科学家们发现了一种分解“永久化学物质”的新方法,这些化学物质是众所周知的顽固污染物,污染了我们的水道和,有助于提供越来越多的处理长寿命化合物的潜在方法。
新闻一西北大学的研究人员于八月份提出了永久降解一些(但不是全部)化学物质的方法,他们描述了这些紧密结合的长链合成化学物质(曾经被认为没有大量能量就不可能降解)如何在意想不到的温和条件下“分解”状况。
现在,加州大学 (UC) 河滨分校的一组科学家报告了一种增强破坏水中 PFAS 化学物质的替代方法。
它使用紫外线和氢气来分解饮用水中的这些有害物质。
长效 PFAS(全氟烷基物质和多氟烷基物质)作为不粘剂和防水剂广泛使用了数十年,它们已渗透到各种领域:到。后来由于它们在环境中的持久性而被昵称为“永远的化学品”,它们被发现于存在于世界各地的饮用水中并与健康问题相关,。
如果这种研究进展继续下去,他们最终可能会陷入困境。
“这项技术的优点是它非常可持续,”说刘海舟是加州大学河滨分校的化学和环境工程师,也是团队的高级研究员,他开发了正在申请专利的新工艺,该工艺不会产生任何不良副产品。
抛开限制环境污染风险的监管杠杆不谈,解决 PFAS 问题有两个部分。第一个涉及从环境资源中去除材料,例如通过过滤饮用水供应(最常使用碳)——比清理更容易的任务。
下一步,也是更困难的一步,是处理或销毁浓缩的 PFAS 化学品,而在此过程中不会产生任何其他有害物质。 PFAS 可以在高温下被烧掉,例如,但这很昂贵,并且焚烧含有 PFAS 的产品有进一步传播的风险。
这就是新工艺的用武之地。它的工作原理是鼓泡氢气 (H2)通过受污染的水电离水分子(H2O)。这会产生包括水合电子在内的活性物质,然后攻击将 PFAS 化学品结合在一起的强键。
用高能、短波长紫外线照射水还有助于加速这些化学反应,否则这些化学反应太慢而无法在工业环境中发挥作用。
到目前为止,研究人员仅在少量(500 毫升或 17 液量盎司)掺有 PFOA 和 PFOS(两种永久性化学物质)的自来水上测试了他们的方法。
但他们在这些测试批次中使用比早期尝试更少的电能实现了污染物的快速且近乎完全的降解。
氢气和紫外线的双重打击在水处理 45 分钟内降解了 95% 的 PFOA 和 PFOS 化学品,总体降解率高达 97%。但该方法仍然需要一些优化,因为即使在据卫生当局称,PFAS 化学物质是危险的。
这并不是研究人员第一次尝试用 PFAS 化学物质来破坏它们。纽约克拉克森大学的另一个团队一直在与美国空军合作,使用 PFAS 污染的水处理等离子体反应器和氩气将 PFAS 分子分开。
等离子气体是由自由漫游的电子和正离子组成的电离气体。在试点测试对从空军基地监测井净化的污水进行处理,在等离子反应器中处理长达 50 分钟,可降解 36% 至 99% 的 PFAS 化学物质,其中一些比其他化学物质降解得更快。
面对如此大的问题,我们需要考虑所有的选项。克拉克森大学的化学工程师 Selma Mededovic Thagard 表示,“普遍的共识是,没有一种万能的解决方案”可以永久降解化学品。告诉美国地球物理联合会埃欧斯杂志。
刘和他在加州大学河滨分校的同事认为,通过测试其他低能量光源并修改他们的装置以增强氢气在水中的扩散,他们也可以使他们的过程更加节能。
如果该技术有机会从试管实验室实验扩大到现实世界的工业应用,这一点将非常重要,因为它一直是主要障碍对于其他方法。
“我们正在优化它,试图使这项技术适用于各种受 PFAS 污染的水源水,”刘说。 “该技术在破坏饮用水和不同类型的工业废水中的 PFAS 方面显示出非常有前景的结果。”
该研究发表于危险材料快报杂志。