Zanieczyszczenia gromadzą się w substancjach stałych, które następnie są stosowane na polach uprawnych jako nawóz.
Naukowcy zbadali odcieki – odpady płynne – z czterech wysypisk śmieci w Illinois, a także dopływy i odpływy z odpowiednich oczyszczalni ścieków, aby prześledzić zachowanie i los dwóch substancji zanieczyszczających: mikroplastików oraz substancji per- i polifluoroalkilowych (PFAS).
Dobra wiadomość wynikająca z badania jest taka, że składowiska zatrzymują większość odpadów z tworzyw sztucznych, które są tam składowane, a oczyszczalnie ścieków usuwają 99% mikroplastików i część PFAS ze ścieków i odcieków składowiskowych, które przyjmują. Zła wiadomość jest taka, że że zarówno mikroplastiki, jak i PFAS gromadzą się w ciałach stałych osadzających się na dnie oczyszczalni ścieków. Te biosolidy należy utylizować w inny sposób.
Wyniki opublikowano w czasopiśmie Nauka o środowisku całkowitym.
Losy biosolidów w Illinois
Według finansowanego przez przemysł projektu National Biosolids Data Project 70% biosolidów z oczyszczalni ścieków w Illinois wykorzystuje się jako nawozy na gruntach rolnych, a 30% trafia na składowiska. Oznacza to, że większość mikroplastików i PFAS przedostających się do oczyszczalni ścieków trafia z powrotem do środowiska, powiedział John Scott, naukowiec w Centrum Zrównoważonej Technologii stanu Illinois na Uniwersytecie Illinois Urbana-Champaign, który kierował badaniem wraz z innymi Naukowiec ISTC Andres Prada.
„Oczyszczalnie ścieków po prostu pobierają zanieczyszczenia z jednego medium i wprowadzają je do drugiego” – powiedział Scott.
Co roku na całym świecie produkuje się kilkaset milionów ton tworzyw sztucznych, a szacunkowo 79% tego materiału trafia na wysypiska śmieci lub „przedostawa się do środowiska” – napisali naukowcy w swoim raporcie. Zarówno mikrodrobiny plastiku, jak i substancje chemiczne zaburzające funkcjonowanie układu hormonalnego, znane jako PFAS, są obecnie wszechobecne: wykrywane są w glebie, wodzie i organizmie ludzkim – stwierdzili.
Nowe badanie jest niezwykłe, ponieważ obliczyło masę mikroplastików w odciekach ze składowisk oraz ściekach dopływających i wypływających. Większość badań po prostu liczy liczbę cząstek mikroplastiku w objętości cieczy, co jest niewiarygodną miarą, ponieważ cząstki będą nadal rozpadać się na mniejsze kawałki, twierdzi Prada. Aby określić masę, zespół zmierzył całkowitą powierzchnię cząstek plastiku i zastosował standardowe miary grubości i gęstości w oparciu o najpopularniejsze rodzaje odpadów mikroplastiku: polietylen i polipropylen.
Połączone systemy i zaskakujące odkrycia
„Składowiska śmieci i oczyszczalnie ścieków są zwykle badane oddzielnie, ale w rzeczywistości są to systemy połączone” – stwierdziła Prada. „Przepisy wymagają, aby wysypiska śmieci przesyłały odpady płynne do zakładów przetwarzania”.
Wiele badań uwzględnia jednocześnie tylko jedno zanieczyszczenie – dodał.
„Chcieliśmy połączyć wszystko w jedną całość, przyjrzeć się obu systemom i uzyskać wyniki dla obu zanieczyszczeń” – powiedziała Prada.
Analiza wykazała, że chociaż składowiska dobrze zatrzymują mikrodrobiny plastiku, ich odcieki zawierają duże ilości PFAS.
„Byliśmy zaskoczeni, jak wysoki był poziom PFAS w odciekach ze składowisk, podczas gdy zawartość mikroplastików była niższa niż oczekiwano” – stwierdziła Prada.
Choć tworzywa sztuczne na wysypiskach śmieci rozkładają się wolniej ze względu na kompresję odpadów i brak promieniowania słonecznego po ich zakopaniu, tworzywa sztuczne będą nadal rozkładać się na mniejsze cząstki, które ostatecznie wypłyną wraz z odciekami, powiedział Scott.
Oczyszczalnie ścieków są zaprojektowane tak, aby przyjmować tysiące galonów ścieków z systemów kanalizacji sanitarnej i deszczowej, a woda ta niesie ze sobą także znaczny ładunek mikroplastików i PFAS. Chociaż stężenie PFAS w wodzie przepływającej przez te systemy jest niższe niż stężenie stwierdzane w odciekach ze składowisk, ogromna ilość wody wpływającej z kanałów powoduje większe ogólne obciążenie obydwoma substancjami zanieczyszczającymi – stwierdził zespół.
Oczyszczalnie ścieków mogą przyjąć 10 000 galonów ścieków na minutę, ale tylko około 30 000 galonów odcieków wysypiskowych dziennie, twierdzi Prada.
Naukowcy twierdzą, że problem mikroplastików i PFAS w biostałach nie jest łatwy do rozwiązania. Scott stwierdził, że rozprowadzanie PFAS i mikroplastików na polach uprawnych nie jest dobrą praktyką. „Ale co innego mamy z tym zrobić? Jeśli go składujemy, po prostu będziemy krążyć w kółko, przenosząc go ze składowiska do oczyszczalni ścieków i z powrotem na składowisko”.
Scott stwierdził, że próba przetworzenia biostałych substancji przed ich utylizacją jest bardzo kosztowna. Najlepszą praktyką byłoby zapobieganie problemowi zanieczyszczeń tworzywami sztucznymi i PFAS w dalszej części rzeki – stwierdził.
„Nadszedł czas, aby powiedzieć ludziom, aby zaczęli odchodzić od tych rzeczy i przestali je produkować” – powiedział Scott. „Zakręćmy je w kranie, zanim sytuacja się pogorszy”.
Odniesienie: „Mikroplastiki oraz substancje per- i polifluoroalkilowe (PFAS) w systemach oczyszczania ścieków na wysypiskach: badanie terenowe” przeprowadzili Andres F. Prada, John W. Scott, Lee Green i Timothy J. Hoellein, 6 października 2024 r., Nauka o środowisku całkowitym.
DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.176751
Badania te zostały sfinansowane przez Fundusz Badań nad Odpadami Niebezpiecznymi, zarządzany przez ISTC, część Instytutu Badawczego Prairie na Uniwersytecie I.
