Pesquisadores do IEN/CNEN usam irradiação nuclear para degradar contaminante ambiental

Pesquisadores do Laboratório de Nanorradiofármacos do Instituto de Engenharia Nuclear (IEN/CNEN) acabam de publicar um trabalho científico inédito sobre os efeitos da irradiação com nêutrons para remediar um dos contaminantes ambientais mais persistentes e preocupantes da atualidade – o ácido perfluorooctanossulfônico (PFOS). Classificado entre os chamados "poluentes eternos" (do inglês, forever chemicals), ele é extremamente durável e resiste à degradação ambiental, podendo ser mais resistente do que o plástico, que leva anos para se degradar. 

Intitulado Radiolytic Breakdown of PFOS by Neutron Irradiation: Mechanistic Insights into Molecular Disassembly and Cytotoxicity Reduction, o artigo com os resultados da pesquisa, publicado neste mês de janeiro, está disponível para leitura na revista científica internacional Environments. Assinam o trabalho os pesquisadores Jéssica Ingrid Faria de Souza, Pierre Basilio Almeida Fechine, Eduardo Ricci-Junior, Luciana Magalhães Rebelo Alencar, Júlia Fernanda da Costa Araújo, Severino Alves Junior e Ralph Santos-Oliveira.

Os PFOS pertencem à classe das substâncias per-e polifluoroalquil (PFAS), amplamente utilizadas em processos industriais e produtos de consumo por suas propriedades químicas únicas, como resistência térmica e repelência à água e ao óleo. Estão presentes em diversos produtos há décadas, como nas espumas dos extintores de incêndio, nos revestimentos antiaderentes de panelas, e em alguns tecidos resistentes a manchas, entre outros. No entanto, essas mesmas características dificultam sua degradação no meio ambiente, resultando em acúmulo duradouro nos ecossistemas, especialmente nos cursos d’água, onde são despejados junto com rejeitos industriais e causam potenciais riscos à saúde humana.

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O estudo propõe uma abordagem inovadora baseada na utilização de feixes de nêutrons como ferramenta para degradar essas moléculas altamente estáveis. “Os resultados obtidos demonstram um avanço promissor na busca por soluções eficientes para a remediação ambiental de PFAS, um tema de crescente relevância científica e regulatória em escala global. Esses contaminantes são extremamente duráveis devido à natureza das suas ligações químicas, de flúor e carbono”, disse o coordenador do Laboratório de Nanorradiofármacos, o farmacêutico Dr. Ralph Santos-Oliveira, que desenvolve seus estudos com o apoio da FAPERJ, por meio de editais como o Cientista do Nosso Estado. “Além da questão ambiental, existe a questão da saúde. Há estudos internacionais que associam a presença de componentes da grande família dos PFAS ao desenvolvimento de diversas doenças, como o Alzheimer e o câncer”, contextualizou.

Esquema ilustra o processo de irradiação com nêutrons, realizado no IEN, com o auxílio do reator nuclear. O tratamento com nêutrons liderado pelo Laboratório de Nanorradiofármacos removeu a toxicidade do PFOS, permitindo com que as células sobrevivessem. Imagem: Ilustração/IEN

Nos experimentos realizados no IEN/CNEN, foram testados os efeitos da irradiação com nêutrons sobre as amostras de PFOS dissolvidas em água. “Testamos a irradiação nuclear sobre o PFO dissolvido em matrizes aquosas, porque essas substâncias costumam ficar acumuladas nos dejetos lançados na água, descartados pela indústria. Pegamos o mesmo PFO utilizado pela indústria e o inserimos em recipientes com água, do mar e do rio. Usamos os nêutrons oriundos do processo de irradiação nuclear no IEN/CNEN, no reator Argonauta, com fluxo bem baixo, para não correr o risco de transformar o material inerte em material radioativo”, detalhou Santos-Oliveira.

O pesquisador contou que os resultados foram animadores. “Por meio da irradiação com nêutrons, conseguimos reduzir sensivelmente a concentração de PFOS nas amostras. Depois do processo de irradiação, pegamos células de cordão umbilical (HUVEC – Human Umbilical Vein Endothelial Cells) e as colocamos nas matrizes aquosas, para ver se sofreriam com efeitos tóxicos. Na água que não recebeu irradiação de nêutrons, observamos efeitos tóxicos para a célula. Já nas matrizes aquosas que receberam o tratamento com irradiação a toxicidade foi eliminada”, destacou. O coordenador do laboratório ressaltou que uma das vantagens dessa tecnologia é a portabilidade. "Esperamos que, se a tecnologia avançar, módulos de irradiação por nêutrons possam um dia ser integrados a etapas específicas do tratamento de água para degradar PFOS e outros PFAS. Em um cenário futuro — condicionado a validações técnicas e ao licenciamento — a equipe não descarta que soluções desse tipo possam ser avaliadas em pontos estratégicos do sistema Guandu. Por enquanto, o foco permanece na demonstração de conceito e no entendimento do processo em condições controlada”, concluiu.

Fonte: Faperj – Matéria escrita por Débora Motta