新處理方法可在數小時內分解掉有毒的PFAS“永久化學品”
全氟烴基和多氟烷基物質(PFAS)因能在環境中長期存在而獲得了“永久化學品”的稱號,現在,它們越來越多地被證明對人類健康構成嚴重風險。鑑於這種認識的提高,科學家們正在加緊努力以便在它們造成傷害之前更好地分解它們。一項新突破證明瞭如何利用紫外線在幾個小時內完成這一工作。
PFAS是一組由4000多種化合物組成的化學品,從防水服和不粘鍋到食品包裝和消防泡沫,它們有其自己的特點。自20世紀40年代以來被廣泛使用,研究表明使用這些化學品跟廣泛的健康狀況有關,其中包括癌症和免疫系統功能受損。
在不斷努力消除環境中的化學品的過程中,我們已經看到了一些有希望的進展,其中一項2020年的研究表明,一種新型粉末可以被用作催化劑從而能破壞PFAS的一些最頑固的形式。今年早些時候,一項有趣的、具有里程碑意義的研究發現,通過定期獻血,血液中有毒的PFAS化學品水平可以減少30%。
這一領域的最新發現來自加州大學河濱分校的科學家,他們在2017年開始嘗試通過光化學反應分解PFAS化學品的方法。將這些物質添加到含有亞硫酸的水處理反應器中並將其暴露在紫外線下已被證明可以有效地分解它們。然而,化學反應的展開非常緩慢,因此該過程因此使用了大量的能源並同時未能拆解所有的強碳氟鍵,而這些碳氟鍵則都是PFAS化學品長期存在的基礎。
在試圖改進這一方法的過程中,科學家們一直在對這一過程進行調整併在去年取得了一些成功,他們發現在這些浴池前後的氧化處理導致了主要PFAS污染物中的碳-氟鍵被100%破壞。該團隊現在在此基礎上添加了一種特殊的成分以加快發展的速度。
將碘化物加入到紫外線和亞硫酸鹽處理中帶來了顯著的性能優勢,其可以輕鬆地分解常見形式的PFAS,另外還可以在鹽水溶液中濃縮PFAS,這是地下水淨化工作的一個有希望的跡象。該配方還被證明能有效地分解一種特別有問題的四碳PFAS分子– perfluorobutane sulfonate,它在24小時內被完全從溶液中清除。
這項研究的論文通訊作者、化學和環境工程助理教授Jinyong Liu表示:“碘化物確實在做一些實質性的工作。它不僅加快了反應速度,而且還允許處理10倍以上濃度的PFAS,甚至是一些非常難處理的結構。”
據該研究團隊介紹稱,總體來說,該團隊的新方法被發現可以摧毀PFAS中90%的碳氟原子,其速度比單純的紫外線和亞硫酸鹽處理要快;兩倍–在幾個小時內就能完成。科學家們現在正在跟合作夥伴合作以對該技術展開試點測試。