Cercetătorii testează o metodă de distrugere a PFAS la temperaturi mult mai mici decât incinerarea
Eliminarea substanțelor chimice nocive din apa contaminată este doar primul pas spre neutralizarea lor. Odată reținute în materialele de filtrare, aceste substanțe trebuie distruse și detoxificate, pentru ca poluarea să nu fie transferată într-un alt flux de deșeuri. Cercetătorii de la John and Marcia Price College of Engineering din cadrul Universității Utah au dezvoltat o metodă nouă de descompunere a „substanțelor chimice veșnice” în condiții relativ blânde.
Substanțele per- și polifluoroalchilice, cunoscute sub numele de PFAS, au numeroase utilizări benefice, dar sunt greu de distrus și pot persista în mediu. Ele reprezintă o clasă de poluanți ai apei de interes global, din cauza efectelor severe și de lungă durată asupra mediului și sănătății publice. Legăturile puternice carbon-fluor le fac rezistente la descompunerea naturală.
Studiul a fost coordonat de Ling Zang, profesor distins în Departamentul de Știința și Ingineria Materialelor și decan asociat pentru cercetare la Price College of Engineering. „Scopul final este să distrugem și să detoxificăm PFAS și să le reducem pericolele, astfel încât curățarea să nu mute pur și simplu contaminarea din apă într-un alt flux de deșeuri”, a declarat Zang. Rezultatele au fost publicate în Communications Chemistry.
Cercetările anterioare ale lui Zang s-au concentrat pe îndepărtarea PFAS prin filtrare și adsorbție și pe monitorizarea performanței tratamentului. Noul studiu pornește de la această bază și propune o metodă potențială de distrugere a substanțelor după ce acestea au fost colectate.
Ruperea legăturilor care rezistă la descompunere
Pentru a descompune PFAS, echipa de cercetare a folosit substanțe chimice reactive numite nucleofili, care rup legăturile puternice carbon-fluor. Acest proces, cunoscut drept defluorurare, a eliberat aproape în întregime fluorul sub formă de fluorură din mai mulți compuși testați, inclusiv din PFOA și din acidul trifluoroacetic (TFA), o moleculă mică deosebit de rezistentă. Defluorurarea este esențială pentru distrugerea și detoxificarea PFAS. Metoda a realizat, de asemenea, o eliminare eficientă a fluorului din doi polimeri fluorurați, PVDF și PCTFE, folosiți frecvent în baterii, produse industriale și muniții.
Temperaturi mai mici decât la incinerare
Majoritatea testelor au fost efectuate la temperaturi de 110 grade Celsius sau mai mici, deși unele materiale au necesitat temperaturi de până la 150 de grade Celsius. Aceste valori sunt substanțial mai mici decât cele de 1.000 de grade Celsius sau mai mult, folosite frecvent la incinerarea PFAS.
Incinerarea ridică și alte probleme, pentru că o descompunere incompletă poate genera poluanți secundari, inclusiv compuși fluorurați mai mici. Unii dintre acești subproduși sunt mai volatili decât substanțele originale și se pot dispersa în atmosferă, ceea ce ridică îngrijorări suplimentare privind contaminarea mediului. Metoda raportată funcționează în aer obișnuit și nu necesită condițiile specializate sau intrările folosite de alte metode de distrugere a PFAS, cum ar fi atmosfere de gaz inert, iradiere ultravioletă profundă, metale alcaline foarte reactive, catalizatori pe bază de metale grele, presiune ridicată aplicată din exterior sau prelucrare mecanică intensivă din punct de vedere energetic.
Testarea pe fluxuri reale de deșeuri, următorul pas
Această abordare ar putea permite, în cele din urmă, captarea PFAS din apa contaminată, concentrarea lor într-un flux de deșeuri mai mic și distrugerea lor, în loc să fie transferate din apă într-un alt material. Cercetarea rămâne însă la stadiul de laborator; studiile viitoare vor explora reactivi alternativi și condiții de reacție pentru a îmbunătăți eficacitatea metodei și a reduce impactul asupra mediului. Cercetătorii intenționează, de asemenea, să evalueze metoda pe fluxuri reale de deșeuri, să estimeze costurile tratamentului și să determine siguranța produselor reziduale.
