Azt hiszem mindannyian emlékszünk az elképedt politikusaink arcára, hogy már miként is lenne az ipari megújhodásunk zálogaként kezelt szent akkumulátor-gyártás súlyosan környezetszennyező és egészségkárosító. A többféle veszélyes anyag közül most a lítiumot választottam ki és néhány tudományos munkát idézek. Mindenki meggyőződhet arról, hogy ezek a hatások léteznek és nem a zöld civilszervezetek álmodják ezeket a nemzeti összeszerelő iparunk örömének megrontására.
Lítiumos akkumulátorok veszélyei No1 – Pártkatonák talán hamarabb abbahagyhatják
Palkovics, Lantos és Szíjjártó – különlegesen lelkes figurák – csöppet figyelhetnek. Ez egy könnyed és érzelemmentes, kegyelmesékre méretezett aranykalányos tanfolyam. Dior szettek a gyárlátogatásnál mellőzendők.
*
Kavanagh, L., Keohane, J., Cabellos, G.G, Lloyd, A. & Cleary J. (2018): Induced plant accumulation of lithium. Geosciences, 8 (2), 56.
’A lítium (Li) értéke exponenciálisan nőtt a Li-ion akkumulátorok fejlesztése óta. Általában kétféleképpen érhető el: kemény kőzet ásványi bányászat vagy ásványi anyagokban gazdag sóoldatokból történő kitermelés. Mindkét módszer drága, és gazdag Li-forrást igényel. Ez a tanulmány megvizsgálja az agrárbányászatban rejlő lehetőségeket, mint környezetbarát, gazdaságilag életképes eljárást Li alacsony minőségű ércből történő kitermelésére. Az agrárbányászat kihasználja azt a képességet, amely kevés növényfajban található meg, hogy jelentős mennyiségű fémet halmozzon fel a növény föld feletti részeiben. A fitobányászott fémeket ezután kinyerik az elégetett növényekből. Bár a terményből összegyűjtött fém tényleges mennyisége alacsony lehet, a folyamat nyereségesnek bizonyult. Több növényfaj, köztük a Brassica napus [olajrepce] és a Helianthus annuus [napraforgó] Li-gyűjtőként való alkalmasságát vizsgáltuk ellenőrzött körülmények között. Nagy növénykísérleteket végeztünk kelátképző szerekkel vagy anélkül a Li felhalmozódásának elősegítésére. A kérdés, amit meg akartunk válaszolni, az volt, hogy a vizsgált növényfajok bármelyike elég magas szinten halmozhatja-e fel a Li-t ahhoz, hogy igazolja a Li mezőgazdasági bányászatára való felhasználását. Az eredmények egyes fajoknál >4000 mg/kg Li maximális felhalmozódási szintet mutatnak. Adataink azt sugallják, hogy a Li mezőgazdasági bányászata potenciálisan gazdaságos folyamat.’
– Növények felveszik és akkumulálják vízoldható sóit. A lítium-karbonát is ilyen. Akár bányászatra is felhasználható néhány növény, bár vannak sóbányák, ahol a feltételek kedvezőbbek. A lejárt akkumulátorokból gyártás után a sói vízzel kimoshatók, tehát visszanyerhetők. Valójában ez a legjobb megoldás.
*
Shen, J., Li, X., Shi, X., Wang, W., Zhou, H., Wu, J., Wang, X. & Li, J. (2020): The toxicity of lithium to human cardiomyocytes. Environ. Sci. Europe, 32, 59.
’A lítiumot széles körben használják az elektronikus fogyasztói piacon és az elektromos járművekben, és nagymértékben hozzájárul a világgazdasághoz, ami nagy mennyiségű lítiumhulladékot eredményez a környezetben. A Jangce-medence Kína egyik legfejlettebb területe. Azonban a lítium környezeti hatása a Jangce vízgyűjtőjében és szerepe a kardiomiocitákban még nem tisztázott.
Azt találtuk, hogy a lítium koncentrációja a vízi környezetben nagyon magas Sanghajban, valamint a csapvízben, amit a lítium akkumulátorok szennyezése okozhat. A lítium gátolja a sejtek életképességét és az emberi kardiomiociták proliferációját. Ezenkívül a lítium jelentősen elősegíti a sejtek apoptózisát. Azt találtuk, hogy a lítium szabályozza a kardiomiociták funkcióit a glikogén-szintáz-kináz 3 béta jelátvitelének szabályozásával.
A kutatásunk feltárta, hogy Sanghaj vízi környezetét szennyezhetik a lítium akkumulátorok; a lítium dúsulása pedig károsíthatja az emberi kardiomiocitákat. Elengedhetetlen a lítiumkoncentráció kimutatása a vízi környezetben (például csapvíz és öntözővíz), és a lítium akkumulátorok hatékony újrahasznosítása a jövőben.’
– A hulladékgyűjtés nélkül elszennyeződhetnek nagy területek, ahol a szívbetegségek előfordulásának gyakoribb előfordulásával kell számolni. Ez természetesen vonatkozik a gyártásban és újrahasznosításában dolgozó munkásokra is.
*
Mrozik, W., Rajaeifar, M.A., Heidrich, O. & Christensen, P. (2021): Environmental impacts, pollution sources and pathways of spent lithium-ion batteries
Energy Environ. Sci., 14, 6099-6121.
Egyre nagyobb az igény a lítium-ion akkumulátorok (LIB-ek) iránt az elektromos közlekedésben, valamint a megújuló energiák kiegészítő energiatároló rendszerekkel történő alkalmazásának támogatásában. Ez a keresletnövekedés a termelés egyidejű növekedését teszi szükségessé, és később nagyszámú elhasználódott LIB-hez vezet. Az egyre növekvő akkumulátorhulladékot ennek megfelelően kell kezelni. Jelenleg nincsenek egyetemes vagy egységes szabványok a LIB-ek hulladékártalmatlanítására szerte a világon. Minden ország egy vagy több gyakorlatot alkalmaz, például hulladéklerakást, égetést és teljes vagy részleges újrafeldolgozást, a piacot elhagyó elemek számától, a jelenlegi jogszabályoktól és infrastruktúrától függően. Az informális ártalmatlanítás vagy újrafeldolgozás nem ritka tevékenység. Ez a felülvizsgálat rögzíti, azonosítja és kategorizálja az elhasznált LIB-ek környezeti hatásait, forrásait és szennyezési útvonalait. Kiemeli az ártalmatlanítási gyakorlatok hátrányait, és megvitatja a hozzájuk kapcsolódó veszélyeket. Az itt bemutatott bizonyítékok valós eseményekből származnak, és azt mutatják, hogy az elhasznált akkumulátorok nem megfelelő vagy gondatlan feldolgozása és ártalmatlanítása a talaj, a víz és a levegő szennyeződéséhez vezet. Az elem anyagának toxicitása közvetlen veszélyt jelent az organizmusokra különböző trofikus szinteken, valamint közvetlen veszélyt jelent az emberi egészségre. Az azonosított szennyezési útvonalak az akkumulátorok kimosódása, szétesése és lebomlása, de az erőszakos események, például a tüzek és robbanások is jelentősek. Végezetül a tanulmány a jövőbeli értékelésekkel kapcsolatos főbb ismeretbeli hiányosságokat tárgyalja. Ez a tanulmány átfogó áttekintést nyújt azokról a fenyegetésekről és veszélyekről, amelyeket kezelni kell az elhasznált LIB-ek biztonságos ártalmatlanítási és feldolgozási lehetőségeinek tervezése és megvalósítása érdekében.
– A hulladékkezelés, ártalmatlanítás és újrafelhasználás nagyon fontos.
*
Kuloğlu, S.S., Yalçin, E., Çavuşoğlu, K. & Ali Acar, A. (2022): Dose-dependent toxicity profile and genotoxicity mechanism of lithium carbonate. Sci. Rep. 12, 13504 –
“Az elektromos járművek akkumulátoraiban és számos elektronikus járműben, például számítógépekben és mobiltelefonokban energiaforrásként előnyben részesített lítium egyre szélesebb körű használata jelentős környezetszennyező anyaggá tette. Ebben a vizsgálatban a lítium-karbonát (Li2CO3) toxicitási profilját az Allium teszttel vizsgáltuk, amely bioindikátor teszt. A dózisfüggő toxikus hatásokat Li2CO3 alkalmazásával vizsgálták 25 mg/l, 50 mg/l és 100 mg/l dózisokban. A toxicitási profilt fiziológiai, citotoxikus, genotoxikus, biokémiai és anatómiai hatások vizsgálatával határoztuk meg. A Li2CO3 élettani hatásait a gyökérhossz, a sérülési arány, a csírázási százalék és a súlygyarapodás alapján határozták meg, míg a citotoxikus hatásokat a mitotikus index (MI) arány, a genotoxikus hatásokat pedig a mikronukleusz (MN) és a kromoszóma-rendellenességek (CA) határozták meg.
A Li2CO3 antioxidáns és oxidáns dinamikára gyakorolt hatását glutation (GSH), malondialdehid (MDA), kataláz (CAT) és szuperoxid-diszmutáz (SOD) szintek vizsgálatával határozták meg, valamint anatómiai változásokat vizsgáltak a gyökér merisztematikus szövetek szakaszaiban. Ennek eredményeként a Li2CO3 dózisfüggő regressziót mutatott a csírázással kapcsolatos paraméterekben. Ez a regresszió közvetlenül kapcsolódik a MI-hez, és 100 mg/l Li2CO3 38%-kal csökkentette a MI-t a kontrollcsoporthoz képest. A Li2CO3-mal kezelt csoportokban magas arányban figyeltek meg MN-t és CA-kat. A töredékeket a CA-k között találták a legmagasabb arányban. Egyéb károsodások voltak a híd, a kromatin egyenlőtlen eloszlása, ragadós kromoszóma, csavargó kromoszóma, szabálytalan mitózis, fordított polarizáció és multipoláris anafázis. A genotoxikus hatások a molekuláris dokkolással meghatározott Li2CO3-DNS kölcsönhatásokhoz kapcsolódtak. A Li2CO3 toxikus hatásai közvetlenül kapcsolódnak a sejtek antioxidáns/oxidáns egyensúlyának romlásához. Míg az MDA, a lipidperoxidáció mutatója 59,1% -kal nőtt a 100 mg/l Li2CO3-at adott csoportban, a sejtvédelemben fontos szerepet játszó GSH 60,8% -kal csökkent. Jelentős változásokat észleltek a SOD és a CAT, az antioxidáns védelem két fontos enzimjének aktivitásában is a kontrollhoz képest. Ezek a toxikus hatások, amelyek a lítiummal kezelt csoportokhoz tartozó sejtekben alakultak ki, tükröződtek a szöveti anatómiában is, és anatómiai változásokat, például epidermiszsejt-károsodást, kéregsejtkárosodást, lapított sejtmagot, a kéreg sejtfalának megvastagodását és az anatómiai szakaszokon nem tiszta vaszkuláris szövetet figyeltek meg. Ezeknek a változásoknak a gyakorisága a Li2CO3 dózisától függően is nőtt. Ennek eredményeként a Li2CO3, amely az egyik lítiumvegyület, és a növekvő technológiai fejlődéssel fontos szennyező anyaggá vált a környezetben, kombinált és sokoldalú toxicitást okozott az Allium cepa L. merisztematikus sejtekben, különösen az antioxidáns/oxidáns dinamika romlásával.’
– Növényi szövetekben mutagén vegyületnek számít a lítium-karbamát, ami nagyon rossz előjel, és szerintem szükségessé teszi a gyártásban és újrahasznosításban dolgozók rendszeres vérvizsgálatát in vivo mutagenitásvizsgálati szempontból.
Lítiumos akkumulátorok veszélyei No2 – Vízszennyezés és következményei:
A tudományos szakirodalomban elég régóta gyarapodnak az adatok azt illetően, hogy a lítiumos akkumulátorok hulladékkezelése kiemelt probléma. Az is teljesen világos, hogy a veszélyes elemek tulajdonságai miatt nyílt technológiáról beszélhetünk. A lítiumsók jó vízoldhatóság miatt a gyártelepek talajára kerülve a talajvízben végzik. Nem megoldás, ha ilyenkor a mérőkutat betemetjük.
A gyárakból való vegyületszökés meggyőző esete volt, amikor Felső Göd csatornahálózata felhabzott a gyárban történő tűzoltás után. Ezt követően fölösleges annak tagadása, hogy a gyár súlyosan szennyezi a környezetét, hiszen csatornahálózata korántsem független és biztonságos. A Samsung gyárból a csatornába kerülhetnek anyagok, amely egyenes út a talaj- és felszíni vizek felé.
*
Tanveer, M., Hasanuzzaman, M. & Wang, L. (2019): Lithium in environment and potential targets to reduce lithium toxicity in plants
J. Plant Growth Regul., 38, 1574-1586
‘Az iparosodás és az elkerülhetetlen bányászat néhány fém kibocsátását eredményezte a környezetben, amelyek egyrészt különböző felhasználásúak, és környezeti toxicitást is mutattak. A lítium (Li) az egyik; azonban a különböző területeken való túlzott használata vagy a nem megfelelő ártalmatlanítási módszerek magas Li-felhalmozódást eredményeztek a talajban és a talajvízben. Ez később hatással van környezetünkre és potenciálisan szántóföldi növénytermesztési rendszerünkre. Emberben a Li-t széles körben tanulmányozták, és számos káros hatást okoz a különböző szervszinteken. Ezenkívül a világ különböző régióiban a talajvízben és az élelmiszerekben a Li növekedéséről, a mentális zavarok eseteiről számoltak be. A növényekben csak néhány tanulmányról számoltak be a lítium növényekben lévő toxikus hatásairól. Ezenkívül a növényi termékek (gyümölcsök, gabonafélék vagy más növényi részek) a Li-toxicitás fő forrásai lehetnek élelmiszerláncunkban. Ezért fontosabb megérteni, hogyan lehet a növényeket a Li toxicitással szemben toleránsabbá fejleszteni. Ebben a rövid mini-áttekintő cikkben elsősorban a Li felvételét, transzlokációját és Li tárolási mechanizmusát emeltük ki és értékeltük a növényekben. Ez a cikk jelentős információkat nyújt a nemesítők vagy környezetvédők számára a Li hiperakkumulátorok azonosításához és fejlesztéséhez, a növényekhez és a környezetgazdálkodáshoz.’
*
Bolan, N., Hoang, S.A., Tanveer, M., Wang, L., Bolan, S., Sooriyakumar, P., Robinson, B., Wijesekara, H., Wijesooriya, M., Keerthanan, S., Vithanage, M., Markert, B., Fränzle, S., Wünschmann, S., Sarkar, B., Vinu, A., M.B. Kirkham, M.B., Siddique, K.H.M. & Rinklebe, J. (2021): From mine to mind and mobiles – Lithium contamination and its risk management Environ. Poll., 290 (2021) 118067
‘A lítium (Li) iránti egyre növekvő kereslet miatt a hordozható energiatároló eszközök számára globális aggodalomra ad okot a Li környezetszennyezése a Li-tartalmú termékek, köztük a mobiltelefonok és a hangulatstabilizáló gyógyszerek gyártása, használata és ártalmatlanítása révén. Míg a geogén Li kevéssé oldódik, a talajhoz adott Li az egyik legmozgékonyabb kation a talajban, amely a talajvízbe szivároghat, és a lefolyáson keresztül elérheti a felszíni vizet. A lítiumot a növények könnyen felveszik, és viszonylag magas növényi akkumulációs együtthatóval rendelkeznek, bár a mögöttes mechanizmusokat nem írták le megfelelően. Ezért a talaj Li-vel való szennyeződése elérheti a táplálékláncot a felszíni és talajvizekben való mobilitása és a növényekbe való felvétele miatt. A magas környezeti Li-szint hátrányosan befolyásolja az emberek, állatok és növények egészségét. A lítium toxicitása jelentősen kezelhető különböző helyreállítási megközelítésekkel, például agyagszerű módosításokkal történő immobilizálással és/vagy keláttal fokozott fitoremediációval. Ez a felülvizsgálat integrálja a Li eloszlásának és viselkedésének alapvető szempontjait a szárazföldi és vízi környezetben a Li-vel szennyezett ökoszisztémák hatékony helyreállítása érdekében. Mivel az eddigi kutatások nem adtak világos képet arról, hogy a Li-alapú termékek megnövekedett termelése és ártalmatlanítása milyen káros hatással van az emberi és az ökoszisztéma egészségére, sürgősen további tanulmányokra van szükség ezen a területen.’
*
Shakoor, N., Adeel, M., Azeem, I., Ahmad, M.A., Zain, M., Abbas, A., Zhou, P., Li, Y., Ming, X. & Rui, Y. (2022): Responses of agricultural plants to lithium pollution: Trends, meta-analysis, and perspectives
‘A lítium (Li) egyre nagyobb figyelmet kap a modern iparágak gyors növekedése miatt, de a növényekre gyakorolt hatás nem kellően ellaborált. Ebben a meglévő szakirodalom metaanalízisét végeztük el, amely a Li-források és -szintek növényfajokra gyakorolt hatását vizsgálta különböző növekedési körülmények között, hogy megértsük a meglévő ismereteket. A Li-expozíció toxikus hatásai növényekben a közeg függvényében változnak, és érdekes módon több negatív reakcióról számoltak be a hidroponikus közegekben, mint a talajban és a lombozatban történő alkalmazáskor. Ezenkívül a Li toxikus hatásai a Li alapanyagoktól függően változnak, és a LiCl negatívabban befolyásolta a növény fejlődési paramétereit, például a növény csírázását (n = 48) és a gyökér biomasszáját (n = 57), és a növényekben magas felvételt (n = 78) regisztráltak, míg a LiNO3 negatívabb hatással van a hajtás biomasszájára. A <50 mg L-1 koncentrációjú Li jelentősen befolyásolta a növény élettani mutatóit, beleértve a növényi csírázást és a gyökérbiomasszát, míg az 50-500 mg L-1 Li koncentráció a biokémiai paramétereket befolyásolta. A Li felvételi potenciálja dózisfüggő, transzlokációjuk/bioakkumulációjuk ismeretlen. A jövőbeni munkának magában kell foglalnia a növény teljes élettartamának tanulmányozását, hogy tisztázza a Li bioakkumulációját az ehető szövetekben, és megvizsgálja a Li lehetséges trofikus átvitelét.’
*
Wan, T. & Wang, Y. (2022): The hazards of electric car batteries and their recycling Earth Environ. Sci. 1011 012026
‘Az elmúlt években az energiakimerülés és a környezetkárosodás kettős nyomása alatt az elektromos járművek fejlesztése a jövőben az autóipar fő fejlődési trendjévé vált. Ez a tanulmány az eldobott akkumulátorok problémáját tárgyalja, amelyet nagyszámú akkumulátor korlátozott élettartama okoz az új energiájú járműipar virágzásával. Ez a tanulmány felsorolja és elemzi a piacon lévő három új energiahordozó által gyakran használt akkumulátorok különböző jellemzőit :
(1) A savas ólomakkumulátorok a szoros tömítés miatt nem szivárognak a használat során, de használati ciklusuk nagyon rövid.
(2) A nikkel-fémhidrid akkumulátor gyártása viszonylag érett, gyártási költsége alacsony, és a lítium-elektronikus akkumulátorhoz képest biztonságosabb.
(3) A lítiumion-akkumulátorok nem mérgező anyagokból készülnek, ezért zöld megoldásként ismertek. Előállításuk azonban drága, és gyengén kompatibilisek más akkumulátorokkal. Az eldobott akkumulátorok veszélyt jelentenek az emberi egészségre és a környezeti fenntarthatóságra. A lítium-ion akkumulátorok túlmelegedhetnek és tüzet okozhatnak, ha magas hőmérsékletnek vannak kitéve szén-monoxidot és hidrogén-cianidot szabadítva fel, amelyek nagyon károsak lehetnek az emberi egészségre. Ezenkívül a hulladékelemek vízszennyezést is okoznak, és gátolják a vízi szervezetek növekedését és szaporodását, valamint más lehetséges veszélyeket. Ezért hatékonyan kell újrahasznosítani.
Ez a tanulmány ezután bemutatja a három újrahasznosítási módszer előnyeit: lépcsős felhasználás és visszanyerés, ultrahangos visszanyerés és nátrium-ion akkumulátor. Ezek az újrahasznosítási módszerek maximalizálhatják a hulladékelemek újrafelhasználásának hatékonyságát. Ez a tanulmány arra számít, hogy jobb módszert talál a hulladékelemek újrahasznosítására, hogy megoldja a hulladékelemek nem megfelelő ártalmatlanításának lehetséges problémáit és csökkentse a hulladékelemek környezeti veszélyeit.’
*
A vízbe kerülő lítiumsókat a növények felveszik és raktározzák. Ilyen módon a szervezetünkbe bekerülhetnek és hatásaik sokfélék. Lítiumsók esetén részben a szívműködés területén, részben a mentális hatásait illetően megalapozottak szerintem az egészségügyi aggodalmak.
Darvas Béla
Nyitókép: Depositphotos
