Ново проучване установява, че биовъгленът от коноп, обогатен с желязо, рязко намалява количеството на пер- и полифлуороалкилните вещества (PFAS) – известни като „вечни химикали“, които навлизат в растенията от замърсената почва. Това откритие предлага на производителите на храни обещаващ инструмент за смекчаване на замърсяването.
Изследването показва, че обогатеният с желязо биовъглен от коноп може значително да намали количеството на PFAS, преминаващи от замърсени почви в хранителните култури. Тестовете са проведени върху репички, отглеждани в оранжерия, където е отчетено забележимо намаляване на замърсяването. Пер- и полифлуороалкилните вещества (PFAS) са изключително устойчиви промишлени химикали, които могат да се пренасят чрез почвата, водата и въздуха и да се натрупват както в посевите, така и в човешкия организъм.
Проучването е извършено с помощта на песъчлива глинеста почва, замърсена с PFAS, взета от бивш полигон за противопожарно обучение в Кънектикът. Целта е била да се установи дали биовъгленът, произведен от земеделски отпадъци от коноп, може да задържи PFAS и да ограничи преноса им в ядливите растителни тъкани.
Учените откриват, че биовъгленът от коноп, обогатен с желязо, намалява общите нива на PFAS в целите растения репички с около 37 процента в сравнение с необработената почва. Обогатеният биовъглен показва по-добри резултати и от необогатения, като намалява общото усвояване от растенията с почти 46 процента. Водещият автор д-р Трунг Хуу Буи подчертава, че PFAS не изчезват просто, след като достигнат земеделските земи, а могат ефективно да преминат от почвата в храните, които отглеждаме. Той посочва, че обогатеният с желязо биовъглен от коноп предлага обещаващ начин за улавяне на тези замърсители в почвата и намаляване на навлизането им в хранителната верига, без това да се отрази негативно на растежа на растенията.
Тестовата почва съдържа приблизително 576 нанограма общи PFAS на грам, като преобладава PFOS, който съставлява около 60 процента от замърсяването. Биовъгленът е произведен от стъбла и листа на коноп при температури между 500°C и 800°C. Някои партиди са били накиснати в разтвор на железен сулфат преди пиролиза, за да се добавят сорбционни места, богати на желязо.
Лабораторните анализи показват, че биовъгленът, създаден при 500°C, осигурява най-голяма повърхност и най-висока концентрация на кислородсъдържащи функционални групи – свойства, които подобряват задържането на PFAS в сравнение с материала, направен при по-високи температури. Обогатяването с желязо допълнително увеличава порьозността и въвежда места от железен оксид и хидроксид, които са способни да привличат отрицателно заредени молекули PFAS.
За да тестват ефективността при културите, изследователите смесват избраните биовъглени в замърсената почва в дози от 2 или 5 процента от теглото и инкубират почвите в продължение на 90 дни. След това разсадът на репичките е отглеждан в продължение на четири седмици, преди да бъдат измерени PFAS в почвените екстракти, издънките и ядливите луковици с помощта на високочувствителна течна хроматография-масспектрометрия.
Във всички третирания, репичките, отгледани в необработена почва, натрупват високи нива на PFAS с къса верига. Когато е добавен обогатен с желязо конопен биовъглен, произведен при 500°C, PFAS в ядливите луковици намаляват с около 25,7 процента в сравнение с необработената почва. Особено силно намаление е наблюдавано при няколко късоверижни съединения.
Изследователите заключават, че обогатеният с желязо биовъглен от коноп работи чрез комбиниране на физични и химични механизми. Подобрената структура на порите увеличава капацитета на материала да задържа замърсителите, докато новосъздадените положително заредени и хидрофилни места подпомагат електростатичното привличане, обмена на лиганди, водородните връзки и образуването на комплекси с главите на PFAS молекулите. Това ограничава свободно разтворената фракция, достъпна за усвояване от растенията, и забавя миграцията на PFAS през порите на почвата.
Тези констатации подчертават рисковете за безопасността на храните, пред които са изправени производителите, работещи върху замърсени с PFAS земи, тъй като дори кореноплодни зеленчуци, отглеждани под повърхността на почвата, могат да натрупат значителни количества PFAS с къса верига. За производителите, търсещи практически мерки за смекчаване, проучването посочва обогатения с желязо биовъглен в ниски дози като жизнеспособен инструмент за намаляване на диетичната експозиция, като същевременно подобрява свойствата на почвата.
Учените препоръчват следващите стъпки да включват полеви изпитвания за проучване на дългосрочната ефективност, взаимодействията с почвените микроби и дали подобни смекчаващи ефекти могат да бъдат постигнати при по-широк спектър от култури и PFAS смеси.
Източник: New Food Magazine
