Emy Bensdorp: Sản xuất gạch từ đất ô nhiễm PFAS

PFAS là nhóm các hóa chất độc hại per- and polyfluoroalkyl – được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất các vật dụng như chảo chống dính, ô và mascara không thấm nước. Nhóm "hóa chất vĩnh cửu" này không bị phân hủy trong môi trường khi chúng bị rò rỉ vào đất và nguồn nước. 

Công ty khởi nghiệp Claybens của Bensdorp mới đây đã chứng minh họ có thể loại bỏ hóa chất PFAS khỏi đất sét bị ô nhiễm nhờ quá trình nung gạch.

Emy Bensdorp đã sản xuất gạch từ đất sét bị nhiễm PFAS. Ảnh: Sem Langendijk

Bensdorp ứng dụng quy trình sản xuất gạch tiêu chuẩn, khi gốm được nung ở nhiệt độ từ 900 đến 1.200 độ C trong lò sẽ phá hủy hoàn toàn cấu trúc của các hóa chất PFAS. Do đó, các nhà khoa học hầu như không thể phát hiện dấu vết chất độc hại trong sản phẩm cuối cùng.

Theo nhà thiết kế người Hà Lan cho hay quá trình này không thải ra môi trường bất kỳ khói hoặc hạt độc hại nào, nhưng việc thử nghiệm trên vẫn đang được tiến hành.

Bensdorp chia sẻ: “Điều thú vị nhất về những hóa chất PFAS là khả năng chống nước, chống cháy tuyệt vời của chúng. Tuy nhiên, chúng cũng có thể tồn tại trong thời gian dài, dẫn đến quá trình tích lũy sinh học. Một trong những cách đầu tiên để phân hủy hợp chất PFAS là sử dụng nhiệt”.

Quá trình nung giúp loại bỏ các hóa chất

Nhà thiết kế đã bắt đầu nghiên cứu phương pháp này vào năm 2020, một năm sau khi có phán quyết của Hội đồng Nhà nước Hà Lan về bảo tồn môi trường tự nhiên được ban hành. Chính sách này đã khiến ngành xây dựng của đất nước bị đình trệ và dẫn đến phát hiện 90% đất ở Hà Lan có thể chứa PFAS.

Vấn đề đặc biệt nghiêm trọng ở một số địa điểm nóng, ví dụ như nơi diễn ra các hoạt động công nghiệp, quy trình quản lý chất thải không đúng cách hoặc sử dụng nhiều bọt chữa cháy đã dẫn đến đất có hàm lượng PFAS cực cao.

Trước đây, vùng đất xung quanh Sân bay Schiphol của Amsterdam đã xảy ra một vụ tai nạn liên quan đến bọt chữa cháy. Ở thành phố Doetinchem thuộc tỉnh Gelderland cũng có 1300 thùng bọt chữa cháy PFAS rò rỉ trong nhiều năm.

Gạch được sản xuất thông qua quy trình sản xuất tiêu chuẩn

Các nhà phát triển và chủ sở hữu đất hiện nay phải chịu trách nhiệm đối với vấn đề đất bị ô nhiễm để các chất độc hại không ngấm vào nước ngầm. Theo Bensdorp, phương pháp được sử dụng rộng rãi ngày nay là lưu trữ đất trong kho, cách này hầu như không loại bỏ được hóa chất.

Bensdorp nói: “Đó là một vấn đề lớn, không chỉ ở Hà Lan mà còn ở toàn bộ châu Âu. Các bộ luật ngày càng được đưa ra nhiều hơn vì chúng tôi đang tìm hiểu mức độ độc hại của những hóa chất này. Nhưng cho đến nay, vẫn chưa có giải pháp nào đối với đất sét bị ô nhiễm”.

Quy trình của Bensdorp sử dụng nhiệt độ cực cao của lò nung để kích hoạt phản ứng hóa học gọi là khử lưu huỳnh, phá vỡ chuỗi nguyên tử flo tạo nên PFAS.

Về mặt lý thuyết, chúng ta có thể sử dụng thành phẩm để chế tạo bộ đồ ăn, ngói lợp hoặc đồ gốm. Tuy nhiên Bensdorp tin rằng sản xuất gạch là giải pháp hứa hẹn nhất bởi quy mô sản xuất cũng như việc không cần thay đổi cơ sở hạ tầng hoặc quy trình hiện có.

“Dự án dựa trên một nghiên cứu học thuật khi đất bị nung nóng trong một khoảng thời gian rất ngắn ở mức nhiệt 1.000 hoặc 1.400 độC. Trong quy trình sản xuất gạch, đất sét được nung ở mức nhiệt tương tự trong thời gian dài hơn. Sức nóng sẽ phá vỡ liên kết carbon-flo, một trong những liên kết khó phá vỡ nhất", Bensdorp nói.

“Do đó chúng ta có thể ứng dụng phương pháp này vào các quy trình và cơ sở hạ tầng hiện có để loại bỏ hoàn toàn hóa chất độc hại".

Bensdorp, sinh viên tốt nghiệp năm 2020 của Học viện Thiết kế Eindhoven, cho đến nay đã biến ba vùng đất sét bị ô nhiễm nặng thành sản phẩm “gạch sạch” với nhiều màu sắc khác nhau, có dấu hiệu nhận biết vị trí xuất xứ và lượng PFAS đã loại bỏ.

Hiện nay, đất ô nhiễm đang được chứa trong kho và phủ cát

Nhà thiết kế Bensdorp cho hay, sắp tới cô sẽ cố gắng chứng tỏ ý tưởng này có thể thực hiện ở quy mô công nghiệp.

Để làm được điều này, cô cần sản xuất 50.000 viên gạch từ cùng một địa điểm và khói thải cũng sẽ được kiểm tra để xác nhận rằng quy trình sản xuất hoàn toàn sạch.

Gạch đã trở thành trọng tâm của sự đổi mới trong những năm gần đây, với một số nhà thiết kế đề xuất cách sản xuất gạch theo cách thân thiện với môi trường, ví dụ như gạch làm bằng nước tiểu của con người.

Dự án Claybens được trưng bày trong khuôn khổ Tuần lễ Thiết kế Hà Lan 2023 từ ngày 21 đến ngày 29 tháng 10.