأن هذه السلائف غير مدرجة في قوائم المراقبة التنظيمية القياسية، فإنه يصعب اكتشافها عند دخول المياه الخام إلى محطة المعالجة لأول مرة. وعندما تدخل هذه السلائف إلى البيئة الميكروبية للحمأة المنشطة الهوائية، لا تستطيع الكائنات الدقيقة كسر الروابط بين الكربون والفلور، لكنها تستطيع تفكيك البنى العضوية المحيطة بجزيئات السلائف، وتقليمها إلى أحماض ألكيل فلورية نهائية (PFAAs) صغيرة ومستقرة، مثل PFOA وPFOS. ونظراً لأن المختبرات التجارية تفحص فقط هذه المركبات النهائية، فإن عملية المعالجة تبدو وكأنها تولد PFAS، بينما هي في الواقع تزيل فقط التمويه الكيميائي.

تكشف البيانات الرئيسية التي عرضتها الدكتورة زورينغ في محاضرتها عن فجوتين كبيرتين في الطريقة الحالية التي يتعقب بها القطاع PFAS. باستخدام تقنيات متقدمة من مطياف الكتلة عالي الدقة غير المستهدف إلى جانب الفحص القياسي التقليدي، قام مختبرها بتقييم المياه الخارجة النهائية لعدة محطات معالجة كندية. أولاً، يركز الرصد التقليدي بشكل أساسي على PFAS طويلة السلسلة المتبقية، مثل سلاسل C7 وC8، لكن هذه المركبات التقليدية لا تشكل سوى حوالي 10% من إجمالي PFAS المكتشفة في المياه الخارجة النهائية الكندية، في حين أن أكثر من 70% منها هي PFAS فائقة القصر وقصيرة السلسلة، بطول سلسلة يتراوح بين C4 وC6. ثانياً، من خلال تحليل توازن الكتلة لمقارنة PFAS المستهدفة مع إجمالي الفلور العضوي القابل للاستخلاص، تبين أن الفحص القياسي المستهدف في مياه الصرف الصحي المعالجة لا يمكنه تفسير سوى أقل من 10% من الفلور العضوي، كما أنه لا يلتقط سوى حوالي نصفه في المواد الصلبة الحيوية. يتكون جزء كبير من الـ 90% المتبقية من مواد فائقة القصر عالية الحركة مثل حمض ثلاثي فلورو الأسيتيك (TFA)، والتي تنشأ عادةً من تحلل الأدوية والمبيدات الزراعية، ومن المتوقع أن تخضع لمراجعة تنظيمية عالمية بحلول عام 2030.

لهذه البيانات آثار تطبيقية مهمة على هيئات المياه الكندية. فطرق المعالجة التقليدية في نهاية الخط، مثل الكربون المنشط الحبيبي (GAC) أو راتنجات التبادل الأيوني القياسية، غير فعالة للغاية في التقاط المركبات فائقة القصر عالية الحركة. وبسبب خصائص توزيع PFAS، تبقى المواد قصيرة السلسلة عالية الذوبان في الماء ملوثةً المياه الخارجة، بينما تلتصق المواد طويلة السلسلة بالمواد العضوية، مما يهدد إعادة الاستخدام المفيد للمواد الصلبة الحيوية. توصي الدكتورة زورينغ بأن لا يعتمد القطاع على قوائم ثابتة تضم 20 أو 30 مركباً مستهدفاً، بل يستخدم أدوات أوسع نطاقاً، مثل تحليل السلائف القابلة للأكسدة الكلية (TOP) أو تتبع الفلور العضوي الكلي (TOF)، للحصول على خط أساس حقيقي لما يدخل فعلياً إلى الأنظمة البلدية. ومع وضع إرشادات مياه الشرب من هيئة الصحة الكندية (Health Canada) حداً أقصى صارماً يبلغ 30 نانوغراماً/لتر لمجموع 25 مادة من PFAS، ووضع وكالة التفتيش الغذائي الكندية (CFIA) حداً مؤقتاً يبلغ 50 جزءاً في المليار لـ PFOS في المواد الصلبة الحيوية، أصبح فهم الكيمياء الخفية لتحول السلائف ضرورة تشغيلية.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com