Новые исследования показывают, что литий-ионные аккумуляторы, широко используемые для перехода на чистую энергию, содержат токсичные «вечные химикаты» ПФАС, представляющие серьезную опасность для окружающей среды и здоровья человека.
Что такое ПФАС и чем они опасны
ПФАС (PFAS) — это класс из примерно 16 000 искусственных химических веществ, известных своей чрезвычайной стойкостью к разложению. Эти вещества токсичны и способны накапливаться в природе и организмах животных и людей, вызывая различные заболевания. Практически все жители США уже являются носителями ПФАС из-за многолетнего контакта с ними.
Исследования связывают PFAS с различными проблемами здоровья:
- Рак
- Врожденные дефекты
- Заболевания печени и щитовидной железы
- Снижение количества сперматозоидов
- Другие серьезные нарушения
Использование PFAS в литий-ионных батареях
В последние годы особый подкласс PFAS - bis-perfluoroalkyl sulfonimides (bis-FASIs) - стал применяться в качестве электролитов и связующих веществ в литий-ионных аккумуляторах. Эти батареи используются в электромобилях, смартфонах, ноутбуках и системах хранения возобновляемой энергии.
Ученые протестировали 17 различных литий-ионных батарей и обнаружили bis-FASIs в 11 из них. По оценкам, лишь около 5% таких аккумуляторов подвергается переработке, остальные попадают на свалки.
Загрязнение окружающей среды bis-FASIs
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что bis-FASIs уже присутствуют в почве, осадках, воде и снегу вблизи предприятий по производству литий-ионных батарей. Повышенные уровни этих веществ были зафиксированы рядом с заводами в США, Бельгии и Франции.Bis-FASIs также обнаружены в жидкостях, просачивающихся из мусорных полигонов. Анализ свалок на юго-востоке США показал, что эти соединения могут попадать в окружающую среду при утилизации литий-ионных батарей и других продуктов.
Данные указывают, что выбросы bis-FASIs в атмосферу способствуют их распространению на большие расстояния. Это значит, что загрязнению могут подвергаться даже отдаленные от производств районы.
Токсичность bis-FASIs
Хотя токсичность bis-FASIs для человека еще не изучена, другие, более исследованные PFAS, связаны с серьезным вредом для здоровья. Тесты показали, что концентрации bis-FASIs, сходные с обнаруженными рядом с заводами, могут влиять на поведение и фундаментальные процессы энергетического метаболизма у водных организмов.
Исследования продемонстрировали негативное воздействие bis-FASIs на водную флору и фауну, что говорит о токсичности, сравнимой с другими опасными PFAS. Имеющиеся данные подчеркивают стойкость и вредоносность bis-FASIs, требуя более пристального внимания к ним.
Дилемма чистой энергетики
Полученные результаты указывают на дилемму, связанную с производством, утилизацией и переработкой инфраструктуры чистой энергетики. Снижение выбросов CO2 с помощью электромобилей критически важно, но это не должно приводить к росту загрязнения PFAS.
"Мы должны использовать импульс текущих энергетических инициатив, чтобы гарантировать, что новые энергетические технологии действительно чисты", - говорит Дженнифер Гуэлфо, один из авторов исследования.
Эксперты призывают к поиску безопасных альтернатив PFAS в таких технологиях, как аккумуляторы и ветряные турбины. Необходимы тщательные оценки экологических рисков для смягчения воздействия этих химикатов.
Проблема утилизации и переработки
Исследование подчеркивает отсутствие надлежащих стандартов утилизации для отходов батарей, содержащих PFAS. Значительная их часть попадает на свалки, создавая угрозу для водных источников и экосистем.
Усилия по переработке литиевых аккумуляторов остаются недостаточными. Прогнозируется резкий рост количества таких отходов, если практика рециклинга не будет значительно улучшена. Нужны технологии производства, меры контроля и решения для переработки, позволяющие бороться с климатическим кризисом без выброса стойких загрязнителей.
Выводы и перспективы
Литий-ионные батареи, играющие ключевую роль в развитии инфраструктуры чистой энергетики, могут стать серьезным источником загрязнения "вечными химикатами" PFAS. Без решения этой проблемы она будет только усугубляться по мере роста использования электротранспорта и возобновляемой энергии.
Необходимы срочные меры по регулированию применения PFAS в аккумуляторах, разработке безопасных альтернатив, улучшению процессов утилизации и переработки. Только сбалансированный подход, учитывающий как сокращение выбросов CO2, так и предотвращение загрязнения стойкими органическими соединениями, позволит достичь по-настоящему устойчивого развития энергетики.