Walka o supremację sztucznej inteligencji opiera się na mikrochipach. Jednak sektor półprzewodników, który je produkuje, ma brudny sekret – jest to główne źródło chemikaliów, często powodujących nowotwory i inne problemy zdrowotne. Globalna sprzedaż chipów wzrosła o ponad 19 proc. do około 628 mld dolarów w zeszłym roku, według Semiconductor Industry Association, która prognozuje dwucyfrowy wzrost w 2025 r.
To zwiększa konieczność w kwestii szybkiego ograniczania wpływu tak zwanych „wiecznych odpadów” — które są również używane do produkcji pianki gaśniczej, patelni z powłoką zapobiegającą przywieraniu, płaszczy przeciwdeszczowych i innych przedmiotów codziennego użytku — które zaczynają podlegać limitom zanieczyszczeń dla miejskich dostaw wody. W odpowiedzi na to rosnące zapotrzebowanie fala startupów oferuje potencjalne rozwiązania, które nie wyeliminują szkodliwych związków z łańcucha dostaw, ale mogą je zniszczyć.
Substancje perfluoroalkilowe i polifluoroalkilowe, czyli PFAS, zostały wykryte w każdym zakątku planety, od wody deszczowej w Himalajach po wieloryby u wybrzeży Wysp Owczych i we krwi niemal każdego przebadanego człowieka. Znane są jako wieczne chemikalia, ponieważ właściwości, które czynią je tak użytecznymi, sprawiają również, że są trwałe w środowisku. Naukowcy coraz częściej wiążą PFAS z problemami zdrowotnymi, w tym otyłością, bezpłodnością i rakiem.
– Pilnie trzeba zapobiegać dalszemu zanieczyszczeniu przemysłowemu PFAS i oczyścić istniejące zanieczyszczenia — uważą Lee Bell, doradca techniczny i polityczny International Pollutants Elimination Network, globalnej sieci non-profit. – Nie niszczy ich spalanie, więc musimy zidentyfikować nowe technologie, aby sprostać temu wyzwaniu.
Sposób na biznes
Wśród firm zajmujących się PFAS znajduje się szwajcarska Oxyle. Modułowy system firmy można skalować, aby oczyszczać wszystko, od wód gruntowych po ścieki przemysłowe. Działa poprzez generowanie pęcherzyków o średnicy mniejszej niż 1 milimetr — to mniej niż ziarnko soli — w wodzie zanieczyszczonej PFAS. Te pęcherzyki pomagają wychwytywać cząsteczki PFAS i rozkładać je na nieszkodliwe składniki mineralne, takie jak dwutlenek węgla i fluorki. Według firmy proces ten nie pozostawia toksycznych produktów ubocznych.
Technologia ta może usuwać więcej PFAS niż konwencjonalne metody filtracji. Oxyle zapewnia, że może zmniejszyć niektóre stężenia PFAS z ponad 8700 części na bilion (ppt) do poniżej 14 ppt, co stanowi ponad 99 proc. wskaźnik eliminacji. To niższe stężenie mieści się w granicach wykrywalności dla sześciu związków testowanych przez Oxyle, a startup podkreślił, że może jeszcze bardziej zmniejszyć poziom PFAS poprzez wydłużenie oczyszczania lub dostosowanie ilości użytego katalizatora
.
Chociaż Stany Zjednoczone i Unia Europejska zaczynają ograniczać ilość PFAS dozwoloną w wodzie pitnej, nadal istnieje niewiele ograniczeń dotyczących tego, co firmy mogą uwalniać, według Lenny’ego Siegela, dyrektora wykonawczego kalifornijskiego Center for Public Environmental Oversight. Siegel, który od dziesięcioleci skupia się na zanieczyszczeniach sektora technologicznego, powiedział, że nie wie o żadnej fabryce w USA, która podlegałaby ograniczeniom dotyczącym PFAS, które mogą uwalniać do ścieków.
Dane testowe z jednej amerykańskiej fabryki półprzewodników wykazały aż 623 ppt PFAS w ściekach, zgodnie z badaniem z 2021 r. Nowe wytyczne Agencji Ochrony Środowiska USA (EPA) dotyczące wody pitnej dla dwóch rodzajów wiecznych chemikaliów ograniczają stężenia do 4 ppt — najniższego „wykonalnego” poziomu, jak podała agencja w zeszłym roku. Podkreśliła, że nie ma poziomu narażenia bez ryzyka wpływu na zdrowie.
Konwencjonalne uzdatnianie wody w zakładach komunalnych zazwyczaj obejmuje dodawanie chemikaliów, takich jak aluminium lub siarczany żelazawe, aby pomóc związać brud i inne małe cząsteczki. Ponieważ ciała stałe są cięższe od wody, osiadają na dnie i można je oddzielić. Woda zazwyczaj przechodzi przez dodatkowe systemy filtracji, zanim dotrze do użytkownika końcowego. Jednak to podejście nie zostało zaprojektowane w celu wychwytywania PFAS.
Branża chipów przejmuje kontrolę
– Branża chipów może „przejąć inicjatywę w rozwiązywaniu problemu, ponieważ ma możliwość pracy nad swoimi wodami w bardzo kontrolowanym środowisku – mówi Steven Lam, szef technologii w Gradiant Corp. Firma z siedzibą w rejonie Bostonu wprowadziła w zeszłym roku technologię uzdatniania, która, jak twierdzi, trwale usuwa i niszczy PFAS, i prowadzi kilka bieżących projektów demonstracyjnych, w tym z producentami półprzewodników.
Największą barierą dla powszechnego przyjęcia nowej technologii niszczenia PFAS jest niepewność regulacyjna. Limity PFAS dla wody pitnej i ścieków w wielu jurysdykcjach ewoluują wraz ze zmieniającymi się standardami. Gradiant stwierdził w oświadczeniu, że kluczowe jest, aby organy regulacyjne rozumiały korzyści dla zdrowia publicznego wynikające z technologii, które całkowicie niszczą chemikalia, w porównaniu z technologiami, które tego nie potrafią.
Chociaż niektóre branże, takie jak odzieżowa, wycofują PFAS i zastępują je mniej niebezpiecznymi alternatywami, dla branży chipów chemikalia pozostają kluczowe. SEMI, stowarzyszenie branżowe łańcucha dostaw półprzewodników, stwierdziło, że chociaż przejście z PFAS jest konieczne, „brak sprawdzonych substytutów oznacza, że zaawansowanych półprzewodników nie można produkować bez nich”. Grupa dodała, że sektor „aktywnie nawiązał partnerstwa z rządami i środowiskiem akademickim” w celu badania i opracowywania rozwiązań.