Doar 3 ingrediente pot distruge rapid „substanțele chimice pentru totdeauna” PFAS utilizate pe scară largă

Desființarea „substanțelor chimice pentru totdeauna” toxice se poate găsi în produsele din cămara dvs.

Substanțele perfluoroalchilice și polifluoroalchilice, cunoscute și sub numele de PFAS, pot persista în mediu timp de secole. În timp ce impactul asupra sănătății a doar o parte din miile de tipuri diferite de PFAS a fost studiat, cercetările au legat expunerea la niveluri ridicate ale unora dintre aceste substanțe chimice larg răspândite, fabricate de om, de probleme de sănătate, cum ar fi cancerul și problemele de reproducere.

Acum, un studiu arată că combinația de lumină ultravioletă și câteva substanțe chimice comune poate descompune aproape toate PFAS într-o soluție concentrată în doar câteva ore. Procesul implică aruncarea de radiații UV asupra unei soluții care conține PFAS și iodură, care este adesea adăugată la sarea de masă, și sulfit, un conservant alimentar comun, cercetătorii raportează în 15 martie Știința și tehnologia mediului & Tehnologie.

„Ei arată că atunci când [iodide and sulfite] sunt combinate, sistemul devine mult mai eficient”, spune Garrett McKay, chimist de mediu la Universitatea Texas A&M din College Station, care nu a fost implicat în studiu. „Este un mare pas înainte”.

O moleculă PFAS conține un lanț de atomi de carbon care sunt legați de atomi de fluor. Legătura carbon-fluor este una dintre cele mai puternice legături chimice cunoscute. Această legătură lipicioasă face ca PFAS să fie utilă pentru multe aplicații, cum ar fi acoperiri care resping apa și uleiul, spume de stingere a incendiilor și produse cosmetice (SN: 6/4/19; SN: 6/15/21). Datorită utilizării lor pe scară largă și longevității, PFAS au fost detectați în soluri, alimente și chiar în apa potabilă. Agenția pentru Protecția Mediului din SUA stabilește nivelurile de recomandare pentru sănătate pentru PFOA și PFOS – două tipuri comune de PFAS – la 70 de părți pe trilion.

Instalațiile de tratare pot filtra PFAS din apă folosind tehnologii precum filtrele cu carbon activ sau rășinile schimbătoare de ioni. Dar aceste procese de îndepărtare concentrează PFAS într-un deșeu care necesită multă energie și resurse pentru a fi distrus, spune coautorul studiului Jinyong Liu, chimist de mediu la Universitatea din California, Riverside. „Dacă nu [destroy this waste], vor exista probleme de contaminare secundară”.

Una dintre cele mai bine studiate modalități de degradare a PFAS implică amestecarea lor într-o soluție cu sulfit și apoi aruncarea amestecului cu raze UV. Radiația smulge electronii din sulfit, care apoi se deplasează, tăind legăturile încăpățânate de carbon-fluor și astfel descompunând moleculele.

Dar unele PFAS, cum ar fi un tip cunoscut sub numele de PFBS, s-au dovedit a fi dificil de degradat în acest mod. Liu și colegii săi au iradiat o soluție care conținea PFBS și sulfit timp de o zi întreagă, doar pentru a constata că mai puțin de jumătate din poluantul din soluție s-a descompus. Obținerea unor niveluri mai ridicate de degradare a necesitat mai mult timp și turnarea de sulfit suplimentar la intervale de timp distanțate.

Cercetătorii știau că iodura expusă la radiații UV produce mai mulți electroni de tăiere a legăturilor decât sulfitul. Iar cercetările anterioare au demonstrat că iradierea UV asociată doar cu iodură ar putea fi utilizată pentru a degrada substanțele chimice PFAS.

Deci, Liu și colegii săi au aruncat raze UV asupra unei soluții care conține PFBS, iodură și sulfit. Spre surprinderea cercetătorilor, după 24 de ore de iradiere, mai puțin de 1 la sută din PFBS încăpățânat a rămas.

Mai mult, cercetătorii au arătat că procesul a distrus și alte tipuri de PFAS cu o eficiență similară și a fost eficient și atunci când concentrațiile de PFAS erau de 10 ori mai mari decât cele pe care doar lumina UV și sulfitul le puteau degrada. Și prin adăugarea de iodură, cercetătorii au descoperit că pot accelera reacția, spune Liu, făcând procesul mult mai eficient din punct de vedere energetic.

În soluție, iodura și sulfitul au lucrat împreună pentru a susține distrugerea moleculelor PFAS, explică Liu. Atunci când razele UV eliberează un electron din iodură, acea iodură este transformată într-o moleculă reactivă care poate apoi să recupereze electronii eliberați. Dar aici, sulfitul poate interveni și se poate lega de aceste molecule reactive și de oxigenul din soluție care captează electroni. Această „capcană” a sulfitului ajută la menținerea electronilor eliberați liberi pentru a descompune moleculele PFAS timp de opt ori mai mult timp decât dacă sulfitul nu ar fi fost acolo, au raportat cercetătorii.

Este surprinzător faptul că nimeni nu a demonstrat până acum eficiența utilizării sulfitului cu iodură pentru a degrada PFAS, spune McKay.

Liu și colegii săi colaborează acum cu o companie de inginerie, folosind noul lor proces pentru a trata PFAS într-un flux de deșeuri concentrat. Testul pilot se va încheia în aproximativ doi ani.